高中物理 物理量单位.docx
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高中物理物理量单位
匀变速直线运动
主要物理量及单位:
初速度(Vo):
m/s;加速度(a):
m/s2;末速度(Vt):
m/s;时间(t)秒(s);位移(s):
米(m);路程:
米;速度单位换算:
1m/s=3.6km/h。
平均速度V平=s/t(定义式)
中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at
中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2
位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0}
实验用推论Δs=aT2{Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}
自由落体运动
初速度Vo=0
末速度Vt=gt
下落高度h=gt2/2
竖直上抛运动
位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)
有用推论Vt2-Vo2=-2gs4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)
往返时间t=2Vo/g(从抛出落回原位置的时间)
平抛运动
水平方向速度:
Vx=Vo
竖直方向速度:
Vy=gt
水平方向位移:
x=Vot
竖直方向位移:
y=gt2/2
运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)
合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
合速度方向与水平夹角β:
tgβ=Vy/Vx=gt/V0
合位移:
s=(x2+y2)1/2,
位移方向与水平夹角α:
tgα=y/x=gt/2Vo
水平方向加速度:
ax=0;竖直方向加速度:
ay=g
匀速圆周运动
线速度V=s/t=2πr/T
角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r
向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
周期与频率:
T=1/f
角速度与线速度的关系:
V=ωr
角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)
主要物理量及单位:
弧长(s):
米(m);角度(Φ):
弧度(rad);频率(f):
赫(Hz);周期(T):
秒(s);转速(n):
r/s;半径(r):
米(m);线速度(V):
m/s;角速度(ω):
rad/s;向心加速度:
m/s2。
万有引力
开普勒第三定律:
T2/R3=K(=4π2/GM){R:
轨道半径,T:
周期,K:
常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)}
万有引力定律:
F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它们的连线上)
天体上的重力和重力加速度:
GMm/R2=mg;g=GM/R2{R:
天体半径(m),M:
天体质量(kg)}
卫星绕行速度、角速度、周期:
V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:
中心天体质量}
第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:
距地球表面的高度,r地:
地球的半径}
常见的力
重力G=mg(方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)
胡克定律F=kx{方向沿恢复形变方向,k:
劲度系数(N/m),x:
形变量(m)}
滑动摩擦力F=μFN{与物体相对运动方向相反,μ:
摩擦因数,FN:
正压力(N)}
静摩擦力0≤f静≤fm(与物体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力)
万有引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它们的连线上)
静电力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109N•m2/C2,方向在它们的连线上)
电场力F=Eq(E:
场强N/C,q:
电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同)
安培力F=BILsinθ(θ为B与L的夹角,当L⊥B时:
F=BIL,B//L时:
F=0)
洛仑兹力f=qVBsinθ(θ为B与V的夹角,当V⊥B时:
f=qVB,V//B时:
f=0)
力的合成与分解
同一直线上力的合成同向:
F=F1+F2,反向:
F=F1-F2(F1>F2)
互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时:
F=(F12+F22)1/2
合力大小范围:
|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
力的正交分解:
Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)
动力学(运动和力)
1.牛顿第一运动定律(惯性定律):
物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止
2.牛顿第二运动定律:
F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}
3.牛顿第三运动定律:
F=-F´{负号表示方向相反,F、F´各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:
反冲运动}
4.共点力的平衡F合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理}
5.超重:
FN>G,失重:
FN 6.牛顿运动定律的适用条件: 适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子〔见第一册P67〕 五、振动和波(机械振动与机械振动的传播) 1.简谐振动F=-kx{F: 回复力,k: 比例系数,x: 位移,负号表示F的方向与x始终反向} 2.单摆周期T=2π(l/g)1/2{l: 摆长(m),g: 当地重力加速度值,成立条件: 摆角θ<100;l>>r} 3.受迫振动频率特点: f=f驱动力 4.发生共振条件: f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用〔见第一册P175〕 5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕 6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定} 7.声波的波速(在空气中)0℃: 332m/s;20℃: 344m/s;30℃: 349m/s;(声波是纵波) 8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件: 障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大 9.波的干涉条件: 两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同) 10.多普勒效应: 由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小〔见第二册P21〕} 六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化) 1.动量: p=mv{p: 动量(kg/s),m: 质量(kg),v: 速度(m/s),方向与速度方向相同} 3.冲量: I=Ft{I: 冲量(N•s),F: 恒力(N),t: 力的作用时间(s),方向由F决定} 4.动量定理: I=Δp或Ft=mvt–mvo{Δp: 动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式} 5.动量守恒定律: p前总=p后总或p=p’´也可以是m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´ 6.弹性碰撞: Δp=0;ΔEk=0{即系统的动量和动能均守恒} 7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm{ΔEK: 损失的动能,EKm: 损失的最大动能} 8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm{碰后连在一起成一整体} 9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰: v1´=(m1-m2)v1/(m1+m2)v2´=2m1v1/(m1+m2) 10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒) 11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失 E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对{vt: 共同速度,f: 阻力,s相对子弹相对长木块的位移} 七、功和能(功是能量转化的量度) 1.功: W=Fscosα(定义式){W: 功(J),F: 恒力(N),s: 位移(m),α: F、s间的夹角} 2.重力做功: Wab=mghab{m: 物体的质量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab: a与b高度差(hab=ha-hb)} 3.电场力做功: Wab=qUab{q: 电量(C),Uab: a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb} 4.电功: W=UIt(普适式){U: 电压(V),I: 电流(A),t: 通电时间(s)} 5.功率: P=W/t(定义式){P: 功率[瓦(W)],W: t时间内所做的功(J),t: 做功所用时间(s)} 6.汽车牵引力的功率: P=Fv;P平=Fv平{P: 瞬时功率,P平: 平均功率} 7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f) 8.电功率: P=UI(普适式){U: 电路电压(V),I: 电路电流(A)} 9.焦耳定律: Q=I2Rt{Q: 电热(J),I: 电流强度(A),R: 电阻值(Ω),t: 通电时间(s)} 10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt 11.动能: Ek=mv2/2{Ek: 动能(J),m: 物体质量(kg),v: 物体瞬时速度(m/s)} 12.重力势能: EP=mgh{EP: 重力势能(J),g: 重力加速度,h: 竖直高度(m)(从零势能面起)} 13.电势能: EA=qφA{EA: 带电体在A点的电势能(J),q: 电量(C),φA: A点的电势(V)(从零势能面起)} 14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加): W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK {W合: 外力对物体做的总功,ΔEK: 动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)} 15.机械能守恒定律: ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2 16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP 八、分子动理论、能量守恒定律 1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米 2.油膜法测分子直径d=V/s{V: 单分子油膜的体积(m3),S: 油膜表面积(m)2} 3.分子动理论内容: 物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。 4.分子间的引力和斥力 (1)r (2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子势能=Emin(最小值) (3)r>r0,f引>f斥,F分子力表现为引力 (4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0 5.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的), W: 外界对物体做的正功(J),Q: 物体吸收的热量(J),ΔU: 增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕} 6.热力学第二定律 克氏表述: 不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性); 开氏表述: 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕} 7.热力学第三定律: 热力学零度不可达到{宇宙温度下限: -273.15摄氏度(热力学零度)} 九、气体的性质 1.气体的状态参量: 温度: 宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志, 热力学温度与摄氏温度关系: T=t+273{T: 热力学温度(K),t: 摄氏温度(℃)} 体积V: 气体分子所能占据的空间
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- 高中物理 物理量单位 物理量 单位