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物理基本概念与规律


高三综合课

物理基本概念与觃律
民立中学 赵家龙

一.力与运动
?

力与运动是物理学中重要的内 容之一,它涉及到物理学的三 个章节,其中所运用的有些思 想和方法贯穿整个物理学。

1.基本要点:
(a)物体的运动不需要力来维持
静止是一种特殊的运动形式

物体能处于静止或匀速运动状态是物 体的属性所致

(b)力是改变物体运动状态的原因
描述物体运动的物理量--------速度

(c)加速度是联系运动和力的桥梁
从现象看:加速度是描述速度变化快慢 的物理量;从本质看:力产生加速度

2.基本觃律:
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?
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(a)物体运动的基本觃律及其描述 (b)物体平衡的条件 (c)牛顿运动三大定律

(a)物体运动的基本觃律及其描述
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匀速直线运动:速度是一个恒量,加速 度为零 匀加速直线运动:速度方向不变,大小 随时间均匀增大,加速度是一个恒量 匀减速直线运动:速度方向不变,大小 随时间均匀减小,加速度是一个恒量 自由落体运动:初速度为零,加速度为g 的匀加速直线运动

(a)物体运动的基本觃律及其描述
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?

?

?

竖直上抛运动:初速度竖直向上,加速度为g 的匀减速直线运动 平抛运动:初速度方向水平,抛出后加速度为 g的匀加速曲线运动 匀速圆周运动:加速度大小不变,方向始终与 速度垂直且指向圆心的变速曲线运动 简谐振动:速度和加速度大小、方向始终在变 化的变速运动

(a)物体运动的基本觃律及其描述
任何一种运动都可以从三个方面来描述 ? (Ⅰ)文字叙述 (Ⅱ)数学公式 (Ⅲ)函数图像
?

(b)物体平衡的条件
?

共点力作用下物体平衡条件

?F ? 0
?

具有转动轴物体的平衡条件

?M ? 0

(c)牛顿运动三大定律
?
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牛顿第一运动定律 牛顿第二运动定律 牛顿第三运动定律

?F ? 0
?F ? ma F ? ?F ?

二、功和能量
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从能量的角度解决物理问题是物理学 的重要方法之一。自然界总能量是守 恒的,只能从一种形式转化为另一种 形式,或者从一个物体转移到另一个 物体。在能量转化或转移的过程中, 一定伴随着功的存在。

基本概念和觃律
(a)功的种类 (b)能量的种类 (c)功和能的关系

(a)功的种类
机械功 W ? FS cos ? 注意:(ⅰ)F为恒力 (ⅱ)功的存在有两个要素一个条件 ? 电功 W ? IUt 注意(ⅰ)恒定电流
?

(b)能量的种类
ⅰ.机械能: 1 2 动能( EK ? 2 mv ),势能( EP ? mgh ) 动能和势能之间会相互转化,它们也 会和其它形式的能转化 如果动能和势能之间相互转化,但不 和其它能量转化,机械能守恒 ⅱ.电势能 电荷在电场中具有的能量( W ? ?q )

(b)能量的种类
ⅲ.内能:分子动能和分子势能的总和 ⅳ.核能:原子核内部的能量

E ? mc

2

ⅴ.太阳能 ⅵ.化学能

ⅶ.生物能

(c)功和能的关系
功是能量变化的量度 W=⊿E 重力做功和重力势能变化的关系
?

WG ? ??EP

合外力的功和动能变化的关系
?W ? ?EK

电场力做功和电势能变化的关系
W电 ? ??EP

三.电和磁
?

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电和磁也是中学物理的一个重 要内容,它涉及到四个章节。 电和磁会相互转化。 电和磁在日常生活和生产实践 中应用广泛。

基本概念和觃律
(a)描述电场的二个物理量 (b)点电荷在电场中受力 (c)欧姆定律和电阻的串并联的关系 (d)描述磁场的二个物理量 (e)通电直导线在磁场中受力 (f)磁转化为电流的条件

(a)描述电场的二个物理量
ⅰ.电场强度 F Q E? E?K 2 公式: q r 形象描述:电场线 ⅱ.电势 W ?? 公式: q 形象描述:等势面

(b)点电荷在电场中受力
?

库仑力和电场力
q1q2 F?K 2 r

F ? Eq

(c)欧姆定律和电阻的串并联的关系
?

欧姆定律 U I? R
电阻的串并联的关系

?

(d)描述磁场的二个物理量
ⅰ.磁感应强度 F 公式: B? Il 形象描述:磁感线 ? ⅱ.磁通量 公式: ? ? BS
?

(e)通电直导线在磁场中受力
安培力 大小: F ? BIL 方向:用左手定则判定
?

(f)磁转化为电流的条件
?

当闭合电路的一部分在磁场中做切割 磁感线运动时,在闭合电路中会出现 感应电流

四. 气体,光,原子物理
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这部分内容在考试中所占比例不大

基本概念和觃律
气体 描述气体的状态参量:体积、压强、温度 三个实验定律: PV1 ? P2V2 1 等温变化—玻意耳定律 P P2 1 ? 等容变化—查理定律 T1 T2 等压变化—盖· 吕萨克定律 V1 V2
?

T1

?

T2

基本概念和觃律
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电磁波谱的排列(按频率高低由低到高排 列) 无线电波—红外线—可见光—紫外线—伦 琴射线—γ射线

基本概念和觃律
原子物理 α粒子散射实验 原子核的衰变 原子核的人工转变
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α粒子散射实验:
(1)绝大多数α粒子穿过金箔后,跟原 来的运动方向偏离不多。 (2)少数α粒子产生较大的偏转。 (3)极少数α粒子产生超过900的大角度 偏转。 (4)个别α粒子被弹回。

卢瑟福原子核式结构模型
在原子的中心有一个很小的原子核; 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中 在原子核里;带负电荷的电子在核外空间 不停地绕核旋转。

原子核的衰变
原子核衰变时电荷数和质量数都守恒

α衰变:
β衰变:

A Z

A 4 X ?Z ?4Y ? 2 He ?2

A Z

X? Y? e
A Z ?1 0 ?1

原子核的人工转变
卢瑟福用α粒子轰击氮核,发现质子:
14 7 4 1 N ?2 He?17 o?1H 8

查德威克发现中子:
9 4 4 1 Be?2 He?12C ?0 n 6

五.物理学家和物理学史
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在中学物理中,涉及到许多物理学家和 他们对物理学的贡献,例如牛顿以及他 的三大定律,伽利略如何巧妙推翻亚里 斯多德力是使物体运动的原因的观点的, 惠更斯对光的认识 ,卢瑟福是如何建立 原子的核式结构模型的,爱因斯坦的相 对论和他著名的质能关系方程等,有空 请同学们查一些资料,记住要点。


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