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楼主: 刀片

如何学好高中物理?

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发表于 2019-9-27 15:03:43 | 显示全部楼层
看书:一本好书也是很重要的。国内的高中教材的教学对象似乎是职业技校,看了和没看毫无区别。所以建议你一定要买一本好的参考书;问问发达地区,沿海城市的重点中学的人都在看什么书。
做题:问问发达地区,沿海城市的重点中学的人都在用什么练习册。一个好的题目可以检验出你的理解有哪些漏洞,你的思维有哪里生疏,你的技巧有哪些盲区。
提高智商:通过学习新的物理概念提高自己对世界的认知水准,就好像学美术应该可以提高审美一样。这是为了你自己好,是被你自己的好奇心驱动的。例如学完物理之后你再也不会问为什么乐器会发声,电器为什么会发热,wifi对人体有无危害,为什么汽车相撞质量大的不容易挂,为什么航天器改变轨道需要消耗能量这样的问题了。如果你对自然对宇宙没有兴趣,那么学物理是很难的。
不背公式:没事干的时候就用手从基本理论推出所有公式;这个过程中你能理解物理概念的意义,甚至看穿大部分考试题。此外你还可以提高代数和运算水平。这是成为牛人的第一步,任何行业都适用。
善用基本原则:任何一道难题都有一个基本的原则。物理的解题原理就是如何找到隐含的关系/条件,把这个代数给解出来。基本原则就是那几个基本定律,因-果关系在高中物理中是特别需要强调的。高中物理是决定论的。题目问你一个结果,这个结果一定有一个原因,物理解题的第一步,就是找到这个因。我杀你你就得死,我推你你就得动,我撸你你就得硬:这三件事都有不同的基本原则。
理解每一步:代数计算的每一步是数学范畴;这里更强调物理过程:例如小球碰撞就有几个过程;摆和球的碰撞、运动的车上的摆和外部小球的碰撞等等又有很多过程。需要理解每个过程发生的原因和结果:为什么是这样,为什么不是其他那样。你最开始的猜想是不是太naive了,为什么这么naive,是自己蠢还是书没看懂等等。这样不断反馈,在否定中肯定自己,在肯定中否定自己,就可以螺旋上升,提高自己的实力。最终目标是在计算出具体结果之前,就应该能大致判断出一个定性的结果。
空间想象力:电场,磁场,带电运动;圆周运动;参考系的变换;矢量的合成。这些基本功都需要一定的空间想象力。
物理情景的还原和边界条件/适用范围的内化:其实是上面几点的总结。
最后,注意一下数学水平:代数,微积分等。

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发表于 2019-9-27 15:04:24 | 显示全部楼层
11年参加安徽高考,理综283,物理化学满分,本科就读中科大物理系。
      高中物理的学习也是从差到优的过程。高一物理班级倒数过,那时候是力学部分,我虽然学的很努力,做了很多题,但总是换个条件,换个模型就做的吃力,理解不清晰,力与加速度的很多概念朦朦胧胧。后来整个高二对力学部分的掌握都很弱,也影响了我对电磁场的学习。
开始突破是来自高二结束的那个暑假,即将到来的是一轮复习。那个暑假对力学的学习让我对高中物理真正入了门,最终做起题目的感受里就是对受力分析、对整体法隔离法的运用等很流畅很顺手。
      那我做了什么呢?1,把高一的物理课本,物理辅导书(那种有讲解有题目的,我当年是王后雄,不知道现在都用什么了)拿出来,2,对着物理课本每一章每一节,一个字一个字看,看完一节去看辅导书讲解部分,然后做辅导书的题目,3,通过做题目发现有些概念自己不清楚的,或者通过题目的模型能提高自己对课本概念理解的,再把课本打开(课本千万不能丢,物理课本看似简单,实则精妙,要反复品味),仔细对照概念和题目以及辅导书的讲解,慢慢想清楚,一定要自己想,想到你用自己的大白话把概念写出来,写到笔记本上,把模型大意或模型图画上,然后写这里用的方法和概念,一定都是自己的话写!后来继续做题,更丰富的题目会让你更加理解这个概念,然后再记下你的大白话,当你理解越来越深刻,你会发现自己的大白话越来越靠近课本上的定义,你会越来越感叹这个定义十分精确,每个字都特别关键。最后你这个笔记本会特别珍贵,因为这里面都是自己对物理的理解,都是属于自己的东西,只要有自己不懂的新概念,就通过一道或者多道题目的模型来细细理解斟酌这个概念,然后把自己总结的精粹记进去。
      这样一遍书本下来,基本你的力学就没问题了,力学学好了,基本高中物理没有太难的了。
      以上是个人物理的主要学习方法。并不是说你知道方法就有用了,所有方法的前提都是你必须足够努力,否则都是空谈。高中其他的科虽然学习方法不尽相同,但是踏实努力都是必要条件。

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发表于 2019-9-27 15:04:53 | 显示全部楼层
沿海某省最好的高中里物理最好的人来答~
1,科学理论由定义、公理、推论(可以由前两者+数学,不借助实验证明的东西)组成。熟记定义,公理的前提、结论,推导推论(10秒内能推出来就不要记)。重计算轻定性。
2,熟记思维模版。所有力学题只有3种解题模版(受力分析,牛二,运动学;能量分析,能量守恒,运动学;受力分析,动量守恒,运动学),运动学2种(圆周运动,匀加速运动。后者常画vt图或设加速度),磁场有1种(洛伦兹力=向心力,几何关系求半径),电磁感应有1种(求电动势-电流-安培力,化为力学问题),万有引力1种(万有引力=向心力)。按模版做题,几乎不用智商。
3,做题贵精不贵多。

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发表于 2019-9-27 15:05:09 | 显示全部楼层
高中物理只有一个核心:受力图

真传一句话,假传万卷书。
我多解释几句,基本功就是一个小滑块在一个斜面上受到了啥力。所有的力,甭管安培力洛伦兹力还是吹牛逼力,所有力加在一起有多大朝啥方向,然后该加速加速该静止静止,该上天上天,符合能量守恒动量守恒,它还能往哪儿跑。这个通了,你拿90%的分不费吹灰之力!

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发表于 2019-9-27 15:05:14 | 显示全部楼层
我再update一下吧,感觉评论里有小伙伴没有搞清楚题目和模型之间的区别。
模型是最基础最简单的东西。
如何学好高中物理?-1.jpg


这个是我刚刚写的一个传送带模型总结,最简单的传送带模型,中途物体运动状态的改变都是依靠摩擦力来完成。
模型不要死记硬背,一定要靠理解。


题目是从模型上拓展出来的东西。
把传送带斜着放。
给传送带加其他力 加电场 加磁场
……
这个时候各种变大小变方向的力加在一起共同改变物体的运动状态,只要一点一点分析,最后还是可以做粗来的!!!!!
如果你连最基本的模型都没有掌握还怎么杀BOSS嘛!!!!

你看,我现在上大学了,已经半年和物理绝缘半年了,我还能把模型写出来 (•̀ω•́)✧  所以模型真的很重要!!!!!!!!

如果图中有错误请指出来 (´•༝•`)

最后我再画蛇添足一下,如果你有弄不懂的题目,一定要去问老师!!!
别跟我扯什么你不敢去!!!!
怕个鸡毛啊!!!!!!!!
大不了挨一顿骂,死缠着老师他最后肯定会给你讲的!!!
脸皮就是这么练出来!!!!
我当初就是一路挨着骂过来!!!!
—————————————————————内有渣图,不要喷。
现在高三,高二物理基本五六十分徘徊,零诊也是班上倒数,现在基本八十多九十多(肯定不算那种顶尖的,但是起码没拖后腿了。。。)我不是物理学霸,以下方法也不适合那种物理本来就已经考了100+,只是希望帮助到那些现在还在及格线挣扎的小伙伴。

先说第一个大部分,就是学习板块,我把高中物理分为四个部分:基本知识、基本方法、基本模型和小技巧。

1.基本知识
比如各种概念各种公式各种单位等
比如场强,定义式是F/q,然而E其实是由场源决定的,高中类似的定义式、决定式很多,要分清楚。
比如磁通量有没有n,感应电动势有没有n?
还有各种物理学史
这部分不清楚,神都帮不了你。



解决方法:看书!看书!看书!虽说物理书看起来没有什么鸟用(起码不如生物书那么重要),但是一旦考起来,你没看就懵逼了!!

2.基本方法
高中物理基本方法真的很有限!!属于一以贯之的那种!!
受力分析、运动过程分析、速度的分解等等
比如受力分析看起画起图来简单得不得行,然后什么共点力平衡,动态平衡…这些都属于受力分析
感觉很多人自我感觉这块掌握得很好,最后还是死在这里。



解决方法:纠错本归类(后文详细说)


3.基本模型
这个属于四个最重要的!!!最重要的!!!
小船过河模型!传送带模型!叠放体模型!!等等!!自己摸着良心问,你是不是每次都在这里栽了!!!
题里面的终极BOSS都是这里出来!!!


解决方法:同样纠错本


4.小技巧
小技巧说白了就是一些一般性的小结论,不是什么科学真理,就是为了做题快。
我说的小技巧不是什么万有引力里面各种乱七八糟的导出公式。
比如斜面上摩擦力做功只与下面那条边长度有关,等时圆什么的


解决方法:还是纠错本


纠错本!!!!!
纠错本一定是建立在你做了大量题以上的!!!做一道,不会就粘!!
来说说纠错本的分类,只是我个人建议
基本模型有一类,基本方法也含里面,留个旁栏,写明哪类模型哪种基本方法,过不了多久你就惊奇地发现你有一类题在不停地错…接下来该怎么做就不用说了。我自己就是在一个月以后,传送带就满了三页。。。
这一类不要怕多,不会粘。

小技巧有一类,这一类每一项需要一个题就够了,小技巧有很强的特征性,通常只有选择题里面的一个选项。

还有一类题就是见招拆招的那种,没有典型模型,纯属考你基本方法。这类题就可以按课本中的大板块分:力学,运动学,动力结合,恒定电流,电磁感应,还有非主干知识(万有引力,光学,机械波等等)


最后一类是压轴题!
这里的压轴题指的是那种偏难怪的题,不是用基本方法和基本模型就能解决的题,说白就是拼智商。这种题你考场上是不会做的,但是下来可以尝试一下,实在不会就放弃,也是留在纠错本上以后试试。




第二个部分是考试技巧
出题老师不是白痴,不可能来一套全年级都满分的试卷,所以肯定有一部分题你在有限的时间內是没法解决的!多了,这套卷子就难,少了就简单。

先说整体,一套试卷无论难易,都要把选择题磨完!!
(以四川卷7道选择2道实验3道大题为例)
我自己物理选择题通常要花15-20分钟左右,如果遇上难题,也不能超过30分钟。
实验题我通常在10分钟之内都能搞定。
三道大题也是30分钟内

下面两种情况都是指整个板块,不是某一道题。
选择题难?
1.排除法
有时候错误的答案很明显,但是正确的大题如果你想算出来恐怕不是两分钟的事
2.多选只单选
多选一般有一个正确答案能秒出,但是另一个很难。选出第一个就走人,30秒拿3分也不算亏吧。尤其是在大题也很难的情况下,这种方法真的屡试不爽。

大题难?
简单的大题就是你读完题就能列公式,列一个算一个答案,弯都不转就出答案。
难的大题就是你读不懂,始终觉得条件不够。
我觉得大题难无非就是多过程多物体,遇上这种,只看一个物体,千万不要想着A又想着B,只看一个物体找过程,使劲列方程。列完A就列B。 如何学好高中物理?-2.jpg
通常AB之间有联系,如果你找不到联系,就把列出的方程写在卷子上,主干方程写前面(比如动能定理,机械能守恒。)细节方程写后面(就是主干方程里某个未知变量的求解)列完就走人,这道题一半多的分都在手里了。如果找到了AB联系,我考试的时候也不会算了,毕竟七八个方程,理综那么短时间也是有压力。这个看个人情况,主要我蠢。。我还碰上过选择和大题都是BOSS的情况,选择题照做,大题只列了方程,包括第一道大题都没写答案。最后前两道大题都只扣了4分答案分,最后一道也拿了10+,最后史无前例考了班上第二(当年是班上倒数第二。。)。这种就是保底情况,很少见,前提你书写要好=


没有讲实验题是因为我实验题也没啥经验,一轮之后实验一直处于六得不得行的状态= =。寒假准备把高中各种模型重新总结精华一下,实验也走一遍。


本人纯手打 ,都是自己经验之谈,属于傻瓜手册,但是绝对不坑人。
如果各种学霸还有其他更六的方法,也可以交流一下。毕竟我物理也不是数一数二水平,只是勉强应付高考。

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发表于 2019-9-27 15:05:54 | 显示全部楼层
学不会就做题

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发表于 2019-9-27 15:06:54 | 显示全部楼层
本回答已收录于知乎电子书系列《高考倒计时:提分宝典》第一章第五节:如何攻克物理这个难关
高考倒计时:提分宝典理综280,估测物理满分;华约自招物理96(满分100)。致力于让高中生使用不过多的投入(不影响其他科目学习)的情况下搞定物理,如果牺牲同学其他科目的时间来进步物理成绩,那不叫好老师。下面直接上干货:
高中物理学三种东西——概念,实验定律,模型
1,概念。这是非常细碎的东西,但是简单容易理解。比如,我们学到静电场,书上告诉你电场强度定义式 ,这个公式不需要问为什么,因为我们这样定义电场强度。再比如电流,我们定义电流为单位时间通过截面的电荷量,那么公式 也不需要问为什么。如果你某个概念没有掌握,直接翻书就行。
2,定律。定律也叫实验定律。他们都是科学家通过做实验得出的规律,他们不能通过其他物理或者数学规律经过数学推导得来。高中物理中所有的实验定律,其背后的实验都必须掌握。
自由落体定律——著名的伽利略斜面实验一
牛顿第一定律——著名的伽利略斜面实验二 伽利略这两个斜面实验里包含了三个思想实验,是高考重要考点
Yuanqi Li:伽利略在高中物理中的三次思想实验牛顿第二定律——这个实验书上有,实验探究了力,质量,加速度的关系
牛顿第三定律——实验很简单
胡克定律——弹簧弹力和伸长量的实验研究
万有引力定律——牛顿的思考与卡文迪许扭秤(牛顿的思考过程非常精彩,必修二课本里有)
机械能守恒定律——著名的伽利略斜面实验二(和牛顿第一定律一样)
库仑定律——库伦扭秤实验
Yuanqi Li:两个扭秤——卡文迪许扭秤与库伦扭秤欧姆定律,焦耳定律——实验初中的时候就讲过
电阻定律——初中做了定性实验,高中引入电阻率概念后有了定量规律
法拉第电磁感应定律——电生磁磁生电实验都是重要物理学史考点
楞次定律——也是实验
斯涅尔定律(就是初中光学就学过的,光折射反射定律)——初中做过实验


其实在获得这些实验定律以后,还会从这些定律中经过数学推导获得一些定理。这些定理是可以推导得到的,建议最好掌握定理推导。如果某条定理没有出现在书上,那么不建议记忆该定理。
举个书上定理推导的精彩例子——圆周运动向心加速度。书上只用了矢量相加减的数学规律,还有圆的相关数学规律,就推出了精彩的定理。
以上两点——概念和定律,只需要看书就可以完全掌握。而且,这之后,所有的高中物理题目,使用的公式仅限于以上的公式——定义式,和书上的定律,定理。基础不好的同学,一定要先确保把1,2两点学会,再学第三点。
讲模型之前插播一句,我的高中物理力学讲座,将于七月19,20号直播(带录播),讲座内容大纲和报名方式在下面链接中。
Yuanqi Li李元琪:高中物理:力学讲座大纲
3,模型
模型的学习一般就是来源于老师的课堂笔记或者一些题目训练。物理模型的意义一句话总结,叫:“补全你的方程组”
学物理的时候,在学会了概念和实验定律,推导完相关定理以后,老师们一般就开始讲各种各样的模型。做题的时候,我们也在训练各种各样的模型。
比如,学万有引力一章,学完万有引力定律和卡文迪许扭秤实验后,就开始学各种模型(或者叫题型)诸如变轨问题,双星模型,星体密度计算等等。
如果你学完以后,背了一堆结论,或者是疯狂刷题,做一道算一道,那这些物理模型对你就没有意义。
举个例子:
如何学好高中物理?-3.jpg 这个图应该很熟悉,如果你直接依靠背老师讲的结论去做这道题,那么我可以告诉你,这道题有很多种问法,每种问法会对应不同的答案。
怎么解决?列方程,解方程。
两个物体,列了两个牛顿第二定律方程。然后发现,未知数比方程数多一个。
这时候,模型的作用就来了。这个模型中,我们应该学会——方块和三角始终接触,所以,二者的加速度在斜面垂直方向应该相等。
到此,缺少的那个方程补上了。
因为整个高中阶段,涉及的概念,定律,实验并不多。学习物理模型占据了主要的时间。通过这个例子,同学们感受一下,学模型究竟是学什么。


再举个例子,双星问题。
两星相距 ,列两个牛顿第二定律方程(万有引力等于向心力)。 ,
发现方程里有四个未知数——两星的半径 ,两星的周期 ,但是只有两个方程。
这时候,学过这个模型的同学就知道, (维持双星系统稳定,必须有这两个关系)。从而补全了方程组。
再比如,星体密度问题。
学过这个模型的同学,学会的不应该是某个星体密度公式,而应该是如何列方程解出星体密度——列出牛顿第二定律——星体表面某个物体,万有引力等于重力。然后,重力等于质量乘以该星体重力加速度,万有引力表达式中的距离等于星体半径,星体质量可以用密度和球体积公式表达。
(也许有同学注意到了,我在前面一直强调“方程”两个字。列方程,是学习高中物理必须养成的习惯,也是从初中物理到高中物理的一个重要转变。初中学物理的时候,是一个计算式解出一个量,逐步解出答案。但是这种方法在很多问题上会遇到困难。比如小学就学过的鸡兔同笼,要是列式计算,必须用巧妙办法才可以做,但是列方程解方程就很简单。另外,把方程规范地列出来,也便于改卷的时候给过程分)


当你学会了概念,掌握了基本定律,积累了模型,就可以做高考题了。下面我举例说明,怎样从基础到达高考题。以力学中小木块问题为例:
小木块的运动,我们总是可以分成几个过程,以及几个状态——初始状态,中间状态,结束状态。
整个运动过程分解为:初始状态--过程1--中间状态1--过程2--中间状态2-过程3--结束状态。如果一道题足够复杂,它可以有很多个中间状态,也就会在状态间夹杂很多过程。但是毕竟高考题复杂程度有限,一般的高考题都是只有一个中间状态。也就是典型的:初始状态--过程1--中间状态--过程2--结束状态。我们称之为——三状态,两过程。
完成一道力学题,就需要搞清楚,在三个状态时,木块的速度,位置。在两个过程中,木块的受力,以及根据受力计算出加速度。
我们有木块的初始位置和初始速度,根据过程1的受力,计算出过程1的加速度,从而用运动学方法列出关于中间状态的速度,位置的方程。再根据过程2的受力,计算出过程2的加速度,从而用运动学方法列出关于结束状态的速度,位置的方程。进而解出答案。
以上是做题流程的讲解。
下面,我们从最基础的知识点开始,解决力学木块问题。(一切从书上最基本的知识点出发,是我处理高考问题的一贯宗旨)
首先,你需要掌握运动学相关知识。
掌握加速度定义式 以后,使用图像法可以推出位移公式,进而推出所有运动学规律。
如何学好高中物理?-12.jpg 注意,图中左边的两个公式,速度公式是直接由加速度公式得来的,位移公式是用速度公式推导出的。右边四个公式都是左边两个公式导出的。这里的推导书上都有,请务必掌握。
其次,你需要掌握静力学相关知识,知道弹力,摩擦力的性质(也就是掌握它们的概念),会做受力分析,懂得整体法和隔离法。请先做一下下图中的受力分析,分析出所有的力,讨论所有情况,尤其是所有摩擦面对每个物体的摩擦力。若你不会做,或者对任何一个例子的分析没有把握,请尽快向老师,同学请教。
如何学好高中物理?-13.jpg

如何学好高中物理?-14.jpg 注:11,12为圆形轨道,11轨道光滑,12轨道有摩擦系数


抛体运动的运动分解,矢量分解,功和机械能,静电场电场强度定义,也是需要的储备知识。
若以上几点储备知识,任何一条不会或者不熟,请尽快问老师同学。
储备知识学会以后,请尽量忘掉平时看的那些二级结论,从最基本的物理规律,求解下面这些题目中,小木块的运动。
前三题,木块或者组合木块受拉力F,在光滑地面拉动距离为l,进入有摩擦的地面后,撤掉拉力。第四题,两个木块均有初始速度v0,先在光滑地面运动,再进入有阻力地面。前四题,木块均为小木块(尺寸忽略不计)第五题,上面一个小木块,下面是长木板,给出长木板长度。长木板撞到墙后停下。
第6/7题,小木块静止释放,第七题小木块带电
如何学好高中物理?-15.jpg

如何学好高中物理?-16.jpg 希望这条回答,可以让同学们明白高中物理该学什么,把精力用在要点上,好钢用在刀刃上。
下面放出六个例子的答案,以及其中一种讨论情况的详解。同学们体会一下第三个例子的讨论。本例均默认最大静摩擦力等于滑动摩擦力。学有余力的同学也可以尝试一下讨论最大静摩擦力大于滑动摩擦力的情况。(其实应付高考就按照等于就够了)图中没画重力和弹力,只画了摩擦力。
如何学好高中物理?-17.jpg 图中只画出来了摩擦力,没有画重力和弹力
注意,图中的答案解析部分,受力示意图只画出来了摩擦力,还有外力F,没有画重力和弹力,摩擦力的大小已经直接在图中标出。第三题大家思考一下,只有三种情况吗?不,有四种情况,下图写出了第四种情况的讨论。
如何学好高中物理?-18.jpg

如何学好高中物理?-19.jpg 例子五的分析和例三例四一样,分情况讨论并讨论条件。
下面是例6的答案,自锁现象,非常常见的一个模型,这种分析方法很重要,当力F非常大时,如何分析。
如何学好高中物理?-20.jpg 下面详解一下题目3的第二种情况,不会推导的同学可以模仿一下。
如何学好高中物理?-21.jpg ——————————————————————————————————
第二部分:曲线运动

储备概念与知识:(均来自于此前学过的必修一)
    熟悉矢量的分解与合成(平行四边形法则)知道位移,速度,加速度,均为矢量熟悉瞬时速度的定义( ),知道曲线运动瞬时速度方向沿曲线切线。熟悉瞬时加速度的定义
实验定律:牛顿第二定律
定理推导:知道如何推导圆周运动加速度表达式。
推导过程如下图:注意,圆周运动向心加速度表达式不是实验定律,而是可以通过牛顿第二定律加上简单的几何关系推导而来,该推导在人教版必修二教材上也有。
如何学好高中物理?-23.jpg 下面开始依次介绍模型,介绍完模型以后放例题。
模型一:伽利略变换与河水模型。
伽利略变换是我每次讲到曲线运动都要强调的东西,这个知识点一般课堂上不作为原理来讲,但是他是牛顿力学最为原始的原理,整个牛顿力学都是在承认这一变换存在的基础上建立的:核心就一句话:A物体相对地面的位移(暂且称为绝对位移,以下同),速度,加速度,等于A物体相对另一个匀速直线运动参考系的位移(暂且称为相对位移),加上该参考系的位移,(称为 ) 注:这里的表述我修改成了高中生易懂的简化表述。
在我们常见的河水模型中,就是天然地应用了伽利略变换。河水就是一个相对地面匀速直线运动的参考系。游泳的速度就是相对河水这个参考系的速度。
如何学好高中物理?-25.jpg 模型二:连续性方程。
指的是由于物体之间的关系(相连等关系),使得两个物体沿某方向的速度,加速度,位移相等。比如,绳子连接的两点A,B,沿绳子方向的分速度相等。(他们各自的的合速度方向就是沿着空间中观察到的他们运动方向)
注意,速度相等不代表加速度相等。因为这里的速度和加速度都是二维矢量,矢量的求导在此不再赘述,但是我们可以通过向心加速度这个概念在此帮助理解。当一端绕着另一端转动的时候,一端有向心加速度,另一端没有。
如何学好高中物理?-26.jpg 再比如这个在运动斜面上运动的小木块:
方块和三角始终接触,所以,二者的加速度在斜面垂直方向相等。
模型三:圆周运动向心加速度由外力提供:
向心力并不是原本存在的,而是某个外力提供了向心力(也可以叫提供了向心加速度),搞清楚哪个力提供向心力,是解决本模型的关键。例如下面两个小模型:不掉落模型,相对静止模型。
如何学好高中物理?-28.jpg 下面开始例题:你会发现这几道例题你都似曾相识
例一:河水模型
如何学好高中物理?-29.jpg 例二:连续性方程:
如何学好高中物理?-30.jpg 例三:外力提供向心加速度模型
如何学好高中物理?-31.jpg 下面是第二部分:圆周运动的题目解答:
第一个模型与例题:河水模型。
值得注意的是,渡河问题中,我非常详细地分析了时间最短的方案,这种情况在一般的参考书或者课堂讲解中通常是一笔带过的。我拿出来着重分析,是为了让同学们明确理解合速度与分速度。合速度就是实际观察到的物体运动,如果以地面为参考系,也就是我前面讲到的“绝对速度”。它既可以按照坐标系分解,也可以按照 分解。你可以写:
,也可以写 ,还可以写 (因为 均可以按照x,y方向分解),但是,你不能写 。两种分解方式可以先后使用,但是不能同时使用。一般参考书和课堂在这里没有讲清楚,我希望同学们把这里搞清楚以避免在速度分解问题上犯糊涂。
如何学好高中物理?-38.jpg 下面是圆周运动两个模型的分析。注意,物体做圆周运动,必然有加速度指向圆心,合外力指向圆心。圆周运动是这种合外力的结果。
如何学好高中物理?-39.jpg 下面是旋转圆盘上弹簧连接小木块的例题,注意这种多级分类讨论常在高考大题中出现。
如何学好高中物理?-40.jpg ——————————————————
2019/02/02更新
补充两个曲线运动部分的模型
第一个是改变速度,加速度,力,几种矢量的分解坐标系。这样就处理成一个竖直上抛加匀加速直线运动。第二个是皮带转轮模型。
如何学好高中物理?-41.jpg 万有引力

首先是万有引力定律的得出:物理课本上讲了牛顿如何导出万有引力定律。
首先,根据几何关系,可以推导出圆周运动向心加速度表达式(推导过程前文讲了),然后根据牛顿第二定律,要想做圆周运动,必受向心力 ,并使用开普勒第三定律,用轨道半径r替换掉表达式里的周期T,因此,星体合外力 正比于 ,向心力就正比于地球质量,反比于地球公转轨道半径。
随后,牛顿第三定律,太阳对地球的引力等于地球对太阳的引力,也就是说,在万有引力的表达式中,地球和太阳应该处于同等地位。那么,万有引力既然正比于地球质量,也应该正比于太阳质量。(这是一个非常惊艳的思路,牛顿用简洁的对称性得到了一个很美的表达式)
因此 正比于 ,加个未知的比例系数,就是
到此,牛顿的工作结束。得到了万有引力的表达式形式。
我们还可以往深处挖掘。这样的万有引力表达式其实实际作用不大,因为比例系数k不知道,后来,卡文迪许设计了著名的卡文迪许扭秤实验,才测定了比例系数k。
与万有引力定律具有相似形式的库仑定律,它的得出,跟牛顿得出万有引力定律完全不同,因为库伦的时代并不知道电荷圆周运动的例子,他是通过库伦扭秤获得的库仑定律表达式。而库伦定律的系数,是在定义电荷量这个单位以后,才可以计算得出的。
我在专栏里有一篇文章专门介绍两个扭秤实验。
下面开始讲解本章节的重要模型:
如何学好高中物理?-48.jpg 如何学好高中物理?-49.jpg

显然对于地球这样的天体,放在地球表面的物体向心力远远小于万有引力。这里说的,放在地球表面,这个条件很重要,这意味着它的角速度和地球一致。这个辨析一定要懂。
注意,对于均匀质量天体,计算出天体质量就可以计算密度。有个很经典的问题就是,在登陆一个已知半径的均匀天体以后(假设向心加速度比较小),怎么通过实验计算其密度。就做个自由落体实验就可以。
下面的同步卫星问题,注意辨析物体放在地面上的情况。万有引力不等于向心力。
如何学好高中物理?-50.jpg 变轨问题,两次点火。能量E是总能量,引力势能加动能。(引力势能是自主招生学的知识点,不参加自招的同学不用管)
如何学好高中物理?-51.jpg 双星问题,关键在于,双星的绕转中心是相同的,周期也是相同的。
如何学好高中物理?-52.jpg 功和机械能

首先是讲解功的概念,功的定义式是:在一个微小过程中,力点乘力作用点位移

这个概念我必须花好几张图片,并且配套例题的方式来讲解清楚,因为这个概念实在太容易搞错了。
如何学好高中物理?-54.jpg 下图中的滑轮模型和卷绳子模型非常经典
如何学好高中物理?-55.jpg 下面辨析一下功和冲量的概念(没学选修3-5动量部分的同学可以跳过下图)
如何学好高中物理?-56.jpg 下面,我用两个例题再一次辨析功的概念,功是力点乘力的作用点走过的微小位移的累加:
如何学好高中物理?-58.jpg 解答如下
如何学好高中物理?-59.jpg 下面讲一下功率,功率的定义式 ,看起来平淡无奇,后面你会发现它的应用非常有趣,还和稳恒电流部分的知识点有关系。
第一题是一个功率概念的应用,功率经常与机械相联系
如何学好高中物理?-61.jpg 第二个模型非常重要!这个利用柱体截面模型和比例定义式计算的方法,在稳恒电流中同样有应用,推导得出 就是用的这个模型。
如何学好高中物理?-63.jpg 从下面这个模型可以体会一下做物理题的时候”想象实际过程”的重要性
如何学好高中物理?-64.jpg 下面进入功能关系,能量守恒部分。这一部分有个非常重要的实验——伽利略理想斜面实验(双斜面),它和伽利略在探究自由落体运动规律时做的实验是两个不同的实验,这两个实验的对比学习非常值得体会。
Yuanqi Li:伽利略在高中物理中的三次思想实验
下面讲一个模型,一个经典例题,看似简单实际易错。
如何学好高中物理?-65.jpg 注意,这里的速度损失非常值得学习。这个知识点和前面曲线运动部分我讲的绳子两端分速度关系那个知识点相联系。学过动量的同学,也可以把绳子张紧这个过程看作一次完全非弹性碰撞。
如何学好高中物理?-66.jpg 如何学好高中物理?-67.jpg ——————————————————————
2019/02/15更新
你们催更已久的电磁学来了,力学里的动量和振动与波以后有时间再更新
静电场

首先是几个概念:电荷,物体带电的几种方式(库仑扭秤实验就巧妙利用了接触起电的特性),静电感应,元电荷,电场强度,电势能与电势(电势差与电场力做功的关系,电势差与电场强度的关系),电场线与等势面。
搞清楚以上的概念和对应的公式以后,学习几个实验定律和原理。
库仑定律。对应库仑扭秤实验
叠加原理:电场叠加原理与电势叠加原理。电势叠加原理书上没写但是很重要:若以无穷远为电势零点,一个点的电势等于空间中所有点电荷独立在该点引发电势的标量和。
如何学好高中物理?-68.jpg

如何学好高中物理?-69.jpg 下面开始模型:
第一个模型就是典型的复合势能场模型,没有磁场,只有重力场和电场,两个恒力同时作用在物体上。这种没有给示意图的题目(或者给了示意图但是告诉你角度在0到180度变化的)有时候会挖有坑。注意有的时候要分情况讨论
如何学好高中物理?-70.jpg 下面还是一个复合势能场的例子。利用了库仑定律。
如何学好高中物理?-71.jpg 下面详细讲一下等势面,注意下图下半部分那几个电场线和等势面的模型必须掌握,必须会画。
如何学好高中物理?-72.jpg 下面是一个由几何形状的电势推断电场强度的模型,很简单。但是在2014年新课标一卷的理综压轴题里,它就是解决问题的关键模型之一(如果看过我的最高赞回答,理综高阶思维那个,应该对这个题目有印象。回答链接在文末)
如何学好高中物理?-73.jpg 下面扩展一下这个模型,几何形状电势与电场推断(因为有了等势面其实就有了电场线)
如何学好高中物理?-74.jpg 详细讲一下静电感应。
几个知识点的关系是:导体中有自由电荷可以移动,推断出最终导体内必然场强为零,推断出导体是等势体,推断出导体表面是等势面,推断出导体表面电场垂直于导体表面。
这一系列逻辑关系很重要!
如何学好高中物理?-75.jpg 导体内场强为零,实际是导体表面的电荷和其他电荷共同引发的合场强为零。
如何学好高中物理?-76.jpg

如何学好高中物理?-77.jpg 电容:定义式: ,决定平行板电容器电容大小的公式
电容可以类比装水的杯子,C代表杯子底面积大小,Q代表水量,U代表水位高度。这种用电类比水的方法,在学习电学的时候会有奇效。(电流类比水流,电势类比水位高度,电动势类比水泵,用电器类比水轮机)
下面两个模型:
如何学好高中物理?-80.jpg 电容器中插入导体,同时使用了电路,电容器,电场中的导体,电场强度与电势差关系,数个知识点。
如何学好高中物理?-81.jpg 恒定电流

电流的定义是:单位时间通过某截面的电荷量。定义式 。决定式 的推导非常重要,这个截面模型此前也讲过,在力学,功率部分,讲风力发电机的模型的时候讲过。
如何学好高中物理?-84.jpg 电流是电荷的定向移动,在考虑定向移动的时候,负电荷的移动看做正电荷向反方向移动。
例:溶液中某个截面,1秒内反方向通过该截面的正负电荷各5库仑,问该截面电流多大?答案是10A 这里注意,最好是把正负电荷的运动全部换算成正电荷的运动,再使用定义式。
电功,电功率,欧姆定律,焦耳定律,非纯电阻电路:
,恒成立。因为这个公式,是直接用力学原理,和电场性质得出的,它是用 加上 得到的。然而电功,电功率的另外两个表达式,就必须在纯电阻电路下成立,因为他们的导出需要前面这个电功表达式结合欧姆定律导出。
纯电阻电路是把电能只转化为热能。我们可以理解为,在该用电器中,只有电阻对电流有阻碍作用,欧姆定律 成立,因此, 均成立。
非纯电阻电路中,电能还转化为了其他形式的能量,可以理解为,电动机中,阻碍电流的不仅仅是电阻,还有切割磁场产生的和电流反向的感应电动势,电解池中,阻碍电流的还有自发化学反应的趋势,欧姆定律 不成立,因此, 在非纯电阻电路都不成立,但是 ,恒成立。
焦耳定律是实验测出的发热的规律,实验验证它恒成立,因此,无论纯电阻还是非纯电阻,发热量 ,而在非纯电阻电路里, 就等于输出的其他形式的功。
做个简单的例题:
如何学好高中物理?-99.jpg 如何学好高中物理?-100.jpg 然后进入本章的重点,也是难点——电路分析。电路分析不仅可以出比较难的选择题,也可以作为实验题的核心难点出现。电路分析的核心步骤是电路简化,简化以后的电路,仅仅使用欧姆定律和初中学的分压分流规律即可分析。
先复习一下串联分压定律:若电阻 串联,则两电阻分得的电压 满足分压定律: ,即电压之比等于电阻之比。这很容易由串联电流相等加上欧姆定律推出(推导一定要清晰)。并联分流定律:若电阻 并联,则两电阻分得的电流 满足分流定律: ,即电流之等于电阻反比。由并联电压相等加上欧姆定律推出。(推导一定要清晰)
然后,开始学习简化电路。电路的简化大致有以下三个思路:
•电势是唯一标准,电压是电势差
•从正极出发,往负极走,寻找走通的支路。(当然也可以反过来走)
•水流从地势高的地方流向地势低的地方,电流从电势高的地方流向电势低的地方(电源内除外)
还遵循以下几个原则:
1.理想电流表视为一段导线,理想电压表视为开路,达到稳态的电容也视为开路
2.给出具体电阻值的非理想电流表视为能显示自己电流值的电阻,非理想电压表视为能显示自己两边电压的电阻
3.没有电流通过的路段无论有没有用电器都可以将其拆掉
4.等电势点合并为一点
5.导线可以随意拉伸缩短(导线电阻为零,电势不变,其实5是4的延伸)
理解以上五个原则以后,就可以练习使用前面说的三个思路,开始进行电路简化。这五条原则请大家一定要理解其原因和本质。而这三条思路并不唯一,你也可以有自己的其他思路。
做个例题练习一下,简化如图所示的电路:
如何学好高中物理?-107.jpg 如果某个题目给你一个这样的电路图,问你调节滑动变阻器的滑片,三个小灯泡的亮度变化情况。显然不进行电路简化的话这个题目根本没法分析。那么我们对电路中的重要节点进行标注,发现ABCMN五个点直接由导线相连,电势相等,可以合并成一个点,Q点电势和其他点都不一样,它比正极低了一个电源电压。Q可以经过L3直接到B,即ABCMN,即正极。也可以先经过L2到P,再有两条路到正极。那么,电路简化为,L3直接连在电源两端,L1和R并联后和L2串联,接到电源两端。简化电路图如下:
如何学好高中物理?-108.jpg 图中标出了对应点。
再看一个2017年课标全国卷的实验题,本题的难点在于第四问,其关键也是电路分析
如何学好高中物理?-109.jpg 处理电路后发现,其实只有上半部分电路是影响实验测量的,并且可以把滑动变阻器拆开,拆成两个电阻:
如何学好高中物理?-110.jpg 要想闭合S2,微安表示数不变,类比水流,说明接通与否没有引起整个电路电流分布的变化,说明S2上不应该有电流流过,也就是说,BD两点接通前电势相等。那么,在两条支路分别使用分压公式,加上两个并联支路电压相等,可以得出:
如何学好高中物理?-111.jpg 其中的 代表某点电势,U代表电势差。U的下标遵循静电场章节我们讲解的电势差字母下标规律,即
本章电路分析是重点难点,误差分析也是一个难点,要求掌握两个重要实验的数据处理和误差分析——测量电源电动势和内阻,半偏法测灵敏电流计内阻。
测量电源电动势和内阻:
分别用甲,乙两个电路测电源电动势和内阻,获得两条曲线AB和CD,问:1,AB和CD分别是哪个实验电路的结果?2,已知ABCD四个点的坐标,真实的电动势,内阻是多少?
如何学好高中物理?-114.jpg CD是甲,AB是乙。首先要搞清楚,该实验的理论依据是:闭合回路欧姆定律。 ,图像中I为自变量U为因变量,I是电源电流,U是电源两端路端电压。误差来源在于,电压表或者电流表示数和电源电流,路端电压之间有偏差,只需要分析出这个偏差是偏大还是偏小,就可以分析出误差情况。
因为甲测出的电压是真实的路端电压,电流小于电源电流。而乙测出电压小,电流真实
如何学好高中物理?-116.jpg 如何学好高中物理?-117.jpg 故,DA连线为真U-I图像。可以由DA坐标计算出真实电动势和电源内阻。
半偏法测灵敏电流计内阻:使用等效替代思想,用电阻箱等效替代灵敏电流计。实验流程如下:
如何学好高中物理?-118.jpg 该实验方法测出的电流计内阻偏小。因为实验过程中假设了闭合K2的时候,电路总电流没变,仍然是G的满偏电流(因为只有这样假设,才可以认为电阻箱和半偏的灵敏电流计分走一样多的电流,才能认为他们内阻相等)。但实际上闭合K2的时候,总电阻一定变小,总电流一定变大,最终电阻箱电流是略大于G半偏电流的。
如何学好高中物理?-119.jpg 那么,相应的,要降低此实验的误差,应该选取电阻较大的R2。
如果有同学发现了题目或者解答中的错误,请联系我。非常感谢!
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这个帖子我打算暂时作为我对物理学习最全面的总结。想看其他学科复习方法,以及理综学习方法,链接如下
高三一轮复习怎样才能达到质变?理综的高阶思维是什么,如何培养?然后是数学,化学的干货帖,会和本文一样持续更新,敬请期待
在学习高中数学的过程中有没有什么好的经验可以分享?在学习高中化学的过程中有没有什么好的经验可以分享?——————————————————————
觉得不错的话点个赞吧~ 本回答后续会更新电磁学和力学其他章节的模型总结,敬请期待。
愿科学的学习方法可以让努力的同学获得应得的回报。在这里我想劳烦各位,如果觉得我写的不错,请帮忙推荐给你并肩作战的同学们,作为一份新年礼物,谢谢各位!
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发表于 2019-9-27 15:07:01 | 显示全部楼层
    首先,培养“物理的思维”很重要。如果楼主是刚上高中,那么一定要尽快地把学物理的思维转换过来。刚上高一时,当时的物理老师说过这样一句话:“初中的物理是用文字答题,而高中的物理是用方程答题”。在物理的世界中,方程才是通用语言,要学会用方程描述去描述物理状态,也就是题中所给的条件。好好理解书中的物理概念,不要小瞧那些考概念的选择题,这些练的都是你的内功,练好了才会有一个由量变到质变的过程。对于公式,不一定把所有的都记住,但是一定要理解公式的物理意思和推导过程(知道哪些公式是定义式,哪些公式是推导出来的,有些复杂的公式实际上是由几个方程组成的方程组推导出来的,在答题的时候写出原始的方程组,简单一算就会得到最终的公式,而且即使做错了还会有相应的步骤分)。高中的物理实际上是模块化的,有些模块与其他的基本上没有什么联系,比如热学、原子物理、光学等;一般最后的大题都是综合性,所以你还有搞清楚一些模块之间的联系,比如电磁学和牛二律的综合。高中的物理有几大解题思想:运动学的思想、能量的思想、动量的思想。分析题目根据所要求的物理量来确定解决问题的思想。还有那就是多做题了,这个不用多说,大家都明白,就看你能不能坚持。但是不要盲目地追求数量,一定要有自己的沉淀和反思,总结出属于自己的东西。遇到不会的地方多和老师沟通,老师毕竟有那么多年的经验了,有时候几句话就能点醒你,给你指出道路。解物理题有很多小技巧,比如“量纲法”、“极限法”等等,注意总结,但是不要沉浸其中,这些都是“术”,一步步的列方程分析问题才是你的基本功,平时做题的时候尽量用常规的方法先把问题解决了再看能不能用特殊方法来检查一下。


补充一点自己做题的感悟:解大题的时候实际上就像拍电影一样,电影要一个镜头一个镜头的拍,题目也要一步一步的解。弄清楚题目中物理过程的转折点和临界点,把这个过程分成几段,一段一段地分析,然后用方程描述。  

还有很重要的一点就是你要爱这个学科,推荐一本书《 上帝掷骰子吗》http://book.douban.com/subject/1467022/

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发表于 2019-9-27 15:07:48 | 显示全部楼层
师傅领进门,修行靠个人。
自古学习都是这么一回事,学习方法那么抽象的东西,要是靠一个知乎回答能解决的话,
那人人都是高考物理满分了。

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发表于 2019-9-27 15:08:33 | 显示全部楼层
记好公式是首要:



1)匀变速直线运动

1.平均速度V平=s/t(定义式) 2.有用推论Vt2-Vo2=2as

3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at

5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t

7.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}

8.实验用推论Δs=aT2 {Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}

注:

(1)平均速度是矢量;

(2)物体速度大,加速度不一定大;

(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式;

2)自由落体运动

1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt

3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算) 4.推论Vt2=2gh

(3)竖直上抛运动

1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)

3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)

5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)

1)平抛运动

1.水平方向速度:Vx=Vo 2.竖直方向速度:Vy=gt

3.水平方向位移:x=Vot 4.竖直方向位移:y=gt2/2

5.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)

6.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

7.合位移:s=(x2+y2)1/2,

位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo

8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g

2)匀速圆周运动

1.线速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf

3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合

5.周期与频率:T=1/f 6.角速度与线速度的关系:V=ωr

7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)

3)万有引力

1.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)}

2.万有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上)

3.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)}

4.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}

5.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

6.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}

注:

(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万;

(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;

(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同;

(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反);

(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。

1)常见的力

1.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)

2.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)}

3.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)}

4.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)

5.万有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上)

6.静电力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N?m2/C2,方向在它们的连线上)

7.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)

8.安培力F=BILsinθ (θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L时:F=0)

9.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)

2)力的合成与分解

1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2)

2.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

3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|

4.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)

四、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<G {加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}

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

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

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)

注:

(1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,取决于振动系统本身;

(2)波只是传播了振动,介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式;

(3)干涉与衍射是波特有的;

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}

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

注:

(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;

(2)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);

(3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少

(4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;*(7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。

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<r0,f引<f斥,F分子力表现为斥力

(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

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)}

注:

(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;

(2)温度是分子平均动能的标志;

3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;

(4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;

(5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0;温度升高,内能增大ΔU>0;吸收热量,Q>0

(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零;

(7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;

十、电场

1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍

2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}

3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}

4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}

5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}

6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}

7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q

8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}

9.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)}

10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}

11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)

12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}

13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)

14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2

15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)

类平 垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)

抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m

注:

(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;

(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;

(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];

(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;

(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;

(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;

(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;

十一、恒定电流

1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}

2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}

3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}

4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外

{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}

5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}

6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}

7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R

8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}

9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)

电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+

电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+

电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3

功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+

10.欧姆表测电阻

(1)电路组成 (2)测量原理

两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得

Ig=E/(r+Rg+Ro)

接入被测电阻Rx后通过电表的电流为

Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)

由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小

(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。

(4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。

11.伏安法测电阻

电流表内接法:

电压表示数:U=UR+UA

电流表外接法:

电流表示数:I=IR+IV

Rx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真

Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)<R真

选用电路条件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2]

选用电路条件Rx<<RV [或Rx<(RARV)1/2]

12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法

限流接法

电压调节范围小,电路简单,功耗小

便于调节电压的选择条件Rp>Rx

电压调节范围大,电路复杂,功耗较大

便于调节电压的选择条件Rp<Rx

注1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω

(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大;

(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻;

(4)当电源有内阻时,外电路电阻

12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}

13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)

14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2

15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)

类平 垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)

抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m

注:

(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;

(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;

(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];

(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;

(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;

(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;

(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;

十一、恒定电流

1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}

2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}

3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}

4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外

{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}

5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}

6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}

7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R

8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}

9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)

电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+

电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+

电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3

功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+

10.欧姆表测电阻

(1)电路组成 (2)测量原理

两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得

Ig=E/(r+Rg+Ro)

接入被测电阻Rx后通过电表的电流为

Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)

由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小

(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。

(4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。

11.伏安法测电阻

电流表内接法:

电压表示数:U=UR+UA

电流表外接法:

电流表示数:I=IR+IV

Rx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真

Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)<R真

选用电路条件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2]

选用电路条件Rx<<RV [或Rx<(RARV)1/2]

12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法

限流接法

电压调节范围小,电路简单,功耗小

便于调节电压的选择条件Rp>Rx

电压调节范围大,电路复杂,功耗较大

便于调节电压的选择条件Rp<Rx

注1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω

(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大;

(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻;

(4)当电源有内阻时,外电路电阻

(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r);

十二、磁场

1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T),1T=1N/A?m

2.安培力F=BIL;(注:L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}

3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B); {f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}

4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):

(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0

(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。

注:

(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负;

十三、电磁感应

1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}

2)E=BLV垂(切割磁感线运动) {L:有效长度(m)}

3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势) {Em:感应电动势峰值}

4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}

2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}

3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}

十四、交变电流(正弦式交变电流)

1.电压瞬时值e=Emsinωt 电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf)

2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总

3.正(余)弦式交变电流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/2

4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系

U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出

5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损′=(P/U)2R;(P损′:输电线上损失的功率,P:输送电能的总功率,U:输送电压,R:输电线电阻)

6.公式1、2、3、4中物理量及单位:ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);

S:线圈的面积(m2);U输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。

注:

(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线,f电=f线;

(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变;

(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值;

(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大,即P出决定P入;

十五、电磁振荡和电磁波

1.LC振荡电路T=2π(LC)1/2;f=1/T {f:频率(Hz),T:周期(s),L:电感量(H),C:电容量(F)}

2.电磁波在真空中传播的速度c=3.00×108m/s,λ=c/f {λ:电磁波的波长(m),f:电磁波频率}

注:

(1)在LC振荡过程中,电容器电量最大时,振荡电流为零;电容器电量为零时,振荡电流最大;

(2)麦克斯韦电磁场理论:变化的电(磁)场产生磁(电)场;

十六、光的反射和折射(几何光学)

1.反射定律α=i {α;反射角,i:入射角}

2.绝对折射率(光从真空中到介质)n=c/v=sin /sin {光的色散,可见光中红光折射率小,n:折射率,c:真空中的光速,v:介质中的光速, :入射角, :折射角}

3.全反射:1)光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C:sinC=1/n

2)全反射的条件:光密介质射入光疏介质;入射角等于或大于临界角

注:

(1)平面镜反射成像规律:成等大正立的虚像,像与物沿平面镜对称;

(2)三棱镜折射成像规律:成虚像,出射光线向底边偏折,像的位置向顶角偏移;

十七、光的本性(光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性)

1.两种学说:微粒说(牛顿)、波动说(惠更斯)

2.双缝干涉:中间为亮条纹;亮条纹位置: =nλ;暗条纹位置: =(2n+1)λ/2(n=0,1,2,3,、、、);条纹间距 { :路程差(光程差);λ:光的波长;λ/2:光的半波长;d两条狭缝间的距离;l:挡板与屏间的距离}

3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关,光的颜色按频率从低到高的排列顺序是:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记:紫光的频率大,波长小)

4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d=λ/4〔见第三册P25〕

5.光的衍射:光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的,在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下,光的衍射现象不明显可认为沿直线传播,反之,就不能认为光沿直线传播

6.光的偏振:光的偏振现象说明光是横波

7.光的电磁说:光的本质是一种电磁波。电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。红外线、紫外、线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用

8.光子说,一个光子的能量E=hν {h:普朗克常量=6.63×10-34J.s,ν:光的频率}

9.爱因斯坦光电效应方程:mVm2/2=hν-W {mVm2/2:光电子初动能,hν:光子能量,W:金属的逸出功}

注:

(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理、条件、图样及应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等;

(2)其它相关内容:光的本性学说发展史/泊松亮斑/发射光谱/吸收光谱/光谱分析/原子特征谱线〔见第三册P50〕/光电效应的规律光子说〔见第三册P41〕/光电管及其应用/光的波粒二象性〔见第三册P45〕/激光〔见第三册P35〕/物质波〔见第三册P51〕。


十八、原子和原子核

1.α粒子散射试验结果a)大多数的α粒子不发生偏转;(b)少数α粒子发生了较大角度的偏转;(c)极少数α粒子出现大角度的偏转(甚至反弹回来)

2.原子核的大小:10-15~10-14m,原子的半径约10-10m(原子的核式结构)

3.光子的发射与吸收:原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子:hν=E初-E末{能级跃迁}

4.原子核的组成:质子和中子(统称为核子), {A=质量数=质子数+中子数,Z=电荷数=质子数=核外电子数=原子序数〔见第三册P63〕}

5.天然放射现象:α射线(α粒子是氦原子核)、β射线(高速运动的电子流)、γ射线(波长极短的电磁波)、α衰变与β衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。γ射线是伴随α射线和β射线产生的〔见第三册P64〕

6.爱因斯坦的质能方程:E=mc2{E:能量(J),m:质量(Kg),c:光在真空中的速度}

7.核能的计算ΔE=Δmc2{当Δm的单位用kg时,ΔE的单位为J;当Δm用原子质量单位u时,算出的ΔE单位为uc2;1uc2=931.5MeV}〔见第三册P72〕。

注:

(1)常见的核反应方程(重核裂变、轻核聚变等核反应方程)要求掌握;

(2)熟记常见粒子的质量数和电荷数;

(3)质量数和电荷数守恒,依据实验事实,是正确书写核反应方程的关键;

(4)其它相关内容:氢原子的能级结构〔见第三册P49〕/氢原子的电子云〔见第三册P53〕/放射性同位数及其应用、放射性污染和防护〔见第三册P69〕/重核裂变、链式反应、链式反应的条件、核反应堆〔见第三册P73〕/轻核聚变、可控热核反应〔见第三册P77〕/人类对物质结构的认识。(完)


左手定则:

左手定则(安培定则):已知电流方向和磁感线方向,判断通电导体在磁场中受力方向,如电动机。


伸开左手,让磁感线穿入手心(手心对准N极,手背对准S极), 四指指向电流方向 ,那么大拇指的方向就是导体受力方向。

其原理是:

当你把磁铁的磁感线和电流的磁感线都画出来的时候,两种磁感线交织在一起,按照向量加法,磁铁和电流的磁感线方向相同的地方,磁感线变得密集;方向相反的地方,磁感线变得稀疏。磁感线有一个特性就是,每一条磁感线互相排斥!磁感线密集的地方“压力大”,磁感线稀疏的地方“压力小”。于是电流两侧的压力不同,把电流压向一边。拇指的方向就是这个压力的方向。


右手定则:

确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的感应电流方向的定则。(发电机)

右手定则的内容是:伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动方向,则其余四指指向感应电流的方向。
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