(一)、 万有引力:
(1)公式:F=G (适用条件:只适用于质点间的相互作用)
G为万有引力恒量:G = 6.67×10-11 N·m2 / kg2
(2)在天文上的应用:(M:天体质量;R:天体半径;g:天体表面重力加速度;r表示卫星或行星的轨道半径,h表示离地面或天体表面的高度))
a 、万有引力=向心力 F万=F向
即
由此可得:
①天体的质量: ,注意是被围绕天体(处于圆心处)的质量。
②行星或卫星做匀速圆周运动的线速度: ,轨道半径越大,线速度越小。
③ 行星或卫星做匀速圆周运动的角速度: ,轨道半径越大,角速度越小。
④行星或卫星做匀速圆周运动的周期: ,轨道半径越大,周期越大。
⑤行星或卫星做匀速圆周运动的轨道半径: ,周期越大,轨道半径越大。
⑥行星或卫星做匀速圆周运动的向心加速度:,轨道半径越大,向心加速度越小。
⑦地球或天体重力加速度随高度的变化:
特别地,在天体或地球表面:
⑧天体的平均密度: 特别地:当r=R时:
b、在地球表面或地面附近的物体所受的重力等于地球对物体的引力,即∴。在不知地球质量的情况下可用其半径和表面的重力加速度来表示,此式在天体运动问题中经常应用,称为黄金代换式。
c、第一宇宙速度:第一宇宙速度在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度。也是人造卫星的最小发射速度。
第二宇宙速度:v2=11.2km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。
第三宇宙速度:v3=16.7km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。
(二)、 功 :
W = Fs cosα (适用于恒力的功的计算, α是F与s的夹角)
(1)力F的功只与F、s、α三者有关,与物体做什么运动无关
(2)理解正功、零功、负功
(3)功是能量转化的量度
重力的功------量度------重力势能的变化
电场力的功-----量度------电势能的变化
*分子力的功-----量度------分子势能的变化
合外力的功------量度-------动能的变化
安培力做功------量度------其它能转化为电能
14、 动能和势能: 动能: 重力势能:Ep = mgh (与零势能面的选择有关)
15、动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量)。
公式: W合= Ek = Ek2 - Ek1 =
16、机械能守恒定律:机械能 = 动能+重力势能+弹性势能
条件:系统只有内部的重力或弹力(指弹簧的弹力)做功。有时重力和弹力都做功。
公式: mgh1 +
具体应用:自由落体运动,抛体运动,单摆运动,物体在光滑的斜面或曲面,弹簧振子等
17、功率: P = =Fv cosα (在t时间内力对物体做功的平均功率)
P = Fv (F为牵引力,不是合外力;v为即时速度时,P为即时功率;v为平均速度时,P为平均功率; P一定时,F与v成反比)
18、功能原理:外力和“其它”内力做功的代数和等于系统机械能的变化
19、功能关系:功是能量变化的量度。
摩擦力乘以相对滑动的路程等于系统失去的机械能,等于摩擦产生的热
(三)电场
1、库仑力: (适用条件:真空中点电荷)
k = 9.0×109 N·m2/ c2 静电力恒量
电场力:F = E q (F 与电场强度的方向可以相同,也可以相反)
2、电场强度: 电场强度是表示电场强弱的物理量。
定义式: 单位: N / C
点电荷电场场强
匀强电场场强
3、电势,电势能 ,
顺着电场线方向,电势越来越低。
4、电势差U,又称电压 UAB = φA -φB
5、电场力做功和电势差的关系 WAB = q UAB
6、粒子通过加速电场
7、粒子通过偏转电场的偏转量
粒子通过偏转电场的偏转角
8、电容器的电容
电容器的带电量 Q=cU
平行板电容器的电容
当电容器直接连到电源两端时电压不变 当电容器处于断路时电量不变
电容器极板接地时接地极板电势为零
(四)恒定电流
电流:决定式:金属:随T而。半导体:随T而
伏安特性曲线:意义:斜率的倒数表示电阻。
电功计算公式:www.ks5u.com(焦耳定律)
电功率:计算公式: 发热功率:
电动机的几个“功率”
输入功率:电动机的总功率、消耗功率。
输出功率:机械功率
热功率:
,其中为电动机的效率。
电功和电热的关系www.ks5u.com
纯电阻电路:电熨斗、电炉子
非纯电阻电路:电机、电风扇、电解槽
电源的电动势等于内、外电路上的电压之和,关系式为E=U外+U′内
闭合电路欧姆定律I=www.ks5u.com
常用关系式: ⑴E=U外+Ir
电源总功率(电路消www.ks5u.com耗总功率):P总= EI
外电路消耗功率(电源输出功率):P出= UI
内电路消耗功率(一定是发热功率):P内= I2r
功率计算:电源的输出功率www.ks5u.com:P出=IU=IE–I2r
纯电阻电路电源的输出功率随外电阻的变化关系如图10-3-1所示,
R=r时,P出max= R越接近r输出功率越大
电源的效率:η= R越大效率越高
动态分析的一般步骤:“串反并同”
试验:大内偏大,小外偏小;滑小、零起、烧表用分压;
(五)磁场
地磁的南极在地球北极附近,地磁的北极在地球的南极附近。 在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。 电流磁场: 利用安培定则(也叫右手螺旋定则)判定磁场方向。
图中的“×”号表示磁场方向垂直纸面向里,“· ”表示磁场方向垂直纸面向外。
通电导线与磁场方向垂直时,它受力的大小与I和L的乘积成正比。②公式:。 2、磁通量 在匀强磁场中,垂直于磁场方向的面积S上的磁通量φ=BS。
当平面S与磁场方向平行时,φ=0。
若磁感线与平面不垂直,公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。 磁通量的单位是韦伯(Wb), (4)磁通密度 B =Φ/S。六、磁场对电流的作用
安培力的方向——左手定则 同向电流相互吸引,异向电流相互排斥。
解答安培力的试题时先将立体图转换为平面图,然后对物体进行受力分析,要注意安培力方向的确定。最后根据平衡条件或物体的运动状态列出方程。
八、洛伦兹力 洛伦兹力的方向——左手定则 四指指向正电荷运动的方向,负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。 洛伦兹力的大小用公式来计算,其中为电荷速度方向与磁感应强度方向的夹角。 十、带电粒子在匀强磁场中的运动, 。可得周期。t= 时间与圆心角有关。 回旋加速器电场变化的周期 。
复合场中,如果粒子做匀速直线运动,说明合力为零;如果在电磁场中做圆周运动,说明电场力和重力等大反向Eq=mg,只受洛伦兹力;如果电磁场分开则,分别列电场和磁场的相关公式。
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