高中物理公式大全
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1高中物理公式大全:質(zhì)點的運動——直線運動
1)勻變速直線運動
1.平均速度V平=s/t(定義式) 2.有用推論Vt2-Vo2=2as
3.中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at
5.中間位置速度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為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0}
8.實驗用推論Δs=aT2 {Δs為連續(xù)相鄰相等時間(T)內(nèi)位移之差}
9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。
注:(1)平均速度是矢量;
(2)物體速度大,加速度不一定大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式;
(4)其它相關(guān)內(nèi)容:質(zhì)點、位移和路程、參考系、時間與時刻〔見第一冊P19〕/s--t圖、v--t圖/速度與速率、瞬時速度〔見第一冊P24〕。
2)自由落體運動
1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計算) 4.推論Vt2=2gh
注:(1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,遵循勻變速直線運動規(guī)律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
3)豎直上拋運動
1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點算起)
5.往返時間t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時間)
注:(1)全過程處理:是勻減速直線運動,以向上為正方向,加速度取負值;
(2)分段處理:向上為勻減速直線運動,向下為自由落體運動,具有對稱性;
(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。
2高中物理公式大全:質(zhì)點的運動——曲線運動、萬有引力
1)平拋運動
1.水平方向速度:Vx=Vo 2.豎直方向速度:Vy=gt
3.水平方向位移:x=Vot 4.豎直方向位移:y=gt2/2
5.運動時間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2,合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7.合位移:s=(x2+y2)1/2,位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8.水平方向加速度:ax=0;豎直方向加速度:ay=g
注:(1)平拋運動是勻變速曲線運動,加速度為g,通??煽醋魇撬椒较虻膭蛩僦本€運與豎直方向的自由落體運動的合成;
(2)運動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關(guān);
(3)θ與β的關(guān)系為tgβ=2tgα;
(4)在平拋運動中時間t是解題關(guān)鍵;(5)做曲線運動的物體必有加速度,當(dāng)速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。
2)勻速圓周運動
1.線速度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.周期與頻率:T=1/f 6.角速度與線速度的關(guān)系:V=ωr
7.角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系ω=2πn(此處頻率與轉(zhuǎn)速意義相同)
8.主要物理量及單位:弧長(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);轉(zhuǎn)速(n):r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
注:(1)向心力可以由某個具體力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直,指向圓心;
(2)做勻速圓周運動的物體,其向心力等于合力,并且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,向心力不做功,但動量不斷改變。
3)萬有引力
1.開普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質(zhì)量無關(guān),取決于中心天體的質(zhì)量)}
2.萬有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上)
3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m),M:天體質(zhì)量(kg)}
4.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質(zhì)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.地球同步衛(wèi)星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑}
注:(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;
(2)應(yīng)用萬有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等;
(3)地球同步衛(wèi)星只能運行于赤道上空,運行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同;
(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三反);
(5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9km/s。
3高中物理公式大全:力
1)常見的力
1.重力G=mg (方向豎直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用點在重心,適用于地球表面附近)
2.胡克定律F=kx {方向沿恢復(fù)形變方向,k:勁度系數(shù)(N/m),x:形變量(m)}
3.滑動摩擦力F=μFN {與物體相對運動方向相反,μ:摩擦因數(shù),F(xiàn)N:正壓力(N)}
4.靜摩擦力0≤f靜≤fm (與物體相對運動趨勢方向相反,fm為最大靜摩擦力)
5.萬有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上)
6.靜電力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N?m2/C2,方向在它們的連線上)
7.電場力F=Eq (E:場強N/C,q:電量C,正電荷受的電場力與場強方向相同)
8.安培力F=BILsinθ (θ為B與L的夾角,當(dāng)L⊥B時:F=BIL,B//L時:F=0)
9.洛侖茲力f=qVBsinθ (θ為B與V的夾角,當(dāng)V⊥B時:f=qVB,V//B時:f=0)
注:(1)勁度系數(shù)k由彈簧自身決定;
(2)摩擦因數(shù)μ與壓力大小及接觸面積大小無關(guān),由接觸面材料特性與表面狀況等決定;
(3)fm略大于μFN,一般視為fm≈μFN;
(4)其它相關(guān)內(nèi)容:靜摩擦力(大小、方向)〔見第一冊P8〕;
(5)物理量符號及單位B:磁感強度(T),L:有效長度(m),I:電流強度(A),V:帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C);
(6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。
2)力的合成與分解
1.同一直線上力的合成同向: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時:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,F(xiàn)y=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)
注:(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;
(2)合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作圖法求解,此時要選擇標(biāo)度,嚴格作圖;
(4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直線上力的合成,可沿直線取正方向,用正負號表示力的方向,化簡為代數(shù)運算。
4高中物理公式大全:動力學(xué)
1.牛頓第一運動定律(慣性定律):物體具有慣性,總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止
2.牛頓第二運動定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}
3.牛頓第三運動定律:F=-F′{負號表示方向相反,F、F′各自作用在對方,平衡力與作用力反作用力區(qū)別,實際應(yīng)用:反沖運動}
4.共點力的平衡F合=0,推廣 {正交分解法、三力匯交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN<g p="" {加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}
6.牛頓運動定律的適用條件:適用于解決低速運動問題,適用于宏觀物體,不適用于處理高速問題,不適用于微觀粒子〔見第一冊P67〕
注:平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線狀態(tài),或者是勻速轉(zhuǎn)動。
5高中物理公式大全:振動和波
1.簡諧振動F=-kx {F:回復(fù)力,k:比例系數(shù),x:位移,負號表示F的方向與x始終反向}
2.單擺周期T=2π(l/g)1/2 {l:擺長(m),g:當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎担闪l件:擺角θ<100;l>>r}
3.受迫振動頻率特點:f=f驅(qū)動力
4.發(fā)生共振條件:f驅(qū)動力=f固,A=max,共振的防止和應(yīng)用〔見第一冊P175〕
5.機械波、橫波、縱波〔見第二冊P2〕
6.波速v=s/t=λf=λ/T{波傳播過程中,一個周期向前傳播一個波長;波速大小由介質(zhì)本身所決定}
7.聲波的波速(在空氣中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(聲波是縱波)
8.波發(fā)生明顯衍射(波繞過障礙物或孔繼續(xù)傳播)條件:障礙物或孔的尺寸比波長小,或者相差不大
9.波的干涉條件:兩列波頻率相同(相差恒定、振幅相近、振動方向相同)
10.多普勒效應(yīng):由于波源與觀測者間的相互運動,導(dǎo)致波源發(fā)射頻率與接收頻率不同{相互接近,接收頻率增大,反之,減小〔見第二冊P21〕}
注:(1)物體的固有頻率與振幅、驅(qū)動力頻率無關(guān),取決于振動系統(tǒng)本身;
(2)加強區(qū)是波峰與波峰或波谷與波谷相遇處,減弱區(qū)則是波峰與波谷相遇處;
(3)波只是傳播了振動,介質(zhì)本身不隨波發(fā)生遷移,是傳遞能量的一種方式;
(4)干涉與衍射是波特有的;
(5)振動圖象與波動圖象;
(6)其它相關(guān)內(nèi)容:超聲波及其應(yīng)用〔見第二冊P22〕/振動中的能量轉(zhuǎn)化〔見第一冊P173〕。
6高中物理公式大全:沖量與動量
1.動量:p=mv {p:動量(kg/s),m:質(zhì)量(kg),v:速度(m/s),方向與速度方向相同}
3.沖量:I=Ft {I:沖量(N?s),F(xiàn):恒力(N),t:力的作用時間(s),方向由F決定}
4.動量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:動量變化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
5.動量守恒定律:p前總=p后總或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
6.彈性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系統(tǒng)的動量和動能均守恒}
7.非彈性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:損失的動能,EKm:損失的最大動能}
8.完全非彈性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后連在一起成一整體}
9.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發(fā)生彈性正碰:
v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′=2m1v1/(m1+m2)
10.由9得的推論-----等質(zhì)量彈性正碰時二者交換速度(動能守恒、動量守恒)
11.子彈m水平速度vo射入靜止置于水平光滑地面的長木塊M,并嵌入其中一起運動時的機械能損失
E損=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相對 {vt:共同速度,f:阻力,s相對子彈相對長木塊的位移}
注:(1)正碰又叫對心碰撞,速度方向在它們“中心”的連線上;
(2)以上表達式除動能外均為矢量運算,在一維情況下可取正方向化為代數(shù)運算;
(3)系統(tǒng)動量守恒的條件:合外力為零或系統(tǒng)不受外力,則系統(tǒng)動量守恒(碰撞問題、爆炸問題、反沖問題等);
(4)碰撞過程(時間極短,發(fā)生碰撞的物體構(gòu)成的系統(tǒng))視為動量守恒,原子核衰變時動量守恒;
(5)爆炸過程視為動量守恒,這時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能,動能增加;(6)其它相關(guān)內(nèi)容:反沖運動、火箭、航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行〔見第一冊P128〕。
7高中物理公式大全:功和能
1.功:W=Fscosα(定義式){W:功(J),F(xiàn):恒力(N),s:位移(m),α:F、s間的夾角}
2.重力做功:Wab=mghab {m:物體的質(zhì)量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a與b高度差(hab=ha-hb)}
3.電場力做功:Wab=qUab {q:電量(C),Uab:a與b之間電勢差(V)即Uab=φa-φb}
4.電功:W=UIt(普適式) {U:電壓(V),I:電流(A),t:通電時間(s)}
5.功率:P=W/t(定義式) {P:功率[瓦(W)],W:t時間內(nèi)所做的功(J),t:做功所用時間(s)}
6.汽車牽引力的功率:P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬時功率,P平:平均功率}
7.汽車以恒定功率啟動、以恒定加速度啟動、汽車最大行駛速度(vmax=P額/f)
8.電功率:P=UI(普適式) {U:電路電壓(V),I:電路電流(A)}
9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:電熱(J),I:電流強度(A),R:電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
10.純電阻電路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11.動能:Ek=mv2/2 {Ek:動能(J),m:物體質(zhì)量(kg),v:物體瞬時速度(m/s)}
12.重力勢能:EP=mgh {EP :重力勢能(J),g:重力加速度,h:豎直高度(m)(從零勢能面起)}
13.電勢能:EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)(從零勢能面起)}
14.動能定理(對物體做正功,物體的動能增加):
W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK
{W合:外力對物體做的總功,ΔEK:動能變化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
15.機械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.重力做功與重力勢能的變化(重力做功等于物體重力勢能增量的負值)WG=-ΔEP
注:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉(zhuǎn)化多少;
(2)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做負功;α=90o不做功(力的方向與位移(速度)方向垂直時該力不做功);
(3)重力(彈力、電場力、分子力)做正功,則重力(彈性、電、分子)勢能減少
(4)重力做功和電場力做功均與路徑無關(guān)(見2、3兩式);(5)機械能守恒成立條件:除
重力(彈力)外其它力不做功,只是動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化;(6)能的其它單位換算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;_(7)彈簧彈性勢能E=kx2/2,與勁度系數(shù)和形變量有關(guān)。
8高中物理公式大全:分子動理論、能量守恒定律
1.阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023/mol;分子直徑數(shù)量級10-10米
2.油膜法測分子直徑d=V/s {V:單分子油膜的體積(m3),S:油膜表面積(m)2}
3.分子動理論內(nèi)容:物質(zhì)是由大量分子組成的;大量分子做無規(guī)則的熱運動;分子間存在相互作用力。
4.分子間的引力和斥力(1)r10r0,f引=f斥≈0,F(xiàn)分子力≈0,E分子勢能≈0
5.熱力學(xué)第一定律W+Q=ΔU{(做功和熱傳遞,這兩種改變物體內(nèi)能的方式,在效果上是等效的),W:外界對物體做的正功(J),Q:物體吸收的熱量(J),ΔU:增加的內(nèi)能(J),涉及到第一類永動機不可造出〔見第二冊P40〕}
6.熱力學(xué)第二定律
克氏表述:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其它變化(熱傳導(dǎo)的方向性);
開氏表述:不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其它變化(機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性){涉及到第二類永動機不可造出〔見第二冊P44〕}
7.熱力學(xué)第三定律:熱力學(xué)零度不可達到{宇宙溫度下限:-273.15攝氏度(熱力學(xué)零度)}
注:(1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小,布朗運動越明顯,溫度越高越劇烈;
(2)溫度是分子平均動能的標(biāo)志;
(3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子勢能減小,在r0處F引=F斥且分子勢能最小;
(5)氣體膨脹,外界對氣體做負功W<0;溫度升高,內(nèi)能增大ΔU>0;吸收熱量,Q>0
(6)物體的內(nèi)能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和,對于理想氣體分子間作用力為零,分子勢能為零;
(7)r0為分子處于平衡狀態(tài)時,分子間的距離;
(8)其它相關(guān)內(nèi)容:能的轉(zhuǎn)化和定恒定律〔見第二冊P41〕/能源的開發(fā)與利用、環(huán)?!惨姷诙訮47〕/物體的內(nèi)能、分子的動能、分子勢能〔見第二冊P47〕。
9高中物理公式大全:氣體的性質(zhì)
1.氣體的狀態(tài)參量:
溫度:宏觀上,物體的冷熱程度;微觀上,物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動的劇烈程度的標(biāo)志
熱力學(xué)溫度與攝氏溫度關(guān)系:T=t+273 {T:熱力學(xué)溫度(K),t:攝氏溫度(℃)}
體積V:氣體分子所能占據(jù)的空間,單位換算:1m3=103L=106mL
壓強p:單位面積上,大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力,標(biāo)準大氣壓:
1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
2.氣體分子運動的特點:分子間空隙大;除了碰撞的瞬間外,相互作用力微弱;分子運動速率很大
3.理想氣體的狀態(tài)方程:p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恒量,T為熱力學(xué)溫度(K)}
注:(1)理想氣體的內(nèi)能與理想氣體的體積無關(guān),與溫度和物質(zhì)的量有關(guān);
(2)公式3成立條件均為一定質(zhì)量的理想氣體,使用公式時要注意溫度的單位,t為攝氏溫度(℃),而T為熱力學(xué)溫度(K)。
高中物理答題技巧匯總
題型 1牛頓運動定律的綜合應(yīng)用問題題型
概述:牛頓運動定律是高考重點考查的內(nèi)容,每年在高考中都會出現(xiàn),牛頓運動定律可將力學(xué)與運動學(xué)結(jié)合起來,與直線運動的綜合應(yīng)用問題常見的模型有連接體、傳送帶等,一般為多過程問題,也可以考查臨界問題、周期性問題等內(nèi)容,綜合性較強.天體運動類題目是牛頓運動定律與萬有引力定律及圓周運動的綜合性題目,近幾年來考查頻率極高. 思維模板:以牛頓第二定律為橋梁,將力和運動聯(lián)系起來,可以根據(jù)力來分析運動情況,也可以根據(jù)運動情況來分析力.對于多過程問題一般應(yīng)根據(jù)物體的受力一步一步分析物體的運動情況,直到求出結(jié)果或找出規(guī)律. 對天體運動類問題,應(yīng)緊抓兩個公式:GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2①。GMm/R2=mg②.對于做圓周運動的星體(包括雙星、三星系統(tǒng)),可根據(jù)公式①分析;對于變軌類問題,則應(yīng)根據(jù)向心力的供求關(guān)系分析軌道的變化,再根據(jù)軌道的變化分析其他各物理量的變化.
題型 2機車的啟動問題題型
概述:機車的啟動方式常考查的有兩種情況,一種是以恒定功率啟動,一種是以恒定加速度啟動,不管是哪一種啟動方式,都是采用瞬時功率的公式 P=Fv 和牛頓第二定律的公式F‐f=ma 來分析. 思維模板:(1)機車以額定功率啟動.機車的啟動過程如圖所示,由于功率 P=Fv 恒定,由公式 P=Fv 和F‐f=ma 知,隨著速度 v 的增大,牽引力 F 必將減小,因此加速度 a 也必將減小,機車做加速度不斷減小的加速運動,直到 F=f,a=0,這時速度 v 達到最大值 vm=P 額定/F=P 額定/f. 這種加速過程發(fā)動機做的功只能用 W=Pt 計算,不能用 W=Fs 計算(因為 F 為變力). (2)機車以恒定加速度啟動.恒定加速度啟動過程實際包括兩個過程.如圖所示,“過程 1”是勻加速過程,由于 a 恒定,所以 F 恒定,由公式 P=Fv 知,隨著 v 的增大,P 也將不斷增大,直到 P 達到額定功率 P 額定,功率不能再增大了;“過程 2”就保持額定功率運動. 過程 1 以“功率 P 達到最大,加速度開始變化”為結(jié)束標(biāo)志.過程 2 以“速度最大”為結(jié)束標(biāo)志.過程 1 發(fā)動機做的功只能用 W=F?s 計算,不能用 W=P?t 計算(因為 P 為變功率).
題型 3以能量為核心的綜合應(yīng)用問題題型
概述:以能量為核心的綜合應(yīng)用問題一般分四類.第一類為單體機械能守恒問題,第二類為多體系統(tǒng)機械能守恒問題,第三類為單體動能定理問題,第四類為多體系統(tǒng)功能關(guān)系(能量守恒)問題.多體系統(tǒng)的組成模式:兩個或多個疊放在一起的物體,用細線或輕桿等相連的兩個或多個物體,直接接觸的兩個或多個物體. 思維模板:能量問題的解題工具一般有動能定理,能量守恒定律,機械能守恒定律. (1)動能定理使用方法簡單,只要選定物體和過程,直接列出方程即可,動能定理適用于所有過程;(2)能量守恒定律同樣適用于所有過程,分析時只要分析出哪些能量減少,哪些能量增加,根據(jù)減少的能量等于增加的能量列方程即可;(3)機械能守恒定律只是能量守恒定律的一種特殊形式,但在力學(xué)中也非常重要.很多題目都可以用兩種甚至三種方法求解,可根據(jù)題目情況靈活選取.
題型 4力學(xué)實驗中速度的測量問題題型
概述:速度的測量是很多力學(xué)實驗的基礎(chǔ),通過速度的測量可研究加速度、動能等物理量的變化規(guī)律,因此在研究勻變速直線運動、驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機械能守恒等實驗中都要進行速度的測量.速度的測量一般有兩種方法:一種是通過打點計時器、頻閃照片等方式獲得幾段連續(xù)相等時間內(nèi)的位移從而研究速度;另一種是通過光電門等工具來測量速度. 思維模板:用第一種方法求速度和加速度通常要用到勻變速直線運動中的兩個重要推論:①vt/2=v 平均=(v0+v)/2,②Δx=aT2,為了盡量減小誤差,求加速度時還要用到逐差法.用光電門測速度時測出擋光片通過光電門所用的時間,求出該段時間內(nèi)的平均速度,則認為等于該點的瞬時速度,即:v=d/Δt.
題型 5電容器問題題型
概述:電容器是一種重要的電學(xué)元件,在實際中有著廣泛的應(yīng)用,是歷年高考??嫉闹R點之一,常以選擇題形式出現(xiàn),難度不大,主要考查電容器的電容概念的理解、平行板電容器電容的決定因素及電容器的動態(tài)分析三個方面. 思維模板:(1)電容的概念:電容是用比值(C=Q/U)定義的一個物理量,表示電容器容納電荷的多少,對任何電容器都適用.對于一個確定的電容器,其電容也是確定的(由電容器本身的介質(zhì)特性及幾何尺寸決定),與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關(guān). (2)平行板電容器的電容:平行板電容器的電容由兩極板正對面積、兩極板間距離、介質(zhì)的相對介電常數(shù)決定,滿足 C=εS/(4πkd) (3)電容器的動態(tài)分析:關(guān)鍵在于弄清哪些是變量,哪些是不變量,抓住三個公式[C=Q/U、C=εS/(4πkd)及 E=U/d]并分析清楚兩種情況:一是電容器所帶電荷量 Q 保持不變(充電后斷開電源),二是兩極板間的電壓 U 保持不變(始終與電源相連).
題型 6帶電粒子在電場中的運動問題題型
概述:帶電粒子在電場中的運動問題本質(zhì)上是一個綜合了電場力、電勢能的力學(xué)問題,研究方法與質(zhì)點動力學(xué)一樣,同樣遵循運動的合成與分解、牛頓運動定律、功能關(guān)系等力學(xué)規(guī)律,高考中既有選擇題,也有綜合性較強的計 算題思維模板:(1)處理帶電粒子在電場中的運動問題應(yīng)從兩種思路著手①動力學(xué)思路:重視帶電粒子的受力分析和運動過程分析,然后運用牛頓第二定律并結(jié)合運動學(xué)規(guī)律求出位移、速度等物理量. ②功能思路:根據(jù)電場力及其他作用力對帶電粒子做功引起的能量變化或根據(jù)全過程的功能關(guān)系,確定粒子的運動情況(使用中優(yōu)先選擇). (2)處理帶電粒子在電場中的運動問題應(yīng)注意是否考慮粒子的重力①質(zhì)子、α 粒子、電子、離子等微觀粒子一般不計重力;②液滴、塵埃、小球等宏觀帶電粒子一般考慮重力;③特殊情況要視具體情況,根據(jù)題中的隱含條件判斷. (3)處理帶電粒子在電場中的運動問題應(yīng)注意畫好粒子運動軌跡示意圖,在畫圖的基礎(chǔ)上運用幾何知識尋找關(guān)系往往是解題的突破.
題型 7帶電粒子在磁場中的運動問題題型
概述:帶電粒子在磁場中的運動問題在歷年高考試題中考查較多,命題形式有較簡單的選擇題,也有綜合性較強的計算題且難度較大,常見的命題形式有三種:(1)突出對在洛倫茲力作用下帶電粒子做圓周運動的運動學(xué)量(半徑、速度、時間、周期等)的考查;(2)突出對概念的深層次理解及與力學(xué)問題綜合方法的考查,以對思維能力和綜合能力的考查為主;(3)突出本部分知識在實際生活中的應(yīng)用的考查,以對思維能力和理論聯(lián)系實際能力的考查為主. 思維模板:在處理此類運動問題時,著重把握“一找圓心,二找半徑(R=mv/Bq),三找周期(T=2πm/Bq)或時間”的分析方法. (1)圓心的確定:因為洛倫茲力 f 指向圓心,根據(jù) f⊥v,畫出粒子運動軌跡中任意兩點(一般是射入和射出磁場的兩點)的 f 的方向,沿兩個洛倫茲力 f 作出其延長線的交點即為圓心.另外,圓心位置必定在圓中任一根弦的中垂線上(如圖所示). (2)半徑的確定和計算:利用平面幾何關(guān)系,求出該圓的半徑(或運動圓弧對應(yīng)的圓心角),并注意利用一個重要的幾何特點,即粒子速度的偏向角(φ)等于圓心角(α),并等于弦AB 與切線的夾角(弦切角 θ)的 2 倍(如圖所示),即 φ=α=2θ. (3)運動時間的確定:t=φT/2π 或 t=s/v,其中 φ 為偏向角,T 為周期,s 為軌跡的弧長,v 為線速度
題型 8帶電粒子在復(fù)合場中的運動問題題型
概述:帶電粒子在復(fù)合場中的運動是高考的熱點和重點之一,主要有下面所述的三種情況. (1)帶電粒子在組合場中的運動:在勻強電場中,若初速度與電場線平行,做勻變速直線運動;若初速度與電場線垂直,則做類平拋運動;帶電粒子垂直進入勻強磁場中,在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動. (2)帶電粒子在疊加場中的運動:在疊加場中所受合力為 0 時做勻速直線運動或靜止;當(dāng)合外力與運動方向在一直線上時做變速直線運動;當(dāng)合外力充當(dāng)向心力時做勻速圓周運動. (3)帶電粒子在變化電場或磁場中的運動:變化的電場或磁場往往具有周期性,同時受力也有其特殊性,常常其中兩個力平衡,如電場力與重力平衡,粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動. 思維模板:分析帶電粒子在復(fù)合場中的運動,應(yīng)仔細分析物體的運動過程、受力情況,注意電場力、重力與洛倫茲力間大小和方向的關(guān)系及它們的特點(重力、電場力做功與路徑無關(guān),洛倫茲力永遠不做功),然后運用規(guī)律求解,主要有兩條思路. (1)力和運動的關(guān)系:根據(jù)帶電粒子的受力情況,運用牛頓第二定律并結(jié)合運動學(xué)規(guī)律求解. (2)功能關(guān)系:根據(jù)場力及其他外力對帶電粒子做功的能量變化或全過程中的功能關(guān)系解決問題.
題型 9以電路為核心的綜合應(yīng)用問題題型
概述:該題型是高考的重點和熱點,高考對本題型的考查主要體現(xiàn)在閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、電學(xué)實驗等方面.主要涉及電路動態(tài)問題、電源功率問題、用電器的伏安特性曲線或電源的 U‐I 圖像、電源電動勢和內(nèi)阻的測量、電表的讀數(shù)、滑動變阻器的分壓和限流接法選擇、電流表的內(nèi)外接法選擇等. 思維模板:(1)電路的動態(tài)分析是根據(jù)閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律及串并聯(lián)電路的性質(zhì),分析電路中某一電阻變化而引起整個電路中各部分電流、電壓和功率的變化情況,即有 R分→R 總→I 總→U 端→I 分、U 分. (2)電路故障分析是指對短路和斷路故障的分析,短路的特點是有電流通過,但電壓為零,而斷路的特點是電壓不為零,但電流為零,常根據(jù)短路及斷路特點用儀器進行檢測,也可將整個電路分成若干部分,逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障,運用閉合電路或部分電路歐姆定律進行推理. (3)導(dǎo)體的伏安特性曲線反映的是導(dǎo)體的電壓 U 與電流 I 的變化規(guī)律,若電阻不變,電流與電壓成線性關(guān)系,若電阻隨溫度發(fā)生變化,電流與電壓成非線性關(guān)系,此時曲線某點的切線斜率與該點對應(yīng)的電阻值一般不相等. 電源的外特性曲線(由閉合電路歐姆定律得 U=E‐Ir,畫出的路端電壓 U 與干路電流 I 的關(guān)系圖線)的縱截距表示電源的電動勢,斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻.
題型 10以電磁感應(yīng)為核心的綜合應(yīng)用問題題型
概述:此題型主要涉及四種綜合問題(1)動力學(xué)問題:力和運動的關(guān)系問題,其聯(lián)系橋梁是磁場對感應(yīng)電流的安培力. (2)電路問題:電磁感應(yīng)中切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源,這樣,電磁感應(yīng)的電路問題就涉及電路的分析與計算. (3)圖像問題:一般可分為兩類,一是由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出相應(yīng)的物理量的函數(shù)圖像;二是由給定的有關(guān)物理圖像分析電磁感應(yīng)過程,確定相關(guān)物理量. (4)能量問題:電磁感應(yīng)的過程是能量的轉(zhuǎn)化與守恒的過程,產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程是外力做功,把機械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程;感應(yīng)電流在電路中受到安培力作用或通過電阻發(fā)熱把電能轉(zhuǎn)化為機械能或電阻的內(nèi)能等. 思維模板:解決這四種問題的基本思路如下(1)動力學(xué)問題:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢,然后由閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向,進而求出安培力的大小和方向,再分析研究導(dǎo)體的受力情況,最后根據(jù)牛頓第二定律或運動學(xué)公式列出動力學(xué)方程或平衡方程求解. (2)電路問題:明確電磁感應(yīng)中的等效電路,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求出感應(yīng)電動勢的大小和方向,最后運用閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律求解路端電壓、電功率等. (3)圖像問題:綜合運用法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、左手定則、右手定則、安培定則等規(guī)律來分析相關(guān)物理量間的函數(shù)關(guān)系,確定其大小和方向及在坐標(biāo)系中的范圍,同時注意斜率的物理意義. (4)能量問題:應(yīng)抓住能量守恒這一基本規(guī)律,分析清楚有哪些力做功,明確有哪些形式的能量參與了相互轉(zhuǎn)化,然后借助于動能定理、能量守恒定律等規(guī)律求解.
題型 11電學(xué)實驗中電阻的測量問題題型
概述:該題型是高考實驗的重中之重,可以說高考每年所考的電學(xué)實驗都會涉及電阻的測量.針對此部分的高考命題可以是測量某一定值電阻,也可以是測量電流表或電壓表的內(nèi)阻,還可以是測量電源的內(nèi)阻等. 思維模板:測量的原理是部分電路歐姆定律、閉合電路歐姆定律;常用方法有歐姆表法、伏安法、等效替代法、半偏法等。
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