力 学一、力1、重力:G=mg ,方向竖直向下,g=9.8m/s 2≈10m/s 2,作用点在物体重心。
2、静摩擦力:0≤f 静≤≤f m ,与物体相对运动趋势方向相反,f m 为最大静摩擦力。
3、滑动摩擦力:f=μN ,与物体运动或相对运动方向相反,μ是动摩擦因数,N 是正压力。
4、弹力:F = kx (胡克定律),x 为弹簧伸长量(m ),k 为弹簧的劲度系数(N/m )。
5、力的合成与分解:①两个力方向相同,F 合=F 1+F 2,方向与F 1、F 2同向②两个力方向相反,F 合=F 1-F 2,方向与F 1(F 1较大)同向 互成角度(0<θ<180º):θ增大→F 减少 θ减小→F 增大 θ=90º,F=2221F F +,F 的方向:tg φ=12F F 。
F 1=F 2,θ=60º,F=2F 1cos30º, F 与F 1,F 2的夹角均为30º,即φ=30º θ=120º,F=F 1=F 2,F 与F 1,F 2的夹角均为60º,即φ=60º由以上讨论,合力既可能比任一个分力都大,也可能比任一个分力都小,它的大小依赖于两个分力之间的夹角。
合力范围:(F 1-F 2)≤F ≤(F 1+F 2) 求 F 1、F 2两个共点力 的合力大小的公式(F1与F2夹角为θ):二、直线运动匀速直线运动:位移vt x =。
平均速度t xv =匀变速直线运动:1、位移与时间的关系,公式:221at t v x o += 2、速度与时间的关系,公式:at v v o t +=3、位移与速度的关系:ax v v o t 222=-,适合不涉及时间时的计算公式。
4、平均速度txv v v v t o t =+==22,即为中间时刻的速度。
5、中间位移处的速度大小2222t o x v v v +=,并且22t x v v >匀变速直线运动的推理:1、匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间里的位移之差是个恒量,即△s=s n+1 —s n =aT 2=恒量2、初速度为零的匀加速直线运动(设T 为等分时间间隔):①1T 末、2T 末、3T 末……瞬时速度的比值为 v 1:v 2:v 3......:v n =1:2:3......:n ②1T 内、2T 内、3T 内……的位移之比为 s 1:s 2:s 3:……:s n =12:22:32……:n 2③第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内……位移之比为 S I :S II :S III :……:S n =1:3:5……:(2n-1)④从静止开始通过连续相等的位移所用时间的t 1:t 2:t 3:......:t n =)1(:......:)23(:)12(:1----n n 自由落体运动 (1)位移公式:221gt h =θcos 2212221F F F F F ++=(2)速度公式:gt v =t(3)位移—速度关系式:gh v 22=三、牛顿运动定律1、牛顿第一定律(惯性定律):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。
2、牛顿第二定律:F 合=ma 或a=F 合/m a 由合外力决定,与合外力方向一致。
3、牛顿第三定律F= -F ′ 负号表示方向相反,F 、F ′为一对作用力与反作用力,各自作用在对方。
4、共点力的平衡F 合=0 二力平衡5、超重:N>G 失重:N<G N 为支持力,G 为物体所受重力,不管失重还是超重,物体所受重力不变。
四、曲线运动 1、平抛运动分速度0v v x =,gt v y = 合速度2220t g v v +=,速度方向与水平方向的夹角:0tan v gt=θ 分位移gt x =,221gt y =合位移422202221t g t v y x s +=+=平方向的夹角:θαtan 21221tan 002====v gt t v gt x y 位移方向与水2、匀速圆周运动线速度r tsv ω==, 角速度rar v t===θω, 周期ωππ22==v r T , 向心加速度mFr r v a ===22ω, 向心力R f m R Tm v m R m R v m F 22222244ππωω=====。
小球达到最高点时绳子的拉力(或轨道弹力)刚好等于零,小球重力提供全部向心力,则02=-=mg Rv m F 临界,v 临界是通过最高点的最小速度,gR v =临界。
②小球达到最低点时,拉力与重力的合力提供向心力,有R v m mg F 2=-,此时Rv m mg F 2+=。
3、万有引力定律(G=6.67×10-11N •m 2/kg 2)(1)万有引力提供向心力:()ma r f m r Tm r m r v mr M G =====22222224m ππω (2)忽略地球自转的影响:mg RGM =2m (2g R GM =,黄金代换式) (3)已知表面重力加速度g ,和地球半径R 。
(mg R GM =2m,则G gR M 2=)一般用于地球 (4)已知环绕天体周期T 和轨道半径r 。
(r T m r Mm G 2224π= ,则2324GT r M π=)(5)已知环绕天体的线速度v 和轨道半径r 。
(r v m rMm G 22=,则G rv M 2=)(6)已知环绕天体的角速度ω和轨道半径r (r m rMm G 22ω=,则G r M 32ω=)(7)已知环绕天体的线速度v 和周期T (Trv π2=,r v m r M G 22m =,联立得G T M π2v 3=)(8)已知环绕天体的质量m 、周期T 、轨道半径r 。
中心天体的半径R ,求中心天体的密度ρ 解:由万有引力充当向心力r T m r Mm G 2224π= 则2324GT r M π=——① 又334R V M πρρ⋅==——②联立两式得:3233R GT r πρ=(9)ma r M G=2m ,则2a rMG =(卫星离地心越远,向心加速度越小) (10)r v m r Mm G 22=,则rGMv =(卫星离地心越远,它运行的速度越小)(11)r m r Mm G22ω=,则3r GM =ω(卫星离地心越远,它运行的角速度越小) (12)r T m r Mm G 2224π=,则GMT 32r 4π=(卫星离地心越远,它运行的周期越大)(13)三种宇宙速度 第一宇宙速度:第二宇宙速度:s km v /2.112= 第三宇宙速度:s km v /7.163= 4、机械能功 :W = Fs cos θ(适用于恒力的功的计算,θ为力与位移的夹角) 功率:P=W/t=Fvcos θ(θ为力与速度的夹角) 机车启动过程中的最大速度:动能:单位为焦耳,符号J动能定理:重力势能:mgh W G =(h 为物体与零势面之间的距离)弹性势能:机械能守恒定律三种表达式:(1)物体(或系统)初态的总机械能E 1等于末态的总机械能E 2,即E 1=E 2。
(2)物体(或系统)减少的势能减p E ∆等于增加的动能增k E ∆,即减p E ∆=增k E ∆。
(3)若系统内只有A 、B 两个物体,则A 减少的机械能减A E ∆等于B 增加的机械能增B E ∆,即减A E ∆=增B E ∆。
电磁学1、电场元电荷e=1.6×10-19C(k=9.0×109Nm 2/C 2)库仑定律:电场强度:(定义式)点电荷的电场强度: 电场力:F=qE电势:(ε为电势能)电势差: Pv m P mv E k 2122122===122022121k k t E E mv mv W -=-=总221kx E =fP v m 额=221rQQ k F =qF E =2r Q kE =qεϕ=qW U ABB A AB =-=ϕϕskm GMv /9.71==电场力做的功:qEd qU W ==电容:(定义式)决定式:电容中的电场强度:平行板电容器两极板间的电场强度为(由E=U/d,C=Q/U 和得出)带点粒子在电场中的运动 ①粒子穿越电场的加速度:mdqUm qE m F ===a ②粒子穿越电场的运动时间:0L t v =③粒子离开电场的侧移距离:22202222121mdv qUL mv qEL at y === ④粒子离开电场时的偏角θ:2y tan mdv qULv v ==θ 2、恒定电流电流强度:neSv R Ut Q I === 电阻:SlI U R ρ==(ρ为导体的电阻率,单位Ω•m )(1)串联电路①各处的电流强度相等:I 1=I 2=…… =I n ②分压原理:nn 2211R U R U R U =⋯⋯== ③电路的总电阻:R=R 1+R 2+……+R n ④电路总电压:U=U 1+U 2+……+U n(2)并联电流①各支路电压相等:U=U 1=U 2=……=U n ②分流原理:I 1R 1=I 2R 2=……=I n R n ③电路的总电阻:n211111R R R R +⋯⋯++= ④电路中的总电流:I=I 1+I 2+……+I n 焦耳定律t RU Rt I Pt Q W 22====RU UI R I P P 22====热无论串联电路还是并联电路,电路的总功率等于各用电器功率之和,即:nP P P P +⋯⋯++=21总 UQ C =S C ε=SkQE επ4=闭合电路欧姆定律(1)路端电压与外电阻R 的关系:RrEr R ER IR U +=+==1(外电路为纯电阻电路) (2)路端电压与电流的关系:U=E -Ir (普适式)电源的总功率(电源消耗的功率)P 总=IE电源的输出功率(外电路消耗的功率)P 输=IU 电源内部损耗的功率:P 损=I 2r 由能量守恒有:IE=IU +I 2r外电路为纯电阻电路时:()()rRr R E r R R E R I IU P 422222+-=+===输 由上式可以看出,当外电阻等于电源内部电阻(R=r )时,电源输出功率最大,其最大输出功率为r42max E P =出电源的效率:电源的输出功率与电源功率之比,即%100%100%100⨯=⨯=⨯=EU IE IU P P 出η 对纯电阻电路,电源的效率为()%100r 11%100r %100r 22⨯+=⨯+=⨯+=RR R R I R I η 由上式看出:外电阻越大,电源的效率越高。
3、磁场定义式:B=F/IL ,为矢量安培力F=BIL (磁场与电流垂直),F=0(磁场与电流平行),F=BILsin θ(磁场与电流成θ角) 两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。