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高中物理常识大全

  • 2024-12-01

以下是高中物理常识大全:

力学


  • 力的概念:力是物体对物体的作用,是物体发生形变和改变物体运动状态(即产生加速度)的原因,力是矢量。
  • 常见的力
    • 重力:由于地球对物体的吸引而产生,但不能说重力就是地球的吸引力,重力是万有引力的一个分力。在地球表面附近,可认为重力近似等于万有引力,其大小为,方向竖直向下,重心是物体各部分所受重力合力的作用点,物体的重心不一定在物体上。
    • 弹力:产生原因是发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势。产生条件为直接接触且有弹性形变。弹力方向与物体形变方向相反,受力物体是引起形变的物体,施力物体是发生形变的物体。弹簧弹力可由胡克定律求解,在弹性限度内,,为弹簧劲度系数,只与弹簧本身因素有关。
    • 摩擦力:产生条件是相互接触的物体间存在压力、接触 面不光滑、接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力)。摩擦力方向沿接触面切线方向,与物体相对运动或相对运动趋势方向相反,与物体运动方向可以相同也可以相反。滑动摩擦力大小,静摩擦力大小在与之间变化,一般根据物体运动状态由平衡条件或牛顿定律求解 。

  • 力的合成与分解:遵循平行四边形定则。共点的两个力和合力大小的取值范围为。在实际问题中,通常将已知力按力产生的实际作用效果分解,也常采用正交分解法。
  • 物体的平衡:物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态,其条件是物体所受合外力为零,即,若采用正交分解法求解平衡问题,则平衡条件为, ,常用解决方法有隔离法、整体法、图解法、三角形相似法、正交分解法等。
  • 牛顿运动定律
    • 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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态,又叫惯性定律。
    • 牛顿第二定律:,力使物体产生加速度,加速度方向与力的方向相同。
    • 牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。


运动学


  • 机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置变化。
  • 参考系:为了描述物体的运动而假定不动的物体,参考系的选择是任意的,但选择不同的参考系,物体的运动情况可能不同。
  • 位移和路程:位移是由始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实际长度,是标量,一般来说位移的大小不等于路程。
  • 速度和速率
    • 平均速度:对应一段时间, 。
    • 瞬时速度:对应某一时刻,当时,平均速度趋近于瞬时速度。
    • 平均速率: 。

  • 加速度:描述速度变化快慢的物理量, ,加速度方向与速度变化量方向相同。
  • 匀变速直线运动
    • 速度公式
    • 位移公式
    • 速度位移公式
    • 自由落体运动:初速度为,只受重力的匀加速直线运动,加速度为重力加速度,方向竖直向下,公式有,, 。


能量


  • :力对物体做功等于力与在力的方向上移动的位移的乘积,,是力与位移的夹角,功是能量转化的量度。
  • 功率:描述做功快慢的物理量, 。
  • 动能:物体由于运动而具有的能量, 。
  • 重力势能:物体被举高而具有的能量, 。
  • 弹性势能:发生弹性形变的物体具有的能量,与形变程度有关,弹簧弹性势能 。
  • 动能定理:合外力做功等于物体动能的改变,即。
  • 机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能可以相互转化,而总的机械能保持不变,或 。

电学


  • 电场
    • 库仑定律:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,,为静电力常量。
    • 电场强度:描述电场强弱和方向的物理量,,单位是,电场强度方向与正电荷所受电场力方向相同。
    • 电场线:用来形象描述电场的假想曲线,电场线越密的地方电场强度越大,电场线从正电荷出发终止于负电荷。

  • 电路
    • 电流强度: ,单位是安培()。
    • 欧姆定律: ,适用于金属导体和电解液等纯电阻电路。
    • 电阻定律:,是电阻率,与材料和温度有关。
    • 电功和电功率:电功,电功率 ,在纯电阻电路中。
    • 闭合电路欧姆定律:或。

  • 磁场
    • 安培力:通电导线在磁场中受到的力,当直导线与匀强磁场方向垂直时,,方向可由左手定则确定。
    • 洛伦兹力:带电粒子在磁场中运动时受到的力,当粒子运动方向与磁感应强度方向垂直时,,方向总与运动方向垂直,且永远不做功。


电磁感应


  • 电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流;或者穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电动势和感应电流。
  • 法拉第电磁感应定律:,是线圈匝数,是磁通量变化量。
  • 楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

光学


  • 光的直线传播:光在同种均匀介质中沿直线传播,如小孔成像、日食、月食等都是光直线传播的例证。
  • 光的反射:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射角等于入射角。
  • 光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于介质的折射率,是真空中光速,是介质中光速。
  • 全反射:光从光密介质射向光疏介质,入射角达到临界角时发生全反射,临界角满足。
  • 光的干涉:两列相干光叠加,在某些区域加强,在某些区域减弱,形成明暗相间的条纹,如杨氏双缝干涉实验,相邻条纹间距 ,是双缝到光屏的距离,是双缝间距,是光的波长。
  • 光的衍射:光通过尺寸很小的单缝或圆盘等障碍物时,会绕过障碍物的边缘,在障碍物后方的区域形成明暗相间的衍射图样。
  • 光的偏振:只有横波才有偏振现象,光的偏振证明了光是横波,如立体电影就是利用了光的偏振原理。

热学


  • 分子动理论
    • 物质由分子构成:分子永不停歇做无规则运动,如扩散现象、布朗运动等都是分子热运动的体现。
    • 分子间存在引力和斥力:分子间距离为时,引力与斥力的合力为,当时合力表现为引力,时合力表现为斥力,分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小。

  • 内能:物体内所有分子动能和分子势能的总和,温度是分子平均动能的标志,理想气体分子势能为,一定量理想气体内能只与温度有关。
  • 气体状态方程
    • 理想气体状态方程:,是压强,是体积,是物质的量,是普适气体常量,是热力学温度。
    • 玻尔兹曼常量:,是阿伏伽德罗常数,,是分子数。

  • 热力学定律
    • 热力学第一定律:,即物体内能的增加量等于外界对物体做的功与物体从外界吸收的热量之和,改变内能的两种方式是做功和热传递。
    • 热力学第二定律:克劳修斯表述为热量不能自发地从低温物体传到高温物体;开尔文表述为不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响,本质是自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性 。



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