2023年力、电、光、热、原子物理学知识全面汇总归纳(最详细).pdf

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1、力学知识结构图 力的概念 定义 力是物体对物体的作用。所以每一个实在的力都有施力物体和受力物体 三要素 大小、方向、作用点 矢量性 力的矢量性表现在它不仅有大小和方向，而且它的运算符合平行四边形定则。效果 力的作用效果表现在，使物体产生形变以及改变物体的运动状态两个方面。力的合成与分解 一个力的作用效果，如果与几个力的效果相同，则这个力叫那几个力的合力，那几个力叫这个力的分力。由分力求合力的运算叫力的合成；由合力求分力的运算叫力的分解。重力 由地球对物体的吸引而产生。方向：总是竖直向下。大小 Gmg。g 为重力加速度，由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响，地球周围各地 g 值不同。在地球表

2、面，南极与北极 g 值较大，赤道 g 值较小；通常取 g=9.8 米秒2。重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。任何两个物体之间的吸引力叫万有引力，2RMmGF 。通常取引力常量G6.6710-11牛米2千克2。物体的重力可以认为是地球对物体的万有引力。弹力 弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面；绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。胡克定律 F=kx，k 称弹簧劲度系数。滑动摩擦力 物体间发生相对滑动时，接触面间产生的阻碍相对滑动的力，其方向与接触面相切，与相对滑动的方向相反；其大小 f=N。N 为接触面间的压力。为动摩擦因数，由两接触面的材料和粗糙程度决

3、定。静摩擦力 相互接触的物体间产生相对运动趋势时，沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力。静摩擦力的大小随两物体相对运动的“趋势”强弱，在零和“最大静摩擦力”之间变化。“最大静摩擦力”的具体值，因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异。摩擦力 三种常见的力 牛顿第一定律 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。物体的这种性质叫做惯性。惯性是物体的固有属性，衡量惯性的大小的物理量是质量。牛顿第二定律 物体加速度的大小跟它所受合外力的大小成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向与合外力方向相同。表达式F合=ma，其中 F 单位：牛（N）；m 单位：千克（k

4、g）；a 单位：米秒2(m/s2)。意义：力是改变物体运动状态的原因。牛顿第三定律 两个物体间相互作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。(作用力与反作用力同时产生，同时消失，是同种性质的力，它们分别作用在不同的物体上，不存在“平衡问题。)牛顿运动定律 功 功是能量转换的量度，即：有功必有能量形式的转换做了多少功就有多少能量发生了形式转换。大小：W=FScos (两个要素：力 力方向上有位移)单位：焦（J）正功：表示动力功(即力与位移夹角小于 900。)负功：表示阻力功(即力与位移夹角大于 900。)功率 平均功率tWP 单位：瓦（焦秒）即时功率 P=FVcos，单位：瓦

5、（焦秒）动能 物体由于运动所具有的能22mvEK。(动能是运动状态的函数，是标量)动能定理 合外力所做的功等于物体动能的变化。表达式 W=EK2EK1 （动能定理适用于变力做功的过程）势能 由于物体之间相对位置和物体各部分间相对位置决定的能叫势能。重力势能 EPmgh h 为物体距零势能位置的高度。零势能位置可依具体问题解题方便而定，故重力势能的大小只有相对的意义。重力势能的变化表示了重力做功的多少。弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能。机械能守恒定律(动能和势能统称机械能)在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。同样，在只有弹力做功的情形下，物体

6、的动能和弹性势能发生相互转化，机械能总量也保持不变。冲量 力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量 单位 牛秒。冲量的方向，即力的方向。动量 物体的质量和速度的乘积叫做动量 单位：千克米秒。动量的方向，即速度的方功和能 动量定理 物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。表达式Ft=P末-P初 系统动量守恒定律 系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变 冲量和动量 运动和力 匀变速直线运动 基本公式：Vt=V0+at S=V0t+21at2 asVVt2202 20tVVV 运动的合成与分解 已知分运动求合运动叫运动的合成，已知合运动求分运动叫运动的分解。运动的合成与分解遵守平行四边形

7、定则 平抛物体的运动 特点：初速度水平，只受重力。分析：水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动。规律：水平方向 Vx=V0，X=V0t 竖直方向 Vy=gt，y=221gt 合 速 度 Vt=,22yxVV与 x 正向夹角tg=xyVv 匀速率圆周运动 特点：合外力总指向圆心（又称向心力）。描述量：线速度 V，角速度，向心加速度，圆轨道半径 r，圆运动周期 T。规律：F=m rV2=m2r=m rT224 简谐运动 物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐振动。振动图线 描述量：振幅 A，周期 T，频率 f(=T1)。相关物理量的周期性变化：

8、位移、回复力、即时速度、即时加速度，动能与势能等。单摆周期公式：T=2gi 机械波 振动在媒质中传播形成波；媒质各点都在各自平衡位置附近振动但不随波形一起迁移，波是能量传递的一种形式。波形图线 描述量：波幅 A，波长，波速 V，周期 T，频率 f。描述公式：V=T=f 波的形式：横波和纵波。阻尼振动、受迫振动 振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。振幅保持不变的振动叫无阻尼振动或等幅振动。物体在周期性外力（驱动力）作用下的振动叫受迫振动。受迫振动，稳定后的频率等于驱动力的频率，而当驱动力的频率接近振动物体的固有频率时，受迫振动振幅增大的现象叫共振。干涉 波的叠加：两列波重叠区域，任何一点的位移等于两列

9、波引起的位移的矢量和。二列频率相同、振动方向相同的波相遇，使媒质中有的地方振动加强，有的地方振动减弱，且加强与减弱部分相间隔的现象叫波的干涉。干涉是波特有的现象。衍射 波传播过程中遇到孔和障碍物时，绕过孔和障碍物的现象叫波的衍射。发生明显衍射的条件是孔、障碍物的尺寸与波长可比拟。衍射是波特有的现象。物 体 的 运 动 A 0 t/s X/cm T x/cm y/cm A 0 V天体运动问题分析 maRGMm2 RvmRGMm22 RmRGMm22 RTmRGMm222 电磁学知识结构图 电荷的 电势能 库仑定律 公式 F=k221rqq 适用于真空中的点 电荷之间 多个点电荷平衡 定义：E=q

10、F,E 与 F、q、无关。矢量性：方向规定为正检验电荷受力的方向。单位：牛顿/库仑或伏/米。电源 电阻 电场强度 电场线 意义：电场线疏密表示强度大小；电场线方向表示正检验电荷受力方向；电场线方向是电势降落最快的方向；电场线与等势面处处垂直。点电荷场强 E=k 2rQ 匀强电场场强 E=dU 带电粒子在电场中的运动 加速：Uq=Ek 匀强场中偏转侧移：y=21mEqt2(V0E)电势 U=q 单位：伏(焦/库)电势差 UAB=UAUB=qWAB 电场力的功 WAB=UABq 特点：只与首末 位置有关，而与路径无关 电容器 C=UQ 单位：法(库/伏)平行板电容C=kd4 电场 电路 力的特性

11、能的特性 电动势=qW 内电阻 串、并联关系 串联 并联 I=I1=I2=I=I1+I2+U=U1+U2+U=U1=U2=R=R1+R2+21111RRR 欧姆定律 I=RU 电阻定律 R=SL 闭合电路欧姆定律 电流形式 I=rR 电压形式 =U+U 功率形式 I=IU+I2r 电功 W=IUt 电功率 P=IU 电热 Q=I2Rt 欧姆表 磁场 磁场的 产 生 磁场的 性 质 永磁体磁场 电流磁场 磁感强度 磁通量 直线电流磁场 通电螺线管磁场 磁通密度 B=S 单位:韦伯/米2（特）定义 B=ILF 单位:特(牛/安米)或韦伯/米2 矢量性：B 的方向即磁场方向，B、F、L 的方向关系由

12、左手定则确定。磁感线 意义：磁感线的疏密表示磁场强弱；磁感线的方向表示磁场方向。安培力 F=BIL 方向：左手定则 洛仑兹力 f=BqV 方向：左手定则 带电粒子在磁场中的运动 只受洛仑力，且0VB时有：BqV=mRV2 R=Bqmv,T=Bqm2 电磁感应 产生 条件 自感与 互 感 导体切割磁感线运动 穿过闭合电路所围面 积中磁通量发生变化 法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律 大小：=BLV 方向：右手定则 大小：=nt 方向：楞次定律 自感现象 互感现象 变压器 21UU=21nn P出=P入(理想变压器)交变电流 即时值 U=Umsint I=Imsint 有效值 U=2mU I=

13、2mI 周期、频率、角频率 T=21f 电学 磁学 带电粒子在电磁 复合场中的运动 光学知识结构图 几何光学 光的直线传播(均匀介质)光的反射 光的折射 本影 半影 日食 月食 小孔成像 真空中光速 c=3.0108米/秒 反射定律 入射线、反射线与法线共面，且分居法线两侧，入射角=反射角。平面镜成像 特点：成虚像;像与物等大小,正立,且与镜面位置对称。折射定律 光线从第一种媒质射入第二种媒质时,入射线、折射线与法线共面，且分居法线两侧；入射角（i）与折射角(r)正弦的比值为一常量n，n=risinsin(n 由两种媒质种类决定)，称为 第二种媒质对第一种媒质的折射率。如第一种媒质是空气或真空

14、，n 又称为第二种媒质的折射率。全反射现象 光线从空气或真空中射向其它媒质(n密n疏)时,当入射角大于等于临界角 C 时,折射光线完全消失,反射光最强.这种现象叫做全反射。SinC=n1 光的色散 一束白光通过三棱镜后发生色散,形成按一定次序(红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫)排列的光谱。色散现象表明：白光是由各种单色光组成的复色光，同种媒质对不同色光的折射率不同，对紫光折射率最大，对红光折射率最小。棱镜 光从玻璃棱镜的一个侧面射入，从另一个侧面射出时，出射光线跟入射光线相比，向底面偏折。全反射棱射 横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。光的本性 光谱 光的波动性 光的粒子性 发射光谱 由发光物

15、体直接产生的光谱叫发射光谱。吸收光谱 连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱叫吸收光谱 光的干涉 光的衍射 双缝干涉 薄膜干涉 干涉的应用 光电效应 在光的照射下，物体发射电子的现象叫光电效应。光电效应的特点：入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率，才可以发生；光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大；光电子的发射是光照瞬间进行的；光电流的强度与入射光强度成正比。光子 光在空间传播不是连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子。光子的能量E=hv，h=6.631034焦秒，称普朗克常量。爱因斯坦的光电方程：hvW=21mv2，其中 W为逸出功，21mv2为光电子最大初动能。光的波粒二象

16、性 光既有波动性，又有粒子性，故认为光具有波粒二象性（这里的波动性和粒子性都是微观世界中的意义）。电磁波谱 无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、r 射线，由低频到高频，构成了范围非常广阔的电磁波谱。连续光谱 由连续分布的一切波长的光组成的光谱。明线光谱（线状谱）由一些不连续的亮线组成的光谱。各种元素都有一定的线状谱，元素不同，线状谱也不同，故线状谱又称原子光谱。光谱分析 根据光谱来鉴别质和确定它的化学组成，这种方法叫光谱分析。做光谱分析时，可利用明线光谱也可以利用吸收光谱。热学、原子物理知识结构图 分子动理论 物质是由大量的分子组成的 油膜法测分子的直径 分子直径数量级 1010m，分

17、子质量数量级 1026kg 阿伏伽德罗常数 NA=6.0210 23mol1。分子永不停息地做无规则运动，实验基础 扩散现象；布朗运动 分子间存在相互作用力 分子间引力和斥力同时存在，都随距离增大而减小。r0=1010m；r=r0时，f引=f斥；rr0时，f引f斥；rr0时，f引f斥。分子的动能：分子由于热运动而具有的能量；由温度 T 决定 分子的热能：分子间由相互作用力和相对位置决定的能量：与体积 V 有关 物体的内能：组成物体的所有分子的动能和势能的总和；与 T、V 有关 物体的内能 改变内能的物理过程 做功内能和其他形式的能相互转化 热传递物体之间(或物体各部分间)内能的转移 W+Q=E

18、 能量守恒定律 分子动理论 热和功 原子物理 电子的发现 原子的结构 汤姆生模型 a 粒子散射实验 实验的结果是：绝大多数 a 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数 a 粒子发生了较大的偏转，极少数 a 粒子偏转角超过了 90，极个别的甚至被弹回，偏转角几乎是180 天然放射线 射线:粒子流。粒子就是氦原子核,贯穿本领小,电离作用强。射线:高速电子流。粒子就是电子，贯穿本领强，电离作用弱。射线:波长极短的电磁波。贯穿本领很强，电离作用很小。原子核的衰变 指原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化。半衰期 指放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。人工核转变 发现质子 HOHeN11178

19、42147 发现中子 nCHeBe101264294 原子核的组成 原子核由质子和中子组成，质子与中子统称核子。具有相同质子数和不同中子数的原子之间，互称同位素。核力 指把各种核子紧紧地约束在原子核里的力。核能 指原子核转变中释放(或吸收)的能量。质能方向 E=mc2,指出物体具有的能量和它的质量之间的关系。由质能方程可以根据原子核转变中发生的质量亏损m，计算出所能释放的核能E(mC2)。重核裂变 如：nU1023592 nXeSr1013654903810一个铀核裂变时，放出的几个中子如能再引起其他铀核裂变，就可以使裂变不断地进行下去，这称为链式反应。轻核聚变 如：nHeHH10423121（需几百万度高温条件），利用上述反应，均可释放出巨大的核能。卢瑟福核式结构模型 在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量，带负电的电子在核外绕核旋转。玻尔理论 1、原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态称为定态。2、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，辐射(或吸收)一定频率的光子。光子的能量 hv=E初E终。(各定态的能量值叫能级。)3、原子的不同能量状态与电子沿不同半径圆轨道绕核运动相对应。能量不连续，故可能的电子轨道也不连续。