高中物理全部知识点

这是一份高中物理全部知识点，共34页。学案主要包含了与速度无关等内容，欢迎下载使用。

第一章 匀变速直线运动
匀变速直线运动公式梳理：
速度公式： 位移公式：
速位公式： 推论（平均速度）公式：
★对所有匀变速直线运动的问题，已知三个物理量，就可以用公式进行求解。
平均速度：
（定义式，适用于一切运动）
（只适用于匀变速直线运动，包括自由落体运动）
匀变速直线运动某段时间中间时刻的速度等于该段时间内的平均速度：
加速度：
大小：（定义式，说明a为速度的变化率，表示速度变化的快慢）
方向：与合外力方向相同，与速度变化（△v）方向相同。
a与v关系：速度大的物体，加速度不一定大，甚至加速度可以为0；速度为0的物体，加速度不一定为0。
a与△v关系：速度变化（△v）大的物体，加速度不一定大，因为要考虑到时间。但速度变化（△v）的方向，就是加速度的方向。例如平抛运动、自由落体运动在某段时间内的速度变化方向总是竖直向丰。
速度的增减由a与v的方向共同决定。
总之，a与v、△v的大小没有必然关系
概念理解
质点：不能说体积很大的物体就不可以看成质点；而很小的物体也不是一定就能看成质点。
参考系：参考系的选择是任意的；运动或静止的物体都可以作为参考系，包括观察者自己，但不能选择被研究的对象本身为参考系。选择不同的参考系时，对物体运动的描述是不同的。
位移：用由起点指向终点的有向线段表示，只→跟起点与终点的位置有关。
速度变化有三种情况：
①速度的大小、方向皆发生了变化；
②速度的大小发生变化，但方向没有变化；
③速度的大小不变，方向发生了变化。
★以上三种情况中，物体的加速度都不为0。
判断物体加速还是减速：
a与v符号相同（同向），加速；a与v符号相反（反向），减速。
自由落体运动的两个条件：a. 初速度为0；b. 仅受重力作用。自由落体运动的加速度a=g，方向竖直向下。但a=g的运动不一定就是自由落体运动。
纸带或类似问题（如频闪照相）求解：
0
1
2
3
4
5
6
s1
s3
s6
s2
s4
s5
判断物体是否做匀变速直线运动：
若 则物体做匀变速直线运动
加速度的求法：
在处理实验数据时，为了减少误差常使用逐差法，如下：
已知s1、s2 、s3、 s4 、s5、s6六段位移：
已知s1、s2 、s3、 s4 四段位移：
已知s1、s2 、s3、 s4 、s5五段位移：
瞬时速度的求法：，，…
（各个量如上图所示，注意：第一个计数点记为0）
追及问题的解题步骤：
①根据两个物体的运动情况（匀速或匀变速），分别列出它们物体的位移随时间的变化关系式；
②建立两个追及的物体最初与最末位置的距离方程；
③利用“两个物体速度相等”为它们恰好追上或相距最近的临界条件求解（速度大者减速追赶速度小者）；“两个物体速度相等”也是两物体相距最远的临界条件（速度小者加速追赶速度大者）。
初速度为零的匀变速直线运动中的几个重要结论
利用右图能更好地理解和记忆这几个推论：
(1)1T末，2T末，3T末……瞬时速度之比为：v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n
(2)1T内，2T内，3T内……位移之比为：s1∶s2∶s3∶…∶sn＝1∶22∶32∶…∶n2
(3)第一个T内，第二个T内，…，第N个T内的位移之比为：
sⅠ∶sⅡ∶sⅢ∶…∶sN＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)
(4)通过连续相等的位移所用时间之比为：
t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶(eq \r(2)－1)∶(eq \r(3)－eq \r(2))∶…∶(eq \r(n)－eq \r(n－1))
第二章 相互作用
重力
重力是地球对物体的万有引力的一个分力。
重力的大小（G=mg），方向：竖直向下（不能说与支持面垂直）。g大小随物体所在的纬度及高度变化而变化。
弹力
产生条件（① 直接接触 (接触力)② 发生弹性形变）
弹簧弹力计算：胡克定律F＝kx，x是弹簧的形变量，不是总长。【通常只适合于在弹性限度内，有明显形变的弹簧、橡皮条等物体的弹力计算】。
弹力的方向（垂直于接触面或接触曲面的切面，由施力物体指向受力物体）、弹力存在与否的判断（①产生条件②撤物法③状态法④假设法。）
绳和杆的弹力的区别
1)绳只能产生拉力，不能产生支持力，且绳子弹力的方向一定沿着绳子收缩的方向。
2)杆既可以产生拉力，也可以产生支持力，弹力的方向可能沿着杆，也可能不沿杆。
摩擦力
产生条件（①两个物体直接接触且相互挤压②接触面粗糙③发生相对运动或有相对运动的趋势）【注：“相对”指受力物体相对于接触面】
方向（总跟接触面相切，并与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反）
滑动摩擦力和静摩擦力都可以是阻力也可以是动力；与物体运动方向可以相反也可以相同
相对地面静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，相对地面运动的物体可以受静摩擦力的作用
滑动摩擦力大小（f=μN）与运动速度无关，滑动摩擦力（或最大静摩擦力）跟压力成正比并和接触面的性质有关；静摩擦力在未达到最大值时不跟压力成正比，且f静=F外。
★计算摩擦力时，应先判断是静f还是滑动f
静摩擦力有无及方向的常用判断方法
1）假设法：
SHAPE \* MERGEFORMAT
2）用牛顿第二定律判断：先判断物体的运动状态（即加速度方向），再利用牛顿第二定律（F＝ma）确定合力的方向，然后受力分析判定静摩擦力的有无和方向。
3）用牛顿第三定律判断：“摩擦力总是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向，再确定另一物体受到的摩擦力方向。
摩擦力大小的计算
1）滑动摩擦力的计算方法： f＝μFN。★FN并不总是等于物体的重力，而是接触面的正压力。
2）静摩擦力的计算方法：一般应根据物体的运动情况（静止、匀速运动或加速运动），利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解。最大静摩擦力的大小与FN成正比。
摩擦力与弹力的依存关系
两物体间有摩擦力，物体间一定有弹力，两物体间有弹力，物体间不一定有摩擦力。
绳上的“死结”和“活结”模型
(1)“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的，但实际上是同一根绳，所以两段绳子上弹力的大小一定相等，两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线，如下面甲图。
(2)由“死结”分开的两段绳子相当于两条绳子，绳上的弹力不一定相等，如乙图。
固定的杆与有转轴的杆
(1)对轻质杆，若一端固定，则杆产生的弹力有可能沿杆，也有可能不沿杆，杆的弹力方向，可根据共点力的平衡求得，如上面甲图。
(2)对轻质杆，若与墙壁通过转轴相连，则杆产生的弹力方向一定沿杆，如上面乙图。
受力分析顺序：重力→给定力→弹力→摩擦力
(1)整体法和隔离法：
当物理情景中涉及物体较多时，就要考虑采用整体法和隔离法。
①整体法eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(研究外力对物体系统的作用,各物体运动状态相同)) ②隔离法eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(分析系统内各物体(各部分)间相互作用,各物体运动状态不相同))
同时满足上述两个条件即可采用整体法。 物体必须独立拿出来进行受力分析，列出方程。
(2)假设法：
在未知某力是否存在时，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与不存在对物体运动状态是否产生影响来判断该力是否存在。
动态平衡状态问题：一般物体只受三个力作用，且其中第一个力大小、方向均不变，第二个力的方向不变，第三个力大小、方向均变化。
（1）表达式法：往往在第一个力和第二个力方向始终垂直的时候使用更方便，如右图的重力和墙壁的支持力始终垂直，利用三角函数就能知道N2的变化。
（2）图解法：第一个力与第二个力方向不垂直时，一般用图解法，画平行四边形或三角形。
(2)当第一个力与第二个力方向垂直时，第三个力（即大小方向都可变的分力）存在最小值。
第三章 牛顿运动定律
牛顿第一定律（惯性定律）
运动状态的改变指运动速度发生变化，包括：①仅速度大小改变； ②仅速度方向改变； ③速度大小方向都变化。这三种情况都产生加速度。
力是物体产生加速度的原因，也是使物体速度变化的原因（不是维持物体运动的原因，也不是产生运动的原因）
牛顿第一定律不能用实验验证。
惯性（不要把惯性与牛顿第一定律混淆）
1）一切物体都具有惯性。惯性是物体的固有属性，与运动状态或是否受力无关（静止的物体也有惯性，速度大的物体惯性不一定大）。
2）质量是惯性大小的唯一量度。惯性的大小意味着改变该物体运动状态的难易程度。
牛顿第二定律（牛顿运动定律仅适用于惯性参考系和宏观低速运动的物体）
1. 内容、表达式（F合=ma）
2. 牛顿第二定律的应用
两类动力学问题： ① 已知受力情况，求运动情况。② 已知运动情况，求受力情况。
核心：求a――力和运动联系的桥梁
3.（1）解题思路：
【几种不受其他外力（仅G、N、f）情况下的加速度】：
（1）粗糙水平面（a=μg）;（2）光滑斜面（a=gsinθ）;
（3）粗糙斜面（上滑：a=gsinθ+μgcsθ，减速；下滑a=gsinθ－μgcsθ，a大于0加速，反之减速）
沿粗糙斜面上滑的过程和下滑的过程不是对称的，上滑过程加速度更大，时间更短）
牛顿第三定律
1. 内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，作用在一条直线上。
2. 一对作用力和反作用力(等值、反向、共线、异体、性质相同、同存)
一对平衡力（等值、反向、共线、同体、性质不同，没有依赖性）
3．实例：马拉车时，马拉车的力等于车拉马的力，两者是作用力与反作用力。在拔河比赛中，双方受到的拉力大小相等（但摩擦力不等）；甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是相互作用力。但是，绳对甲的拉力与绳对乙的拉力，虽然大小相等方向相反作用在不同物体，但涉及到第三个物体（绳子），故不是相互作用力。
★ A对B施加的力，反作用力必然是B对A施加的力，不可能涉及到第三个物体。
国际单位制中的力学单位
1与力学有关的三个基本单位：时间（t）~s，长度（l）~m，质量（m）~kg
2.牛顿（N）是国际单位，但它是导出单位，不是基本单位。
两种模型的瞬时加速度问题
(1)刚性绳(或接触面)：没有特殊说明时，对细线、轻杆和硬接触面，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失
★没有特殊说明时，能突变的物理量还有：摩擦力、加速度
(2)弹簧(或橡皮绳)：没有特殊说明时，弹簧或橡皮筋的弹力不突变。
★没有特殊说明时，不能突变的物理量还有：速度
传送带模型
传送带模型涉及到的问题较多，这里不赘述。对各种情况，注意看一看有没有转折点、突变点，做好运动阶段的划分及相应动力学分析。
★受力分析时需要注意：
对水平传送带，物体在匀变速阶段受滑动摩擦力，是恒力；共速之后不受摩擦力。
对倾斜传送带，有相对运动时物体受滑动摩擦力，共速时受静摩擦力。若传送带足够长，物体也不一定能与传送带达到共速，主要看mgsin与静摩擦力哪个大。
超重和失重
1. 实质：物体本身的重力（即实重）不变，只是拉力或压力大小发生变化
2. 超重和失重仅取决于加速度的方向【与速度无关】
存在竖直向上的加速度，即a↑时，超重；
存在竖直向下的加速度，即a↓时，失重。
完全失重（a竖直向下并等于g）此时，一切由重力产生的物理现象都会完全消失。
3. (1)无论超重还是失重，物体的重力并没有变化。
(2)由物体超重或失重，只能判断物体的加速度方向，不能确定其速度方向。
(3)物体超重或失重的多少是由发生超、失重现象的物体的质量和竖直方向的加速度共同决定的，其大小等于ma。（物体在静止斜面上变速运动的问题）
第四章 曲线运动 抛体运动与圆周运动
一、曲线运动
曲线运动的速度特点：
某点即时速度的方向一定在这一点轨迹曲线的切线方向上，且不断改变；
任何一个曲线运动都是变速运动。
无论速度大小是否变化，质点在运动中都具有加速度，所受合外力不为0。
物体做曲线运动的条件：
质点一定受到合外力的作用，且合外力（或加速度）的方向一定与质点运动方向不在一条直线上。
a
b
合外力可以是恒力也可以是变力。
曲线运动中F合与轨迹的关系
轨迹在F合与v之间，曲线逐渐远离、弯向F合的方向。
如图，根据轨迹的弯曲方向可知，a为速度方向，b为F合方向。
二、运动的合成与分解
合运动的性质与轨迹
判断合运动是匀速运动还是变速运动：看合外力是否为零。
判断合运动是匀变速运动还是非匀变速运动：看合外力是否恒定。
判断合运动是直线还是曲线：看合外力（或合加速度）与合速度的方向是否共线。
判断合运动是加速还是减速：当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大。夹角为钝角时，物体的速率减小。两者方向垂直时，物体的速率不变。
两个直线运动的合成：
★先把两个分运动的速度合成v合，再把两个分运动的加速度合成a合，然后根据v合与a合的大小方向判断合运动的性质。一般有以下规律：
两个匀速直线运动的合运动是匀速直线运动
匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动：当两个分运动的速度方向共线时为匀变速直线运动，不共线时为匀变速曲线运动
两个匀变速直线运动的合成
两个初速度为零的匀变速直线运动的合成，一定是匀变速直线运动
v合方向与a合方向在同一条直线上时，物体做直线运动，此时
v合方向与a合方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。
★【小结】：两个互相角度的直线运动的合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动。
关联速度问题
应将物体的实际运动（合运动）进行分解；
合速度一般分解为沿绳子方向（使绳或杆伸缩）和垂直绳子方向（使绳或杆转动）两个分速度。
★绳子两端连着的两个物体沿绳或杆方向的分速度v大小相同。
小船渡河问题：
船渡河时，船的实际运动可以分解成：随水以v水漂流的运动+以v船相对于静水的划行运动。也可分解为垂直河岸方向的分运动+平行河岸方向的分运动。
当船头朝向与河岸夹角为θ时，船的过河时间为（适用所用情况），渡河时间取决于v船垂直于河岸方向的分速度，与河水的速度无关。
渡河时间最短问题
θ=90°时，即船头垂直对岸行驶时，渡河时间最短，且最短时间为：
渡河位移最短问题
若v船＞v水：当v合垂直河岸，合位移最短等于河宽d
当v船＜v水时，当v合⊥v船，合位移最短，且为： (不展开讨论)
三、竖直下抛运动：
①特点： v0≠0且方向竖直向下； F合=G（a=g）。
②性质：初速度竖直向下，加速度为g的匀加速度直线运动.
③公式：，，
四、竖直上抛运动：
特点： v0≠0且方向竖直向上； F合=- G（a=- g）取向上为正方向
性质：初速度竖直向上，加速度为- g的匀变速度直线运动.
处理方法：
⑴分步处理：①上升过程：匀减速直线运动，取向上为正方向：
公式：，，
上升到最高点的时间：；上升最高高度：
②下降过程是自由落体运动（向下为正）：公式：，，。
落回到出发点时间：；落回到出发点时间速度：
⑵整体处理：从全过程看，竖直上抛运动是一种加速度恒为重力加速度g的匀变速直线运动，取v0为正方向，a= - g . 公式：，，
【注意】：①S为正，表示质点在抛出点的上方，s为负表示在抛出点的下方②v为正,表示质点向上运动,v为负表示质点向下运动.
★不求时间时，用动能定理或机械能守恒求解速度或高度更快捷。
五、平抛物体运动
1、定义：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫做平抛运动。
2、性质：匀变速曲线运动，a=g
3、平抛运动的规律：
（1）水平方向的分运动：匀速直线运动；
分速度： 分位移：
（2）竖直方向的分运动:自由落体运动；
分速度：分位移：
(3)合速度大小：合速度与水平方向夹角：
合位移大小：合位移与水平方向夹角：
★合速度的方向与合位移的方向不相同。
六、斜抛运动
水平方向分运动：匀速直线运动；分速度：分位移：
竖直方向分运动：竖直上抛运动；分速度：分位移：
射程：①射程随初速度增大而增大；②射程与抛射角有关，当抛射角为450时射程最大；
射高：。初速度越大射高就越大，当抛射角为90°时射高最大
七、匀速圆周运动：
物理学量及其单位：
各物理量间关系：
向心力：；方向与速度垂直，指向圆心。是变力。
来源：重力、弹力、摩擦力或几个力的合力，或某一个力的分力。
注意：向心力不是一个独立的力，受力分析时不能认为物体除了重力等力以外，还“受到向心力”。
向心加速度：；方向与速度垂直，指向圆心。物理意义：描述速度方向变化快慢的物理量。
★★★匀速圆周运动中（1）不变的物理量：合外力大小，质点的线速度大小、向心加速度大小、角速度大小和方向、周期
（2）变化的物理量：线速度方向、向心加速度方向，合外力的方向，
（3）所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。
（4）匀速圆周运动中，物体所受合力完全等于向心力，合外力只改变速度的方向。
（5）如果物体做变速圆周或一般曲线运动，合外力的沿半径的分力是此时的向心力，它改变速度的方向；合外力的切向分力则改变速度的大小。
同轴转动问题：做同轴转动的物体相对位置保持不变，角速度和周期、转速相等。
皮带、齿轮传动问题：在皮带传动，链条传动、齿轮传动的过程中，皮带上（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等。
用绳系着小球在竖直平面内做变速圆周运动
（1），过最高点的最小速度：，得
，，绳子松弛，T=0，物体离开圆周做曲线运动。
（2）
关于轻杆作用下的圆周运动：只研究最高点
（1）物体不受到杆的作用力的条件是：，F=0，。
（2）当时，杆对物体的作用力为拉力，方向向下。
（3）当时，杆对物体的作用力F为支持力，方向向上，。
（4）最高点速度的最小值为v=0，此时杆对物体的作用力F=mg。
九、离心现象：
判断物体是否做离心运动的步骤：
对物体受力分析，求出能够提供的合力F合；
根据物体的运动，求出物体做圆周运动所需要的向心力F向=mω2r=mv2/r；
比较F合与F向的大小，确定物体的运动情况，如下：
①当F合=F向时→匀速圆周运动；②当F合=0时→匀速直线运动；③当F合F向时→逐渐靠近圆心的运动
【注意】：离心现象的本质是惯性；不存在离心力；
要使原来做匀速圆周运动的物体做离心运动
A、提高转速，使所需的向心力大于能提供的向心力；B、减小或消失合外力
如何防止离心现象发生
A、减小物体运动的速度，使物体作圆周运动时所需的向心力减小
B、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力
第五章 万有引力定律及其应用
行星运动三大定律（开普勒）
①轨道定律 ②面积定律 ③周期定律（）。
★对椭圆轨迹运动的卫星，研究其周期时常常需要周期定律。
万有引力定律：
（1）公式 （万有引力具有相互性）
（2）适用条件：①两个质点之间 ②两个质量分布均匀球体之间 ③质点和均匀球体之间。公式中的R为质点间的距离。对于质量分布均匀的球体，可把它看做是质量集中在球心的一个点上。
三种物体受力情况分析：
（一）对地面上的物体：受到F引及其它力，其中F引可分解成：F1=GF引，F2=F向。
★物体随地球自转所需的F向非常小，远小于万有引力和重力，而GF引。
★g=G/m， a向=F向/m，可见对地面上的物体a向远小于 g
★合力与分力不能同时存在，所以不能说物体同时F引受到及两个分力。
公式：（可得到黄金代换式）,≈9.8m/s2
（二）做匀速圆周运动（稳定运行）的卫星：仅受一个力即是万有引力F引。这时卫星的重力和万有引力是同一个力，这个力提供卫星运行所需的向心力。
★不能说卫星受到F引，重力G及向心力F向三个力。
公式：因为是匀速圆周运动，我们所学的匀速圆周运动公式全部适用。
★1、由左边公式可得：r越大：（1）v越小；（2）ω越小；（3）a向越小； （4）T越大；上述物理量与卫星的质量无关。
2、各卫星m与F引不同，无法比较；
3、结论仅适用于匀速圆周运动的卫星
1
2
内切圆
外切圆
（三）对于轨迹为椭圆的卫星，因为属于离心（近地点）或向心运动（远地点），F引 F向，不适于上面方框里的结论。一般来说，如图，椭圆上近地点时的速度v1比内切圆轨上的运行速度v1’要大，椭圆上远地点时的速度v2比外切圆轨上的运行速度v2’要小。由开普勒第三定律，可知椭圆轨道卫星的周期比内切圆轨上的卫星周期要大，比外切圆轨上的卫星周期要小。
要估算天体的质量M和密度，需要知道哪些物体量：
只要知道天体表面的重力加速度g和天体半径R即可利用求解M和。
观察某圆轨运行的卫星，只要知道T、r、v、ω、a向其中两个即可求解M，若要求还需要R。
观察天体的近地卫星，同时需要知道两个物理量才可求解M，但是，由于R=r在求时可约去，只要能得到T即可求出。（）
地面上物体、圆轨道卫星各物理量的比较
卫星之间：向心加速度、周期等物理量的大小关系由本页上面方框里的结论来判断。
地面上的物体与卫星：一般来说，不能直接比较两者a向、T、v等物理量，不满足方框里的结论。
但地面上的物体与某些卫星之间有特殊的关系：例如，地面上的物体与同步卫星的ω、T相同，而同步卫星的r大，可知同步卫星的a向=ω2r更大。再比如，地面上物体与近地卫星离地心的距离R相同，在m相同时F引也相同。这样同步卫星等可作为地面上物体与其它卫星之间的桥梁。
宇宙速度
1. 第一宇宙速度：近地卫星(轨道半径可视为地球半径)的运行速度和发射速度，所有绕地做圆周运动的卫星运行速度不可能大于第一宇宙速度，发射速度不可能小于第一宇宙速度。
推算方法：或由 ==7.9km/s
2. 第二宇宙速度：11.2km/s，是使物体挣脱地球束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为“脱离速度”。
3. 第三宇宙速度：16.7km/s，是使物体挣脱太阳的引力束缚的最小发射速度，也称为“逃逸速度”。
卫星发射及变轨
1. 前提：卫星对于不同轨道上稳定运行的圆周运动的卫星，轨道半径越大：（1）v越小；（2）ω越小；（3）T越大； （4）a向越小；上述物理量与卫星的质量无关。
2．同步卫星（定点通讯卫星），五项确定：①定轨道平面（轨道平面必与赤道平面重合）②定方向（自西向东运行）③定周期（与地球自转周期相同，T=24小时）④定高度（ h=3.6×104km ）⑤定线速度（约为3.08km/s ）
★【注意】（1）同步卫星不是近地卫星；
（2）同步卫星的高度是一定的，所以不是所有轨道在赤道平面的卫星都是同步卫星。
3．卫星在发射时加速升高和返回减速的过程中，均发生超重现象，进入圆周运动轨道后，发生完全失重现象，一切在地面依靠重力才能完成的实验都无法做。★完全失重只是视重为0，卫星的实际重力不变，和万有引力是同一个力。
4. 卫星轨道：（1）所有卫星绕地球运动轨道的圆心一定在地心；（2）一般卫星的轨道平面可以跟赤道平面重合，也可以跟赤道平面垂直，甚至可以成任意角度。（3）但同步卫星的轨道一定在赤道平面内
5. 卫星变轨：以发射同步卫星为例
先进入一个近地的圆轨道（v1）
然后在P点点火加速（速度为v2），进入椭圆形转移轨道。
到达远地点Q时（速度为v3）再次自动点火加速，（加速后速度为v4），进入同步轨道。如图：v2>v1>v4>v3
（P点在近地轨道上，也是椭圆轨道的近地点；Q点在同步轨道上，也是椭圆轨道的远地点。★同一位置上万有引力相同，但速度可能不同）
★★比较图中几个速度时谨记三点：（1）不同圆轨之间满足半径越大速度越小；（2）椭圆的远地点速度比近地点速度小；（3）点火前速度比点火后的速度小。
卫星的离心和近心运动
F引=F需：稳定运行；F引> F需：近心运动（如速度突然减少）；F引< F需：离心运动（如速度突然增加）。
双星问题
一、 “双星”问题： 两颗质量可以相比的恒星相互绕着两星连线中某个点旋转的现象，叫双星。
（一）利用好下面三个规律，解所有“双星”问题：
周期、角速度相同：T1=T2 、ω1 =ω2
向心力相同
转动半径与距离的关系。
（二）两个重要结论：
轨道半径越大，质量越小：（由向心力相同推导）
质量越小，线速度越大：（得用角速度相同，由上面半径之比推导）
经典时空观与相对论时空观
经典力学的局限性: 只适用于宏观、低速运动的物体。是相对论的一种特殊情况，不能说经典力学是错误的。
狭义相对论的两条假设（1）相对性原理：物理学定律在所有的惯性系中都是一样的
（2）光速不变原理：在任一惯性系中的观察者所观测到的真空中的光速都是相等的
相对论重要结论有：运动的时钟变慢；运动的尺子变短，运动的物体的质量随速度的增加而增大。
第六章 机械能 动量
一 功
恒力功求法： 。
变力功求法1：（P一定时）；求法2：利用功能关系（动能定理）。
功是标量。做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上移动的位移。
正功、负功取决于公式中力与运动方向的夹角：
当时，力对物体做正功，该力一定是动力；当时，力对物体做负功，该力一定是阻力；当时，力对物体不做功，该力一定垂直物体运动方向。例：向心力不做功。
二 功率
功率：（1）功率描述做功和快慢。定义式：。此式常用来计算平均功率。
（2）功率是标量，单位是瓦特，1W=1J/s
（3）额定功率：是指机械正常工作时，允许达到的最大功率，也就是机器铭牌上的标称值。（P实≤P额）
（4）我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。如：汽车的功率就是汽车牵引力的功率；起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。
mg
N
f
F
（5）功率与速度的关系： 。此式常用来计算瞬时功率。对匀变速直线运动，平均速度易得，此式也可用来计算平均功率，对应的v为平均速度。
解决汽车的两种启动问题关键：
（1）正确分析物理过程。
（2）抓住两个基本公式：
①功率公式：（在此=1），其中P是汽车的功率，F是汽车的牵引力，v是汽车的速度。
②牛顿第二定律：，如图所示。
（3）正确分析启动过程中P、F、f、v、a的变化抓住不变量、变化量及变化关系。
（4）汽车两种启动模式下的运动图象（左：以恒定功率启动 ；右：恒定加速度启动 ）
先变加速后匀速运动
先匀加速，后变加速，
最后匀速运动
（5）无论哪种启动方式，最后，
恒定a启动时，求匀加速过程的时间t1、末速度v1和最大速度vm（如上面右图所示）：
①；②；③
恒定P额启动：动能定理表达式
三 动能和势能
动能表达式：。动能是标量和状态量，没有负值，大小和参考系有关。
重力势能表达式：
重力势能是标量，它的大小与参考平面选取有关，，正负表示大小。
重力势能的变化量△EP是绝对的，与参考平面的选取无关
重力做功的特点：只与始末位置的高度差有关，与路径无关。
重力做功与重力势能变化量的关系：（功是能量转化的量度）
重力势能的变化，只和重力做功有关，和其它力做功无关。即：重力势能的变化只能是重力做功引起的。
重力势能的系统性指一个物体的重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的。
弹簧弹力做功与弹簧的弹性势能关系：（功是能量转化的量度）
四 动能定理★★★
动能定理：所有力在一个过程中对物体所做的总功，等于物体在这个过程中动能的变化，即：，或（W阻为克服阻力所做的功）
定理表明：外力对物体做了多少功就有多少其他形式的能量转化为动能
应用动能定理时，只考虑外力做功的多少与动能的变化量即可，不需要考虑其它能量是否产生或变化。
做功表达式里的位移必须是物体的对地位移。
五 机械能守恒定律
守恒条件：单个物体——只有重力做功；含弹簧的系统——只有重力或弹簧弹力做功。
【注意1】应用机械能守恒定律，只考虑能量的转化，不要考虑物体所受外力做功的情况。
【注意2】只有弹簧弹力做功时，系统一定要包括弹簧在内，机械能才守恒。
表达式：（），或△E增=△E减
【注意】（1）研究对象是系统；（2）分清初、末状态。
功和能的关系
重力的功量度重力势能的变化（），
弹力的功量度弹性势能的变化（）
合外力的功量度动能的变化（）（注意：合外力包括重力和弹力）
除重力（和弹簧弹力）之外的外力的功量度机械能的变化（）
第七章 电场
一、电场基本规律
1、元电荷：最小的带电单元（不能认为是某个具体电荷），自然界任何物体的带电荷量都是元电荷（e=1.6×10-19C）的整数倍(Q=ne)，电子、质子的电荷量都等于元电荷，但电性不同，前者为负，后者为正。
2、库伦定律：（1）表达式： k=9.0×109N·m2/C2——静电力常量
（2）适用条件：真空中静止的点电荷。 （3）满足牛顿第二定律。
3、三个自由电荷组成的系统处于平衡状态 结论：三点共线、近小远大、两同夹异、两大夹小
例：A、B小球电量已知，若想三个小球均保持平衡状态，求C球的电性、电量、位置
（1）先根据上述四点结论大概确定C的位置；
（2）对C进行受力分析，列平衡方程，求出C距A或B的距离；
（3）对A或B列受力平衡方程，求C的电量
二、电场 力的性质：
1、电场强度E：（1）①定义式： ，适用于各种电场。
②——决定式，适用点电荷产生的电场，Q场源电荷，与试探电荷无关
③——适用于匀强电场，d沿电场方向距离
（2）单位：N/C，V/m 1N/C=1V/m
（3）E是电场本身性质，E由F、q决定×； F由E、q 决定√
（4）电场强度是矢量：规定与正电荷受力方向相同，负电荷受力与E的方向相反。（判断电场强度是否相同时一定看方向是否相同）
（5）场强的叠加：如果空间存在多个电场，则某点的场强由所有电场叠加，且遵循平行四边形法则.
2、电场线：
（1）方向为从正电荷（或无穷远）出发，终止于负电荷（或无穷远）。各点的切线方向反映场强的方向，疏密程度反映场强的大小。
（2）电场方向是电势降低的方向。但电势降低的方向不一定是电场的方向，降低最快的方向才是电场的方向。
（3）一条电场线无法判断场强大小，可以判断电势高低。
（4）电场线垂直于等势面，静电平衡的导体，电场线垂直于导体表面
3、电势：（1）——单位：伏（V）——带正负号计算
（2）某点的电势等于该点到零势面的电势差。
（3）特点： ①电势的大小由电场本身和零势面位置决定，与Ep和q无关。但电势之差与零势面参考点的选择无关。
②电势是一个标量，但是它有正负，正负只表示该点电势比参考点电势高，还是低。
③电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功（）。
（4）电势高低的判断方法
①根据电场线判断：沿着电场线方向电势降低。A
B
②根据电势能判断：（计算时要带正、负号）
正电荷：电势能大，电势高；电势能小，电势低。
负电荷：电势能大，电势低；电势能小，电势高。
结论：只在电场力作用下，静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。（依据：电场力做正功，电势能减少）
4、等量同种点电荷电场线分布 （要掌握两电荷连线及中垂线上的场强E及电势的变化及规律）
等量同种点电荷
等量异种点电荷
图1
关于E：
①中点O处E为零；
②沿点电荷的连线：场强先减小到零再增大。
③ 中垂线上：E方向与中垂线平行；从中点到无限远场强先变大后变小，无限远处E为零。
关于电势（下面是以两个正电荷电场为例，负电荷的结论刚好相反）：
①若两个都为正电荷，在连线上越靠近中点，电势越低；越靠近正电荷，电势越高
②中垂线上，两正电荷中心处电势高于无限远处。（根据沿电场线方向电势降低判断。）
5、等量异种点电荷电场线分布
关于E：
① 沿点电荷的连线：E方向从+Q指向-Q，场强大小先变小后变大，中心。
② 中垂线上：E方向与中垂线垂直。场强大小从中心O向无限远逐渐变小
关于电势
①连线上：沿E方向电势减少，越近正电荷，电势越高，靠近负电荷，电势越低。
②中垂线上为等势面，电势等于无穷远电势，因为把电荷从中垂线上移到无限远处电场力不做功。
三、电场能的性质
1、电势能Ep：（1）（或，O点为零势面）——带正负号计算
电势能的减少量等于电场力所做的功
4、电势差UAB（1） ,普适。单位：伏（V），标量。
（2），适用于匀强电场——电势差与电场强度之间的关系。
（3）U是电场本身性质。U由W、q决定×； W由U、q 决定√
5、电场力做功WAB ：（1）电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，即与初末位置的电势差有关。
（2）表达式：，带正负号计算（适用于任何电场，知道始末位置的U，可求电场力做功）
d
L
qL
BL
AL
EL
图2
，——匀强电场（图2）
（3）电场力做功与电势能的关系
无条件结论，正、负电荷都适用
结论：电场力做正功，电势能减少
电场力做负功，电势能增加
6、等势面：（1）定义：电势相等的点构成的面。
（2）特点：①等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷，电场力不做功。
②等势面与电场线垂直
F1
F2
+q
b
a
×
√
E
③画等势面时，相邻等势面间的电势差相等。
④等势面的密集程度表示场强的大小：疏弱密强。
图3b
图3a
（3）判断非匀强电场线上两点间的电势差的大小：靠近场源（场强大）的两点间的电势差大于远离场源（场强小）相等距离两点间的电势差。
A
B
C
若AB=BC，则UAB>UBC
7、根据轨迹得到相关信息
★★先找电场线与轨迹的交点
（1）电场力的方向需满足：①沿E切线方向或垂直等势面；②在轨迹凹面内
（2）根据力的方向和粒子电性，判断E方向
（3）根据E的方向，判断电势的变化
（4）根据电势的变化和粒子电性，判断电势能
四、电容器及其应用：
1、电容器充放电过程(图3)：（电源给电容器充电）
S
A
B
L
C
充电过程S-A：电源的电能转化为电容器的电场能
放电过程S-B：电容器的电场能转化为其他形式的能（如图为内能、光能）
2、电容：（1）定义式：——是定义式。
图4
——是电容的决定式（适用于平行板电容器）
（4）单位：法拉F，微法μF，皮法pF 1pF=10-6μF=10-12F
（5）特点：①不能说C由Q或U决定，但可说Q由C和U共同决定。
②电容器的带电量Q是指一个极板带电量的绝对值。
③电容器始终与电源相连，则电容器的电压U不变。
电容器充电完毕，再与电源断开，则电容器的带电量Q不变。
④在有关电容器动态问题的讨论中，技巧：区分接通电源和断开电源两种情况，应用以下三个公式：
Eq
mg
v0
+
—
图5 平衡问题

五、应用——带电粒子在电场中的运动（平衡问题，加速问题，偏转问题）
1、基本粒子不计重力，但不是不计质量，如质子（），电子，α粒子（）,氘（），氚（）,各种离子。微粒、油滴、小球、尘埃一般情况下都要计算重力。
2、平衡问题：电场力与重力的平衡问题。mg=Eq。判断粒子的运动状态是否变化，要看E是否发生变化。
3、加速问题：初速度，运动方向与电场线平行。
（1）动力学角度：只受电场力Eq（不计重力），粒子的加速度为
图6 加速问题
v0
v
，，则
（2）由动能定理，，
（注意：如果，则）
★此方法不需知道d，十分简便。解题时优先选择动能定理
★若两极板间是非匀强电场，仍然适用。
4、偏转问题——类平抛运动
解决两类问题：①怎样出去：求v的大小和方向；②从哪里出去：求偏移量y。
思路：先把运动进行分解，求出分速度vy和分位移y，再进行合成求v。
下面以由两极板间中点射入为例，假设粒子能飞出电场：
（1）在垂直电场线的方向： vx= v0 ————①， L=v0t ————②
（2）在平行电场线的方向：
————③ ————④
辅助方程， ————⑤
粒子出电场的速度偏角：————⑥
5、加速与偏转问题结合
（1）在U1作用下作匀加速直线运动
（2）在U2作用下作类平抛运动
（3）离开U2后作匀速直线运动
不同粒子，经过同一加速电场和偏转电场后，轨迹相同。，。
如果在上述例子中粒子的重力不能忽略时，只要将加速度a重新求出即可，具体计算过程相同。
第八章 恒定电流
电阻定律：
均匀导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比。
电阻率反映材料导电性能的物理量，与导体材料、温度等有关。电阻才是描述导体对电流的阻碍作用。
金属的电阻随温度的升高而增大。半导体的电阻随温度的升高而减少。
铂的电阻率随温度变化明显，适合做热电偶（温度计），而锰铜合金和镍铜合金的电阻率几乎不随温度变化，适合做标准电阻。
伏安法测电阻的两种典型实验电路
1、安培表的外接法（下面左图）：适合测小电阻，测量结果偏小。
2、安培表的内接法（下面右图）：适合测大电阻，测量结果偏大。
外接法 内接法
记忆口诀：“小外大内”（小外国佬，大内高手）；小外偏小，大内偏大。
超导现象：某些物质当温度降低到某一极低温度附近时，它们的电阻率会忽然减小到无法测量的程度，可认为它们的电阻率突然变为零。
能够发生超导现象的物质不限于金属，可以是合金、化合物，也可以是半导体。
伏安特性曲线：导体的 I—U 图线
线性元件：导体的伏安特性曲线是过原点的直线
非线性元件：伏安特性曲线不是直线（如二极管）。
二极管：二极管具有单向导电性能。符号：。
电动势E
电动势E表示电源把非静电力做功转化为电能的本领。电源的电动势数值上等于不接用电器时电源两极间的电压。
闭合电路欧姆定律：
E=U外+U内（适用于任何形式的闭合电路），（纯电阻电路）或E=IR+Ir，都称为闭合电路欧姆定律。
讨论路端电压，电路总电流随外电路电阻变化而变化的规律
以右图为例，假设R2阻值增大，以R外表示整个电路的外电阻之和。I2和I3分别表示R2和R3的电流,U并表示R2和R3的电压。
根据：E=U外+U内、U内=Ir、，E、r不变
R2↑→R外↑，I↓，U内↓=Ir，U1↓=IR1，→U外↑,U并↑=E-(U内+U1)，I3↑= U并/R3，I2↓=I-I3
【口决】串反并同。
R2阻值增大，R3与R2并联，则R3电压、电流都增大，U并↑I3↑；r、R1在干路上，当作串联，则r和R1的电压、电流都减少， I↓U内↓U1↓。
【注意】任何一个电阻增大，无论它在干路上还是并联的支路上，总电阻增大，反之亦然。如果某一并联的支路断开，当作电阻增加至无穷大处理，所以总电阻增加；如果并联的某个支路的开关由断开变闭合，当作电阻减少处理，电路总电阻减少。
电表改装：
丙
甲表是电流表，R增大时量程减小。通过测量端的最大电流（即总电流）指的是量程I，通过G表的最大电流是满偏电流Ig（支路电流）。当总电流为量程I时，通过G表的电流恰好为Ig，通过R的电流为I-Ig。
乙表是电压表，R增大时量程增大。最大的总电压指的是量程U。当总电压为U时，G表上加载的电压恰好为IgRg，此时通过G表和R的电流都恰好是满偏电流Ig。
丙表是欧姆表，内置电源，R为调零电阻。
【注意】多用电表内部含有等效于上面三个图的三种电路，当选不同档时，对应不同的电路。如果选的是电流档和电压档，红笔和黑笔分别相当于普通电流表和电压表的正、负接线柱。
用多用电表测量电阻步骤：
(1)机械调零：使用前若表针没有停在左端电流的零刻度，要用螺丝刀转动调零定位螺丝，使指针指零。
(2)选挡：最好使指针位于中央附近，即待测电阻最好接近中值电阻；
(3)欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右端“0 Ω”刻度处。
(4)测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，表针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值。
(5)测另一电阻时重复(2)(3)(4)。
(6)实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
【注意】如果题目说测量时指针偏转角度过小，指的是指针偏向表盘左边，读数过大。此时应换个高档。
二极管极性的的判断：
选欧姆档测二极管极性时，红笔与内部电源的负极连接。电流由电表内部电流提供，由黑笔流出电表进入二极管，再从红笔流进电表，简单记忆为“红进（电表）黑出（电表）”。
方法：先判断电流方向（根据红黑笔），再由二极管电阻的大小判断其是正向接法还是反向接法，从而确定极性。或先根据红黑笔判断电流方向，再由二极管正向接法或反向接法判断电阻的大小。
电功和电功率
1、电功和电功率：W=UIt，P=W/t=UI（对任何电路都适用）
2、焦耳热和热功率： Q=I2Rt，P热=I2R（对任何电路都适用）
3、电功和电热的关系:
（1） 纯电阻电路：电功等于电热：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R；
电功率等于热功率： P=P热=UI=I2R=U2/R
（2）非纯电阻电路：电功大于电热：W>Q，即 UIt>I2Rt；
电功率大于热功率：P>P热, 即 UI>I2R
注意：在非纯电阻电路不满足欧姆定律，即U>IR。所以不能说电功率P =I2R=U2/R
电源的输出功率与负载的关系(如图所示)
P出=IU外（适合任何电路）；P出=I2R（适合纯电阻电路）
【注意】当R=r时，电源的输出功率最大
(1)由P＝I2R可知：定值电阻上消耗功率最大时，通过它的电流一定最大。
(2)求可变电阻上消耗的最大功率时，可将定值电阻看成电源内阻的一部分，仅将可变电阻看成外电阻。
电源效率
定义：η=P出/P总。即η=IU/IE=U/E。
（1）R变大时，电源效率变大。
（2）当电源输出功率最大时，效率不是最大。此时R=r时η=0.5
螺旋测微器
螺旋测微器又叫千分尺。如图，旋钮D每旋转一周，螺杆F便沿着旋转轴线方向前进或后退0.5mm，而可动刻度盘E有50个等分刻度，因此，可动刻度盘E每旋转一小格表示螺杆F前进或后退0.01 mm，所以螺旋测微器的精确度（最小分度）为0.01 mm。
读数：测量值＝固定刻度B上的整毫米数＋0.5 mm(判断半刻度是否露出，未露出时为0)＋0.01 mm×可动刻度上对齐的格数(估读1位)。
实验仪器示数估读方法：
适用于：刻度尺、螺旋测微器、天平、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表。
（1）若最小分度为0.01、0.1、1等以1结尾的，都要估读到“1”所在位数的下一位；
（2）若最小分度为0.5、0.05、5等以5结尾的，都要求估读到“5”所在的这一位；
（3）若最小分度值为0.02、0.2、2，都要求估读到最小分度值所在的这一位，且不满半格舍去，多半格不满一格算半格。
滑动变阻器的两种接法
限流法（接线时接一上一下两个接线柱） 分压法（接线时接一上两下两个接线柱）

分压法特点：待测电阻上的电压、电流的调节范围大，可以从零开始。如果电路中的滑动变阻器阻值过小，不能起到限流的作用，得考虑用分压法。
实验一：伏安法测导线电阻率
实验步骤：
（1）用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S.
（2）选择合适的实验电路图，如右图所示（注意安培表用外接法，滑动变阻器用限流法即可）。
（3）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度L，反复测３次，求出其平均值l. （有效长度，不是总长。必须先接入电路再测量L）
（4）把滑动变阻器滑片调到使接入电路中的有效电阻最大，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的I、U值，填入记录表格内.
（5）求出电阻Rx的平均值，拆去实验电路，整理好实验器材.
（6）计算金属丝的电阻率：，。由得出
实验二：描绘小灯泡的伏安特性曲线
实验原理：
用电流表和电压表测出灯泡在不同电压下的电流，建立I-U坐标系，描点连成直线或平滑曲线即得到小灯泡的伏安特性曲线.
为了尽可能多取些数据点并减小实验误差，就选用电流表外接法、滑动变阻器分压接法电路.
实验步骤：
（1）连接电路：测出小灯泡在不同电压下的电流
①闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到使其接入电路中的有效阻值最大的位置（图中最左边）.
②移动滑动变阻器的滑片，测出多组不同的电压值U和电流值I
（2）画出小灯泡的伏安特性曲线
（3）拆除电路，整理仪器
实验三：测量电源的电动势和内阻（历年高考的重点）
原理：由E=U+Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于正、r的方程，从而解出E、r，电路图如图所示．（注意电流表不能与电源内接，变阻器用限流法）
（1）为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，宜选用旧电池和内阻较大的电压表。
（2）当干电池的路端电压变化不很明显时，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始。
（3）注意事项：
①为了使电池的路端电压变化明显，电池宜选内阻大些的．
② 因该实验中电压U的变化较小，为此可使纵坐标不从零开始，把坐标的比例放大，可减小实验误差．此时图象与横轴交点不表示短路电流，计算内阻时，要在直线上任取两个相距较大的点，用r＝△U/△I计算出电池的内阻r．
（4）误差分析：采用上图电路时，可得： 。
【扩展】 根据闭合电路欧姆定律的不同表达形式，还可以采用下面几种不同的方法测E和r
(1)如图甲，由E＝IR+Ir知，测出I、R的两组数据，列出方程解出E、r，电路图如图所示．
图甲
图乙
(2)如图乙，由E＝U+Ur/R,，测出U 、R两组数据，列出关于E、r的两个方程，电路图如图所示．

第九章 磁场
本章共有四个概念、两个公式、两个定则。
四个概念： 磁场、磁感线、磁感强度、匀强磁场
两个公式：(1)安培力 F=BIl (Il⊥B)
(2)洛伦兹力 f =qvB (v⊥B)
两个定则：安培定则（右手螺旋定则）——判断电流本身产生的磁场方向（电生磁）
左手定则——判断电流受到的安培力的方向，或判断洛伦兹力的方向。
补充：右手定则——判断导体切割磁感线时产生的电流方向（磁生电）
磁场
（1）磁场是客现存在的特殊物质。
（2）磁感线不是真实存在的，是假想出来的。
（3）磁体间、电流间、磁体与电流间的相互作用是通过磁场发生的。
（4）磁极周围有磁场，电流周围有磁场（奥斯特），变化的电场在周围空间产生磁场。
下面五个方向是相同的：
（1）磁感线的切线方向；（2）磁场的方向；（3）磁感应强度方向；（4）小磁针静止时N极的指向；（5）小磁针的N极受力方向。
注意：不能说磁场的方向和小磁针的受力方向相同，必须指明是N极受力方向才对。
奥斯特实验：发现电流的周围存在磁场，即电流的磁效应。奥斯特首先发现电流能产生磁场。
实验时，通电直导线南北方向水平放置，磁针与导线平行地放在导线的正下方或正上方，通电时磁针发生了转动。
地磁场：地球的磁场与条形磁体的磁场相似。
①地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下。
②在赤道正上方，地磁场方向水平向北。
③在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方。
安培：首先发现磁场能对电流产生力的作用。即通电导线能受到其它物体产生的磁场的力的作用。提出了安培分子电流假说。
安培分子电流假说：物质微粒内部存在着环形分子电流。
①可以解释的现象：金属的磁化和退磁现象。适用于磁铁的磁场，不适用于电流产生的磁场。
②磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的．
磁感应强度的大小（表征磁场强弱的物理量）
（1）定义： 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的力（安培力）F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。符号：B
（2）定义式： 。单位：在国际单位制中是特斯特，简称特，符号T. 1T=N/A·m
说明：
①F是指通电导线电流方向跟所在处磁场方向垂直时的磁场力，此时通电导线受到的磁场力最大。
②公式B= F/IL得出磁场中某点的B与F成正比，与IL成反比，这是错误结论。
③B并不因探测电流和线段长短（电流元）的改变而改变，而是由磁场自身决定的。
磁感线
①磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是从N极出来，回到磁铁的S极，内部是从S极到N极.（所以说磁感线总是从N极指向S极是错误的，只有磁体外部才是）
②每条磁感线都是闭合曲线，任意两条磁感线不相交。（所以说：磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止是错误的）
③磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向（无论在磁体内部还是外部）。
④磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小。
几种常见磁场的磁感线：
网
安培定则
可判断三种电流本身产生的磁场方向，如下：
①直线电流② 环形电流③ 通电螺线管
匀强磁场
（1）匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线。
（2）两种情形的匀强磁场：即距离很近的两个异名磁极之间除边缘部分以外的磁场；相隔一定距离的两个平行线圈(亥姆霍兹线圈)通电时，其中间区域的磁场。
磁通量
（1）定义： 磁感应强度B与线圈面积S的乘积，叫穿过这个面的磁通量（是重要的基本概念）。磁通量的大小表示穿过这一面积的磁感线条数的多少。
（2）表达式：φ=BS，适用于（B⊥I）。
单位：韦伯，简称韦，符号Wb 1Wb = 1T·m2
（3） 磁通量是标量，但有正、负之分。磁感线从某个面积的正面穿过还是从另一面穿过，所引起的磁通量方向是不同的。设其中一个为正，另一个则为负。
（4）磁感应强度的另一种定义（磁通密度）:即B =φ/S
安培力：磁场对电流的作用力。
（1）大小：通电导线（电流为I、导线长为L）和磁场（B）方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小：F = BIL（最大）
两种特例：①F =ILB(I⊥B) ②F=0(I∥B) 如果电流和磁场平行，那么安培力为0。
一般情况：当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，有F = ILBsinθ
（2）安培力的方向：既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面.
（3）左手定则：判断电流受到其它物体的磁场力的方向（如右图）
注意：电流和磁场可以不垂直，但安培力必然和电流方向垂直，也和磁场方向垂直，用左手定则时，磁场不一定垂直穿过手心，只要不从手背传过就行。
（4）注意安培力与库仑力的区别：
电荷在电场中某一点受到的库仑力是一定的，方向与该点的电场方向要么相同，要么相反。
注意：某一确定电荷在电场中受到的力越大，说明该处电场强度越大。但某一确定电流在磁场中受到的力越大，磁场强度不一定越强，因为还与电流的放置方向有关。比如导线方向平行于磁场，则受力为0。
洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力.
（1）洛伦兹力
通电导线在磁场中所受安培力是洛伦兹力的宏观表现。
可以粗略地认为一段静止在磁场中的导体所受安培力为导体内运动电荷所受洛伦兹力的合力。
①导体受到的安培力方向总是与导体内部自由电荷受到的洛伦兹力方向相同。
②电流方向和电荷运动方向的关系.（电流方向和正电荷运动方向相同，和负电荷运动方向相反）
（2）洛伦兹力方向的判断——左手定则
伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，若四指指向电荷运动的方向，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向，负电荷受力的反方向。
（3）洛伦兹力的大小计算公式：
①当粒子运动方向与磁感应强度垂直时（v⊥B） F = Bqv
②当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时 F = Bqvsinθ
③当粒子运动方向与磁感应强度垂直时（v∥B） F =0
上两式各量的单位：F为牛（N），q为库伦（C）， v为米/秒（m/s）, B为特斯拉（T）
带电粒子在匀强磁场中的运动
（1）运动轨迹：沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，粒子在垂直磁场方向的平面内做匀速圆周运动，洛伦兹力永不做功
（2）三个重要公式：
①向心力由粒子所受的洛伦兹力提供：
②轨道半径 （由上式得到）
③ （由得到）
带电粒子在有界的匀强磁场中的运动
带电粒子在有界磁场中做匀速圆周运动时，轨迹是圆周上的一段圆弧，在解决这类问题的关键是如何确定圆心、画出粒子的运动轨迹、半径及圆心角，找出几何关系。
①找圆心：初速度垂线、末速度垂线和弦（初末位置连线）三条线任何两条的交点都是圆心。
②偏向角：初速度和末速度延长线的夹角。圆心角=偏向角。
③在磁场中运动的时间
第十章 电磁感应现象
电磁感应综合题必记公式
感应电动势的求解
导体棒切割匀强磁场
半径导体棒转动切割匀强磁场 E=
感应电流方向：右手定制
闭合电路
电流
定值电阻R的电压
通过电阻R的电量
平行板电容器
电容器电压与并联电路电压相等
电容器电容
电容器的电量
电容器间的电场强度
匀强电场
带电粒子在电场中的加速
带电粒子在电场中的偏转 ；
带电小球在电场中竖直平面圆周运动：
最高最低点
运动过程：
安培力
安培力的大小
安培力的方向 左手定则
（3） 导体棒切割产生感应电流，导体棒运动速度达到恒定时
产生的焦耳热
产生焦耳热=产生的电能=克服安培力做功 即：
根据能量守恒定律
带电粒子在匀强磁场中做圆周运动
洛伦兹力提供向心力
圆周运动半径
在磁场中运动的时间
电磁感应现象的发现和第一台发电机的发明：法拉第
法拉第概括产生感应电流的五类情形：
（1）变化着的电流；（2）变化着的磁场；（3）运动的稳恒电流；（4）运动的磁体；
（5）在磁场中运动的导体
磁通量：可以用穿过闭合回路的磁感线的条数形象描述φ 。
1、产生感应电流的条件：①闭合电路；②穿过闭合电路的磁通量发生变化；
2.电磁感应现象的实质是产生感应电动势
感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化
3.磁通发生变化的几种基本情况：B变、S变、B与S间的夹角变、或闭合电路的一部分做切割磁感线的运动.
★计算磁通量时不要考虑匝数。
楞次定律：适用范围：一切电磁感应现象
1、两种表述：增反减同感应电流总要阻碍磁通量的变化；来拒去留感应电流总要阻碍导体与磁场的相对运动。
例如：如果原磁场的磁通量在增加，感应电流产生的磁场与原磁场方向相反；反之相同。
2、使用楞次定律的步骤★重要★
(1)明确（引起感应电流的）原磁场的方向
(2)明确穿过闭合电路的磁通量（指合磁通量）是增加还是减少
(3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向
(4)利用安培定则确定感应电流的方向
右手定则（如图）
作用：判断感应电流的方向与磁感线方向、导体运动方向间的关系
适用范围：导体切割磁感线
研究对象：回路中的一部分导体
法拉第电感应定律
（1）内容：电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
（2）（n为线圈匝数）
（3）适用范围：一切电磁感应现象。
（4）若线圈平面与B垂直，且B一定，则，若线圈平面与B垂直，且S一定，则。
法拉第电感应定律的推论：导体切割磁感线的感应电动势E感 = BLvsinθ
切割磁感线的导体相当于电源，电源内部I从负极流向正极
B、L、v三个两两垂直则E感 = BLv
★若导体不动，磁场运动，同样可看成导体相对磁场运动，也能产生感应电动势。
导体在匀强磁场中的匀速转动切割
感应的电荷量计算
，与磁通量的变化量有关，与变化率（切割速度）、时间无关。
第十一章 交变电流
一、交流电的产生及变化规律：
正弦（或余弦）交流电流的产生：矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时，如图所示，产生正弦（或余弦）交流电动势。当外电路闭合时形成正弦（或余弦）交流电流。
变化规律：
（1）中性面：与磁感线垂直的平面叫中性面。
线圈平面位于中性面位置时，如图（A）所示，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为零。因此，感应电动势为零 。
当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时，如图（C）所示，穿过线圈的磁通量虽然为零，但线圈平面内磁通量变化率最大。因此，感应电动势值最大。
（N为匝数）
（2）感应电动势瞬时值表达式：
若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式：如图（B）所示。
若从线圈平面与磁感线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为：如图（D）所示。
二、表征交流电的物理量：
瞬时值、最大值、有效值和平均值：
①瞬时值：对应某一时刻的交流的值，用小写e、i字母表示.
②峰值：即最大的瞬时值，用大写Em、Im字母表示．在判断电容器是否会被击穿时，即讨论耐压值时则需考虑交流的峰值。
③有效值：根据电流的热效应定义。用大写E、I字母表示．a、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；b、交流电流表和交流电压表的读数是有效值． c、凡是跟热效应有关的用有效值，如在求交流电的功、功率、电热或熔断电流时。d、若没有特殊说明的均指有效值．
★正弦（或余弦）交流电电动势的有效值和最大值的关系为：
注意：非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如下面例子：
【例】 如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图像．此交流电流的有效值的计算公式：

④平均值，用表示。在计算通过导体的电量时，只能用平均值，而不能用有效值．
周期、频率和角频率
周期和频率互为倒数，即。角频率： 单位：弧度/秒
注意：在变压器问题中，交变电流的周期和频率由发电机里面线圈转动的快慢决定，改变变压器的匝数不会改变周期和频率。
三．电感和电容对交变电流的影响
电感（本身是线圈） “通直流，阻交流，通低频，阻高频”。交变电流频率越大，电感的阻碍作用越大，电感的等效电阻增加。
电容“隔直流、通交流，阻低频、通高频”。交变电流频率越大，电容的阻碍作用越小，电容的等效电阻减少。
四．变压器
变压器是可以用来改变交流电压和电流的大小的设备。

注意：输入电压U1决定输出电压U2，输出电流I2决定输入电流I1，输入功率随输出功率的变化而变化直到达到变压器的最大功率（负载电阻减小，输入功率增大；负载电阻增大，输入功率减小）。
动态分析问题的思路程序可表示为：
U1P1
变压器原线圈中磁通量变化率ΔΦ/Δt和铁芯中、副线圈ΔΦ/Δt相等；
五．电能的输送
由于输送电的导线有电阻，远距离送电时，线路上损失电能较多。
在输送的电功率和送电导线电阻一定的条件下，提高送电电压，减小送电电流强度可以达到减少线路上电能损失的目的。
线路中电流强度I和损失电功率计算式如下：
注意：送电导线上损失的电功率，不能用求，因为不是全部降落在导线上。
第十二章 原子结构 原子核 波粒二象性
一、原子结构
卢瑟福的核式结构模型
α粒子散射实验：是用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转，极少数偏转角度大于90度，甚至被弹回。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。
氢原子的能级图
n E/eV
∞ 0
1 -13.6
2 -3.4
3 -1.51
4 -0.85
3
E1
E2
E3
卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。
由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。
玻尔模型（半经典理论，依旧认为电子绕核运动，但引入量子理论，认为轨道量子化，就是不连续性，整数n叫量子数。）
⑴玻尔的三条假设（量子化）
①轨道量子化
②能量量子化
★③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量hν=Em-En
★④大量处于激发态n能级的原子向基态跃迁时，最多可以放出N种频率的光子，满足
⑵从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，（也可能是由于碰撞或其它方式）。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子（相当于发生光电效应）。（如在基态，可以吸收E ≥13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。
二、原子核
1、天然放射现象
⑴.天然放射现象----天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。
⑵.各种放射线的性质比较
2、核反应
（1）核反应类型
①衰变： α衰变：（核内）
β衰变：（核内）
γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。
②人工转变：（发现质子的核反应）
（发现中子的核反应）
③重核的裂变： 在一定条件下（超过临界体积），裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反应。
④轻核的聚变：（需要几百万度高温，所以又叫热核反应）
所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。（注意：质量并不守恒。）
（2）半衰期
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。（对大量原子核的统计规律）计算式为：，N表示核的个数 ，此式也可以演变成 。两式左边的量都表示时间t后发生衰变该元素的剩余量，不是指剩余物总质量。
半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。
3、放射性同位素的应用
⑴利用其射线：α射线电离性强，用于使空气电离，将静电泄出，从而消除有害静电。γ射线贯穿性强，可用于金属探伤，也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使DNA发生突变，可用于生物工程，基因工程。
⑵作为示踪原子。用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能。
⑶进行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木质文物的产生年代。
一般都使用人工制造的放射性同位素（种类齐全，各种元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，废料容易处理。可制成各种形状，强度容易控制）。
4、核能
（1）核能------核反应中放出的能叫核能。
（2）质量亏损---核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。
★（3）质能方程-----爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是：E = mc2，这就是爱因斯坦的质能方程。
质能方程的另一个表达形式是：ΔE=Δmc2。可用来计算质量无损时释放出来的能量。但不能说是质量转化成能量，而应该说静止质量转化成运动质量。
在有关核能的计算中，一定要根据已知和题解的要求明确所使用的单位制。
（4）重核裂变：①裂变过程放出巨大的能量；②原料储存有限；③核废料有放射性污染大。
轻核聚变：①聚变反应比裂变更剧烈，目前实验室外尚未实现可控进行。②平均每个核子释放的能量是裂变的3~4倍；③原料十分丰富；④对环境污染较小。
（5）结合能与质量亏损
凡是释放核能的核反应都有质量亏损。
自由核子组成原子核时，一定释放能量，释放能量的多少叫作结合能。但组成不同原子核时释放的能量多少不同，平均每个核子的质量亏损也是不同的，所以各种原子核的结合能和核子的平均质量不同。结合能越大，核子平均质量小的，每个核子平均释放的能多，原子越稳定。铁原子核中核子的平均质量最小，所以铁原子核最稳定。凡是由平均质量大的核，生成平均质量小的核的核反应都是释放核能的。
三、波粒二象性知识点和练习
（一）光电效应现象
1、光电效应的研究结论：
= 1 \* GB3 ①任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应。
= 2 \* GB3 ②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大。注意：从金属出来的电子速度会有差异，这里说的是从金属表面直接飞出来的光电子。
= 3 \* GB3 ③入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s； = 4 \* GB3 ④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。
光电效应的应用：光电管：光电管的阴极发射电子，发出的电子被阳极收集，在回路中形成光电流。
注意：①光电管两极加上正向电压，可以增强光电流。②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。入射光的强度越大，光电流越大。 = 3 \* GB3 ③遏止电压U0。回路中的光电流随着反向电压的增加而减小，当反向电压U0满足：，光电流将会减小到零，所以遏止电压与入射光的频率有关。
4、波动理论无法解释的现象：
①波动理论认为不论入射光的频率多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够多的能量，从而产生光电效应，实际上如果光的频率小于金属的极限频率，无论光强多大，都不能产生光电效应。
②波动理论认为光强越大，电子可获得更多的能量，光电子的最大初始动能应该由入射光的强度来决定，实际上光电子的最大初始动能与光强无关，与频率有关。
③波动理论认为光强大时，电子能量积累的时间就短，光强小时，能量积累的时间就长，实际上无论光入射的强度怎样微弱，几乎在开始照射的一瞬间就产生了光电子.
（二）光子说
1、普朗克常量
普郎克在研究电磁波辐射时，提出能量量子假说：物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是的整数倍，称为一个能量量子。即能量是一份一份的。
2、光子说（由爱因斯坦提出）
在空间中传播的光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε跟光的频率ν成正比。，其中：是普朗克常量，v是光的频率。
3、光电效应方程 其中是指出射光子的最大初动能。
（1）逸出功W0: 金属表面的电子（不是所有电子）直接逸出金属表面克服离子引力做的功。（是所有电子逸出来所需要做的功中最小的）
（2）光电效应的解释：
①极限频率：金属内部的电子一般一次只能吸收一个光子的能量，只有入射光子的能量大于或者等于逸出功W0 即：时，电子才有可能逸出，这就是光电效应存在极限频率的原因。
②遏制电压：由和有：，所以遏制电压只与入射光频率有关，与入射光的强度无关，这就是光电效应存在遏制电压的原因。
（三）康普顿效应（表明光子具有动量）
1、康普顿效应：用X射线照射物体时，一部分散射出来的X射线的波长会变长，这个现象叫康普顿效应。康普顿效应是验证光的波粒二象性的重要实验之一。
2、意义：证明了爱因斯坦光子假说的正确性，揭示了光子不仅具有能量，还具有动量。
（四）光的波粒二象性（课本3-5，P38）
干涉、衍射和偏振（这三个实验不需要知道具体内容）以无可辩驳的事实表明光是一种波，具有波动性；光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子，具有粒子性。由于光既有波动性，又有粒子性，只能认为光具有波粒二象性。但不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒子。少量的光子表现出粒子性，大量光子运动表现为波动性；光在传播时显示波动性，与物质发生作用时，往往显示粒子性；频率小波长大的波动性显著，频率大波长小的粒子性显著。
第十三章 热学
第一节 分子动理论
一、物体由大量分子组成
物体是由大量分子组成的，除一些有机物质的大分子外，一般分子直径的数量级为10-10m。
阿伏加德罗常数（NA＝6.02×1023ml－1）是联系微观量与宏观量的桥梁。
设分子体积V0、分子直径d、分子质量m；宏观量为．物质体积V、摩尔体积V1、物质质量M、摩尔质量μ、物质密度ρ。
（1）分子质量：
（2）分子体积：
（对气体，V0应为气体分子占据的空间大小）
（3）分子的数量：
固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。
三、分子热运动 布朗运动
扩散现象：不同物质彼此进入对方（分子热运动）。温度越高，扩散越快。
扩散现象说明：组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈；分子间有间隙
布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动！
布朗运动发生的原因是受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而布朗运动说明了（或“反映了”）分子在永不停息地做无规则运动．
布朗运动也是永不信息的。
灰尘在空气中的无规则运动是空气的扰动导致的，经过一定时间会停止（尘埃落定），所以灰尘的运动不是布朗运动。一般肉眼可见的物体的运动不是布朗运动。
①布朗运动不是固体微粒中分子的无规则运动．
②布朗运动不是液体分子的运动．
③课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹．
④微粒越小，温度越高，布朗运动越明显．
（3）扩散现象是分子运动的直接证明；布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动
三、分子间的作用力
（1）分子间引力和斥力一定同时存在，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化快。
（2）实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。随分子间距离的增大，分子力先变小后变大再变小。（注意：这是指 r从小于r0开始到增大到无穷大）。
（3）分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即r0（10－10m）与10r0。①当分子间距离为r0（约为10－10m）时，分子力为零，分子势能最小；②当分子间距离r＞r0时，分子力表现为引力。当分子间距离由r0增大时，分子力先增大后减小；③当分子间距离r＜r0时，分子力表现为斥力。当分子间距离由r0减小时，分子力不断增大
★一般固体和液体分子可认为是一个紧挨一个排布，分子间距近似为r0，在压缩时分子力表现为斥力，所以固体和液体很难被压缩。而一般来说气体分子之间的距离大于10 r0，分子力主要还是表现为引力，气体分子很难被压缩主要是气体压强的作用，即与单位面积上分子撞击器壁的猛烈程度有关。
四、温度和内能
温度：反映物体冷热程度的物理量（是一个宏观统计概念），是物体分子平均动能大小的标志。任何同温度的物体，其分子平均动能相同。
热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系为：T＝t+273.15（K）
说明：①两种温度数值不同，但改变1 K和1℃的温度差相同。②0K是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到。③这两种温度每一单位大小相同，只是计算的起点不同。摄氏温度把1大气压下冰水混合物的温度规定为0℃，热力学温度把1大气压下冰水混合物的温度规定为273K（即把－273℃规定为0K）。.
五、物体的内能：
（1）内能是物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，是状态量．
（2）决定分子势能的因素：宏观---分势能跟物体的体积有关。微观---子势能跟分子间距离r有关。
（3）固体、液体的内能与物体物质的量（分子数）、物体的温度（平均动能）和物体的体积（分子势能）都有关
气体：一般情况下，气体分子间距离较大，不考虑气体分子势能的变化（即不考虑分子间的相互作用力），这种简化模型称为理想气体微观模型。
（4）理想气体的内能：理想气体是一种理想化模型，理想气体分子间距很大，不存在分子势能，所以理想气体的内能只与温度有关。温度越高，内能越大。
x
0
EP
r0
①理想气体与外界做功与否，看体积，体积增大，对外做了功（外界是真空则气体对外不做功），体积减小，则外界对气体做了功。
②理想气体内能变化情况看温度。
③理想气体吸不吸热，则由做功情况和内能变化情况共同判断。（即从热力学第一定律判断）
（5）一个具有机械能的物体，同时也具有内能；一个具有内能的物体不一定具有机械能。
（6）★关于分子平均动能和分子势能理解时要注意．
①温度相同的物体，分子运动的平均速率不一定相同（分子质量不一定不同），分子运动的总动能或总内能不一定相同。
②分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加。
③分子势能为零一共有两处，一处在无穷远处，另一处小于r0。分子力为零时分子势能最小，而不是零。
④理想气体分子间作用力为零，分子势能为零，只有分子动能。
五、气体分子运动的统计规律
在温度一定的情况下，某种气体分子的速率分布是确定的。
气体中大多数分子的速率都接近某个数值，比这个数值速率大和速率小的分子数所占比率是很小的。即分子数随速率的分布呈现出“中间多，两头少”的分布规律。
温度变化时，分子的平均速率变大，但不是每个分子的速率都增大。
第二节 固体、液体和气体
一、晶体和非晶体 晶体的微观结构
固体
多晶体
如金属
1、有确定几何形状
2、制作晶体管、集成电路
3、各向异性
晶体
1、无确定几何形状
2、各向同性
有确定熔点
熔解和凝固时放出的热量相等
非晶体
单晶体
1、无确定几何形状
2、无确定熔点
3、各向同性
（因为微观粒子的排列是不规则的）
具有确定熔点是一切晶体（单晶和多晶）的宏观特性，是晶体和非晶体的主要区别。
同一种物质微粒可能形成不同的晶体结构。
利用人工的方法可以使晶体转变为非晶体。
二、液体的表面张力现象
表面张力：表面层分子的分布比较稀疏、分子间呈引力作用，在这个力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，这个力就是表面张力。
三、液晶
1、液晶具有流动性、光学性质各向异性．
2、不是所有物质都具有液晶态，通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态。天然存在的液晶不多，多数液晶为人工合成．
3、向液晶参入少量多色性染料，染料分子会和液晶分子结合而定向排列，从而表现出光学各向异性。当液晶中电场强度不同时，它对不同颜色的光的吸收强度也不一样，这样就能显示各种颜色．
四、气体实验定律 理想气体
探究一定质量理想气体压强p、体积V、温度T之间关系，采用的是控制变量法
三种变化：
玻意耳定律：PV＝C 查理定律： P / T＝C 盖—吕萨克定律：V/ T＝C
T1＜T2
p
V
T1
T2
O
V1＜V2
p
T
V1
V2
O
p1＜p2
V
T
p1
p2
O
等温变化图线 等容变化图线 等压变化图线
提示：①等温变化中的图线为双曲线的一支，等容（压）变化中的图线均为过原点的直线（之所以原点附近为虚线，表示温度太低了，规律不再满足）；②图中双线表示同一气体不同状态下的图线，虚线表示判断状态关系的两种方法；③对等容（压）变化，如果横轴物理量是摄氏温度t，则交点坐标为－273.15
理想气体状态方程：
理想气体，由于不考虑分子间相互作用力，理想气体的内能仅由温度和分子总数决定 ，与气体的体积无关。对一定质量的理想气体，有（或）
气体压强微观解释：由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的，与温度和体积有关。
①气体分子的平均动能，从宏观上看由气体的温度决定
②单位体积内的分子数(分子密集程度)，从宏观上看由气体的体积决定
五、饱和汽和饱和汽压
饱和汽压：
（1）饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压，与其他气体的压强无关。
（2）饱和汽压与温度和物质种类有关。在同一温度下，不同液体的饱和气压一般不同，挥发性大的液体饱和气压大；同一种液体的饱和气压随温度的升高而迅速增大。
（3）将不饱和汽变为饱和汽的方法：①降低温度②减小液面上方的体积③等待（最终此种液体的蒸气必然处于饱和状态）（4）饱和汽压与体积无关。
空气的湿度
（1）空气的绝对湿度：用空气中所含水蒸气的压强来表示的湿度叫做空气的绝对湿度。
（2）空气的相对湿度：（不做计算要求）
相对湿度更能够描述空气的潮湿程度，影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受。
汽化热：液体汽化时体积会增大很多，分子吸收的能量不只是用于挣脱其他分子的束缚，还用于体积膨胀时克服外界气压做功，所以汽化热还与外界气体的压强有关。
第三节、热力学基础
（一）改变物体内能的两种方式：做功和热传递，两者是等效的。
1. 做功改变内能的例子：擦火柴、锯条锯木头、迅速压缩空气使棉花点燃、气体膨胀、电热丝发热（电流做功）等。
2.热传递的方式有：传导、对流、辐射，热传递的条件是物体间有温度差。
（二）热力学第一定律：
符号法则：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值；吸收热量Q取正值，物体放出热量Q取负值；物体内能增；取正值，物体内能减少，取负值。
★★★一定质量的理想气体问题讨论分析主要抓住两个公式
（三）能的转化和守恒定律
能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体。在转化和转移的过程中，能的总量不变，这就是能量守恒定律。
（四）热力学第二定律
(1)克劳修斯表述(热传导的方向性)：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．
(2)开尔文表述(机械能和内能转化的方向性)：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．(第二类永动机不可能制成)
热力学第二定律揭示了涉及热现象的宏观过程都有方向性。
（3）热力学第二定律的微观实质是：与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的。
（4）熵是用来描述物体的无序程度的物理量。物体内部分子热运动无序程度越高，物体的熵就越大。
（五）说明的问题
1. 第一类永动机是永远无法实现的，它违背了能的转化和守恒定律。
2. 第二类永动机也是无法实现的，它虽然不违背能的转化和守恒定律，但却违背了热力学第二定律。
（六）能源和可持续发展
1. 能量与环境
（1）温室效应：化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳，使大气中二氧化碳的含量大量提高，导致“温室效应”，使得地面温度上升，两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海地区等不良影响。
（2）酸雨污染：排放到大气中的大量二氧化硫和氮氧化物等在降水过程中溶入雨水，使其形成酸雨，酸雨进入地表、江河、破坏土壤，影响农作物生长，使生物死亡，破坏生态平衡，同时腐蚀建筑结构、工业装备、动力和通讯设备等，还直接危害人类健康。
2. 能量耗散和能量
（1）能量耗散：在能量转化过程中，一部分机械能转变成内能，而这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用，这种现象叫做能量的耗散。
（2）能量降退：从可被利用的价值来看，内能较之机械能、电能等，是一种低品质的能量。能量耗散不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低。
种 类
本 质
质量（u）
电荷（e）
速度（c）
电离性
贯穿性
α射线
氦核
4
+2
0.1
最强
最弱，纸能挡住
β射线
电子
1/1840
-1
0.99
较强
较强，穿几mm铝板
γ射线
光子
0
0
1
最弱
最强，穿几cm铅版