高中物理常识知识大全-生活小百科

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高中物理常识知识大全

  • 2024-12-01

以下是高中物理的一些常识知识大全:

力学部分


  • 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的原因,力是矢量。
  • 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。
    • 大小为,其中是重力加速度,在赤道附近较小,在高山处比平地小,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。
    • 方向与物体形变的方向相反,在点面接触时垂直于面,两个曲面接触时垂直于过接触点的公切面,绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向,轻杆既可能产生压力,也可能产生拉力,方向不一定沿杆 。
    • 大小一般根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解,弹簧弹力可由胡克定律求解,为弹簧的劲度系数,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或相对运动趋势。
    • 方向沿接触面切线方向,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,与物体运动的方向可以相同也可以相反。
    • 滑动摩擦力大小利用公式计算,是物体的正压力,不一定等于物体的重力;静摩擦力大小可在与之间变化,一般根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解。

  • 力的合成与分解
    • 合力与分力:一个力作用效果与几个力共同作用效果相同,这个力是那几个力的合力,那几个力是这个力的分力。
    • 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 ,力的分解是力的合成的逆运算,通常将已知力按力产生的实际作用效果分解或采用正交分解法。

  • 共点力的平衡:物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态,平衡条件是物体所受合外力为零,即,若采用正交分解法,则,,解决平衡问题常用隔离法、整体法、图解法、三角形相似法、正交分解法等。
  • 直线运动
    • 机械运动是一个物体相对于另一个物体位置的改变,描述运动需要选定参照物。
    • 质点是用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点,是理想化物理模型。
    • 位移描述物体位置变化,是从初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长度,是标量。
    • 速度描述物体运动快慢,是矢量,平均速度,瞬时速度是运动物体在某一时刻的速度;速率是速度的大小,是标量,平均速率是路程与时间的比值。
    • 加速度是描述速度变化快慢的物理量,,方向与速度变化量方向一致。
    • 匀变速直线运动的速度公式,位移公式,有用推论,中间时刻速度,中间位置速度,连续相邻相等时间内位移之差。
    • 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,,,;竖直上抛运动,以向上为正方向,加速度取负值,全过程是匀减速直线运动,也可分段处理,上升与下落过程具有对称性。


曲线运动与万有引力


  • 曲线运动
    • 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,速度方向时刻改变,运动轨迹是曲线。
    • 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
    • 圆周运动中,线速度,角速度,向心加速度,向心力 。

  • 万有引力
    • 万有引力定律,其中是引力常量。
    • 天体做圆周运动时,万有引力提供向心力,可由此计算天体的质量、密度、轨道半径等,如对于近地卫星有,可得出地球质量 。


机械能


  • 功和功率
    • 功,是力与在力的方向上移动的位移的乘积,功率,表示做功的快慢。

  • 动能和动能定理:动能,动能定理,即合外力对物体做功等于物体动能的变化。
  • 重力势能和弹性势能:重力势能,与物体相对参考平面的高度有关;弹性势能与弹簧的形变量有关,弹性势能的变化与弹力做功有关。
  • 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,即或 。

电场


  • 电荷与电场
    • 自然界存在两种电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
    • 电荷的多少叫电荷量,单位是库仑。
    • 电场是电荷周围存在的一种特殊物质,电场强度,是描述电场强弱和方向的物理量,电场线可以形象地描述电场的分布。

  • 电场力与电场强度的关系:,正电荷在电场中受力方向与电场强度方向相同,负电荷受力方向与电场强度方向相反。
  • 电势能与电势
    • 电荷在电场中具有电势能,电势能的变化与电场力做功有关,。
    • 电势,沿着电场线方向电势逐渐降低。

  • 电势差:,电场力做功与电势差的关系。
  • 电容器与电容:电容器是储存电荷的装置,电容,平行板电容器的电容,与极板面积、极板间距和介电常数有关。

磁场


  • 磁场与磁感线:磁场是存在于磁体或电流周围的一种特殊物质,磁感线是用来描述磁场分布的假想曲线,外部从极到极,内部从极到极。
  • 安培力:通电导线在磁场中受到的力,,其中是磁感应强度,是电流强度,是导线长度,是电流方向与磁场方向的夹角。
  • 洛伦兹力:运动电荷在磁场中受到的力,,方向用左手定则判断,洛伦兹力不做功。

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:感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,,其中是线圈匝数。
  • 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。

交变电流


  • 交变电流的产生:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生正弦式交变电流,表达式,其中是电动势的最大值。
  • 描述交变电流的物理量:周期、频率、有效值、等。
  • 变压器:利用电磁感应原理改变交变电流电压的装置,原副线圈的电压关系,电流关系(理想变压器) 。

热学


  • 分子动理论:物质是由大量分子组成的,分子在做永不停息的无规则运动,分子间存在相互作用力。
  • 内能:物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,温度是分子平均动能的标志,理想气体内能只与温度有关。
  • 热力学定律
    • 热力学第一定律,即外界对物体做功与物体吸收热量之和等于物体内能的变化。
    • 热力学第二定律的克劳修斯表述:热量不能自发地从低温物体传到高温物体;开尔文表述: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。

  • 气体实验定律
    • 玻 - 马定律(等温变化)。
    • 查理定律(等容变化)。
    • 盖 - 吕萨克定律(等压变化) 。


光学


  • 几何光学
    • 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。
    • 光的反射:反射定律为反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。
    • 光的折射:折射定律,折射率,光从光疏介质斜射入光密介质时,折射光线向法线靠拢。
    • 全反射:光从光密介质射向光疏介质,当入射角增大到某一角度时,折射光线消失,只剩下反射光线的现象,临界角 。

  • 物理光学
    • 光的干涉:两列相干光叠加,在某些区域加强,某些区域减弱,形成明暗相间的条纹,如双缝干涉,条纹间距 。
    • 光的衍射:光绕过障碍物偏离直线传播的现象,如单缝衍射,泊松亮斑等。
    • 光的偏振:证明光是横波,偏振片可用于获取偏振光。


近代物理初步


  • 量子论初步
    • 黑体辐射、光电效应等现象说明光具有粒子性,爱因斯坦提出光子说,光电效应方程 。
    • 玻尔理论:提出了原子的能级结构,解释了氢原子光谱。

  • 原子核
    • 天然放射现象:说明原子核具有复杂结构,有衰变、衰变等,衰变规律遵循质量数守恒和电荷数守恒。
    • 原子核的组成:由质子和中子组成,质子数等于原子序数,质量数等于质子数与中子数之和。
    • 核反应方程:如核聚变,核裂变 。
    • 爱因斯坦质能方程,可用于计算核反应中的质量亏损和释放的能量 。



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