高考物理公式及其應(yīng)用

　　高考物理公式及其應(yīng)用二

　　四、動力學(xué)(運動和力)

　　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(fù)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 {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。

　　五、振動和波(機械振動與機械振動的傳播)

　　1.簡諧振動F=-kx {F:回復(fù)力，k:比例系數(shù)，x:位移，負(fù)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?，成立條件: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〕。

　　六、沖量與動量(物體的受力與動量的變化)

　　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〕。

　　七、功和能(功是能量轉(zhuǎn)化的量度)

　　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(fù)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(fù)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)。

　　八、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)r<r0，f引<f斥，F(xiàn)分子力表現(xiàn)為斥力

　　(2)r=r0，f引=f斥，F(xiàn)分子力=0，E分子勢能=Emin(最小值)

　　(3)r>r0，f引>f斥，F(xiàn)分子力表現(xiàn)為引力

　　(4)r>10r0，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(fù)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〕。