高二物理的萬(wàn)有引力定律知識(shí)點(diǎn)詳解
高二物理的萬(wàn)有引力定律知識(shí)點(diǎn)詳解
在高二的物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)到很多的有趣的知識(shí)點(diǎn)，下面學(xué)習(xí)啦的小編將為大家?guī)?lái)關(guān)于萬(wàn)有引力定律的知識(shí)點(diǎn)的介紹，希望能夠幫助到大家。
高二物理的萬(wàn)有引力定律知識(shí)點(diǎn)
萬(wàn)有引力是由于物體具有質(zhì)量而在物體之間產(chǎn)生的一種相互作用。它的大小和物體的質(zhì)量以及兩個(gè)物體之間的距離有關(guān)。物體的質(zhì)量越大，它們之間的萬(wàn)有引力就越大;物體之間的距離越遠(yuǎn)，它們之間的萬(wàn)有引力就越小。
兩個(gè)可看作質(zhì)點(diǎn)的物體之間的萬(wàn)有引力，可以用以下公式計(jì)算：F=GmM/r^2,即 萬(wàn)有引力等于引力常量乘以?xún)晌矬w質(zhì)量的乘積除以它們距離的平方。其中G代表引力常量，其值約為6.67×10的負(fù)11次方單位 N·m2 /kg2。為英國(guó)科學(xué)家 卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)得。
萬(wàn)有引力的推導(dǎo)：若將行星的軌道近似的看成圓形，從開(kāi)普勒第二定律可得行星運(yùn)動(dòng)的角速度是一定的，即：
ω=2π/T(周期)
如果行星的質(zhì)量是m，離太陽(yáng)的距離是r，周期是T，那么由運(yùn)動(dòng)方程式可得，行星受到的力的作用大小為
mrω^2=mr(4π^2)/T^2
另外，由開(kāi)普勒第三定律可得
r^3/T^2=常數(shù)k'
那么沿太陽(yáng)方向的力為
mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2
由作用力和反作用力的關(guān)系可知，太陽(yáng)也受到以上相同大小的力。從太陽(yáng)的角度看，
(太陽(yáng)的質(zhì)量M)(k'')(4π^2)/r^2
是太陽(yáng)受到沿行星方向的力。因?yàn)槭窍嗤笮〉牧?，由這兩個(gè)式子比較可知，k'包含了太陽(yáng)的質(zhì)量M，k''包含了行星的質(zhì)量m。由此可知，這兩個(gè)力與兩個(gè)天體質(zhì)量的乘積成正比，它稱(chēng)為萬(wàn)有引力。
如果引入一個(gè)新的常數(shù)(稱(chēng)萬(wàn)有引力常數(shù))，再考慮太陽(yáng)和行星的質(zhì)量，以及先前得出的4·π2，那么可以表示為
萬(wàn)有引力=GmM/r^2
兩個(gè)通常物體之間的萬(wàn)有引力極其微小，我們察覺(jué)不到它，可以不予考慮。比如，兩個(gè)質(zhì)量都是60千克的人，相距0.5米，他們之間的萬(wàn)有引力還不足百萬(wàn)分之一牛頓，而一只螞蟻拖動(dòng)細(xì)草梗的力竟是這個(gè)引力的1000倍!但是，天體系統(tǒng)中，由于天體的質(zhì)量很大，萬(wàn)有引力就起著決定性的作用。在天體中質(zhì)量還算很小的地球，對(duì)其他的物體的萬(wàn)有引力已經(jīng)具有巨大的影響，它把人類(lèi)、大氣和所有地面物體束縛在地球上，它使月球和人造地球衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)而不離去。
重力，就是由于地面附近的物體受到地球的萬(wàn)有引力而產(chǎn)生的。
任意兩個(gè)物體或兩個(gè)粒子間的與其質(zhì)量乘積相關(guān)的吸引力。自然界中最普遍的力。簡(jiǎn)稱(chēng)引力，有時(shí)也稱(chēng)重力。在粒子物理學(xué)中則稱(chēng)引力相互作用和強(qiáng)力、弱力 、電磁力合稱(chēng)4種基本相互作用。引力是其中最弱的一種，兩個(gè)質(zhì)子間的萬(wàn)有引力只有它們間的電磁力的1/1035 ，質(zhì)子受地球的引力也只有它在一個(gè)不強(qiáng)的電場(chǎng)1000伏/米的電磁力的1/1010。因此研究粒子間的作用或粒子 在電子顯微鏡和加速器中運(yùn)動(dòng)時(shí)，都不考慮萬(wàn)有引力的作用 。一般物體之間的引力也是很小的，例如兩個(gè)直徑為 1米的鐵球 ，緊靠在一起時(shí) ， 引力也只有1.14×10^(-3)牛頓，相當(dāng)于0.03克的一小滴水的重量 。但地球的質(zhì)量很大，這兩個(gè)鐵球分別受到4×104牛頓的地球引力 。所以研究物體在地球引力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常都不考慮周?chē)渌矬w的引力。天體如太陽(yáng)和地球的質(zhì)量都很大，乘積就更大，巨大的引力就能使龐然大物繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)。引力就成了支配天體運(yùn)動(dòng)的唯一的一種力。恒星的形成，在高溫狀態(tài)下不彌散反而逐漸收縮，最后坍縮為白矮星、中子星和黑洞 ， 也都是由于引力的作用，因此引力也是促使天體演化的重要因素。
高中物理交變電流公式
1.電壓瞬時(shí)值e=Emsint電流瞬時(shí)值i=Imsint;(=2f)
2.電動(dòng)勢(shì)峰值Em=nBS=2BLv電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總
3.正(余)弦式交變電流有效值：E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/2
4.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關(guān)系
U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出
5.在遠(yuǎn)距離輸電中，采用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失損=(P/U)2R;(P損：輸電線上損失的功率，P:輸送電能的總功率，U:輸送電壓，R:輸電線電阻)〔見(jiàn)第二冊(cè)P198〕;
6.公式1、2、3、4中物理量及單位：角頻率(rad/s);t:時(shí)間(s);n:線圈匝數(shù);B:磁感強(qiáng)度(T);S:線圈的面積(m2);U輸出)電壓(V);I:電流強(qiáng)度(A);P:功率(W)。
注：
(1)交變電流的變化頻率與發(fā)電機(jī)中線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率相同即：電=線，f電=f線;
(2)發(fā)電機(jī)中，線圈在中性面位置磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，過(guò)中性面電流方向就改變;
(3)有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)定義的，沒(méi)有特別說(shuō)明的交流數(shù)值都指有效值;
(4)理想變壓器的匝數(shù)比一定時(shí)，輸出電壓由輸入電壓決定，輸入電流由輸出電流決定，輸入功率等于輸出功率，當(dāng)負(fù)載的消耗的功率增大時(shí)輸入功率也增大，即P出決定P入;
(5)其它相關(guān)內(nèi)容：正弦交流電圖象〔見(jiàn)第二冊(cè)P190〕/電阻、電感和電容對(duì)交變電流的作用〔見(jiàn)第二冊(cè)P193〕。
高二物理恒定電流公式
1.電流強(qiáng)度：I=q/t{I:電流強(qiáng)度(A)，q:在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫載面的電量(C)，t:時(shí)間(s)｝
2.歐姆定律：I=U/R{I:導(dǎo)體電流強(qiáng)(A)
U:導(dǎo)體兩端電壓(V)，R:導(dǎo)體阻值()｝
3.電阻、電阻定律：R=L/S{:電阻率( m)，L:導(dǎo)體的長(zhǎng)度(m)，S:導(dǎo)體橫截面積(m2)｝
4.閉合電路歐姆定律：I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內(nèi)+U外{I:電路中的總電流(A)，E:電源電動(dòng)勢(shì)(V)，R:外電路電阻()，r:電源內(nèi)阻()｝
5.電功與電功率：W=UIt，P=UI{W:電功(J)，U:電壓(V)，I:電流(A)，t:時(shí)間(s)，P:電功率(W)｝
6.焦耳定律：Q=I2Rt{Q:電熱(J)，I:通過(guò)導(dǎo)體的電流(A)，R:導(dǎo)體的電阻值()，t:通電時(shí)間(s)｝
7.純電阻電路:由于I=U/R,W=Q，因三此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.電源總動(dòng)率、電源輸出功率、電源效率：P總=IE，P出=IU，=P出/P總{I:電路總電流(A)，E:電源電動(dòng)勢(shì)(V)，U:路端電壓(V)，：電源效率｝
9.電路的串/并聯(lián) 串聯(lián)電路(P、U與R成正比) 并聯(lián)電路(P、I與R成反比)
電阻關(guān)系(串同并反)
R串=R1+R2+R3+
R并=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關(guān)系
I總=I1=I2=I3
I并=I1+I2+I3+
電壓關(guān)系 U總=U1+U2+U3+
功率分配 P總=P1+P2+P3+
10.歐姆表測(cè)電阻
(1)電路組成
(2)測(cè)量原理
兩表筆短接后,調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏，得Ig=E/(r+Rg+Ro) 接入被測(cè)電阻Rx后通過(guò)電表的電流為
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix與Rx對(duì)應(yīng)，因此可指示被測(cè)電阻大小
(3)使用方法:機(jī)械調(diào)零、選擇量程、歐姆調(diào)零、測(cè)量讀數(shù){注意擋位(倍率)｝、撥off擋。
(4)注意:測(cè)量電阻時(shí)，要與原電路斷開(kāi),選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調(diào)零。
11.伏安法測(cè)電阻
電流表內(nèi)接法：
電壓表示數(shù)：U=UR+UA
電流表外接法：
電流表示數(shù)：I=IR+IV
Rx的測(cè)量值
=U/I=(UA+UR)/IR=RA+RxR真
Rx的測(cè)量值
=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)
選用電路條件RxRA[或Rx(RARV)1/2]
選用電路條件Rx12.
滑動(dòng)變阻器在電路中的限流接法與分壓接法
限流接法
電壓調(diào)節(jié)范圍小,電路簡(jiǎn)單,功耗小
便于調(diào)節(jié)電壓的選擇條件RpRx
電壓調(diào)節(jié)范圍大,電路復(fù)雜,功耗較大
便于調(diào)節(jié)電壓的選擇條件Rp
注：
(1)單位換算：
1A=103mA=106A;1kV=103V=106mA;1M=103k=106
(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;
(3)串聯(lián)總電阻大于任何一個(gè)分電阻,并聯(lián)總電阻小于任何一個(gè)分電阻;
(4)當(dāng)電源有內(nèi)阻時(shí),外電路電阻增大時(shí),總電流減小,路端電壓增大;
(5)當(dāng)外電路電阻等于電源電阻時(shí),電源輸出功率最大,此時(shí)的輸出功率為E2/(2r);
(6)其它相關(guān)內(nèi)容：電阻率與溫度的關(guān)系半導(dǎo)體及其應(yīng)用超導(dǎo)及其應(yīng)用。
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