高中物理总复习基础知识要点(共28页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上高中物理总复习基础知识要点第一部分 力 学一、力和物体的平衡： 1力 力是物体对物体的作用：成对出现，力不能离开物体而独立存在；力能改变物体的运动状态（产生加速度）和引起形变；力是矢量，力的大小、方向、作用点是力的三要素。 力的分类：按力的性质分类。按力的效果分类（可以几个力的合力）。 力的图示：由作用点开始画，沿力的方向画直线。选定标度，并按大小结合标度分段。在末端画箭头并标出力的符号。 2重力 产生：由于地球吸引而产生（但不等于万有引力）。方向竖直向下。作用点在重心。 大小：G=mg，在地球上不同地点g不同。重力的大小可用弹簧秤测出。 重心：质量分布均匀的有规则形状物体的重心，在它的几何中心。质量分布不均匀或不规则形状物体的重心，除与物体的形状有关外，还与质量的分布有关。重心可用悬挂法测定。物体的重心不一定在物体上。 3弹力 产生：物体直接接触且产生弹性形变时产生。压力或支持力的方向垂直于支持面而指向被压或被支持的物体；绳的拉力方向沿着绳而指向绳收缩的方向。 有接触的物体间不一定有弹力，弹力是否存在可用假设法判断，即假设弹力存在，通过分析物体的合力和运动状态判断。 胡克定律：在弹性限度内，F=KX，X是弹簧的伸长量或缩短量。 4摩擦力 静摩擦力：物接触、相互挤压（即存在弹力）、有相对运动趋势且相对静止时产生。方向与接触面相切，且与相对运动趋势方向相反。除最大静摩擦力外，静摩擦力没有一定的计算式，只能根据物体的运动状态按力的平衡或F=ma方法求。 判断它的方向可采用“假设法”，即如无静摩擦力时物体发生怎样的相对运动。 滑动摩擦力：物接触、相互挤压且在粗糙面上有相对运动时产生。方向与接触面相切且与相对运动方向相反（不一定与物的运动方向相反）大小f=FN。（FN不一定等于重力）。 滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动，但不一定阻碍物体的运动。 摩擦力既可能起动力作用，也可能起阻力作用。 5力的合成与分解 合成与分解：合力与分力的效果相同，可以根据需要互相替代。力的合成和分解遵循平行四边形法则，平行四边形法则对任何矢量的合成都适用，力的合成与分解也可用正交分解法。两固定力只能合成一个合力，一个力可分解成无数对分力，但力的分解要根据实际情况决定。 合力与分力关系：两分力与合力F1 +F2 FF1 F2 ，但合力不一定大于某一分力。对于三个分力与合力的关系，它们同向时为最大合力，但最小合力则要考虑其中两力的合力与第三个力的关系，例如3N、4N、5N三个力，其最大合力F34512N，但最小合力不是等于三者之差，而是等于0。 6在共点力作用下物体的平衡 物体所处状态：此时物体所受合力=0。物处于静止或匀速运动状态，即平衡状态。 两平衡力与作用反作用力：平衡力作用在同一物体上，其效果可互相抵消，它们不一定是同一性质的力；作用与反作用力分别作用在两不同的物体上，其效果不能互相抵消（其效果要结合各个物体的其他受力情况分析），但必是同一性质的力。 7物体的受力分析 确定研究对象：隔离法：研究对象只选一个物体。整体法：研究对象是几个物体组成的系统。应用整体法一般要求这几个物体的运动加速度相同，包括系统中各物体均处于平衡状态（当加速度不同时，也可应用）。 作力的示意图（力图）： 选择对象。按顺序画：一般按重力、弹力、摩擦力的顺序画受力图，应用整体法时系统中各物体间相互作用力（内力）不要画。注意摩擦力：是否存在，方向如何。注意效果力：它是由其他的“性质力”如弹力、重力等提供的，不要把这些“效果力”再重复作为一个单独的力参与受力分析。作图准确。二、直线运动： 1基本概念 时刻与时间：时刻对应的是位置、瞬时速度、动量、动能等状态量，时间对应的是位移、路程、冲量、功等过程量。 位移与路程：位移是起点至终点的直线距离，是矢量。路程是起点至终点的实际长度，是标量。 2匀速度直线运动 速度：对应的位移，只要位移大小或方向改变，速度即改变。匀速直线运动中的速度是一个恒量，即大小和方向都不变。 速率：对应的路程。在曲线运动中，路程是曲线的长度。 平均速度：是总位移与总时间的比值， 在速度不同的几个运动中，它不是速度的平均值（总位移/总时间）。 匀速直线运动图象：St图象，是过原点的一条直线，直线的斜率=速度。Vt图象，是平行于t轴的一条直线，图线所包围的面积物体的位移。 3匀变速直线运动 加速度：用来描述速度变化的快慢，是矢量。在其他运动中，它不一定指速度变化的大小，速度大，加速度不一定大，速度为零，加速度不一定为零。 匀变速直线运动的公式： Vt =V0 +at S=V0 t+at2 /2 在匀加速直线运动中，a为正，a与V同向，匀减速直线运动中，a为负，a与V反向。 vt图象：是一条倾斜的直线，图线的斜率=a。图线与X轴包围的面积表示物体的位移。 自由落体和竖直上抛运动：是匀变速直线运动的特例，加速度都是g。竖直上抛可分为上、下两个运动求解，也可直接应用匀减速直线运动公式计算，当速度为负值时，表示物体处于下降阶段，当位移为负值时，表示物体在抛出点下方 匀变速直线运动的一些特点： SaT2：相邻两相等时间内的位移之差是个恒量。 位移之比：V00时，从起点算起，1t、2t、3tnt时间内的位移之比S1 S2 S3 Sn =149n2 。 V00时，从起点算起，第1t秒、第2t秒、第3t秒第nt秒时间内的位移之比S1 S2 S3 Sn =135（2n1）； 从V00算起，通过连续相等位移的时间之比t1t2t3tn1 速度关系：时间中点的速度=该段的平均速度。位移中点速度VB与该位移起点速度VA和终点速度VC关系：。在匀加速直线运动或匀减速直线运动中，位移中点的速度都比时间中点速度大。 4注意点 匀减速直线运动：有下面三种情况： 物体可以返回且加速度不变时，如竖直上抛运动，公式Vt =V0 at 和S=V0 tat2 /2适用于整个过程。如果已知返回过程某时刻的速度，可以负值代入速度公式计算，如果已知返回过程某位置处于抛出点的另一侧，其位移可以负值代入位移公式。 物体不能返回的运动，如汽车刹车后t秒的位移和速度，以上两公式只适用Vt0前的过程，此类问题一般要先判断汽车刹车后可运动的时间。 物体可以返回但加速度不同，如竖直上抛时存在空气阻力，则要分上升和下落两段单独计算。物体可以返回运动时，在返回点的速度零，但加速度不一定为零。 公式只适用于匀变速直线运动，在某些题目中使用它，可以使计算简化，对于加速度不变的往复运动，如竖直上抛运动，如果物体处于下落过程，此时的速度与初速度方向相反，公式中的Vt要取负值。 相追相遇的问题：要注意用作图的方法分析各物体的运动情况，并在图上逐个注明物理量。在追赶运动中，追上的条件不但与两物体的位移有关，还与两物体的速度有关，一般情况时，要把两物体的速度大小相等作为临界条件。 竖直分离问题：叠在一起的两物体一起向上运动时，要使上面的物体与下面的物体分离，例如用手竖直向上抛物，要使物离开手，先有一个向上加速过程，然后要有一个向上减速过程，只有当向下的加速度大小增大到g以后时，物体才开始脱离手，因此g是分离的临界加速度（此后手的向下加速度要大于g）。 加速度减小的加速运动：其速度仍然不断增大（只是每秒速度增加量逐渐减小），当加速度减小至零时，此时物体的速度最大。三、运动定律： 1牛顿第一定律 伽利略的理想实验：是针对“力是维持物体运动的原因”的错误认识，经过通过物体沿光滑斜面下滑，观察它滚上另一个斜面（平面）运动情况的抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素的理想实验。当物在光滑的水平面上运动，物的速度保持不变，物体运动并不需要力来维持。物在水平面上运动之所以会停下来，是因为是受到阻力的缘故。 惯性：物体保持原来静止或匀速直线运动状态的性质。一切物体都有惯性，惯性是所有物体的固有性质。它与物体是否运动、运动快慢、受力情况无关。质量是惯性大小的量度，质量大的物体惯性大，在同样力作用下，质量大的物体运动状态难改变。 用惯性解释现象时，着重强调物体保持原来运动状态的特性（静止或匀速直线运动）。 2牛顿第二定律 特点：a=F/m是一个瞬时作用规律，即a是F作用所产生，与F始终同向，同时变化，同时存在或消失。 应用：进行受力分析是应用Fma解题的关键步骤。按加速度方向列式。与运动学结合计算时一般以加速度为中间量。注意物体运动中加速度是否变化。 3牛顿第三定律 特点：大小相同、方向相反，在同一直线上，性质相同。分别作用在两个物体上，产生的效果不一定相同，也不能互相抵消。借助F和F¢的关系，可以通过改变研究对象分析问题，但此种情况下答题时要注意引入牛顿第三定律答题。 4力学单位制 国际单位制：力学中长度（米）、质量（千克）、时间（秒），热学中热力学温度（开）、物质的量（摩尔），电学中电流强度（安培），是国际基本单位。由这些基本单位推导出的单位，如牛（千克·米/秒2 ）等，是导出单位。基本单位和导出单位一起组成单位制。 5应用牛顿运动定律的解题要求 根据题目的已知条件进行研究对象的受力分析或运动状态分析，画出分析图。 力的分解和合成：物体受多力作用时，注意是否要把力按效果进行分解，分解时应选择什么方向的座标轴。 列出相关量的关系式：按正交分解时分开列式。 找出相关量和变量：在同一题目中，可以选择不同的研究对象（单个或系统），列式时，选择未知量数少、已知量和相关量多的公式，注意有的物理量的大小和方向是否变化，物体处于什么状态。 当物体的加速度为已知时，即相当于知道物体的合力，如果要求某一个力，此时在作力的分析图时，要把合力作为一个已知量。 6超重和失重 超重：指物体对支持物的压力或拉力大于它的重力，作加速上升或减速下降的物体，物体处于超重状态。 失重：加速下降或减速上升的物体对支持物压力或拉力小于重力；完全失重：自由下落或绕地作匀速圆周运动的卫星中的物体对支持物压力或拉力=零。（处于完全失重状态的液体的浮力也为零） 7注意点 牛顿运动定律只在低速（相对于光速）、宏观（相对于微观粒子）条件下适用。 对于绳子、弹簧、硬棒，要注意它们受力方面的差别，其中绳子只能受拉力，弹簧可受拉力和压力，硬棒除能受拉力、压力外，还能弯曲，这时的力不延棒的方向。 当其他力撤消的瞬间，一般认为绳子受力情况立即改变，而弹簧的弹力则不会立即消失。 超重、失重与物体的重力：超重、失重是指在竖直方向作变速运动的物体所受其他物体的支持力或拉力大小（即视重或称重）是否大于或小于它的重力（引力重），在这种运动状态，物体所受重力不变。在绕地球作匀速圆周运动的卫星中，物体处于完全失重状态，物体间不存在支持力或拉力，但物体仍然受到地球的重力作用，此时重力全部用于提供向心力。四、曲线运动： 1曲线运动 物体作曲线运动的条件：初速度和合外力不为零。两者不在一直线上。 速度：合外力的作用是改变速度（大小、方向）。任一点的速度方向在该点曲线的切线方向上。运动中速度不断改变，是一种变速运动，如果合外力是恒定的，属匀变速运动。 2运动的合成和分解 两类基本运动：匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动是最常见的两类基本运动； 运动合成：几个同类运动的合运动仍是同类运动。合速度或合加速度按力的合成方法求。不同类运动的合运动可能是直线运动（V0与a在同一直线上），也可能是曲线运动（V0与a不在同一直线上）。 运动分解：一个复杂的运动也可分解成几个较简单的分运动（一般用正交分解），各个分运动可独立求解，其相互关系是它们具有等时性。 船渡河和拖船问题： 船渡河：它是船在静水中的运动和水的运动的合运动，它是两种匀速直线运动的合成，合运动也是匀速直线运动。船渡河的时间由河宽和船垂直河岸的分速度决定，与水的流速度无关，船渡河沿河岸的位移与渡河时间和水的流速有关。当船的静水速度大于水的流速时，可以使它们的合速度方向垂直河岸，此时渡河最小位移等于河宽，当船的静水速度小于水的流速时，无法使它们的合速度方向垂直河岸，此时要通过画圆弧方法求解。 岸上拖船：包括汽车通过滑轮提升重物问题，存在两个不同的运动，一般岸上的运动是匀速直线运动，而比岸低的水中船的运动是一种变速运动，船在水中的速度是合速度（实际效果），连接绳的速度是船的分速度（它的大小等于岸上拉绳力的速度大小），船的移动距离要通过绳被拖过的长度计算。如果是河中的船（匀速）拖动岸上物体，则船速也是合速度。对于汽车通过滑轮提升重物，汽车速度也是合速度。 3平抛运动 性质：初速度与重力垂直，是匀变速运动，加速度=g。 分运动：水平方向X=V0t；竖直方向Y=gt2/2。平抛运动的空中运动时间由h决定，水平位移由h和V0联合决定。运动过程各点的水平分速度都等于V0，竖直分速度Vtgt，速度改变量gt。各点机械能相等。 4匀速圆周运动 意义：速度大小不变，方向不断改变。加速度大小不变，方向时刻改变，是变加速运动。 物理量：线速度：V=S/t2R/TR，其中S是通过的弧长，方向沿该点圆周的切线方向。角速度：=/t2/T，单位为rad/s。周期T和频率f：T1/f，在匀速圆周运动中，转速nf。向心加速度：aV2/RR2，方向始终指向圆心（不断变化）。向心力：大小F=ma=mV2/r=mr2；其方向始终指向圆心（变力），是一种“效果力”，它是由其他力（单个或多个）提供的。 在匀速圆周运动中，角速度、周期、频率是不变的，速度、向心加速度、向心力是变化的（大小不变，方向不断改变）。 注意点： 在皮带传动系统中，认为皮带及其接触处轮沿各点的线速度大小相等（不打滑），同一轮上各点角速度相等，线速度大小不一定相同。比较它们的V、或a时，要判断它们哪些物理量大小是相同的。 竖直面内的圆周运动是变加速运动，速度、加速度大小和方向不断改变，只要求分析最高点和最低点的情况。最高点的情况要根据提供向心力的物体决定，例如细绳和轻棒，细绳只能承受拉力，最高点的最小速度为V，而轻棒还可承受压力，允许最高点的速度0。 当物体作匀速圆周运动时，如果它的向心力是由不在一条直线上的力提供的（如圆锥摆、火车转弯等），要注意确定圆心的位置和沿半径方向的合力。 做匀速圆周运动的物体，当它所受的合外力突然消失或不足以提供所需的向心力时，说会做逐渐远离圆心的离心运动，如果向心力突然消失，物体由于惯性就会沿切线飞去。 5万有引力和天体运动 万有引力定律：F=GmM/r2，其中的r是两个质点间的距离，当物体间的距离远大于物体本身的大小时，物体可视为质点。引力常量：G=6.67×1011牛·米2/千克2 ，它是卡文迪许用扭秤测定的。万有引力定律的发现，是17世纪自然科学最伟大的成果之一，第一次揭示自然科学中一种基本相互作用的规律。 开普勒定律：第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。第三定律：所有行星的轨道的半长轨的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，即R3/T2k。 天体的运动：向心力由两天体间的万有引力提供，根据已知和所求物理量，在公式GmM/r2mV2/rmr2mr(2/T)2mg¢选择（其中的r是运动半径，g¢是天体所在处的重力加速度）。天体质量、密度、周期关系：MV4R3/442r3/GT2，其中R是天体半径，r是天体作匀速圆周运动的半径，T是周期。当物体在天体表面附近作匀速圆周运动时，3/GT2。 人造地球卫星：以上的公式仍然适用，对于离地h高的卫星，g=g（h/R+h）2 。卫星的V、T与r的关系：根据GmM/r2mV2/r，得，r越大，V越小，同理根据GmM/r2mr2mr(2/T)2，21/r3，T2r3，r越大，越小，T越大。宇宙速度：第一宇宙速度=7.9千米/秒（绕地作匀速圆周运动的最大速度）；第二宇宙速度=112千米/秒；第三宇宙速度=16.7千米/秒；同步卫星：相对地球静止的卫星，它的周期、角速度与地球的自转周期和角速度相同。这样的卫星必须在赤道上方的一个固定圆形轨道上作匀速圆周运动，离地高约3.6×107米。 7注意点 任何物体在离开运动着的物体瞬间，都具有与离开时相同的速度，它以后的运动即把该速度作为初速度，运动状态由离开后的受力情况决定，与它原来所在物体的运动无关。 随地球自转的物体与环绕地球作匀速圆周运动的速度、周期和向心力不相同，地球的自转周期T24小时86400秒，而卫星的周期随离地的高度的增大而增大，在地球表面附近的卫星的最小周期约5066秒（不到85分钟），地球上赤道上物体随地球自转的速度约0.46km/s，而在地球表面附近的卫星的速度约7.9km/s，1kg的物体在地球赤道上随地球自转所需向心力约0.034N，而它在地球表面附近绕地作匀速圆周运动所需向心力等于它的重力9.8N。 卫星的发射速度和环绕速度是不同的，最小的发射速度是7.9千米/秒，而作匀速圆周运动的最大环绕速度=7.9千米/秒，卫星离地越高，速度越小。以上的三个宇宙速度，都是指发射卫星的速度。五、机械能： 1功 什么力做功：物体在某个力的方向上发生位移，该力就对物体做功。计算某个力F做功时，如果已知F和S，直接应用WFS计算，它与其他力无关。 计算：W=FSCos，其中是F与S的夹角。功是标量，1度电=1千瓦时=焦。 2功率 平均功率与瞬时功率：，表示物体在t时间的平均功率。P=FVCos表示力F在瞬时速度V时的瞬时功率，其中是F与V间的夹角。当力与速度不在同一直线上时，可取它们在同一直线上的分量计算。 额定功率与实际功率：机器在正常工作时的最大输出功率是额定功率，机器铭牌上标出的功率是额定功率。机器在实际工作的功率不一定等于额定功率，此时的功率为实际功率。 计算汽车的最大速率时，按照它在匀速直线运动状态，即牵引力F阻力Ff时，VmP额/F。 汽车的起动问题：匀加速起动：加速度不变，牵引力F=Ma+f，F是个恒量（大于阻力f），由于速度不断增大，PFV，牵引功率增大，至额定功率时速度就不能再增大，此时的最大速度VP/(Maf)P/f。汽车加速过程的时间tV/a，如果汽车速度还要增大，就必须减小加速度值。位移Sat2/2。加速过程汽车所做的功WFS，合外力所做的功W¢(Ff)SMV2/2。 额定功率起动：刚开始速度小，根据FP/V，开始时牵引力F大，加速度a(Ff)/M也大，随着速度的增大，牵引力减小，加速度减小，直到加速度为零时达到最大速度V=P/f，这个过程是加速度逐渐减小的加速运动。加速过程汽车所做的功WPt，合外力所做的功W¢PtfSMV2/2。 3功与能 功与能关系：做功的过程是能量转化的过程，功是能量转化的量度。做功与动能变化的关系（动能定理）：合外力对物体所做的总功，等于物体动能的变化，即W=Ek。 应用动量定理：适用于单个物体受力与动能变化关系，解题时要先选定研究对象，分析它的受力情况、做功情况和初、末状态动能。关于外力的功：W是各个外力做的功的代数和，物体受多个外力作用时，各力做的功可分项列出，同时注意分清功的正负，如力是分段作用，则分项计算，对于恒力做的功（如重力），可以沿力的方向计算位移，对于滑动摩擦力、空气阻力等力做的功，要沿路径计算S，如力是变力，则只写W，不写成FS，对于汽车以额定功率做功，则写为Pt。动能变化：Ek指的是末动能减初动能，即初、末状态的动能，不必考虑中间过程如何变化。 4机械能守恒 应用：在只有重力做功（没有摩擦和介质阻力做功），物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能总量保持不变。如果重力、弹力以外的其他力做的功总和为零，机械能不变。列式前，注意选择并标明零势能的参照面，分清初末状态。 动能定理与机械能守恒：动能定理适用于各种力做功与动能变化的关系，它是物理中的一个重要规律。在机械能守恒中，只有动能和势能的转化关系，不涉及功的问题，如果把重力势能的变化与重力做功联系起来，也可以认为是重力做功动能变化。关于滑动摩擦力做功的问题：在一般运动中，WfS的S指的是f对地位移，此时的功不一定全部转化为内能，在相对滑动的系统中的WfS中的S，是两物体间相对滑动发生的位移，此时的功fS全部转化为内能。如果是静摩擦力做功，由于不发生相对位移，做的功不转化为内能。六、动量、动量守恒： 1冲量和动量 冲量：它是力的时间积累I=Ft，它是矢量它的方向就是F的方向。某力冲量：直接求该力与作用时间的乘积，不要再分解该力，当某力做功为零时，它的冲量不一定为零。 动量：运动物体的质量和速度的乘积，p=mV它是矢量，它的方向就是V的方向。 2动量定理 表达式：IPPtP0或Ft=mVtmV0。 应用注意点：注意方向：可以自定某方向为正方向（最好以V0为正方向），式中各量同向的取正，反向的取负。当物体所受冲量为负值时，只表示它与选定的正方向相反。当物体以同样大小的速度反弹时，如果选定初速度方向为正，则物体所受的冲量2mV，其中的负号表示与初速度方向相反。有几个力或力的作用时间不同，则应分项列出，并按选定的正方向代入正负值。关于动量变化P是有方向的，它的方向与I的方向相同，如果以V0为正方向，则P0时，它的方向与V0同向，P0时，它的方向与V0反向。比较某力的作用效果时，例如玻璃杯落在水泥地与砂地上的情况，要考虑力的作用时间和动量的变化大小。 3动量守恒定律 适用范围：系统不受外力或所受合外力为零时。系统所受的合外力虽然不为零，但比系统内力小得多。系统所受的合外力虽然不为零，但某个方向上的合外力分量为零，该方向上的动量守恒。动量守恒定律不但适用于宏现、低速的情况，也适用于微观、高速的情况。 动量与能量：物体在相互作用时，各物体间不但存在动量的变化，而且同时存在能量的变化。 碰撞：它是一种相互作用时间很短、相互作用力很大的现象。碰撞过程动量保持不变，物体间的相互作用力大小、作用时间相等，但机械能可能减小、增加或不变。 非弹性碰撞：它的机械能要变化，其中以完全非弹性碰撞（碰后粘合一起）动能损失最大。一般的非弹性碰撞也要损失机械能，但有些碰撞（如反冲运动、炸药爆炸）因碰撞过程有其他能量转化为动能，则系统动能要增加。对绳子的突然绷紧发生的物体间瞬时相互作用，也是一种非弹性碰撞，要损失动能。 弹性碰撞：是一种不损失动能的相互作用。碰撞过程同时符合动量守恒和机械能守恒规律，这种碰撞如果碰前有一物体是静止，即V2=0的情况，碰撞后的速度为： ， ，如果m1=m2 ，则V1 '=0，V2 '=V1 （速度交换） 判断：在判断碰撞后速度或动量的可能值时，除比较碰撞前、后的总动量是否相等外，还要比较总动能的大小，在一般的碰撞中，碰撞后的总动能不会大于碰撞前的总动能。 动量、冲量与动能关系：不同物体动量相等时，动能不一定相等，动能相等时，动量也不一定相等，动量与动能的数据关系是：，EkP2/2m。同一物体在不同时刻动能相等时，动量也不一定相等（矢量）。 注意点：在列式时，要以某一速度为正方向，其他量方向相同时代入正，相反的为负。如果其中只有一个量的方向未知，可以假设它是某个方向，求出结果后再判断它的方向。动量守恒是以系统作为研究对象的，只要符合以上条件，不管系统有几个独立的物体，只要分析它们的初、末状态就可以列式计算。在选定的物体作用前后的的几组动量可能值时，不但要注意作用前后的动量是否相等，还要注意比较它们的总动能。七、机械振动和机械波 （一）机械振动 1简谐振动 特征：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动力与位移关系F=KX（无摩擦力阻力），F方向始终指向平衡位置，X方向始终背向平衡位置。 物理量变化：在振动过程中，a、V、X都在变化，但振幅A大小不变，各点机械能相等。越靠近平衡位置，F、X、a越小，V越大，X=A时，a最大，在X=0时，V最大。 其他物理量：振幅A：它是标量，表示振动的强弱。周期：是表示振动的快慢的物理量之一，同一振动中T不变。频率：也是表示振动的快慢的物理量之一，f不变。固有周期和频率：物体的振动周期和频率，与振幅无关，只由物体本身的性质决定。 2单摆 理想的摆：小球是质点，悬线无质量。实际的摆，如悬线的伸缩和质量可以忽略，球的直径比悬线的长度短得多时，可作为单摆。在<5°时，单摆的振动可作为简谐振动。 周期公式：；单摆的振动周期与摆球质量、振幅无关（等时性）。它的恢复力由重力和悬绳拉力提供，在任一位置恢复力F=mgSin（FmgX/L）。等效摆长：如果单摆小球是用两条互成角度的细绳悬挂，则摆长的计算要由球心量至摆动平面内的圆心；如果单摆在摆至细绳竖直位置时遇到钉子，则此刻的摆长由球心量至钉子。g值：在地面上方不同高度、不同星球上g值不同，在竖直方向作变速运动的系统中，g值不同（加速度向上时取ga，向下时取ga）。 3振动能量与共振 振动能量：与振动A有关，A越大，能量越大。如果不考虑其他阻力的影响，则振动过程中机械能守恒，振幅不变。阻尼振动：振幅逐渐减小的振动，它是由于系统克服阻力做功，系统机械能损失引起的。 受迫振动：物体在周期性的外力（驱动力）的作用下的振动。振动稳定后物体的频率驱动力的频率，与物体的固有频率无关。共振：在受迫振动中，驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，振幅最大的现象。 （二）机械波 1机械波 特点：机械波的传播需要有波源和介质。波传播的是振动、能量和运动形式，介质的质点不随波迁移。在波中，每一个质点都以它的平衡位置作简谐振动，前一个质点（先振动的质点）带动后一个质点振动。 物理量：波长：两个相邻的、在振动过程对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。振动在一个周期里在介质中传播的距离等于波长。在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）间的距离等于波长。在纵波中，两个相邻的密部（或疏部）间的距离等于波长。在传播方向上相距整数波长的质点，在任一时刻的运动情况（V、a、X）相同。频率：波的频率由波源决定，与传播波的介质无关。在波中，质点振动频率和波的频率相等。波速：波速由传播波的介质决定，与波源无关，不同频率的波在同一介质中的传播速度相同。波的传播速度与质点的振动速度不同，波的传播可认为是匀速的，质点作简谐振动振动，速度不断变化。 2振动图象与波的图象比较 特点：振动图象表示一质点在各个时刻的位移，波的图象表示某一时刻各个质点的位移。 图线：它们都是正弦（或余弦）曲线，横座标表示的量不同，振动图线横座标表示的是时间，波的图线横座标表示的各质点的平衡位置。 物理量：振动图象：可直接求出质点的振幅、周期和某时刻的位移和振动方向；波的图象：可求出质点的振幅、波的波长，如果已知传播方向，还可知道某质点的振动方向，但两图象判断质点振动方向的方法不同。在波的传播过程中，传播至某质点的振动方向与波源的起振方向相同。位移和路程：波的传播距离通过SVt计算，而质点通过的路程要根据它实际通过的距离计算，在一个周期中，波传播的距离等于一个波长，质量通过的路程等于4A，但而位移0。图线变化：振动图象的变化是把图线延续，原有形式不变，波的图象要根据波的传播方向平移。 3波的干涉和衍射 条件：能够发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多。产生稳定的干涉现象的条件是两波的频率要相同。 波的叠加：两列波（或几列波）相遇，能够保持各自的运动状态继续传播。在两波重叠的区域里，任何一个质点的总位移，都等于两列波分别引起的位移的矢量和。 振动加强与减弱：当某点距两波源的波程差=波长整数倍时，该点的振动加强，波程差=半波长奇数倍时，该点振动减弱。两波各加强点连线上的各点的振动都是加强的，两波减弱点连线上的各点的振动都是减弱的。当两波的频率和振动都相同时，振动加强点的振幅2A，但该点的位移不断变化，某时刻位移可能为零；振动减弱点的振幅和合位移始终为零。 干涉和衍射是波特有的现象。 4声波、超声波 声波：声波是纵波。人耳能听到的振动频率约为2020000赫兹。声波要靠介质传播，不同的介质，声速不同，温度不同时，声速也不同。其他现象：声波碰到障碍物被反射的现象叫回声。要把回声与原声区分开来，两者要间隔0.1秒以上。“闻其声不见其人”是声波的衍射所造成的。绕发声的音叉走一圈，声音忽强忽弱的现象声波的干涉现象。超声波：频率高于20000Hz的声波。它有很强的穿透能力。 多普勒效应：当波源和观察者之间存在相对运动时，观察者感到频率发生变化的现象。当声源与观察者靠近时，观察者接收的声波的频率增大，反之减小。 5注意点 多解：利用振动图象和波的图象解题时，有时答案可能不止一个，注意是否需要用统计规律列式。同时给出波的图象和波上某点的振动图象时，不但由振动图象可以得到波的周期，同时可以看出该点在某时刻的振动方向。 加强和减弱点：在波的干涉中，加强点与减弱点是固定的，虽然它们的合位移可能随时间变化，但加强点始终加强、减弱点始终减弱，不随时间的变化而迁移。第二部分 热 学一、分子热运动 1物体是由大量分子组成的 分子的大小：分子的直径的数量级是1010米。一般分子质量的数量级是1026kg。油膜法：把油滴在水面上形成单分子油膜，油膜厚度油分子直径。 阿伏伽德罗常数：1摩尔的任何物质含有的微粒数相同，N6.02×1023mol1。计算分子数、分子质量或分子体积时，要通过计算摩尔数、摩尔体积或质量，结合N计算。计算分子直径时，对于液体、固体，可认为分子是球形，对于气体，把分子作为正方体计算时，它的边长是两分子的距离。 2分子的热运动 扩散现象：可以证明分子在做无规则的运动，它也说明分子间存在空隙。 布朗运动：它是悬浮在液体花粉颗粒（固体）的无规则运动，只有在显微镜下才能看到。它是液体分子无规则热运动的反映（是液体分子无规则热运动产生的，但本身不是液体分子本身的运动），是微观分子热运动造成的宏观现象。小颗粒越小，运动越明显。温度越高，运动越激烈。布朗运动永远不会停止。在方格纸上的折线是花粉颗粒在相隔相同时间所处位置的连线，本身不是它的运动轨迹，但可以说明花粉颗粒在作无规则运动。 扩散现象和布朗运动不但说明分子在做无规则的运动，同时也说明分子间存在空隙。 3分子间的相互作用力 分子力：分子间的引力和斥力同时存在。它们的合力叫分子力。 变化：引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小，但斥力比引力变化更快。 当r=r0 ，引力=斥力，分子力=0；r>r0 时，引力和斥力都随r的增大而减小，但引力>斥力，分子力表现为引力；r<r0 ，引力和斥力都随r的减小而增大，但引力<斥力，分子表现为斥力。当分子相距无限远（大于10倍分子直径）时，可认为分子力=零。二、物体的内能，热量 1物体的内能 分子动能：每个分子的动能不同，物体内所有分子动能的平均值叫平均动能。温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大。所有分子的总动能与温度、分子数和分子质量有关。 分子势能：分子势能与物体体积有关。当两分子从相距无限远靠近的过程中，在无限远处，可认为分子势能0（分子力0），r减小时，先是分子力（引力）做功，分子势能减小（分子势能为负值，且绝对值增大），至r=r0 时，分子势能最小（负的绝对值最大），rr0 且r减小，分子克服分子力（斥力）做功，分子势能增加，在斥力区的某个位置，分子势能0，以后r再减小，分子势能继续增加，此时的分子势能为正值。因此，在rr0 时，分子势能随r的增大而增大，在rr0 时，分子势能随r的减小而增大。 物体的内能：物体内所有分子的动能和势能的总和（叫物体的热力学能）。物体的内能与物体的温度和体积都有关。 2物体内能的变化 改变物体内能的两种方式：做功和热传递是改变物体内能的两种物理过程。 比较：它们在改变内能上是等效的，本质不同。做功是其他形式的能和内能间的转化，外力对物体做功，内能增加，物体克服外力做功，内能减少。热传递是物体内能间的转移，物体吸热，内能增加，物体放热，内能减少，热传递使物体内能改变时，内能的改变用“热量”来量度。 物体在物态变化时，如0的冰熔解为的水，有吸收热量，分子动能没有变化，所吸收热量用于增加分子势能。热功当量J=W/Q=4.2焦/卡。三、热力学第一定律，能量守恒定律 1能的转化和守恒定律 内容：能量既不能凭空产生，出不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或从一个物体转移到别的物体。 各种形式的能都可以互相转化。每种形式的能都跟物质的某种形式的运动相对应，能的不断转化表明物质的运动不断由一种形式转化为其他形式。 能源的利用过程，实质上是能量的转化和传递过程，在能量的转化过程中，内能是最常见的形式。 第一类永动机：这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，它违反了能量守恒定律，是不可能制成的。 2热力学第一、第二定律 第一定律：外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加U，即WQU，如果物体对外做功，或者向外界放出热量，则式中的W和Q取负值，如果U为负值，则表示内能减小。 第二定律：两种表述。 不可能使热量由低温物体传