物理必考知识点

　　运动和力公式汇编

物理必考知识点

　　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

　　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。(见第一册P67)

　　注：

　　平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态，或者是匀速转动。

　　冲量与动量公式汇编

　　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｝

　　2.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｝

　　3.动量定理：I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp：动量变化Δp=mvt–mvo，是矢量式}

　　4.动量守恒定律：p前总=p后总或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

　　5.弹性碰撞：Δp=0;ΔEk=0 {即系统的动量和动能均守恒}

　　6.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK：损失的动能，EKm：损失的最大动能}

　　7.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后连在一起成一整体}

　　8.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)

　　9.由8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)

　　10.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}

　　注：

　　(1)正碰又叫对心碰撞，速度方向在它们“中心”的连线上;

　　(2)以上表达式除动能外均为矢量运算，在一维情况下可取正方向化为代数运算;

　　(3)系统动量守恒的条件：合外力为零或系统不受外力，则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等);

　　(4)碰撞过程(时间极短，发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒，原子核衰变时动量守恒;

　　(5)爆炸过程视为动量守恒，这时化学能转化为动能，动能增加;

　　(6)其它相关内容：反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行。

　　匀速圆周运动公式汇编

　　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)

　　8.主要物理量及单位：弧长(s)：米(m);角度(Φ)：弧度(rad);频率(f)：赫(Hz);周期(T)：秒(s);转速(n)：r/s;半径(r)：米(m);线速度(V)：m/s;角速度(ω)：rad/s;向心加速度：m/s2。

　　注：

　　(1)向心力可以由某个具体力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直，指向圆心;

　　(2)做匀速圆周运动的物体，其向心力等于合力，并且向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，因此物体的动能保持不变，向心力不做功，但动量不断改变。

　　万有引力公式汇编

　　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。

　　功和能转化公式汇编

　　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。

　　常见的力公式汇编

　　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)

　　注：

　　(1)劲度系数k由弹簧自身决定;

　　(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关，由接触面材料特性与表面状况等决定;

　　(3)fm略大于μFN，一般视为fm≈μFN;

　　(4)其它相关内容：静摩擦力(大小、方向)(见第一册P8);

　　(5)物理量符号及单位B：磁感强度(T)，L：有效长度(m)，I：电流强度(A)，V：带电粒子速度(m/s)，q：带电粒子(带电体)电量(C);

　　恒定电流公式归纳

　　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，因三此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。

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