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高二物理选修3-4第十一章《机械振动》知识复习提纲

高二物理选修3-4第十一章《机械振动》知识复习提纲
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第十一章机械振动

(一)机械振动

物体(质点)在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动,物体能够围绕着平衡位置做往复运动,必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力,它可以是一个力或一个力的分力,也可以是几个力的合力。

产生振动的必要条件是:a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。

(二)简谐振动

1. 定义:物体在跟位移成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。简谐振动是最简单,最基本的振动。研究简谐振动物体的位置,常常建立以中心位置(平衡位置)为原点的坐标系,把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比,方向跟位移相反的回复力作用下的振动,即F=-k x,其中“-”号表示力方向跟位移方向相反。

2. 简谐振动的条件:物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比,方向跟位移方向相反的回复力作用。

3. 简谐振动是一种机械运动,有关机械运动的概念和规律都适用,简谐振动的特点在于它是一种周期性运动,它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能(重力势能和弹性势能)都随时间做周期性变化。

(三)描述振动的物理量,简谐振动是一种周期性运动,描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。

1. 振幅:振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,常用字母“A”表示,它是标量,为正值,振幅是表示振动强弱的物理量,振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小,简谐振动在振动过程中,动能和势能相互转化而总机械能守恒。

2. 周期和频率,周期是振子完成一次全振动的时间,频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系,即T=1/f。振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量,简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的,与振幅无关,所以又叫固有周期和固有频率。

(四)单摆:摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。

细线的一端固定在悬点,另一端拴一个小球,忽略线的伸缩和质量,球的直径远小于悬线长度的装置叫单摆。单摆做简谐振动的条件是:最大摆角小于5°,单摆的回复力F是重力在圆弧切线方向的分力。

单摆的周期公式是T=。由公式可知单摆做简谐振动的固有周期与振幅,摆球质量无关,只与L 和g有关,其中L是摆长,是悬点到摆球球心的距离。g是单摆所在处的重力加速度,在有加速度的系统中(如悬挂在升降机中的单摆)其g应为等效加速度。

(五)振动图象。

简谐振动的图象是振子振动的位移随时间变化的函数图象。所建坐标系中横轴表示时间,纵轴表示位移。图象是正弦或余弦函数图象,它直观地反映出简谐振动的位移随时间作周期性变化的规律。要把质点的振动过程和振动图象联系起来,从图象可以得到振子在不同时刻或不同位置时位移、速度、加速度,回复力等的变化情况。

(六)阻尼振动、受迫振动、共振。

简谐振动是一种理想化的振动,当外界给系统一定能量以后,如将振子拉离开平衡位置,放开后,振子将一直振动下去,振子在做简谐振动的图象中,振幅是恒定的,表明系统机械能不变,实际的振动总是存在着阻力,振动能量总要有所耗散,因此振动系统的机械能总要减小,其振幅也要逐渐减小,直到停下来。振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动,阻尼振动虽然振幅越来越小,但振动周期不变,振幅保持不变的振动叫无阻尼振动。

振动物体如果在周期性外力──策动力作用下振动,那么它做受迫振动,受迫振动达到稳定时其振动周期和频率等于策动力的周期和频率,而与振动物体的固有周期或频率无关。

物体做受迫振动的振幅与策动力的周期(频率)和物体的固有周期(频率)有关,二者相差越小,物体受迫振动的振幅越大,当策动力的周期或频率等于物体固有周期或频率时,受迫振动的振幅最大,叫共振。

【典型例题】

[例1] 一弹簧振子在一条直线上做简谐运动,第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同,那么,下列说法正确的是()

A. 振子在M、N两点受回复力相同

B. 振子在M、N两点对平衡位置的位移相同

C. 振子在M、N两点加速度大小相等

D. 从M点到N点,振子先做匀加速运动,后做匀减速运动

解析:建立弹簧振子模型如图所示,由题意知,振子第一次先后经过M、N两点时速度v相同,那么,可以在振子运动路径上确定M、N两点,M、N两点应关于平衡位置O对称,且由M运动到N,振子是从左侧释放开始运动的(若M点定在O点右侧,则振子是从右侧释放的)。建立起这样的物理模型,这时问题就明朗化了。

因位移、速度、加速度和回复力都是矢量,它们要相同必须大小相等、方向相同。M、N两点关于O 点对称,振子回复力应大小相等、方向相反,振子位移也是大小相等,方向相反。由此可知,A、B选项错误。振子在M、N两点的加速度虽然方向相反,但大小相等,故C选项正确。振子由M→O速度越来越大,但加速度越来越小,振子做加速运动,但不是匀加速运动。振子由O→N速度越来越小,但加速度越来越大,振子做减速运动,但不是匀减速运动,故D选项错误,由以上分析可知,该题的正确答案为C。

点评:(1)认真审题,抓住关键词语。本题的关键是抓住“第一次先后经过M、N两点时速度v相同”。

(2)要注意简谐运动的周期性和对称性,由此判定振子可能的路径,从而确定各物理量及其变化情况。

(3)要重视将物理问题模型化,画出物理过程的草图,这有利于问题的解决。

[例2] 一质点在平衡位置O附近做简谐运动,从它经过平衡位置起开始计时,经0.13 s质点第一次通过M 点,再经0.1 s第二次通过M点,则质点振动周期的可能值为多大?

解析:将物理过程模型化,画出具体的图景如图1所示。设质点从平衡位置O向右运动到M点,那么质点从O到M运动时间为0.13 s,再由M经最右端A返回M经历时间为0. 1 s;如图2所示。

另有一种可能就是M点在O点左方,如图3所示,质点由O点经最右方A点后向左经过O点到达M 点历时0.13 s,再由M向左经最左端A,点返回M历时0.1 s。

根据以上分析,质点振动周期共存在两种可能性。

如图2所示,可以看出O→M→A历时0.18 s,根据简谐运动的对称性,可得到T1=4×0.18 s=0.72 s。

另一种可能如图3所示,由O→A→M历时t l=0.13 s,由M→A’历时t2=0.05 s

设M→O历时t,则4(t+t2)=t1+2t2+t,解得t=0. 01 s,则T2=4(t+t2)=0.24 s

所以周期的可能值为0.72 s和0.24 s

说明:

(1)本题涉及的知识有:简谐运动周期、简谐运动的对称性。

(2)本题的关键是:分析周期性,弄清物理图景,判断各种可能性。

(3)解题方法:将物理过程模型化、分段分析、讨论。

[例3] 甲、乙两弹簧振子,振动图象如图所示,则可知()

A. 两弹簧振子完全相同

B. 两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙=2∶1

C. 振子甲速度为零时,振子乙速度最大

D. 振子的振动频率之比f甲∶f乙=1∶2

解析:从图象中可以看出,两弹簧振子周期之比T甲∶T乙=2∶1,得频率之比f甲∶f乙=1∶2,D正确。弹簧振子周期与振子质量、弹簧劲度系数k有关,周期不同,说明两弹簧振子不同,A错误。由于弹簧的劲度系数k不一定相同,所以两振子受回复力(F=kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定为2∶1,所以B错误,对简谐运动进行分析可知,在振子到达平衡位置时位移为零,速度最大;在振子到达最大位移处时,速度为零,从图象中可以看出,在振子甲到达最大位移处时,振子乙恰到达平衡位置,所以C正确。答案为C、D。

点评:(1)图象法是物理问题中常见的解题方法之一,是用数学手段解决物理问题能力的重要体现。应用图象法解物理问题要明确图象的数学意义,再结合物理模型弄清图象描述的物理意义,两者结合,才能全面地分析问题。

(2)本题中涉及知识点有:振幅、周期、频率、影响周期的因素、简谐运动在特殊点的速度、回复力、简谐运动的对称性等。

(3)分析本题的主要方法是数与形的结合(即图象与模型相结合)分析方法。

[例4] 在海平面校准的摆钟,拿到某高山山顶,经过t时间,发现表的示数为t′,若地球半径为R,求山的高度h(不考虑温度对摆长的影响)。

解析:由钟表显示时间的快慢程度可以推知表摆振动周期的变化,而这种变化是由于重力加速度的变化引起的,所以,可以得知由于高度的变化引起的重力加速度的变化,再根据万有引力公式计算出高度的变化,从而得出山的高度。

一般山的高度都不是很高(与地球半径相比较),所以,由于地球自转引起的向心力的变化可以不考虑,而认为物体所受向心力不变且都很小,物体所受万有引力近似等于物体的重力。

(1)设在地面上钟摆摆长l,周期为T0,地面附近重力加速度g,拿到高山上,摆振动周期为T′,重力加速度为g′,应有

从而

(2)在地面上的物体应有

在高山上的物体应有

点评:(1)本题涉及知识点:单摆的周期及公式,影响单摆周期的因素,万有引力及公式,地面附近重力与万有引力关系等。

(2)解题关键:抓住影响单摆周期的因素g,找出g的变化与t变化的关系,再根据万有引力知识,推出g变化与高度变化关系,从而顺利求解。

[例5] 在光滑水平面上,用两根劲度系数分别为k1、k2的轻弹簧系住一个质量为m的小球。开始时,两弹簧均处于原长,后使小球向左偏离x后放手,可以看到小球将在水平面上作往复振动。试问小球是否作简谐运动?

解析:为了判断小球的运动性质,需要根据小球的受力情况,找出回复力,确定它能否写成F=-kx 的形式。

以小球为研究对象,竖直方向处于力平衡状态,水平方向受到两根弹簧的弹力作用。设小球位于平衡位置O左方某处时,偏离平衡位置的位移为x,则左方弹簧受压,对小球的弹力大小为f1=k1x,方向向右。

右方弹簧被拉伸,对小球的弹力大小为f2=k2x,方向向右。

小球所受的回复力等于两个弹力的合力,其大小为F=f1+f2=(k1+k2)x,方向向右。

令k=k1+k2,上式可写成F=kx。

由于小球所受回复力的方向与位移x的方向相反,考虑方向后,上式可表示为F=-kx。

所以,小球将在两根弹簧的作用下,沿水平面作简谐运动。

点评:由本题可归纳出判断物体是否作简谐运动的一般步骤:确定研究对象(整个物体或某一部分)→分析受力情况→找出回复力→表示成F=-kx的形式(可以先确定F的大小与x的关系,再定性判断方向)。

[例6] 如图所示,一轻质弹簧竖直放置,下端固定在水平面上,上端处于a位置,当一重球放在弹簧上端静止时,弹簧上端被压缩到b位置。现将重球(视为质点)从高于a位置的c位置沿弹簧中轴线自由下落,弹簧被重球压缩到最低位置d。以下关于重球运动过程的正确说法应是()

A. 重球下落压缩弹簧由a至d的过程中,重球做减速运动。

B. 重球下落至b处获得最大速度。

C. 重球下落至d处获得最大加速度。

D. 由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量。

解析:重球由c至a的运动过程中,只受重力作用,做匀加速运动;由a至b的运动过程中,受重力和弹力作用,但重力大于弹力,做加速度减小的加速运动;由b至d的运动过程中,受重力和弹力作用,但重力小于弹力,做加速度增大的减速运动。所以重球下落至b处获得最大速度,由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量,即可判定B、D正确。C选项很难确定是否正确,但利用弹簧振子的特点就可非常容易解决这一难题。重球接触弹簧以后,以b点为平衡位置做简谐运动,在b点下方取一点a',使ab= a′b,根据简谐运动的对称性,可知,重球在a、a'的加速度大小相等,方向相反,如图所示。而在d点的加速度大于在a'点的加速度,所以重球下落至d处获得最大加速度,C选项正确。

答案:BCD

[例7] 若单摆的摆长不变,摆角小于5°,摆球质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置的速度减小为原来的1/2,则单摆的振动()

A. 频率不变,振幅不变

B. 频率不变,振幅改变

C. 频率改变,振幅改变

D. 频率改变,振幅不变

解析:单摆的周期T=,与摆球质量和振幅无关,只与摆长L和重力加速度g有关。当摆长L和重力加速度g不变时,T不变,频率f也不变。选项C、D错误。单摆振动过程中机械能守恒。摆球在

最大位置A的重力势能等于摆球运动到平衡位置的动能,即m gL(1-cosθ)=mυ2υ=,当υ减小为υ/2时,增大,减小,振幅A减小,选项B正确。

点评:单摆的周期只与摆长和当地重力加速度有关,而与摆球质量和振动幅无关,摆角小于5°的单摆是简谐振动,机械能守恒。

高中物理选修3-3知识点整理

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做无规则运动。 (3)热运动:分子的无规则运动与温度有关,简称热运动,温度越高,运动越剧烈 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些,如图1中两条虚线所示。分子间同时存在引力和斥力,两种力的合力又叫做分子力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标0r 距离时,分子间的引力与斥力平衡,分子间作用力为零,0r 的数量级为1010 -m ,相当于0r 位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时,分子间的作用力变得十分微弱,可以忽略不 计了 4、温度 宏观上的温度表示物体的冷热程度,微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。热力学温度与摄氏温度的关系:273.15T t K =+ 5、内能 ①分子势能 分子间存在着相互作用力,因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关,分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。(0r r =时分子势能最小) 当0r r >时,分子力为引力,当r 增大时,分子力做负功,分子势能增加 当0r r <时,分子力为斥力,当r 减少时,分子力做负功,分子是能增加 ②物体的内能 物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成,因此任何物体都是有内能的。(理想气体的内能只取决于温度) ③改变内能的方式

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A .电容器带电量越多,电容越大 B .电容器两板电势差越小,电容越大

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物理选修3-1 知识总结 第一章 第1节 电荷及其守恒定律 一、电荷守恒定律 表述1:电荷守恒定律:电荷既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能从一个物体转移到另一个 物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。 表述2、在一个与外界没有电荷交换的系统内,正、负电荷的代数和保持不变。 二、电荷量 1、电荷量:电荷的多少。 2、元电荷:电子所带电荷的绝对值1.6×10-19 C 3、比荷:粒子的电荷量与粒子质量的比值。 第一章 第2节 库仑定律 一、电荷间的相互作用 1、点电荷:带电体的大小比带电体之间的距离小得多。 2、影响电荷间相互作用的因素 二、库仑定律:在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比,跟它们距离的平方 成反比,作用力的方向在它们的连线上。 2 2 1r Q Q k F 注意(1)适用条件为真空中静止点电荷 (2)计算时各量带入绝对值,力的方向利用电性来判断 第一章 第3节 电场 电场强度 一、电场 电荷(带电体)周围存在着的一种物质,其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用。 二、电场强度 1、检验电荷与场源电荷 2、电场强度 检验电荷在电场中某点所受的电场力F 与检验电荷的电荷q 的比值。 q F E = 国际单位:N /C 电场强度是矢量。规定:正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。 三、点电荷的场强公式 2r Q k q F E == 四、电场的叠加 五、电场线 1、电场线:为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线,曲线的疏密程度表示场强的大小,

曲线上某点的切线方向表示场强的方向。 2、几种典型电场的电场线 3、电场线的特点 (1)假想的 (2)起----正电荷;无穷远处 止----负电荷;无穷远处 (3)不闭合 (4)不相交 (5)疏密----强弱 切线方向---场强方向 第一章 第4节 电势能 电势 一、电势能 1、电势能:电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能. 注意:系统性、相对性 2、电势能的变化与电场力做功的关系 3、电势能大小的确定 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功 二、电势 1.电势:置于电场中某点的检验电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势 q E 电= ? 单位:伏特(V ) 标量 2.电势的相对性 3.顺着电场线的方向,电势越来越低。 三、等势面 1、等势面:电场中电势相等的各点构成的面。 2、等势面的特点 a:在同一等势面的两点间移动电荷,电场力不做功。 b:电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。 c:电场线总是与等势面垂直。 第一章 第5节 电势差 电场力的功 一、电势差:电势差等于电场中两点电势的差值 B A AB U ??-= 电电电电电电)=--=-(-=E E E E E W A B B A AB ?)(电势能为零的点点电=A A W E

高中文科会考物理知识点

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高二学业考物理知识点 第一节机械运动 1.参考系 同一个运动,由于选择的参考系不同,就有不同的观察结果及描述。 2.质点:用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点, (1)质点是一理想化模型; (2)把物体视为质点的条件:物体的形状、大小相对所研究对象小的可忽略不计时; 一般来说路径远大于物体大小的移动如研究地球绕太阳运动,火车从北京到上海可看着质点 而转动问题,肢体运动问题不可看着质点。 3.位移和路程:位移从物体运动的初位置指向末位置的有向线段,是矢量.路程是物体运动轨迹的长度,是标量. 注意,路程和位移的计算。 路程和位移是完全不同的概念,仅就大小而言,一般情况下位移的大小小于路程,只有在单方向的直线运动中,位移的大小才等于路程. 位移为零、路程不一定为零。 4.速度和速率 (1)速度:描述物体运动快慢的物理量.是矢量. ①平均速度:质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间(或位移)的平均速度v,即v=s/t, (2)速率:速率只有大小,没有方向,是标量. 5.加速度 (1)加速度是描述速度变化快慢的物理量,它是矢量.加速度又叫速度变化率. (2)定义:在匀变速直线运动中,速度的变化Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比 值,叫做匀变速直线运动的加速度,用a表示. (3)方向:与速度变化Δv的方向一致.但不一定与v的方向一致. [注意]加速度与速度无关.只要速度在变化,无论速度大小,都有加速度;只要速度不变化(匀速),无论速度多大,加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大、是小或是零,物体加速度就大. 6.匀速直线运动(1)定义:在任意相等的时间内位移相等的直线运动叫做匀速直线运动. (2)特点:a=0,v=恒量. (3)位移公式:S=vt. 7.匀变速直线运动(1)定义:在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动. (2)特点:a=恒量(3)公式:速度公式:V=V0+at 位移公式: s=v 0t+ 2 1 at2 速度位移公式:v t 2-v 2=2as 平均速度V= 2 0t v v 以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.

高二物理选修3-1知识点

第一章恒定电流 一、电源和电流 1、电流产生的条件: (1)导体内有大量自由电荷(金属导体——自由电子;电解质溶液——正负离子;导电气体——正负离子和电子) (2)导体两端存在电势差(电压) (3)导体中存在持续电流的条件:是保持导体两端的电势差。 2电流的方向 电流可以由正电荷的定向移动形成,也可以是负电荷的定向移动形成,也可以是由正负电荷同时定向移动形成。习惯上规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。 说明:(1)负电荷沿某一方向运动和等量的正电荷沿相反方向运动产生的效果相同。金属导体中电流的方向与自由电子定向移 动方向相反。 (2)电流有方向但电流强度不是矢量。 (3)方向不随时间而改变的电流叫直流;方向和强度都不随时间改变的电流叫做恒定电流。通常所说的直流常常指的是恒定电流。 二、电动势 1.电源 (1)电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。(2)非静电力在电源中所起的作用:是把正电荷由负极搬运到正极,同时在该过程中非静电力做功,将其他形式的能转化为电势能。

【注意】在不同的电源中,是不同形式的能量转化为电能。 2.电动势 (1)定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。 (2)定义式:E=W/q (3)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。 【注意】:①电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关。 ②电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压。 ③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内 从负极移送到正极所做的功。 3.电源(池)的几个重要参数 ①电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。 ②内阻(r):电源内部的电阻。 ③容量:电池放电时能输出的总电荷量。其单位是:A·h,mA·h. 【注意】:对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小。 三、欧姆定律 1、导体的电阻

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物理选修3-1 一、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e =1.60×10-19 C );带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律:F K Q Q r =12 2 (真空中的点电荷){F:点电荷间的作用力(N); k:静电力常量k =9.0×109 N ?m 2 /C 2 ;Q 1、Q 2:两点电荷的电量(C);r:两点电荷间的距离(m); 作用力与反作用力;方向在它们的连线上;同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引} 3.电场强度:E F q =(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理);q :检验电荷的电量(C)} 4.真空点(源)电荷形成的电场E KQ r =2 {r :源电荷到该位置的距离(m ),Q :源电荷的电量} 5.匀强电场的场强AB U E d = {U AB :AB 两点间的电压(V),d:AB 两点在场强方向的距离(m)} 6.电场力:F =qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)} 7.电势与电势差:U AB =φA -φB ,U AB =W AB /q =q P E Δ 减 8.电场力做功:W AB =qU AB =qEd =ΔE P 减{W AB :带电体由A 到B 时电场力所做的功(J),q:带电量(C),U AB :电场中A 、B 两点间的电势差(V )(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m);ΔE P 减 :带电体由A 到B 时势能的减少量} 9.电势能:E PA =q φA {E PA :带电体在A 点的电势能(J),q:电量(C),φA :A 点的电势(V)} 10.电势能的变化ΔE P 减=E PA -E PB {带电体在电场中从A 位置到B 位置时电势能的减少量} 11.电场力做功与电势能变化W AB =ΔE P 减=qU AB (电场力所做的功等于电势能的减少量) 12.电容C =Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)} 13.平行板电容器的电容εS C 4πkd =(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(Vo =0):W =ΔE K 增或2 2 mVt qU = 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V 0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用) : 类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中:d U E = 垂直电场方向:匀速直线运动L =V 0t 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动22at d =, F qE qU a m m m === 注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷 的总量平分;

高二物理选修31知识点总结

高二物理选修3-1知识点总结 知识要点: 1.电荷 电荷守恒定律 点电荷 ⑴自然界中只存在正、负两中电荷,电荷在它的同围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电 场发生的。电荷的多少叫电量。基本电荷e =?-161019.C 。带电体电荷量等于元电荷的整数倍(Q=ne ) ⑵使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种:①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。 ⑶电荷既不能创造,也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从的体的这一部分转移到另一个部分,这叫做电荷守恒定律。 带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体就可以看做带电的点,叫做点电荷。 2.库仑定律 (1)公式 F K Q Q r =12 2 (真空中静止的两个点电荷) 在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,数学表达式为F K Q Q r =12 2 ,其中比例常数K 叫静电力常量,K =?90109.N m C 22 ·。(F:点电荷间的作用力(N), Q 1、Q 2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引) (2)库仑定律的适用条件是(1)真空,(2)点电荷。点电荷是物理中的理想模型。当带电体间的距离远远大于带电体的线度时,可以使用库仑定律,否则不能使用。 3.静电场 电场线 为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向,在电场中画出一系列曲线,曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密表示电场的弱度。 电场线的特点:(1)始于正电荷 (或无穷远),终止负电荷(或无穷远);(2)任意两条电场线都不相交。 电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱,并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。 4.电场强度 点电荷的电场 ⑴电场的最基本的性质之一,是对放入其中的电荷有电场力的作用。电场的这种性质用电场强度来描述。在电场中放入一个检验电荷q ,它所受到的电场力F 跟它所带电量的比值F q 叫做这个位置上的电场

北京市高中物理会考试题分类汇编

北京市高中物理会考试题分类汇编 (四)机械能 1.(94A)用300N的拉力F在水平面上拉车行走50m,如图4-1所示。已知拉力和水平方向夹角是37°。则拉力F对车做功为______J。若车受到的阻力是200N,则车克服阻力做功______J。(cos37°=0.8) 5kW,当它的输出功率等于额定功率时达到1.8×102.(94B)一艘轮船发动机的额定功率为7N,轮船航行的最大速度是_________m/s10。最大速度,此时它所受的阻力为1.2×3.(95A)质量为2 千克的物体做自由落体运动。在下落过程中,头2秒内重力的做的功是2) 10m/s(g取________J,第2秒内重力的功率是_________W。4.(96A)汽车在平直公路上行驶,它受到的阻力大小不变,若发动机的功率保持恒定,汽车在加速行驶的过程中,它的牵引力F和 加速度a的变化情况是 A.F逐渐减小,a也逐渐减小 B.F逐渐增大,a逐渐减小 C.F逐渐减小,a逐渐增大 D.F逐渐增大,a也逐渐增大 5.(95B)在光滑水平面上推物块和在粗糙水平面上推物块相比较,如果所用的水平推力相同,物 块在推力作用下通过的位移相同,则推力对物块所做的功 A.一样大 B.在光滑水平面上推力所做的功较多 C.在粗糙水平面上推力所做的功较多 D.要由物块通过这段位移的时间决定 6.(95B)汽车发动机的额定功率为80kW,它在平直公路上行驶的最大速度可达20m/s。那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是 A.1600N B.2500N C.4000N D.8000N 4N的货物,货物以100.5m/s的速度匀7.(96B)升降机吊起重为1.4× 速上升。这时升降机提升货物做功的功率是____________W。 V 所示,物体沿斜面匀速下滑,在这个过程中物体所4-28.(95A)如图“不变”、_________(填“增加”具有的动能重力势能_________,机械能或“减少”) 图4-2 9.(93A)质量为m的石子从距地面高为H的塔顶以初速v竖直向下0运动,若只考虑重力作用, 则石子下落到距地面高为h处时的动能为(g表示重力加速度) 1122mvmv+C.mgH B.mgH-mgh -mgh A.mgH+ 002212mv+mgHD.+mgh 0210.(93A)在下列几种运动中遵守机械守恒定律的是 A.雨点匀速下落 B.自由落体运动 C.汽车刹车时的运动 D.在光滑水平面上弹簧振子所做的简谐振动 11.(93B)一个质量为0.5kg的小球,从距地面高5m处开始做自由落体运动,与地面碰撞后,竖 直向上跳起的最大高度为4m,小球与地面碰撞过程中损失的机械能为_________J。(重2力加速度取10m/s,空气阻力不计) 12.(96A)甲、乙两个物体,它们的动量的大小相等。若它们的质量之比m∶m=2∶1,那21么,它们的动能之比E∶E 。=____________k2k1.

人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全

人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全 第一章 静电场 第1课时 库仑定律、电场力的性质 考点1.电荷、电荷守恒定律 自然界中存在两种电荷:正电荷和负电荷。例如:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引;电荷的基本性质:能吸引轻小物体 1. 元电荷:电荷量c e 191060.1-?=的电荷,叫元电荷。说明:任意带电体的电荷量都是 元电荷电荷量的整数倍。 2.使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种:①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。 3电荷守恒定律:电荷既不能被创造,又不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,电荷的总量保持不变。 考点2.库仑定律 1. 内容:在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在他们的连线上。 2. 公式:叫静电力常量)式中,/100.9(2 292 21C m N k r Q Q k F ??== 3. 适用条件:真空、点电荷。 4. 点电荷:如果带电体间的距离比它们的大小大得多,以致带电体的形状体积对相互作用力的影响可忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。 考点3.电场强度 1.电场 ⑴ 定义:存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。 ⑵ 基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。 ⑶ 静电场:静止的电荷产生的电场 2.电场强度 ⑴ 定义:放入电场中的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度。

⑵ 定义式: q F E = E 与 F 、q 无关,只由电场本身决定。 ⑶ 单位:N/C 或V/m 。 ⑷ 电场强度的三种表达方式的比较 定义式 决定式 关系式 表达式 q F E /= 2/r kQ E = d U E /= 适用 范围 任何电场 真空中的点电荷 匀强电场 说明 E 的大小和方向与检验电荷 的电荷量以及电性以及存在与否无关 Q :场源电荷的电荷量 r:研究点到场源电荷的距离 U:电场中两点的电势差 d :两点沿电场线方向的距离 (5)矢量性:规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向,或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。 (6)叠加性:多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,这种关系叫做电场强度的矢量叠加,电场强度的叠加遵从平行四边形定则。 考点4.电场线、匀强电场 1. 电场线:为了形象直观描述电场的强弱和方向,在电场中画出一系列的曲线,曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向,曲线的疏密程度表示场强的大小。 2. 电场线的特点 ⑴ 电场线是为了直观形象的描述电场而假想的、实际是不存在的理想化模型。 ⑵ 始于正电荷或无穷远,终于无穷远或负电荷,电场线是不闭合曲线。 ⑶ 任意两条电场线不相交。 ⑷ 电场线的疏密表示电场的强弱,某点的切线方向表示该点的场强方向,它不表示电荷在电场中的运动轨迹。 ⑸ 沿着电场线的方向电势降低;电场线从高等势面(线)垂直指向低等势面(线)。 3. 匀强电场 ⑴定义:场强方向处处相同,场强大小处处相等的区域称之为匀强电场。 ⑵特点:匀强电场中的电场线是等距的平行线。平行正对的两金属板带等量异种电荷后,在

高中物理会考(学业水平考试)公式及知识点总结

高中物理会考公式概念总结 一、直线运动: 1、匀变速直线运动: (1)平均速度 t x v = (定义式) 平均速度的方向即为运动方向 v -平均速度 国际单位:米每秒m/s 常用单位:千米每时 km/h 换算关系 1m/s=3.6km/h (2)加速度t v v t v a 0t -=??= 加速度描述速度变化的快慢,也叫速度的变化率 {以Vo 为正方向,a 与Vo 同向(做加速运动)a>0;反向(做减速运动)则a<0} 注:主要物理量及单位:初速度(0v ):m/s ; 加速度(a):m/s 2; 末速度(t v ):m/s ; 时间(t):秒(s); 位移(x):米(m ); 路程(s):米(m ); 三个基本物理量:长度 质量 时间 对应三个基本单位:m kg s (3) 基本规律: 速度公式 at v v t +=0 位移公式 2012x t at v = + 几个重要推论: (1)ax v v t 2202=- (o v 初速度,t v 末速度 匀加速直线运动:a 为正值,匀减速直线运动(比如刹车):a 为负值,) (2) A B 段中间时刻的即时速度: *(3) AB 段位移中点的即时速度: V =022t t V V x V t +== 2 s V =注意 都是在什么条件下用比较好?(在什么条件不知或不需要知道或者也用不到时,该用哪个公式?) (5)初速无论是否为零,匀变速直线运动的质点,在连续相邻的相等的时间间隔内的位移之差为一常数: (a 一匀变速直线运动的加速度,T 一每个时间间隔的时间) (用来求纸带问题中的加速度,注意单位的换算) (6)自由落体: ①初速度Vo =0 ②末速度gt V t = ③下落高度221gt h = (从Vo 位置向下计算) ④推论22t V gh = 全程平均速度 2 t V V =平均 注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律; (2)a =g =9.8m/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)。 二、相互作用: 1、重力G =mg (方向竖直向下,g =9.8m/s 2≈10m/s 2,作用点在重心,重心不一定在物体上,适用于地球表面附近) 2、弹力,胡克定律:x F k =弹(x 为伸长量或压缩量;k 为劲度系数,只与弹簧的原长、粗细和材料有关) 2aT x =?

高二物理选修31知识点

高二物理选修3.1知识点总结 第一章 电场基本知识点总结 (一)电荷间的相互作用 1.电荷间有相互作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引,两电荷间的相互作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。2.库仑定律:在真空中两个点电荷间的作用力大小为F= kQ 1Q 2/r 2,静电力常量k=9.0×109N ·m 2/C 2。 (二)电场强度 1.定义式:E=F/q ,该式适用于任何电场,E 与F 、q 无关只取决于电场本身,E 的方向规定为正点电荷受到电场力的方向。(1)场强的合成:场强E 是矢量,求合场强时应遵守矢量合成的平行四边形法则。 (2)电场力:F=qE ,F 与q 、E 都有关。 2.决定式:(1)E=kQ/ r 2,仅适用于在真空中点电荷Q 形成的电场,E 的大小与Q 成正比,与r 2成反比。(2)E=U/d ,仅适用于匀强电场。 (三)电势能 1.电场力做功的特点:电场力对移动电荷做功与路径无关,只与始末位的电势差有关,W ab =qU ab 2.判断电势能变化的方法 (1)根据电场力做功的正负来判断,不管正负电荷,电场力对电荷做正功,该电荷的电势能一定减少;电场力对电荷做负功,该电荷的电势能一定增加。(2)根据电势的定义式U=E p /q 来确定。(3)利用W=q(U a -U b )来确定电势的高低。 (四)静电平衡:把金属导体放入电场中时,导体中的电荷重新分布,当感应电荷产生的附加电场E '与原场强E 0叠加后合场强E 为零时,即E= E 0 +E '=0,金属中的自由电子停止定向移动,导体处于静电平衡状态。 (五)电容 1.定义式:C=Q/U=Δ Q/ΔU ,适用于任何电容器。2.决定式;C=ES/4πkd ,仅适用于平行板电容器。 3.对平行板电容器有关的C 、Q 、U 、E 的讨论问题有两种情况。对平行板电容器的讨论: kd s c πε4= 、U q C = 、d U E = (Ⅰ)、电容器跟电源相连,U 不变,q 随C 而变。d ↑→C ↓→q ↓→E ↓ E 、S ↑→C ↑→q ↑→E 不变。 (Ⅱ)、充电后断开,q 不变,U 随C 而变。 d ↑→C ↓→U ↑→s kq sd kdq cd q d U E επεπ44==== 不变。 E 、S ↓→C ↓→U ↑→E ↑。 (六)、带有粒子的加速度 若带电粒子仅受电场力且电场力做正功,其电势能减少功能增加。 (1)初速度为零时221mv qU = (2)初速度不为零时mv mv qU 2 022 121-= 2.带电粒子的偏转:带电粒子仅受电场力作用为初速度v 0垂直进入匀强电场,做类平抛运动,此类问题一般都是分解为两个方向的分运动来处理。 沿初速度方向做匀速运动:v x =v 0,x=v 0t 沿电场方向做匀加速运动:v y =at ,y=at 2/2 两个分运动的联系桥梁:时间t 相等

2018年北京春季高中会考物理真题

2018年北京市春季普通高中会考 物 理 试 卷 第一部分 选择题(共54分) 一、单项选择题(本题共15小题,在每小题给出的四个选项中,只有一个.... 选项是符合题意的。每小题3分,共45分) 1.下列物理量中,属于矢量的是 A .时间B .质量C .电阻D .磁感应强度 2.在国际单位制中,电荷量的单位是 A .库仑 B .牛顿 C .伏特 D .焦耳 3.如图1所示,一个物体受F 1和F 2两个互相垂直的共点力作用,其中 F 1=3N ,F 2=4N 。这两个力的合力大小为 A .1N B .5N C .7N D .12N 4.真空中有两个静止的点电荷,若保持它们之间的距离不变,而把它们 的电荷量都变为原来的3倍,则两电荷间库仑力的大小将变为原来的 A .3倍 B .6倍 C .9倍 D .12倍 5.中国古代科技取得了辉煌的成就,在很多方面走在世界前列。例如春秋战国时期,墨家的代表人物墨翟在《墨经》中,就已对力做了比较科学的阐述:“力,刑(形)之所以奋也”。这句话的意思是:力能使物体由静止开始运动,或使运动的物体运动得越来越快。下列说法中,与墨翟对力的阐述最接近的是 A .力是维持物体运动的原因 B .力是物体位移变化的原因 C .力是物体位置变化的原因 D .力是物体运动状态改变的原因 6.利用弹簧可以测量物体的重力。将劲度系数为k 的弹簧上端固定在铁架台的横梁上。弹簧下端不挂物体时,测得弹簧的长度为x 0。将待测物体挂在弹簧下端,如图2所示。待物体静止时测得弹簧的长度为x1测量中弹簧始终在弹性限度内,则待测物体的重力大小为 A .kx 0 B . kx 1 C .k (x 1-x 0) D .k (x 1+x 0)

高中物理会考知识点大总结

高中物理会考知识点大总结 高中物理会考知识点总结 第1章力 一、力:力是物体间的相互作用。 1、力的国际单位是牛顿,用N表示; 2、力的图示:用一条带箭头的有向线段表示力的大小、方向、作用点; 3、力的示意图:用一个带箭头的线段表示力的方向; 4、力按照性质可分为:重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力等等; (1)重力:由于地球对物体的吸引而使物体受到的力; (A)重力不是万有引力而是万有引力的一个分力; (B)重力的方向总是竖直向下的(垂直于水平面向下) (C)测量重力的仪器是弹簧秤; (D)重心是物体各部分受到重力的等效作用点,只有具有规则几何外形、质量分布均匀的物体其重心才是其几何中心; (2)弹力:发生形变的物体为了恢复形变而对跟它接触的物体产生的作用力; (A)产生弹力的条件:二物体接触、且有形变;施力物体发生形变产生弹力; (B)弹力包括:支持力、压力、推力、拉力等等;

(C)支持力(压力)的方向总是垂直于接触面并指向被支持或被压的物体;拉力的方向总是沿着绳子的收缩方向; (D)在弹性限度内弹力跟形变量成正比;F=Kx (3)摩擦力:两个相互接触的物体发生相对运动或相对运动趋势时,受到阻碍物体相对运动的力,叫摩擦力; (A)产生磨擦力的条件:物体接触、表面粗糙、有挤压、有相对运动或相对运动趋势;有弹力不一定有摩擦力,但有摩擦力二物间就一定有弹力; (B)摩擦力的方向和物体相对运动(或相对运动趋势)方向相反; (C)滑动摩擦力的大小F滑=μFN压力的大小不一定等于物体的重力; (D)静摩擦力的大小等于使物体发生相对运动趋势的外力; (4)合力、分力:如果物体受到几个力的作用效果和一个力的作用效果相同,则这个力叫那几个力的合力,那几个力叫这个力的分力; (A)合力与分力的作用效果相同; (B)合力与分力之间遵守平行四边形定则:用两条表示力的线段为临边作平行四边形,则这两边所夹的对角线就表示二力的合力; (C)合力大于或等于二分力之差,小于或等于二分力之

高中物理选修3-2知识点汇总

第一章 电磁感应 1. 磁通量 穿过某一面积的磁感线条数;标量,但有正负; Φ=BS ·sin θ;单位Wb ,1Wb=1T ·m 2 。 2. 电磁感应现象 利用磁场产生电流的现象;产生的电流叫感应电流,产生的电动势叫感应电动势;产生的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。 3. 感生电场 变化的磁场在周围激发的电场。 4. 感应电动势 分为感生电动势和动生电动势;由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势,由于导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势;产生感应电动势的导体相当于电源。 5. 楞次定律 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化;判定感应电流和感应电动势方向的一般方法;适用于各种情况的电磁感应现象。 6. 右手定则 让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导体做切割磁感线运动的方向,四指的指向就是导体内部产生的感应电流或感应电动势的方向;仅适用导体切割磁感线的情况。 7. 法拉第电磁感应定律 电路中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;E=n t ??Φ 。 8. 动生电动势的计算 法拉第电磁感应定律特殊情况;E=Blv ·sin θ。 9. 互感 两个相互靠近的线圈中,有一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感生电动势,这种现象叫做互感,这种电动势叫做互感电动势;变压器的原理。 10.自感 由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。 11.自感电动势 由于自感而产生的感应电动势;自感电动势阻碍导体自身电流的变化;大小正比于电流的变化率;E=L t I ??;日光灯的应用。 12.自感系数 上式中的比例系数L 叫做自感系数;简称自感或电感;正比于线圈的长度、横截面积、匝数;有铁芯比没有时要大得多。 13.涡流 线圈中的电流变化时,在附近导体中产生的感应电流,这种电流在导体内自成闭合回路,很像水的漩涡,因此称作涡电流,简称涡流。 第二章 直流电路 1. 电流 电荷的定向移动;单位是安,符号A ;规定正电荷定向移动的方向为正方向;宏观定义I= t q ; 微观解释I=neSv ,n 为单位体积的电荷数,e 是每个自由电荷的电量,S 为横截面积,v 是定向移动的速率。 2. 电阻 导体两端电压与电流的比值;R=I U 。 3. 电阻率 导体材料自身的性质。电阻率与温度有关,一般金属的电阻率随温度升高而增大,绝缘体和半导体随温度升高而减小,电阻率为零是称做超导。 4. 电阻定律 R=ρ S l ,S 为导体横截面积,l 为电阻丝长度, ρ 为电阻率。 5. 电阻的连接 串联和并联。 6. 电功 导体内静电力对自由电荷做的功;W=UIt ;单位是焦。 7. 电功率 单位时间内电流做的功;P=t W =UI ;单位是 瓦。 8. 电热 电流流过导体产生的热量;由焦耳定律计算,Q=I 2 Rt 。 9. 电功与电热的关系 在纯电阻电路中,W=Q ;在非纯电阻电路中,W>Q 。

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