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提高高二同学们物理学习效率的公式

来源:101教育网整理 2016-08-22 字体大小: 分享到:

  导读:高二物理的学习,需要记住一些公式才便于提高物理效率,下文是根据物理章节内容整理的各项公式,希望可以帮到大家。

  六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化)
  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}
  3.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}
  4.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo{Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
  5.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
  6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEK=0{即系统的动量和动能均守恒}
  7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm{ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}
  8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm{碰后连在一起成一整体}
  9.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)
  10.由9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)
  11.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。

  八、分子动理论、能量守恒定律
  1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米
  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>0:外界对物体做正功(J),Q>0:物体吸收热量(J),ΔU>0:内能增加(J),涉及到第一类永动机不可造出}
  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}
  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内所有分子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;
  (7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;
  (8)其它相关内容:能的转化和定恒定律/能源的开发与利用、环保/物体的内能、分子的动能、分子势能。

  九、气体的性质
  1.气体的状态参量:
  温度:宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志,
  热力学温度与摄氏温度关系:T=t+273K{T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}
  体积V:气体分子所能占据的空间的体积,单位换算:1m3=103L=106mL
  压强p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力,
  标准大气压:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
  2.气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大
  *3.理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=恒量,T为热力学温度(K)}
  注:(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;
  (2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的单位,t为摄氏温度(℃),而T为热力学温度(K)。

  十、电场
  1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍
  2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中)
  {F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(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}
  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/r2{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E=UAB/d{UAB: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:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
  8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd
  {WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB: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)}
  9.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)}
  10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}
  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){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C=εS/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=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)
  类平抛垂直电场方向: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)
  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
  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;
  (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;
  (3)常见电场的电场线分布要求熟记;
  (4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;
  (5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;
  (6)电容单位换算:1F=106μF=1012pF;
  (7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;
  (8)其它相关内容:静电屏蔽/示波管、示波器及其应用/等势面。

  十一、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、短接欧姆调零、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
  电流表内接法:电流表外接法:
  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)<R真
  选用电路条件Rx>>RA[或Rx>(RARV)1/2]选用电路条件Rx<<RV[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
  限流接法
  电压调节范围小,电路简单,功耗小电压调节范围大,电路复杂,功耗较大
  便于调节电压的选择条件Rp>Rx便于调节电压的选择条件Rp<Rx
  注:(1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
  (2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大;
  (3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻;
  (4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大;
  (5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r);
  (6)其它相关内容:电阻率与温度的关系/半导体及其应用/超导及其应用。

  十二、磁场
  1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位:(T),1T=1N/A?m
  2.安培力F=BIL(注:L⊥B){B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
  3.洛仑兹力f=qVB(注:V⊥B);质谱仪{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}
  4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):
  (1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0
  (2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下:
  (a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=m(2π/T)2r=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;
  (b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);
  (c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。
  注:(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负;
  (2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握〔见图〕;
  (3)其它相关内容:地磁场/磁电式电表原理/回旋加速器/磁性材料分子电流假说。

  十三、电磁感应
  1.感应电动势的大小计算公式
  1)E=nΔΦ/Δt(普适公式)

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