初中物理公式总结(精选13篇)
火车过桥(洞)时通过的路程s=L桥+L车
声音在空气中的传播速度为340m/s
光在空气中的传播速度为3×108m/s
二、密度公式
(ρ水=1.0×103 kg/ m3)
冰与水之间状态发生变化时m水=m冰 ρ水>ρ冰 v水
同一个容器装满不同的液体时,不同液体的体积相等,密度大的质量大
空心球空心部分体积V空=V总-V实
三、重力公式
G=mg (通常g取10N/kg,题目未交待时g取9.8N/kg)
同一物体G月=1/6G地 m月=m地
四、杠杆平衡条件公式
F1l1=F2l2 F1 /F2=l2/l1
五、动滑轮公式
不计绳重和摩擦时F=1/2(G动+G物)s=2h
六、滑轮组公式
不计绳重和摩擦时F=1/n(G动+G物)s=nh
七、压强公式(普适)
P=F/S固体平放时F=G=mg
S的国际主单位是m2 1m2 =102dm2 =106mm2
八、液体压强公式P=ρgh
液体压力公式F=PS=ρghS
规则物体(正方体、长方体、圆柱体)公式通用
九、浮力公式
(1)F浮=F’-F (压力差法)
(2)F浮=G-F (视重法)
(3)F浮=G (漂浮、悬浮法)
(4)阿基米德原理:F浮=G排=ρ液gV排 (排水法)
十、功的公式
W=FS把物体举高时W=GhW=Pt
十一、功率公式
P=W/tP=W/t=Fs/t=Fv(v=P/F)
十二、有用功公式
举高W有=Gh水平W有=FsW有=W总-W额
十三、总功公式
W总=FS(S=nh)W总=W有/ηW总= W有+W额 W总=P总t
十四、机械效率公式
η=W有/W总 η=P有/ P总
(在滑轮组中η=G/Fn)
(1)η=G/ nF(竖直方向)
(2)η=G/(G+G动) (竖直方向不计摩擦)
(3)η=f / nF (水平方向)
热学部分
十五、热学公式
C水=4.2×103J/(Kg·℃)
1.吸热:Q吸=Cm(t-t0)=CmΔt
2.放热:Q放=Cm(t0-t)=CmΔt
3.热值:q=Q/m
4.炉子和热机的效率: η=Q有效利用/Q燃料
5.热平衡方程:Q放=Q吸
6.热力学温度:T=t+273K
7.燃料燃烧放热公式Q吸=mq或Q吸=Vq(适用于天然气等)
电学部分
1.电流强度:I=Q电量/t
2.电阻:R=ρL/S
3.欧姆定律:I=U/R
4.焦耳定律:
(1)Q=I2Rt普适公式)
(2)Q=UIt=Pt=UQ电量=U2t/R (纯电阻公式)
5.串联电路:
(1)I=I1=I2
(2)U=U1+U2
(3)R=R1+R2
(4)W=UIt=Pt=UQ (普适公式)
(5)W=I2Rt=U2t/R (纯电阻公式)
(6)U1/U2=R1/R2 (分压公式)
(7)P1/P2=R1/R2
6.并联电路:
(1)I=I1+I2
(2)U=U1=U2
(3)1/R=1/R1+1/R2 [ R=R1R2/(R1+R2)]
(4)I1/I2=R2/R1(分流公式)
(5)P1/P2=R2/R1
7.定值电阻:
(1)I1/I2=U1/U2
(2)P1/P2=I12/I22
(3)P1/P2=U12/U22
8.电功:
(1)W=UIt=Pt=UQ (普适公式)
(2)W=I2Rt=U2t/R (纯电阻公式)
9.电功率:
(1)P=W/t=UI (普适公式)
(2)P=I 2R=U2/R (纯电阻公式)
常用物理量
1.光速:C=3×108m/s (真空中)
2.声速:V=340m/s (15℃)
3.人耳区分回声:≥0.1s
4.重力加速度:g=9.8N/kg≈10N/kg
5.标准大气压值:760毫米水银柱高=1.01×105Pa
6.水的密度:ρ=1.0×103kg/m3
7.水的凝固点:0℃
8.水的沸点:100℃
9.水的比热容:C=4.2×103J/(kg·℃)
10.元电荷:e=1.6×10-19C
11.一节干电池电压:1.5V
12.一节铅蓄电池电压:2V
13.对于人体的安全电压:≤36V(不高于36V)
14.动力电路的电压:380V
15.家庭电路电压:220V
16.单位换算:
(1)1m/s=3.6km/h
(2)1g/cm3=103kg/m3
由于受数学公式的影响, 学生在学习物理公式时无法理解物理量之间的量变关系。如电流与电压、电阻之间的关系I=U/R从逻辑上来说, 由于电压是产生电流的原因, 因此在电阻不变时只能说电流与电压成正比, 而不能说电压与电流成正比。如液体压强公式P=ρhg中的h指的是从液面往下的深度, 而不是高度。学生往往以高度来理解, 得出的结果恰恰相反。还有P=F/S中的F, 学生常常以为压力F等于重力G, 其实不然, 要告诉学生压力与重力的方向是不同的。结果也是不一样的。还有一量多式的问题也是学生最头痛的问题如功率公式P=W/t, 这是一个定义式, 指的是在单位时间内做功的多少。由它可以推导出两个计算式, 分别是电功率计算式P=UI和力学功率计算式P=FV。而由P=UI又推出P=U2/R, P=I2R这些公式的得出条件是什么?在公式没有弄清楚之前, 面对物理问题的学生只能措手不及, 无法下手。
二、利用物理公式解决物理问题
1. 控制变量法
“控制变量法”在初中物理中是较常用的分析解决问题的科学方法。公式P=U2/R, P=I2R的应用, 对于P=U2/R是指电压不变时, 电功率与电阻成反比。电阻越大功率越小。P=I2R是指电流不变时, 电功率与电阻成正比。电阻越小功率越小。可以用他们来解析串联, 并联电路中的用电器的功率问题。为什么并联的两个灯泡, 灯丝越粗的功率越大。而在串联电路中恰好相反。很显然在长度相等的两根灯丝越粗的电阻就越小, 越细的电阻就越大。在并联电路中, 电压相等由公式P=U2/R知灯丝越粗的电阻就越小, 功率就越大。在串联电路中, 电流相等由公式P=I2R知灯丝越细的电阻就越大, 功率就越大。而由P=FV可以解析为什么机动车过沙地或上坡时要挂低档位。一辆机动车出厂后, 功率基本是不变的, 因此功率不变时, 速度越小获得的动力就越大。
2. 殊途同归法
如:一同学骑自行车上坡时, 之前总要用力蹬几脚以帮助上坡, 为什么呢? (1) 利用惯性解析:由于惯性, 物体要保持原来的运动状态, 以较大的速度往上运动。 (2) 利用能量的转化解析:由公式1/2mv2=mgh知由于蹬了几脚, 获得较大的动能, 上坡时转化为势能就越大, 上升的高度就越大, 如:一工人在一高1m、长5m的斜面上从底部滚一重1000N油桶上车 (摩擦力不计) , 求工人的推力。
(1) 斜面是省力杠杆。利用杠杆平衡原理F1L1=Gh可以求出F。
(2) 由公式W总=W有+W额W额=O, 因此W总=W有, 则FS=Gh可求出F。
(3) 由三角函数F=sinαG (sinα=h/S)
三、物理公式的比例运算法
在初中数学中学生已经学习了比例函数, 初中物理中也有许多求比值的问题, 如何把比例函数运用到物理学习中来, 对学生来说有很大的帮助, 甚至有事半功倍的效果。
如:甲、乙两种物体的质量之比是1∶3, 体积之比是2∶5, 则它们的密度之比是 ()
分析:由公式ρ=m/v可知, 对甲乙两物体分别有
ρ甲=m甲/v甲, ρ乙=m乙/v乙
所以:ρ甲/ρ乙=m甲/V甲×v乙/m乙=m甲/m乙, v乙/v甲=1/3×5/2=5/6这是常规的解法。但如果我们引用比例函数, 效果更好。由公式ρ=m/v知道ρ与m成正比, 与v成反比。因此在数据上密度之比等于质量之比1/3乘于体积之比2/5的倒数5/2。即p甲/p乙=1/3×5/2=5/6。
如在P=F/S中, F1∶F2=1∶2, S1=S2=3∶4, 求P1∶P2。利用比例运算解答过程是:看做第一种物理量F=1/2, 看做第二种物理量S=3/4, 则P=F/S= (1/2) ÷ (3/4) = (1/2) × (4/3) =2/3, 即为P1∶P2的值, 此解法根据物理同种量方可比的特性, 利用公式粗算, 相对解法一省时。
关键词:势函数;原函数;零点;积分上限;积分下限
中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2009)11(S)-0078-2
数学是学习和研究物理学的重要工具,运用数学工具解决物理问题是大学物理教学中的重要环节,善于利用数学分析方法,能够更好地理解物理公式的含义。
首先,切莫淡化物理公式中变量的物理含义,而过分强调数学关系。学生在运用数学知识解决物理问题的过程中,往往撇开公式的物理意义,忘记公式所表达的物理现象之间的因果关系,容易造成错误。如电磁学中的场强公式:
E=FQ(1)
学生们往往会从公式的数学形式上得出结论:E正比于F或反比于Q。事实上,方程左端代表一物理事实,而右边代表一种定义的方法(测定方法),描述的是这样一个事实:将电量为Q的点电荷放在待测电场中时,受到的电场力为F,并不存在E正比于F或反比于Q的问题。克服这种思维偏差的主要措施,一是要强调公式的物理意义,理解公式所描述的物理现象与物理事实之间的因果关系、决定关系。二是要明确公式的来龙去脉,增强公式的物理色彩,突出对其物理意义的分析。
然而有一些物理公式,在保持其物理色彩的前提下,强调其数学本质,有时甚至过分地强调。实践证明,对于初学者来说,强调其数学本质可以帮助其更加深刻地理解物理公式的本质含义。
例如,大学物理中有关“势”函数的概念,与高等数学中“原”函数概念,有着对应关系。所以,在讲授“势”概念时,将其还原回到数学公式,利用掌握的微积分知识,可以澄清一些容易出错的概念。
高等数学知识告诉我们,如果一个函数f(x)有原函数F(x),则由牛顿-莱布尼茨公式可得到:
∫xx0f(x)dx=∫xx0dF(x)=F(x)-F(x0)(2)
x、x0分别为积分上、下限,且在同一数轴上,在学习“势”概念之前,学生对这一公式应该有了较深刻的理解。
静电场中“电势”φ(r)是这样定义的:
φ(r)-φ(r0)=∫r0rE(r)•dr(3)
公式(3)带着明显物理含义,与具有普遍意义的积分公式(2)有着一定的差别。显然,这种差别是表面上的,式中E为电场强度,r0、r分别为积分上、下限,且上限r0一般定义为电势的“零点”。
为了更好地理解这些变化的含义以及场强与电势之间的关系,将(3)式形式地还原为数学形式:
φ(r)-φ(r0)=∫rr0dφ(r)=∫r0rE(r)•dr=-∫rr0(E•dr )(4)
可以得到:
dφ=-E•dr=-dW(5)
我们一般定义电势的改变量为电势能增量的负值,之所以这样定义,从数学公式角度考察,“故意”将积分上下限颠倒,必然会得到这种结果;从物理含义角度来考察,之所以将上下限颠倒,是为了迎合物理习惯:一般情况下,保守力做功导致势能的减少,而数学只采用末态值减去初态值的方式来描述积分过程。
从(4)式还可以看出,积分变量不再局限于某一坐标轴上变化,可以是描述数量变化的任何变量。在力学、电磁学中,它通常是三维空间位置向量的大小。
从上述对比、分析过程不仅可以更加深刻地理解保守力做功的含义,而且有关“零点”定义的含义也搞清楚了。如果将上限r0处定义为零点,则任意点处电势为:
φ(r)-φ(r0)|=0=∫rr0-(E•dr)=∫rr0dφ(r)=φ(r)-φ(r0)(6)
值得注意的是,方程左端的φ(r0)=0,是“人为”的,是我们定义的零点,明显具有物理含义,而方程右端的φ(r)、φ(r0) ,取具体的数学计算结果(真实结果),φ(r0)不见得取“零”值。从式(6)亦可以看出,如果没有人为地将方程左端的φ(r0)设定为φ(r0)=0,那么,必须将r处真实值φ(r)修正为φ(r)-φ(r0)。
一般将有限带电体无穷远处定义为电势零点,即有:
φ(r)=∫∞rE•dr=∫r∞dφ(r)=φ(r)-φ(∞)(7)
一般情况下,有限带电体的φ(∞)=0,与左端“人为”定义的结果相同(巧合),故有:
φ(r)=∫∞rE(r)•dr(8)
初学者通常会将上式牢记在心, 并且习惯于解决无穷远处电势零点问题, 而容易把(6)、(7)式忽略,忽略的后果是,当遇到变换零点问题时,往往无计可施。例如,如果问题中涉及将零点定义在某有限距离r0处时,只要清楚“人为”的、“数学”的零点的含义,很自然地会利用(6)式来求任意点r处的电势。例如,任意点r处点电荷Q的电势φ(r),可以直接写为:
φ(r)=∫rr0-(E•dr)=∫rr0dφ(r)=∫rr0d(Q4πε0r)=Q4πε0(1r-1r0)(9)
显然,若生硬照搬公式,则(8)式爱莫能助。
总之,有些物理公式,可以通过将其数学化,来加深对其物理含义的理解。这样,将有助于培养学生运用数学知识、数学方法描述物理问题的能力,真正建立起物理上的数量关系的能力,增强运用数学知识的意识,提高运用数学工具的能力。
参考文献
[1]张三慧. 电磁学[M]. 北京:清华大学出版社, 2004:60-87.
[2]赵凯华, 罗蔚茵. 力学[M]. 北京:高等教育出版社, 2004:106-132.
[3]沈永欢等. 实用数学手册[M]. 北京:科学出版社, 2004:175-200.
力学
速度:v=s/t重力:G=mg密度:ρ=m/V
压强:p=F/S 液体压强:p=ρgh
浮力:F浮=F向上-F 向下(压力差)F浮=G-F(称重法)F浮=G(漂浮、悬浮)阿基米德原理: F浮=G排=ρ液gV排
功:W=FS=Gh(把物体举高)功率:P=W/t=Fv
杠杆平衡条件:F1 L1=F2 L2 理想斜面: F L =G h(摩擦不计)理想滑轮:F=G/n(机械重量,摩擦不计)实际滑轮:F=(G+G动)/ n(摩擦不计,拉力保持竖直方向)
实际机械: W总=W有+W额外 机械效率: η=W有/W总 滑轮组效率:
η=W有/W总=Gh/FS=G/ nF(竖直方向)η=G/(G+G动)(竖直方向不计摩擦)η=f / nF(水平方向)
热学
吸热:Q吸=Cm(t-t0)=CmΔt 放热:Q放=Cm(t0-t)=CmΔt 热平衡方程:Q放=Q吸
电学
欧姆定律:I=U/R
串联电路:①I=I1=I2②U=U1+U2③R=R1+R2
④U1/U2=R1/R2(分压公式)⑤P1/P2=R1/R2
并联电路:①I=I1+I2②U=U1=U2③1/R=1/R1+1/R2
[ R=R1R2/(R1+R2)]
④I1/I2=R2/R1(分流公式)⑤P1/P2=R2/R1
电能(电功):W=UIt=Pt(普适公式)W=I2Rt=U2t/R(纯电阻公式)
电功率: P=W/t=UI(普适公式)P=I2R=U2/R(纯电阻公式)
焦耳定律:Q=I2Rt(普适公式)Q=W=UIt=Pt=U2t/R(纯电阻公式)
常用物理量
光速:C=3×108m/s(真空中)声速:V=340m/s(15℃)标准大气压值:
【力学部分】△1速度:V=S/t
v
2v1v2
v1v2
(等路程时)
vv1v
2(等时间时)
△2重力:G=mg△3密度:ρ=m/V
212(等质量时)
12
12
(等体积时)
△4压强:p=F/S△5液体压强:p=ρgh△6浮力:○1F
浮=F’-F(压力差)
○2F浮=G-F(视重力)○3F浮=G(漂浮、悬浮)△7阿基米德原理:
F浮=G排=ρ液gV排
当F浮>G物或ρ液<ρ物(下沉)
当F浮=G物或ρ液=ρ物(悬浮)
当F浮
当物体悬浮或漂浮时,F浮=G物 △8杠杆平衡条件:
F1 L1=F2 L2
△9理想斜面:F/G=h/L△10理想滑轮:F=G/n
△11滑轮组拉力:F=(G+G动)/
n(竖直方向)
△12功:W=FS=Gh(把物体举高)
△13功率:P=W/t=FV△14功的原理:W手=W机△15实际机械:W总=W有+W
额外 △16机械效率: η=W有/W总
W有WGh
总
Fs
(滑轮组)
W总W有W额
W有
WG100%总
nF
W有WGh100%总
Fl
(斜面)
W有WGl1总
Fl100%2
(杠杆)
W有GhW总
Pt100%
(内燃机效率)η=W有⁄Q放=FS⁄mq △17滑轮组效率:
○1η=G/ nF(竖直方向)○2η=G/(G+G动)(竖直方向不计摩擦)
○3s=nh
n-(偶定奇动)(上算下不算)
【热学部分】
△1吸热:Q吸=Cm(t-t0)=C
mΔt△2放热:Q放=Cm(t0-t)=CmΔ
t
3热值:q=Q/m
Q放mq
△4(燃气灶的效率)η= Q吸⁄Q放=cm(t-t0)△5热平衡方程:Q放=Q
吸
△6热力学温度:T=t+273K【电学部分】△1电流强度: I=Q
电量
/t△2电阻:R=ρL/S△3欧姆定律:I=U/R△4焦耳定律:
○1Q=I2
Rt(普适公式)○2Q=UIt=Pt=UQ
电量
=U2t/R(纯电阻公式)
△5串联电路:
1.电流:I=I1=I2
2.电压:
U=U1+U2
U1/U2=R1/R2(分压公式)P1/P2=R1/R2(成正比)
△6并联电路:
①1.电流:I=I1+I2②2.电压:U=U1=U2
③ 1/R并=1/R1+1/R2④ [ R并=R1R2/(R1+R2)]
④I1/I2=R2/R1(分流公式)⑤P1/P2=R2/R1
△7定值电阻:
①I1/I2=U1/U2
②P1/P2=I1/I2③P1/P2=U1/U2
△8电功:
△14动力电路的电压:380V ○1W=UIt=Pt=UQ(普适公式)△15家庭电路电压:220V○2W=I2
Rt=U2
t/R(纯电阻公式)
△16单位换算:
△9电功率:
1.1m/s=3.6km/h ○1P=W/t=UI(普适公式)2.1g/cm3
=103
kg/m3
○2P=I2
R=U2
/R(纯电阻公式)3.1kw•h=3.6×106
J15、电流定义式:I=Q/t(Q为电量,单位是库仑)
16、欧姆定律:I=U/R变形求电压:U=IR变形求电阻:R=U/I17、串联电路的特点:(以两纯电阻式用电器串联为例)电压的关系:U=U1+U2电流的关系:I=I1=I2电阻的关系:R=R1+R218、并联电路的特点:(以两纯电阻
式用电器并联为例)电压的关系:U=U1=U2电流的关系:I=I1+I2电阻的关系:1/R=1/R1+1/R219、电功的计算:W=UIt20、电功率的定义式:P=W/t
常用公式:P=UI21、焦耳定律:Q放=I2
Rt
对于纯电阻电路而言:
Q=I2
Rt=U2
t/R=UIt=Pt=UQ=W电
22、照明电路的总功率的计算:
P=P1+P2+ P3……
【常 用 物 理 量】
△1光速:C=3×108
m/s(真空
中)
△2声速:V=340m/s(15℃)△3人耳区分回声:≥0.1s△4重力加速度:g=9.8N/kg≈10N/kg
△5标准大气压值:
760毫米水银柱高= 1.01×105
Pa
△6水的密度:ρ=1.0×
103kg/m3
△7水的凝固点:0℃
△8水的沸点:100℃
△9水的比热容: C=4.2×
J/(kg•℃)
△10元电荷:e=1.6×10-19
C△11一节干电池电压:1.5V△12一节铅蓄电池电压:2V△13对于人体的安全电压:≤
高一物理公式1
一、质点的运动(1)------直线运动
1)匀变速直线运动
1.平均速度V平=S/t(定义式)2.有用推论Vt^2 –Vo^2=2as
3.中间时刻速度 Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at
5.中间位置速度Vs/2=[(Vo^2 +Vt^2)/2]1/2 6.位移S= V平t=Vot + at^2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t 以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0
8.实验用推论ΔS=aT^2 ΔS为相邻连续相等时间(T)内位移之差
9.主要物理量及单位:初速(Vo):m/s
加速度(a):m/s^2 末速度(Vt):m/s
时间(t):秒(s)位移(S):米(m)路程:米 速度单位换算:1m/s=3.6Km/h
注:(1)平均速度是矢量。(2)物体速度大,加速度不一定大。(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式。(4)其它相关内容:质点/位移和路程/s--t图/v--t图/速度与速率/
2)自由落体
1.初速度Vo=0
2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt^2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt^2=2gh
注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速度直线运动规律。
(2)a=g=9.8 m/s^2≈10m/s^2 重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下。
3)竖直上抛
1.位移S=Vot-gt^2/2 2.末速度Vt= Vo-gt(g=9.8≈10m/s2)
3.有用推论Vt^2 –Vo^2=-2gS 4.上升高度Hm=Vo^2/2g(抛出点算起)
5.往返时间t=2Vo/g(从抛出落回原位置的时间)
注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值。(2)分段处理:向上为匀减速运动,向下为自由落体运动,具有对称性。(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
高一物理公式2
质点的运动(2)----曲线运动 万有引力
1)平抛运动
1.水平方向速度Vx= Vo 2.竖直方向速度Vy=gt
3.水平方向位移Sx= Vot 4.竖直方向位移(Sy)=gt^2/2
5.运动时间t=(2Sy/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx^2+Vy^2)1/2=[Vo^2+(gt)^2]1/2
合速度方向与水平夹角β: tgβ=Vy/Vx=gt/Vo
7.合位移S=(Sx^2+ Sy^2)1/2 ,位移方向与水平夹角α: tgα=Sy/Sx=gt/2Vo
注:(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成。(2)运动时间由下落高度h(Sy)决定与水平抛出速度无关。(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα。(4)在平抛运动中时间t是解题关键。(5)曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时物体做曲线运动。
2)匀速圆周运动
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=V^2/R=ω^2R=(2π/T)^2R 4.向心力F心=Mv^2/R=mω^2-R=m(2π/T)^2-R
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)向心力可以由具体某个力提供,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。(2)做匀速度圆周运动的物体,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,但动量不断改变。
3)万有引力
1.开普勒第三定律T2/R3=K(=4π^2/GM)R:轨道半径 T :周期 K:常量(与行星质量无关)
2.万有引力定律F=Gm1m2/r^2 G=6.67×10^-11N?m^2/kg^2方向在它们的连线上
3.天体上的重力和重力加速度GMm/R^2=mg g=GM/R^2 R:天体半径(m)
4.卫星绕行速度、角速度、周期 V=(GM/R)1/2 ω=(GM/R^3)1/2 T=2π(R^3/GM)1/2
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=7.9Km/s V2=11.2Km/s V3=16.7Km/s
6.地球同步卫星GMm/(R+h)^2=m-4π^2(R+h)/T^2 h≈3.6 km h:距地球表面的高度
注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F心=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。(5)地球卫星的环绕速度和最小发射速度均为7.9Km/S。
高一物理公式3
机械能
1.功
(1)做功的两个条件: 作用在物体上的力.物体在里的方向上通过的距离.(2)功的大小: W=Fscosa 功是标量 功的单位:焦耳(J)
1J=1N-m
当 0<= a <派/2 w>0 F做正功 F是动力
当 a=派/2 w=0(cos派/2=0)F不作功
当 派/2<= a <派 W<0 F做负功 F是阻力
(3)总功的求法:
W总=W1+W2+W3……Wn
W总=F合Scosa
2.功率
(1)定义:功跟完成这些功所用时间的比值.P=W/t 功率是标量 功率单位:瓦特(w)
此公式求的是平均功率
1w=1J/s 1000w=1kw
(2)功率的另一个表达式: P=Fvcosa
当F与v方向相同时, P=Fv.(此时cos0度=1)
此公式即可求平均功率,也可求瞬时功率
1)平均功率: 当v为平均速度时
2)瞬时功率: 当v为t时刻的瞬时速度
(3)额定功率: 指机器正常工作时输出功率
实际功率: 指机器在实际工作中的输出功率
正常工作时: 实际功率≤额定功率
(4)机车运动问题(前提:阻力f恒定)
P=Fv F=ma+f(由牛顿第二定律得)
汽车启动有两种模式
1)汽车以恒定功率启动(a在减小,一直到0)
P恒定 v在增加 F在减小 尤F=ma+f
当F减小=f时 v此时有值
2)汽车以恒定加速度前进(a开始恒定,在逐渐减小到0)
a恒定 F不变(F=ma+f)V在增加 P实逐渐增加
此时的P为额定功率 即P一定
P恒定 v在增加 F在减小 尤F=ma+f
当F减小=f时 v此时有值
3.功和能
(1)功和能的关系: 做功的过程就是能量转化的过程
功是能量转化的量度
(2)功和能的区别: 能是物体运动状态决定的物理量,即过程量
功是物体状态变化过程有关的物理量,即状态量
这是功和能的根本区别.4.动能.动能定理
(1)动能定义:物体由于运动而具有的能量.用Ek表示
表达式 Ek=1/2mv^2 能是标量 也是过程量
单位:焦耳(J)1kg-m^2/s^2 = 1J
(2)动能定理内容:合外力做的功等于物体动能的变化
表达式 W合=ΔEk=1/2mv^2-1/2mv0^2
适用范围:恒力做功,变力做功,分段做功,全程做功
5.重力势能
(1)定义:物体由于被举高而具有的能量.用Ep表示
表达式 Ep=mgh 是标量 单位:焦耳(J)
(2)重力做功和重力势能的关系
W重=-ΔEp
重力势能的变化由重力做功来量度
(3)重力做功的特点:只和初末位置有关,跟物体运动路径无关
重力势能是相对性的,和参考平面有关,一般以地面为参考平面
重力势能的变化是绝对的,和参考平面无关
(4)弹性势能:物体由于形变而具有的能量
弹性势能存在于发生弹性形变的物体中,跟形变的大小有关
弹性势能的变化由弹力做功来量度
6.机械能守恒定律
(1)机械能:动能,重力势能,弹性势能的总称
总机械能:E=Ek+Ep 是标量 也具有相对性
机械能的变化,等于非重力做功(比如阻力做的功)
ΔE=W非重
机械能之间可以相互转化
(2)机械能守恒定律: 只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能
发生相互转化,但机械能保持不变
一、掰开揉碎,细讲概念定律
在平时的教学中,我认为单靠枯燥、机械式地讲解概念、定律公式会使学生感到索然无味,从而失去学习的兴趣。心理学讲:“人的思维活动是凭借概念与词汇开展的”。在物理的教学中最要紧的是活跃学生头脑里的物理思维,无论是物理思维或运用物理思想方法进行研究,都离不开明确的物理量。
而电学定律、公式恰是反映电学中物理量之间的本质联系、因果关系与严格的数量依存关系。所以我们在教学中应让学生对教学内容进行细嚼慢咽,在正确理解每个物理量的基础上去掌握这些定律、公式才能上升到应用的层次。
学生认识这些定律、公式,首先要正面理解这些定律的语言表达,理解定义中的重要字词;其次要弄清这些定律公式的真正含义,把和它相关的公式以及由它导出的公式从物理意义上划清界限,以免混淆不清;此外,还要指明定律公式的适用条件和范围。任何一个电学定律、公式,都是在一定条件下,运用物理的理想过程和理想实验的思想方法得到的,因此,每个定律、公式都有它的适用范围。例如,库仑定律只适用于真空中的点电荷。只有知道了它们的物理意义和适用范围,才有利于学生掌握和应用。
物理教学的特点在于突出物理实验。在这些定律、公式的教学上又有特殊性,就是突出定量的演示实验与学生实验,且要做好、做准。以提供学生发现物理规律的必要条件与学习环境。引导学生设计实验装置,学会运用物理实验方法来研究提出的新定律、公式。在教学中,我们还应把运用数学研究这些定律、公式的方法交给学生,要求学生学会掌握。
这样从现象到本质的认识过程,符合物理的教学规律,学生掌握知识的效果会较好。
二、归纳总结,列表对比,突出异同
电学内容繁多,教师要应用适当的教学方法才能使学生抓住知识的重点,突破难点。否则,学生将会被繁杂的定律、公式搞得一头雾水,无所适从。我在教学的过程中,根据电学知识之间的内在逻辑性,及时对学生学过的知识进行归纳总结,理清知识的脉络,并把握知识之间的联系,重视运用迁移规律,帮助学生对新旧知识和易混淆的知识进行列表对比,突出异同点,使学生以简驭繁,形成有机的知识系统,掌握电学定律、公式,并形成能力。例如,在学完了电场强度后,对电场强度的三个公式进行列表对比。这样能使知识之间的异同点一目了然,化繁为简,易于对比记忆。
三、注重定律、公式的推导演算,使之系统化
培养学生良好的学习方法,重要的一点是培养正确的思维习惯。这表现在学习中就是要真正从本质上即原理上明白定律、公式的来龙去脉。而我们的学生往往舍本逐末,只是记住这些定律、公式的结果,而忽略了它们的推导过程,结果在考试中乱套定律、公式。正确的做法应该是让学生去探究这些定律、公式的推导过程。并把这些过程掌握好,做到能熟练地推导出这些公式,既锻炼了他们的逻辑推理能力,又顺便把结果记住了。例如,匀强电场中的电场强度的公式:
W=qUAB
qUAB=qEd,故得UAB=Ed或E=UAB/d。
W=Fd=qEd
电学定律、公式之间前后联系性强,因果关系明显,不同的公式可通过简单的推导演算得出在实际应用中常用的公式。例如在纯电阻电路中,电工和电功率的计算公式:
W=Uq =UIt = U2t/R = I2Rt
P=W/t = UI = U2R = I2R
可见,只要使学生深刻理解课本上的几个基本公式,通过让学生推导演算,把它们连成一个有机整体,从宏观上把握知识,这样能使学生不会觉得公式是繁琐难记,杂乱无章的,从而避免了对知识的死记硬背,取得较好的教学效果。
三、精讲专练,培养应用能力
学生对物理知识的掌握并不是能够记住定律公式后就会应用,还必须通过一定量的习题练习,才能灵活运用,达到融会贯通。我们教师有必要精选一些有代表性的习题进行精讲专练,引导学生一题多解,对学生的思维进行锻炼,使学生在反复地运用中,达到举一反三的应用能力。例如以下这道题目:
将一个电荷量为 的点电荷,从零电势点S移到M点要反抗电场力做功 ,则M点电势 = 。若将该电荷从M点移到N点,电场力做功 ,则N点电势 = ,MN两点间的电势差 = 。
解析:本题可以根据电势差和电势的定义式解决,一般有下列两种解法
解法一 严格按各量数值的正负代入公式求解
由 得:
而
由 得:
而
解法二 不考虑各量的正负,只是把各量数值代入公式求解,然后再用其他方法判断出要求量的正负
由 得
因电场力做负功,所以负电荷q受的电场力方向与移动方向大致相反,则场强方向与移动方向大致相同,故 ,而 ,故
同理可得:
1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10m,
2.油膜法测分子直径d=V/s{V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积(m2)}
3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。
4.分子间的引力和斥力:
(1)r<;r0,f引<;f斥,f分子力表现为斥力
(2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子势能=Emin(最小值)
(3)r>;r0,f引>;f斥,F分子力表现为引力
(4)r>;10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0
5.热力学第一定律:W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的),
W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P72〕}
6.热力学第二定律:
克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性);
开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P74〕}
7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)}
注:
(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;
(2)温度是分子平均动能的标志;
(3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;
(5)气体膨胀,外界对气体做负功W<;0;温度升高,内能增大δu>;0;吸收热量,Q>;0
(6)物体的内能是指物体所有的`分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零;
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C)
2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中)
3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式)
4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2
5.匀强电场的场强E=UAB/d
6.电场力:F=qE
7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd
9.电势能:EA=qφA
10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA
11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)
12.电容C=Q/U(定义式,计算式)
13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd
14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m
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二、恒定电流
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=I3I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
(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。
(4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。
11.伏安法测电阻
电压表示数:U=UR+UA
电流表示数:I=IR+IV
Rx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真
Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)
选用电路条件Rx>>RA[或Rx>(RARV)1/2]
12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法
电压调节范围小,电路简单,功耗小
便于调节电压的选择条件Rp>Rx
电压调节范围大,电路复杂,功耗较大
便于调节电压的选择条件Rp
机械振动在介质中的传播称为机械波。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处,机械波由机械振动产生,电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质,在不同介质中的传播速度也不同,在真空中根本不能传播,而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;
机械波形成原因:机械振动产生机械波,机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不一定有机械波产生。
2、形成条件
波源
波源也称振源,指能够维持振动的传播,不间断的输入能量,并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要条件,也是电磁波形成的必要条件。
波源可以认为是第一个开始振动的质点,波源开始振动后,介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动,波源的频率等于波的频率。
介质
机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中,波速是不同的。
3、机械波传播的本质
在机械波传播的过程中,介质里本来相对静止的质点,随着机械波的传播而发生振动,这表明这些质点获得了能量,这个能量是从波源通过前面的质点依次传来的。所以,机械波传播的实质是能量的传播,这种能量可以很小,也可以很大,海洋的潮汐能甚至可以用来发电,这是维持机械波(水波)传播的能量转化成了电能。
摘要:在高三总复习的第一阶段,同学们应从基础知识抓起,扎扎实实,一步一个脚印地过物理原理关。复习时,把高三物理振动和波公式的内容熟练运用,相信可以提高物理成绩!
1.简谐振动F=-kx {F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向}
2.单摆周期T=2(l/g)1/2 {l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角100;lr}
3.受迫振动频率特点:f=f驱动力
4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用〔见第一册P175〕
5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕
6.波速v=s/t=f=/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}
7.声波的波速(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)
8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大
9.波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)
10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小〔见第二册P21〕}
库仑定律:F=kQ1Q2/r²(Q是点电荷的电荷量,r是间距)
电场强度:E=F/q(F是所受静电力,q是电荷量)单位:牛每库(N/C)点电荷的电场强度:E=kQ/r²(Q是电荷量)电流:I=Q/t(Q是电荷量)
焦耳定律:Q=I²Rt(Q是热量,R是电阻,t是通电时间)
P=Q/t=I²R 安培定则:右手四指顺电流方向握住磁线管,拇指所指方向即为磁感线方向 安培力:F=BIL(B是磁感应强度,L是导线长度)
左手定则:磁感线穿过手心,四指指向电流方向,拇指为安培力受力方向 洛伦兹力:左手定则
1.物体仅在中立的作用下,从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动(理想化模型)。在空气中影响物体下落快慢的因素是下落过程中空气阻力的影响,与物体重量无关。
2. 伽利略的科学方法:观察→提出假设→运用逻辑得出结论→通过实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广
自由落体运动规律:
1. 自由落体运动是一种初速度为0的匀变速直线运动,加速度为常量,称为重力加速度(g)。g=9.8m/s2;
2. 重力加速度g的.方向总是竖直向下的。其大小随着纬度的增加而增加,随着高度的增加而减少。
3. vt2;= 2gs
竖直上抛运动:
处理方法:分段法(上升过程a=-g,下降过程为自由落体),整体法(a=-g,注意矢量性)
1.速度公式:vt= v0—gt
位移公式:h=v0t—gt?2;/2
2.上升到最高点时间t=v0/g,上升到最高点所用时间与回落到抛出点所用时间相等
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