① 高中物理計算解題的技巧與方法
解題,就是我們平時常說的「做題目」。學習離不開解題,無數實踐證明,解題能幫助我們消化課本知識,解決實際生活中遇到的問題,提高分析綜合能力。如何才能學好物理呢?我在這里整理了相關資料,快來學習學習吧!
高中物理計算題答題中的常見技巧
力學綜合型
力學綜合試題往往呈現出研究對象的多體性、物理過程的復雜性、已知條件的隱含性、問題討論的多樣性、數學方法的技巧性和一題多解的靈活性等特點,能力要求較高。
具體問題中可能涉及到單個物體單一運動過程,也可能涉及到多個物體,多個運動過程,在知識的考查上可能涉及到運動學、動力學、功能關系等多個規律的綜合運用。
➤ 應試策略
1. 對於多體問題,要靈活選取研究對象,善於尋找相互聯系。選取研究對象和尋找相互聯系是求解多體問題的兩個關鍵。選取研究對象需根據 不同的條件,或採用隔離法,即把研究對象從其所在的系統中抽取出來進行研究;或採用整體法,即把幾個研究對象組成的系統作為整體來進行研究;或將隔離法與整體法交叉使用。
2. 對於多過程問題,要仔細觀察過程特徵,妥善運用物理規律。觀察每一個過程特徵和尋找過程之間的聯系是求解多過程問題的兩個關鍵。分析過程特徵需仔細分析每個過程的約束條件,如物體的受力情況、狀態參 量等,以便運用相應的物理規律逐個進行研究。至於過程之間的聯系,則可從物體運動的速度、位移、時間等方面去尋找。
3. 對於含有隱含條件的問題,要注重審題,深究細琢,努力挖掘隱含條件。注重審題,深究細琢,綜觀全局重點推敲,挖掘並應用隱含條件,梳理解題思路或建立輔助方程,是求解的關鍵.通常,隱含條件可通過觀察物理現象、認識物理模型和分析物理過程,甚至從試題的字里行間或圖象圖表中去挖掘。
4. 對於存在多種情況的問題,要認真分析制約條件,周密探討多種情況。解題時必須根據不同條件對各種可能情況進行全面分析,必要時要自己擬定討論方案,將問題根據一定的標准分類,再逐類進行探討,防止漏解。
5. 對於數學技巧性較強的問題,要耐心細致尋找規律,熟練運用數學方法。耐心尋找規律、選取相應的數學方法是關鍵.求解物理問題,通常採用的數學方法有:方程法、比例法、數列法、不等式法、函數極值法、微元分析法、圖象法和幾何法等,在眾多數學方法的運用上必須打下扎實的基礎。
6. 對於有多種解法的問題,要開拓思路避繁就簡,合理選取最優解法。避繁就簡、選取最優解法是順利解題、爭取高分的關鍵,特別是在受考試時間限制的情況下更應如此。這就要求我們具有敏捷的思維能力和熟練的解題技巧,在短時間內進行斟酌、比較、選擇並作出決斷.當然,作為平時的解題訓練,盡可能地多採用幾種解法,對於開拓解題思路是非常有益的。
帶電粒子運動型
帶電粒子運動型計算題大致有兩類,一是粒子依次進入不同的有界場區,二是粒子進入復合場區。近年來高考重點就是受力情況和運動規律分析求解,周期、半徑、軌跡、速度、臨界值等.再結合能量守恆和功能關系進行綜合考查。
➤ 應試策略
1. 正確分析帶電粒子的受力及運動特徵是解決問題的前提:
① 帶電粒子在復合場中做什麼運動,取決於帶電粒子所受的合外力及初始狀態的速度,因此應把帶電粒子的運動情況和受力情況結合起來進行分析,當帶電粒子在復合場中所受合外力為零時,做勻速直線運動(如速度選擇器)。
② 帶電粒子所受的重力和電場力等值反向,洛倫磁力提供向心力,帶電粒子在垂直於磁場的平面內做勻速圓周運動。
③ 帶電粒子所受的合外力是變力,且與初速度方向不在一條直線上,粒子做非勻變速曲線運動,這時粒子的運動軌跡既不是圓弧,也不是拋物線,由於帶電粒子可能連續通過幾個情況不同的復合場區,因此粒子的運動情況也發生相應的變化,其運動過程可能由幾種不同的運動階段組成。
2. 靈活選用力學規律是解決問題的關鍵
① 當帶電粒子在復合場中做勻速運動時,應根據平衡條件列方程求解。
② 當帶電粒子在復合場中做勻速圓周運動時往往應用牛頓第二定律和平衡條件列方程聯立求解。
③ 當帶電粒子在復合場中做非勻變 速曲線運動時,應選用動能定理或能量守恆定律列方程求解。
3. 說明:由於帶電粒子在復合場中受力情況復雜,運動情況多變,往往出現臨界問題,這時應以題目中的「恰好」、「最大」、「最高」、「至少」等詞語為突破口,挖掘隱含條件,根據臨界條件列出輔助方程,再與其他方程聯立求解。
電磁感應型
電磁感應是高考考查的重點和熱點,命題頻率較高的知識點有:感應電流的產生條件、方向的判定和感應電動勢的計算;電磁感應現象與磁場、電路、力學、能量等知識相聯系的綜合題及感應電流(或感應電動勢)的圖象問題.從計算題型看,主要考查電磁感應現象與直流電路、磁場、力學、能量轉化相聯系的綜合問題,主要以大型計算題的形式考查。
➤ 應試策略
在分析過程中,要注意通電導體在磁場中將受到安培力分析;電磁感應問題往往與力學問題聯系在一起。
解決問題的基本思路:
① 用法拉第電磁感應定律及楞次定律求感應電動勢的大小及方向;
②求電路中的電流;
③ 分析導體的受力情況;
④ 根據平衡條件或者牛頓第二運動定律列方程。
解題過程中要緊緊地抓住能的轉化與守恆分析問題.電磁感應現象中出現的電能,一定是由其他形式的 能轉化而來,具體問題中會涉及多種形式的能之間的轉化,機械能和電能的相互轉化、內能和電能的相互轉化.
分析時,應當牢牢抓住能量守恆這一基本規律,明確有哪些力做功,就可知道有哪些形式的能量參與了相互轉化,如摩擦力在相對位移上做功,必然有內能出現;重力做功,必然有重力勢能參與轉化;安培力做負功就會有其他形式能轉化為電能,安培力做正功必有電能轉化為其他形式的能;然後利用能量守恆列出方程求解。
力電綜合型
力學中的靜力學、動力學、功和能等部分,與電學中的場和路有機結合,出現了涉及力學、電學知識的綜合問題,主要表現為:帶電體在場中的運動或靜止,通電導體在磁場中的運動或靜止;交、直流電路中平行板電容器形成的電場中帶電體的運動或靜止;電磁感應提供電動勢的閉合電路等問題。
這四類又可結合並衍生出多種多樣的表現形式。
從歷屆高考中,力電綜合型有如下特點:
① 力、電綜合命題多以帶電粒子在復合場中的運動.電磁感應中導體棒動態分析,電磁感應中能量轉化等為載體,考查學生理解、推理、綜合分析及運用數學知識解決物理問題的能力。
② 力、電綜合問題思路隱蔽,過程復雜,情景多變,在能力立意下,慣於推陳出新、情景重組,設問 巧妙變換,具有重復考查的特點。
➤ 應試策略
解決力電綜合問題,要注重掌握好兩種基本的分析思路:一是按時間先後順序發生的綜合題,可劃分為幾個簡單的階段,逐一分析清楚每個階段相關物理量的關系規律,弄清前一階段與下一階段的聯系,從而建立方程求解的「分段法」,一是在同一時間內發生幾種相互關聯的物理現象,須分解為幾種簡單的現象,對每一種現象利用相應的概念和規律建立方程求解的「分解法」。
研究某一物體所受到力的瞬時作用力與物體運動狀態的關系(或加速度)時,一般用牛頓運動定律解決;涉及做功和位移時優先考慮動能定理;對象為一系統,且它們之間有相互作用時,優先考慮能的轉化與守恆定律。
信息處理型
信息處理型試題是指試題提供一些有關信息,然後要求考生根據所學知識,將有用的信息收集起來,經過處理後運用已經的知識、方法和手段解決新問題。
這類題型主要涉及到知識理解、過程分析、模型轉換、方法處理、等。信息提供的方式主要有文字信息和圖表信息。文字信息往往是文字閱讀量比較大,要求考生從文字信息中找到有用的信息來進行處理;圖片信息包括結構圖和函數關系圖像等。
➤ 應試策略
這種題型的處理思路和步驟為:
① 領會問題的情境,在所給的信息中獲取有用的信息,構造相應的物理模型;
② 合理選擇研究對象;分析研究對象受力情況、狀態、能量等信息;
③ 運用試題所給規律、方法或自己已經掌握物理規律和方法求解。
高中物理超強解題方法
一、不要「題海」,要有題量
談到解題必然會聯繫到題量。因為,同一個問題可從不同方面給予辨析理解,或者同一個問題設置不同的陷阱,這樣就得有較多的題目。從不同角度、不同層次來體現教與學的測試要求,因而有一定的題目必是習以為常,我們也只有解答多方面的題,才得以消化和鞏固基礎知識。那做多了題就一定會陷入「題海」嗎?我們的回答是否定的。
對於缺乏基本要求,思維跳躍性大,質量低劣,幾乎類同題目重復出現,造成學生機械模仿,思維僵化,用定勢思維解題,這才是誤入「題海」。至於富有啟發性、思考性、靈活性的題,百解不厭,真是一種學習享受。這樣的題解得越多,收獲越大。解題多了,並不就一定加重學生負擔,只有那些脫離學習對象實際,超過學生的承受能力的,才會加重他們的負擔。雖然題目不多,但積重難返,猶如陷入題海。所以,為了提高學習成績和質量,離不開解題,而且要有一定的題量給予保證,並以真正理解熟練掌握為題量的下限。
二、不求模型,要求思考
教學有法,教無定法。同樣的道理,解題有法,但無定法。所以,我們不能用通用模型的方法解多種不同的題。首先,文理科的思維特點有差異,文科側重理性思維,而理科側重邏輯思維。數學偏重圖文與函數關系的分析推導,而物理突出具體問題高度概括,抽象出物理模型。
其次,解題方法也是隨題而變,不同題目的解題方法一般是不同的,不太可能用一成不變的方法統攬,或者用幾種既定模型搞定。再者,題目是千變萬化的。盡管解題要經歷審題(理解題意),解題(具體過程),答題(說明結果)幾個環節,但解題的方法是靈活的,因題而變。可能是簡單的,也可能是復雜的;可能是基本的方法,也可能是巧妙方法或綜合方法的適用。
因此,我們不能盲目地迷信某種模型解題,它會束縛你發散探索的思路,只能讓你走進機械模仿,死記硬背的死胡同。提倡獨立思考,重在方法的遷移和變通,具體問題具體分析。是什麼就什麼,該用什麼就用什麼的理念解每道題,以不變應萬變。提高解題的應變能力,使自己的腦子真正活起來,通過解題獲得成就感。
三、不貪難題,要抓「雙基」
題目有難易度之分。我們解怎樣的題更有助於理解知識,掌握方法,提高能力?應該以解中檔題為主,這種題含有基礎性要求,同時又有能力提升的空間。也就是說解這類題能駕馭自如,那麼,面對有難度的題也不會一籌莫展,或膽怯退縮。現在,相當一部分學生好高騖遠,熱衷於做難題。貪大求難,但往往受挫,久而久之消磨了意志,望題生威。究其原因,底氣不足,還未到火候。要知道,所謂的難題就是綜合的知識點多,需要統籌的方法多,設置的情景新穎,問題的過程復雜,實際應用強。
但是,我們只要認真解剖,分立而治,分析背景,提取信息,善於轉化,復雜問題得到簡化。再則,再難的綜合試題往往設置了由易到難的思維能力梯度,使你逐級往上,不是壓根兒全然無知。因此,我們解題不必總覓難題。要抓基礎題和中檔題,逐步修煉,增強正確解題的自信心。
四、不唯結果,要重過程
解題時,很多學生喜歡對參考答案,只要結果與答案相同就萬事大吉,這是一種不好的解題習慣。解題是學習的參與,思維的經歷,正是解題孕育知識積淀,方法積累。所以,我們不要一味追求結果,而要重視解題的過程,這樣收獲會更大。解題中會遇到歪打正著,偶然巧合變「錯錯得正」的情況,如果唯結果,而忽視過程分析,就會以訛傳訛,錯誤的定勢將始終影響解答某類問題,且問題出現在何處也莫名其妙。
② 求初中所有物理計算公式
1、勻速直線運動的速度公式:
求速度:v=s/t
求路程:s=vt
求時間:t=s/v
2、變速直線運動的速度公式:v=s/t
3、物體的物重與質量的關系:G=mg
(g=9.8N/kg)
4、密度的定義式
求物質的密度:ρ=m/V
求物質的質量:m=ρV
求物質的體積:V=m/ρ
4、壓強的計算。
定義式:p=F/S(物質處於任何狀態下都能適用)
液體壓強:p=ρgh(h為深度)
求壓力:F=pS
求受力面積:S=F/p
5、浮力的計算
稱量法:F浮=G—F
公式法:F浮=G排=ρ排V排g
漂浮法:F浮=G物(V排<V物)
懸浮法:F浮=G物(V排=V物)
6、杠桿平衡條件:F1L1=F2L2
7、功的定義式:W=Fs
8、功率定義式:P=W/t
對於勻速直線運動情況來說:P=Fv
(F為動力)
9、機械效率:η=W有用/W總
對於提升物體來說:
W有用=Gh(h為高度)
W總=Fs
10、斜面公式:FL=Gh
11、物體溫度變化時的吸熱放熱情況
Q吸=cmΔt
(Δt=t-t0)
Q放=cmΔt
(Δt=t0-t)
12、燃料燃燒放出熱量的計算:Q放=qm
13、熱平衡方程:Q吸=Q放
14、熱機效率:η=W有用/
Q放
(
Q放=qm)
15、電流定義式:I=Q/t
(
Q為電量,單位是庫侖
)
16、歐姆定律:I=U/R
變形求電壓:U=IR
變形求電阻:R=U/I
17、串聯電路的特點:(以兩純電阻式用電器串聯為例)
電壓的關系:U=U1+U2
電流的關系:I=I1=I2
電阻的關系:R=R1+R2
18、並聯電路的特點:(以兩純電阻式用電器並聯為例)
電壓的關系:U=U1=U2
電流的關系:I=I1+I2
電阻的關系:1/R=1/R1+1/R2
19、電功的計算:W=UIt
20、電功率的定義式:P=W/t
常用公式:P=UI
21、焦耳定律:Q放=I2Rt
對於純電阻電路而言:Q放=I2Rt
=U2t/R=UIt=Pt=UQ=W
22、照明電路的總功率的計算:P=P1+P1+……
③ 物理的所有計算公式
一、質點的運動(1)------直線運動
1)勻變速直線運動
1.平均速度V平=s/t(定義式) 2.有用推論Vt2-Vo2=2as
3.中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at
5.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0}
8.實驗用推論Δs=aT2 {Δs為連續相鄰相等時間(T)內位移之差}
9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。
註:(1)平均速度是矢量; (2)物體速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式;
(4)其它相關內容:質點.位移和路程.參考系.時間與時刻;速度與速率.瞬時速度。
2)自由落體運動
1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計算) 4.推論Vt2=2gh
注:(1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,遵循勻變速直線運動規律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
(3)豎直上拋運動
1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點算起)
5.往返時間t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時間)
注:(1)全過程處理:是勻減速直線運動,以向上為正方向,加速度取負值;
(2)分段處理:向上為勻減速直線運動,向下為自由落體運動,具有對稱性;
(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。
二、質點的運動(2)----曲線運動、萬有引力
1)平拋運動
1.水平方向速度:Vx=Vo 2.豎直方向速度:Vy=gt
3.水平方向位移:x=Vot 4.豎直方向位移:y=gt2/2
5.運動時間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7.合位移:s=(x2+y2)1/2,
位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8.水平方向加速度:ax=0;豎直方向加速度:ay=g
註:(1)平拋運動是勻變速曲線運動,加速度為g,通常可看作是水平方向的勻速直線運與豎直方向的自由落體運動的合成;
(2)運動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關;
(3)θ與β的關系為tgβ=2tgα;
(4)在平拋運動中時間t是解題關鍵;(5)做曲線運動的物體必有加速度,當速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。
2)勻速圓周運動
1.線速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期與頻率:T=1/f 6.角速度與線速度的關系:V=ωr
7.角速度與轉速的關系ω=2πn(此處頻率與轉速意義相同)
8.主要物理量及單位:弧長(s):(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f);赫(Hz);周期(T):秒(s);轉速(n);r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
註:(1)向心力可以由某個具體力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直,指向圓心;
(2)做勻速圓周運動的物體,其向心力等於合力,並且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,向心力不做功,但動量不斷改變.
3)萬有引力
1.開普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質量無關,取決於中心天體的質量)}
2.萬有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上)
3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m),M:天體質量(kg)}
4.衛星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質量}
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
6.地球同步衛星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑}
注:(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;
(2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等;
(3)地球同步衛星只能運行於赤道上空,運行周期和地球自轉周期相同;
(4)衛星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三反);
(5)地球衛星的最大環繞速度和最小發射速度均為7.9km/s。
三、力(常見的力、力的合成與分解)
(1)常見的力
1.重力G=mg (方向豎直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用點在重心,適用於地球表面附近)
2.胡克定律F=kx {方向沿恢復形變方向,k:勁度系數(N/m),x:形變數(m)}
3.滑動摩擦力F=μFN {與物體相對運動方向相反,μ:摩擦因數,FN:正壓力(N)}
4.靜摩擦力0≤f靜≤fm (與物體相對運動趨勢方向相反,fm為最大靜摩擦力)
5.萬有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上)
6.靜電力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N?m2/C2,方向在它們的連線上)
7.電場力F=Eq (E:場強N/C,q:電量C,正電荷受的電場力與場強方向相同)
8.安培力F=BILsinθ (θ為B與L的夾角,當L⊥B時:F=BIL,B//L時:F=0)
9.洛侖茲力f=qVBsinθ (θ為B與V的夾角,當V⊥B時:f=qVB,V//B時:f=0)
注:(1)勁度系數k由彈簧自身決定;
(2)摩擦因數μ與壓力大小及接觸面積大小無關,由接觸面材料特性與表面狀況等決定;
(3)fm略大於μFN,一般視為fm≈μFN;
(4)其它相關內容:靜摩擦力(大小、方向);
(5)物理量符號及單位B:磁感強度(T),L:有效長度(m),I:電流強度(A),V:帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C);
(6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。
2)力的合成與分解
1.同一直線上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(餘弦定理) F1⊥F2時:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)
註:(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;
(2)合力與分力的關系是等效替代關系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作圖法求解,此時要選擇標度,嚴格作圖;
(4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直線上力的合成,可沿直線取正方向,用正負號表示力的方向,化簡為代數運算。
四、動力學(運動和力)
1.牛頓第一運動定律(慣性定律):物體具有慣性,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止
2.牛頓第二運動定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}
3.牛頓第三運動定律:F=-F′{負號表示方向相反,F、F′各自作用在對方,平衡力與作用力反作用力區別,實際應用:反沖運動}
4.共點力的平衡F合=0,推廣 {正交分解法、三力匯交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN<G {加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}
6.牛頓運動定律的適用條件:適用於解決低速運動問題,適用於宏觀物體,不適用於處理高速問題,不適用於微觀粒子
注:平衡狀態是指物體處於靜止或勻速直線狀態,或者是勻速轉動。
五、振動和波(機械振動與機械振動的傳播)
1.簡諧振動F=-kx {F:回復力,k:比例系數,x:位移,負號表示F的方向與x始終反向}
2.單擺周期T=2π(l/g)1/2 {l:擺長(m),g:當地重力加速度值,成立條件:擺角θ<100;l>>r}
3.受迫振動頻率特點:f=f驅動力
4.發生共振條件:f驅動力=f固,A=max,共振的防止和應用
5.機械波、橫波、縱波
注:(1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小,布朗運動越明顯,溫度越高越劇烈;
(2)溫度是分子平均動能的標志;
3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子勢能減小,在r0處F引=F斥且分子勢能最小;
(5)氣體膨脹,外界對氣體做負功W<0;溫度升高,內能增大ΔU>0;吸收熱量,Q>0
(6)物體的內能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和,對於理想氣體分子間作用力為零,分子勢能為零;
(7)r0為分子處於平衡狀態時,分子間的距離;
(8)其它相關內容:能的轉化和定恆定律能源的開發與利用.環保物體的內能.分子的動能.分子勢能。
六、沖量與動量(物體的受力與動量的變化)
1.動量:p=mv {p:動量(kg/s),m:質量(kg),v:速度(m/s),方向與速度方向相同}
3.沖量:I=Ft {I:沖量(N•s),F:恆力(N),t:力的作用時間(s),方向由F決定}
4.動量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:動量變化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
5.動量守恆定律:p前總=p後總或p=p』´也可以是m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´
6.彈性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系統的動量和動能均守恆}
7.非彈性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:損失的動能,EKm:損失的最大動能}
8.完全非彈性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰後連在一起成一整體}
9.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發生彈性正碰:
v1´=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2´=2m1v1/(m1+m2)
10.由9得的推論-----等質量彈性正碰時二者交換速度(動能守恆、動量守恆)
11.子彈m水平速度vo射入靜止置於水平光滑地面的長木塊M,並嵌入其中一起運動時的機械能損失
E損=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相對 {vt:共同速度,f:阻力,s相對子彈相對長木塊的位移}
註:
(1)正碰又叫對心碰撞,速度方向在它們「中心」的連線上;
(2)以上表達式除動能外均為矢量運算,在一維情況下可取正方向化為代數運算;
(3)系統動量守恆的條件:合外力為零或系統不受外力,則系統動量守恆(碰撞問題、爆炸問題、反沖問題等);
(4)碰撞過程(時間極短,發生碰撞的物體構成的系統)視為動量守恆,原子核衰變時動量守恆;
(5)爆炸過程視為動量守恆,這時化學能轉化為動能,動能增加;(6)其它相關內容:反沖運動、火箭、航天技術的發展和宇宙航行〔見第一冊P128〕。
七、功和能(功是能量轉化的量度)
1.功:W=Fscosα(定義式){W:功(J),F:恆力(N),s:位移(m),α:F、s間的夾角}
2.重力做功:Wab=mghab {m:物體的質量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a與b高度差(hab=ha-hb)}
3.電場力做功:Wab=qUab {q:電量(C),Uab:a與b之間電勢差(V)即Uab=φa-φb}
4.電功:W=UIt(普適式) {U:電壓(V),I:電流(A),t:通電時間(s)}
5.功率:P=W/t(定義式) {P:功率[瓦(W)],W:t時間內所做的功(J),t:做功所用時間(s)}
6.汽車牽引力的功率:P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬時功率,P平:平均功率}
7.汽車以恆定功率啟動、以恆定加速度啟動、汽車最大行駛速度(vmax=P額/f)
8.電功率:P=UI(普適式) {U:電路電壓(V),I:電路電流(A)}
9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:電熱(J),I:電流強度(A),R:電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
10.純電阻電路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11.動能:Ek=mv2/2 {Ek:動能(J),m:物體質量(kg),v:物體瞬時速度(m/s)}
12.重力勢能:EP=mgh {EP :重力勢能(J),g:重力加速度,h:豎直高度(m)(從零勢能面起)}
13.電勢能:EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)(從零勢能面起)}
14.動能定理(對物體做正功,物體的動能增加):
W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK
{W合:外力對物體做的總功,ΔEK:動能變化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
15.機械能守恆定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.重力做功與重力勢能的變化(重力做功等於物體重力勢能增量的負值)WG=-ΔEP
注:
(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉化多少;
(2)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做負功;α=90o不做功(力的方向與位移(速度)方向垂直時該力不做功);
(3)重力(彈力、電場力、分子力)做正功,則重力(彈性、電、分子)勢能減少
(4)重力做功和電場力做功均與路徑無關(見2、3兩式);(5)機械能守恆成立條件:除重力(彈力)外其它力不做功,只是動能和勢能之間的轉化;(6)能的其它單位換算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;*(7)彈簧彈性勢能E=kx2/2,與勁度系數和形變數有關。
八、分子動理論、能量守恆定律
1.阿伏加德羅常數NA=6.02×1023/mol;分子直徑數量級10-10米
2.油膜法測分子直徑d=V/s {V:單分子油膜的體積(m3),S:油膜表面積(m)2}
3.分子動理論內容:物質是由大量分子組成的;大量分子做無規則的熱運動;分子間存在相互作用力。
4.分子間的引力和斥力(1)r
(2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子勢能=Emin(最小值)
(3)r>r0,f引>f斥,F分子力表現為引力
(4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子勢能≈0
5.熱力學第一定律W+Q=ΔU{(做功和熱傳遞,這兩種改變物體內能的方式,在效果上是等效的),
W:外界對物體做的正功(J),Q:物體吸收的熱量(J),ΔU:增加的內能(J),涉及到第一類永動機不可造出〔見第二冊P40〕}
6.熱力學第二定律
克氏表述:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其它變化(熱傳導的方向性);
開氏表述:不可能從單一熱源吸收熱量並把它全部用來做功,而不引起其它變化(機械能與內能轉化的方向性){涉及到第二類永動機不可造出〔見第二冊P44〕}
7.熱力學第三定律:熱力學零度不可達到{宇宙溫度下限:-273.15攝氏度(熱力學零度)}
注:
(1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小,布朗運動越明顯,溫度越高越劇烈;
(2)溫度是分子平均動能的標志;
3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子勢能減小,在r0處F引=F斥且分子勢能最小;
(5)氣體膨脹,外界對氣體做負功W<0;溫度升高,內能增大ΔU>0;吸收熱量,Q>0
(6)物體的內能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和,對於理想氣體分子間作用力為零,分子勢能為零;
(7)r0為分子處於平衡狀態時,分子間的距離;
(8)其它相關內容:能的轉化和定恆定律〔見第二冊P41〕/能源的開發與利用、環保〔見第二冊P47〕/物體的內能、分子的動能、分子勢能〔見第二冊P47〕。
九、氣體的性質
1.氣體的狀態參量:
溫度:宏觀上,物體的冷熱程度;微觀上,物體內部分子無規則運動的劇烈程度的標志,
熱力學溫度與攝氏溫度關系:T=t+273 {T:熱力學溫度(K),t:攝氏溫度(℃)}
體積V:氣體分子所能占據的空間,單位換算:1m3=103L=106mL
壓強p:單位面積上,大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產生持續、均勻的壓力,
標准大氣壓:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
2.氣體分子運動的特點:分子間空隙大;除了碰撞的瞬間外,相互作用力微弱;分子運動速率很大
3.理想氣體的狀態方程:p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恆量,T為熱力學溫度(K)}
注:(1)理想氣體的內能與理想氣體的體積無關,與溫度和物質的量有關;
(2)公式3成立條件均為一定質量的理想氣體,使用公式時要注意溫度的單位,t為攝氏溫度(℃),而T為熱力學溫度(K)。
十、電場
1.兩種電荷、電荷守恆定律、元電荷:(e=1.60×10-19C);帶電體電荷量等於元電荷的整數倍
2.庫侖定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:點電荷間的作用力(N),k:靜電力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:兩點電荷的電量(C),
r:兩點電荷間的距離(m),方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引}
3.電場強度:E=F/q(定義式、計算式){E:電場強度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗電荷的電量(C)}
4.真空點(源)電荷形成的電場E=kQ/r2 {r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量}
5.勻強電場的場強E=UAB/d {UAB:AB兩點間的電壓(V),d:AB兩點在場強方向的距離(m)}
6.電場力:F=qE {F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量(C),E:電場強度(N/C)}
7.電勢與電勢差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.電場力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),
UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)}
9.電勢能:EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)}
10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA {帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值}
11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB (電勢能的增量等於電場力做功的負值)
12.電容C=Q/U(定義式,計算式) {C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)}
13.平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ω:介電常數)
常見電容器
14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用的情況下)
類平 垂直電場方向:勻速直線運動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中:E=U/d)
拋運動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d=at2/2,a=F/m=qE/m
注:
(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規律:原帶異種電荷的先中和後平分,原帶同種電荷的總量平分;
(2)電場線從正電荷出發終止於負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;
3)常見電場的電場線分布要求熟記;
(4)電場強度(矢量)與電勢(標量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關;
(5)處於靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直於導體表面,導體內部合場強為零,
導體內部沒有凈電荷,凈電荷只分布於導體外表面;
(6)電容單位換算:1F=106μF=1012PF;
(7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其它相關內容:靜電屏蔽/示波管、示波器及其應用等勢面。
十一、恆定電流
1.電流強度:I=q/t{I:電流強度(A),q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C),t:時間(s)}
2.歐姆定律:I=U/R {I:導體電流強度(A),U:導體兩端電壓(V),R:導體阻值(Ω)}
3.電阻、電阻定律:R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω?m),L:導體的長度(m),S:導體橫截面積(m2)}
4.閉合電路歐姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內+U外
{I:電路中的總電流(A),E:電源電動勢(V),R:外電路電阻(Ω),r:電源內阻(Ω)}
5.電功與電功率:W=UIt,P=UI{W:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時間(s),P:電功率(W)}
6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:通過導體的電流(A),R:導體的電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
7.純電阻電路中:由於I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率:P總=IE,P出=IU,η=P出/P總
{I:電路總電流(A),E:電源電動勢(V),U:路端電壓(V),η:電源效率}
9.電路的串/並聯 串聯電路(P、U與R成正比) 並聯電路(P、I與R成反比)
電阻關系(串同並反) R串=R1+R2+R3+ 1/R並=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關系 I總=I1=I2=I3 I並=I1+I2+I3+
電壓關系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3
功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3+
10.歐姆表測電阻
(1)電路組成 (2)測量原理
兩表筆短接後,調節Ro使電表指針滿偏,得
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測電阻Rx後通過電表的電流為
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由於Ix與Rx對應,因此可指示被測電阻大小
(3)使用方法:機械調零、選擇量程、歐姆調零、測量讀數{注意擋位(倍率)}、撥off擋。
(4)注意:測量電阻時,要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調零。
11.伏安法測電阻
電流表內接法: 電流表外接法:
電壓表示數:U=UR+UA 電流表示數:I=IR+IV
Rx的測量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真 Rx的測量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)<R真
選用電路條件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2] 選用電路條件Rx<<RV [或Rx<(RARV)1/2]
12.滑動變阻器在電路中的限流接法與分壓接法
限流接法
電壓調節范圍小,電路簡單,功耗小 電壓調節范圍大,電路復雜,功耗較大
便於調節電壓的選擇條件Rp>Rx 便於調節電壓的選擇條件Rp<Rx
注1)單位換算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;
(3)串聯總電阻大於任何一個分電阻,並聯總電阻小於任何一個分電阻;
(4)當電源有內阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大;
(5)當外電路電阻等於電源電阻時,電源輸出功率最大,此時的輸出功率為E2/(2r);
(6)其它相關內容:電阻率與溫度的關系半導體及其應用超導及其應用〔見第二冊P127〕。
十二、磁場
1.磁感應強度是用來表示磁場的強弱和方向的物理量,是矢量,單位T),1T=1N/A?m
2.安培力F=BIL;(註:L⊥B) {B:磁感應強度(T),F:安培力(F),I:電流強度(A),L:導線長度(m)}
3.洛侖茲力f=qVB(注V⊥B);質譜儀{f:洛侖茲力(N),q:帶電粒子電量(C),V:帶電粒子速度(m/s)}
4.在重力忽略不計(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進入磁場的運動情況(掌握兩種):
(1)帶電粒子沿平行磁場方向進入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運動V=V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進入磁場:做勻速圓周運動,規律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB
;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)運動周期與圓周運動的半徑和線速度無關,洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下);
©解題關鍵:畫軌跡、找圓心、定半徑、圓心角(=二倍弦切角)。
註:(1)安培力和洛侖茲力的方向均可由左手定則判定,只是洛侖茲力要注意帶電粒子的正負;
(2)磁感線的特點及其常見磁場的磁感線分布要掌握;
(3)其它相關內容:地磁場/磁電式電表原理/迴旋加速器/磁性材料
十三、電磁感應
1.[感應電動勢的大小計算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應定律,E:感應電動勢(V),n:感應線圈匝數,ΔΦ/Δt:磁通量的變化率}
2)E=BLV垂(切割磁感線運動) {L:有效長度(m)}
3)Em=nBSω(交流發電機最大的感應電動勢) {Em:感應電動勢峰值}
4)E=BL2ω/2(導體一端固定以ω旋轉切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:勻強磁場的磁感應強度(T),S:正對面積(m2)}
3.感應電動勢的正負極可利用感應電流方向判定{電源內部的電流方向:由負極流向正極}
*4.自感電動勢E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大),
ΔI:變化電流,?t:所用時間,ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)}
註:(1)感應電流的方向可用楞次定律或右手定則判定,楞次定律應用要點;
(2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化;(3)單位換算:1H=103mH=106μH。
(4)其它相關內容:自感/日光燈。
④ 高中物理力學計算題的方法
一、功和功率
1.功
功是力的空間積累效應。它和位移相對應(也和時間相對應)。計算功的方法有兩種:
⑴按照定義求功。即:W=Fscosθ。
在高中階段,這種方法只適用於恆力做功。當時F做正功,當時F不做功,當時游虧F做負功。
這種方法也可以說成是:功等於恆力和沿該恆力方向上的位移的乘積。
⑵用動能定理W=ΔEk或功能關系求功。當F為變力時,高中階段往往考慮用這種方法求功。這里緩亂求得的功是該過程中外力對物體做的總功(或者說是合外力做的功)。
這種方法的依據是:做功的過程就是能量轉化的過程,功是能的轉化的量度。如果知道某一過程中能量轉化的數值,那麼也就知道了該過程中對應的功的擾磨檔數值。
例1.
如圖所示,質量為m的小球用長L的細線懸掛而靜止在豎直位置。在下列三種情況下,分別用水平拉力F將小球拉到細線與豎直方向成θ角的位置。在此過...
⑤ 物理計算題的計算方法
10的幾次方就是小數點向後移幾位,如2.5x10^5=250000,如10的負幾次方就是小數點後幾位,如8x10^-5=0.00008,遇到了可以單獨提出來,在分數線上面的直接拿出來,在分數線下面的則要改變指數的正負,如2/(4x10^-4)=(2/4)x10^4=0.5x10^4,但是結果不能這樣寫,科學計數應該是小數點前有1位,所以要寫5x10^3.
⑥ 物理計算的公式大全
物理量 單位 公式
名稱 符號 名稱 符號
質量 m 千克 kg m=pv
溫度 t 攝氏度 °C
速度 v 米/秒 m/s v=s/t
密度 p 千克/米�0�6 kg/m�0�6 p=m/v
力(重力) F 牛頓(牛) N G=mg
壓強 P 帕斯卡(帕) Pa P=F/S
功 W 焦耳(焦) J W=Fs
功率 P 瓦特(瓦) w P=W/t
電流 I 安培(安) A I=U/R
電壓 U 伏特(伏) V U=IR
電阻 R 歐姆(歐) R=U/I
電功 W 焦耳(焦) J W=UIt
電功率 P 瓦特(瓦) w P=W/t=UI
熱量 Q 焦耳(焦) J Q=cm(t-t°)
比熱 c 焦/(千克°C) J/(kg°C)
真空中光速 3×108米/秒
g 9.8牛頓/千克
15°C空氣中聲速 340米/秒
安全電壓 不高於36伏
初中物理基本概念概要
一、測量
⒈長度L:主單位:米;測量工具:刻度尺;測量時要估讀到最小刻度的下一位;光年的單位是長度單位。
⒉時間t:主單位:秒;測量工具:鍾表;實驗室中用停表。1時=3600秒,1秒=1000毫秒。
⒊質量m:物體中所含物質的多少叫質量。主單位:千克; 測量工具:秤;實驗室用托盤天平。
二、機械運動
⒈機械運動:物體位置發生變化的運動。
參照物:判斷一個物體運動必須選取另一個物體作標准,這個被選作標準的物體叫參照物。
⒉勻速直線運動:
①比較運動快慢的兩種方法:a 比較在相等時間里通過的路程。b 比較通過相等路程所需的時間。
②公式: 1米/秒=3.6千米/時。
三、力
⒈力F:力是物體對物體的作用。物體間力的作用總是相互的。
力的單位:牛頓(N)。測量力的儀器:測力器;實驗室使用彈簧秤。
力的作用效果:使物體發生形變或使物體的運動狀態發生改變。
物體運動狀態改變是指物體的速度大小或運動方向改變。
⒉力的三要素:力的大小、方向、作用點叫做力的三要素。
力的圖示,要作標度;力的示意圖,不作標度。
⒊重力G:由於地球吸引而使物體受到的力。方向:豎直向下。
重力和質量關系:G=mg m=G/g
g=9.8牛/千克。讀法:9.8牛每千克,表示質量為1千克物體所受重力為9.8牛。
重心:重力的作用點叫做物體的重心。規則物體的重心在物體的幾何中心。
⒋二力平衡條件:作用在同一物體;兩力大小相等,方向相反;作用在一直線上。
物體在二力平衡下,可以靜止,也可以作勻速直線運動。
物體的平衡狀態是指物體處於靜止或勻速直線運動狀態。處於平衡狀態的物體所受外力的合力為零。
⒌同一直線二力合成:方向相同:合力F=F1+F2 ;合力方向與F1、F2方向相同;
方向相反:合力F=F1-F2,合力方向與大的力方向相同。
⒍相同條件下,滾動摩擦力比滑動摩擦力小得多。
滑動摩擦力與正壓力,接觸面材料性質和粗糙程度有關。【滑動摩擦、滾動摩擦、靜摩擦】
7.牛頓第一定律也稱為慣性定律其內容是:一切物體在不受外力作用時,總保持靜止或勻速直線運動狀態。 慣性:物體具有保持原來的靜止或勻速直線運動狀態的性質叫做慣性。
四、密度
⒈密度ρ:某種物質單位體積的質量,密度是物質的一種特性。
公式: m=ρV 國際單位:千克/米3 ,常用單位:克/厘米3,
關系:1克/厘米3=1×103千克/米3;ρ水=1×103千克/米3;
讀法:103千克每立方米,表示1立方米水的質量為103千克。
⒉密度測定:用托盤天平測質量,量筒測固體或液體的體積。
面積單位換算:
1厘米2=1×10-4米2,
1毫米2=1×10-6米2。
五、壓強
⒈壓強P:物體單位面積上受到的壓力叫做壓強。
壓力F:垂直作用在物體表面上的力,單位:牛(N)。
壓力產生的效果用壓強大小表示,跟壓力大小、受力面積大小有關。
壓強單位:牛/米2;專門名稱:帕斯卡(Pa)
公式: F=PS 【S:受力面積,兩物體接觸的公共部分;單位:米2。】
改變壓強大小方法:①減小壓力或增大受力面積,可以減小壓強;②增大壓力或減小受力面積,可以增大壓強。
⒉液體內部壓強:【測量液體內部壓強:使用液體壓強計(U型管壓強計)。】
產生原因:由於液體有重力,對容器底產生壓強;由於液體流動性,對器壁產生壓強。
規律:①同一深度處,各個方向上壓強大小相等②深度越大,壓強也越大③不同液體同一深度處,液體密度大的,壓強也大。 [深度h,液面到液體某點的豎直高度。]
公式:P=ρgh h:單位:米; ρ:千克/米3; g=9.8牛/千克。
⒊大氣壓強:大氣受到重力作用產生壓強,證明大氣壓存在且很大的是馬德堡半球實驗,測定大氣壓強數值的是托里拆利(義大利科學家)。托里拆利管傾斜後,水銀柱高度不變,長度變長。
1個標准大氣壓=76厘米水銀柱高=1.01×105帕=10.336米水柱高
測定大氣壓的儀器:氣壓計(水銀氣壓計、盒式氣壓計)。
大氣壓強隨高度變化規律:海拔越高,氣壓越小,即隨高度增加而減小,沸點也降低。
六、浮力
1.浮力及產生原因:浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)對它向上托的力叫浮力。方向:豎直向上;原因:液體對物體的上、下壓力差。
2.阿基米德原理:浸在液體里的物體受到向上的浮力,浮力大小等於物體排開液體所受重力。
即F浮=G液排=ρ液gV排。 (V排表示物體排開液體的體積)
3.浮力計算公式:F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下壓力差
4.當物體漂浮時:F浮=G物 且 ρ物<ρ液 當物體懸浮時:F浮=G物 且 ρ物=ρ液
當物體上浮時:F浮>G物 且 ρ物<ρ液 當物體下沉時:F浮<G物 且 ρ物>ρ液
七、簡單機械
⒈杠桿平衡條件:F1l1=F2l2。力臂:從支點到力的作用線的垂直距離
通過調節杠桿兩端螺母使杠桿處於水位置的目的:便於直接測定動力臂和阻力臂的長度。
定滑輪:相當於等臂杠桿,不能省力,但能改變用力的方向。
動滑輪:相當於動力臂是阻力臂2倍的杠桿,能省一半力,但不能改變用力方向。
⒉功:兩個必要因素:①作用在物體上的力;②物體在力方向上通過距離。W=FS 功的單位:焦耳
3.功率:物體在單位時間里所做的功。表示物體做功的快慢的物理量,即功率大的物體做功快。
W=Pt P的單位:瓦特; W的單位:焦耳; t的單位:秒。
八、光
⒈光的直線傳播:光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的。小孔成像、影子、光斑是光的直線傳播現象。
光在真空中的速度最大為3×108米/秒=3×105千米/秒
⒉光的反射定律:一面二側三等大。【入射光線和法線間的夾角是入射角。反射光線和法線間夾角是反射角。】
平面鏡成像特點:虛像,等大,等距離,與鏡面對稱。物體在水中倒影是虛像屬光的反射現象。
⒊光的折射現象和規律: 看到水中筷子、魚的虛像是光的折射現象。
凸透鏡對光有會聚光線作用,凹透鏡對光有發散光線作用。 光的折射定律:一面二側三隨大四空大。
⒋凸透鏡成像規律:[U=f時不成像 U=2f時 V=2f成倒立等大的實像]
物距u 像距v 像的性質 光路圖 應用
u>2f f<v<2f 倒縮小實 照相機
f<u<2f v>2f 倒放大實 幻燈機
u<f 放大正虛 放大鏡
⒌凸透鏡成像實驗:將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上,使燭焰中心、凸透鏡中心、光屏中心在同一個高度上。
九、熱學:
⒈溫度t:表示物體的冷熱程度。【是一個狀態量。】
常用溫度計原理:根據液體熱脹冷縮性質。
溫度計與體溫計的不同點:①量程,②最小刻度,③玻璃泡、彎曲細管,④使用方法。
⒉熱傳遞條件:有溫度差。熱量:在熱傳遞過程中,物體吸收或放出熱的多少。【是過程量】
熱傳遞的方式:傳導(熱沿著物體傳遞)、對流(靠液體或氣體的流動實現熱傳遞)和輻射(高溫物體直接向外發射出熱)三種。
⒊汽化:物質從液態變成氣態的現象。方式:蒸發和沸騰,汽化要吸熱。
影響蒸發快慢因素:①液體溫度,②液體表面積,③液體表面空氣流動。蒸發有致冷作用。
⒋比熱容C:單位質量的某種物質,溫度升高1℃時吸收的熱量,叫做這種物質的比熱容。
比熱容是物質的特性之一,單位:焦/(千克℃) 常見物質中水的比熱容最大。
C水=4.2×103焦/(千克℃) 讀法:4.2×103焦耳每千克攝氏度。
物理含義:表示質量為1千克水溫度升高1℃吸收熱量為4.2×103焦。
⒌熱量計算:Q放=cm⊿t降 Q吸=cm⊿t升
Q與c、m、⊿t成正比,c、m、⊿t之間成反比。⊿t=Q/cm
6.內能:物體內所有分子的動能和分子勢能的總和。一切物體都有內能。內能單位:焦耳
物體的內能與物體的溫度有關。物體溫度升高,內能增大;溫度降低內能減小。
改變物體內能的方法:做功和熱傳遞(對改變物體內能是等效的)
7.能的轉化和守恆定律:能量即不會憑空產生,也不會憑空消失,它只會從一種形式轉化為其它形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,而能的總量保持不變。
十、電路
⒈電路由電源、電鍵、用電器、導線等元件組成。要使電路中有持續電流,電路中必須有電源,且電路應閉合的。 電路有通路、斷路(開路)、電源和用電器短路等現象。
⒉容易導電的物質叫導體。如金屬、酸、鹼、鹽的水溶液。不容易導電的物質叫絕緣體。如木頭、玻璃等。
絕緣體在一定條件下可以轉化為導體。
⒊串、並聯電路的識別:串聯:電流不分叉,並聯:電流有分叉。
【把非標准電路圖轉化為標準的電路圖的方法:採用電流流徑法。】
十一、電流定律
⒈電量Q:電荷的多少叫電量,單位:庫侖。
電流I:1秒鍾內通過導體橫截面的電量叫做電流強度。 Q=It
電流單位:安培(A) 1安培=1000毫安 正電荷定向移動的方向規定為電流方向。
測量電流用電流表,串聯在電路中,並考慮量程適合。不允許把電流表直接接在電源兩端。
⒉電壓U:使電路中的自由電荷作定向移動形成電流的原因。電壓單位:伏特(V)。
測量電壓用電壓表(伏特表),並聯在電路(用電器、電源)兩端,並考慮量程適合。
⒊電阻R:導電物體對電流的阻礙作用。符號:R,單位:歐姆、千歐、兆歐。
電阻大小跟導線長度成正比,橫截面積成反比,還與材料有關。【 】
導體電阻不同,串聯在電路中時,電流相同(1∶1)。 導體電阻不同,並聯在電路中時,電壓相同(1:1)
⒋歐姆定律:公式:I=U/R U=IR R=U/I
導體中的電流強度跟導體兩端電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
導體電阻R=U/I。對一確定的導體若電壓變化、電流也發生變化,但電阻值不變。
⒌串聯電路特點:
① I=I1=I2 ② U=U1+U2 ③ R=R1+R2 ④ U1/R1=U2/R2
電阻不同的兩導體串聯後,電阻較大的兩端電壓較大,兩端電壓較小的導體電阻較小。
例題:一隻標有「6V、3W」電燈,接到標有8伏電路中,如何聯接一個多大電阻,才能使小燈泡正常發光?
解:由於P=3瓦,U=6伏
∴I=P/U=3瓦/6伏=0.5安
由於總電壓8伏大於電燈額定電壓6伏,應串聯一隻電阻R2 如右圖,
因此U2=U-U1=8伏-6伏=2伏
∴R2=U2/I=2伏/0.5安=4歐。答:(略)
⒍並聯電路特點:
①U=U1=U2 ②I=I1+I2 ③1/R=1/R1+1/R2 或 ④I1R1=I2R2
電阻不同的兩導體並聯:電阻較大的通過的電流較小,通過電流較大的導體電阻小。
例:如圖R2=6歐,K斷開時安培表的示數為0.4安,K閉合時,A表示數為1.2安。求:①R1阻值 ②電源電壓 ③總電阻
已知:I=1.2安 I1=0.4安 R2=6歐
求:R1;U;R
解:∵R1、R2並聯
∴I2=I-I1=1.2安-0.4安=0.8安
根據歐姆定律U2=I2R2=0.8安×6歐=4.8伏
又∵R1、R2並聯 ∴U=U1=U2=4.8伏
∴R1=U1/I1=4.8伏/0.4安=12歐
∴R=U/I=4.8伏/1.2安=4歐 (或利用公式 計算總電阻) 答:(略)
十二、電能
⒈電功W:電流所做的功叫電功。電流作功過程就是電能轉化為其它形式的能。
公式:W=UQ W=UIt=U2t/R=I2Rt W=Pt 單位:W焦 U伏特 I安培 t秒 Q庫 P瓦特
⒉電功率P:電流在單位時間內所作的電功,表示電流作功的快慢。【電功率大的用電器電流作功快。】
公式:P=W/t P=UI (P=U2/R P=I2R) 單位:W焦 U伏特 I安培 t秒 Q庫 P瓦特
⒊電能表(瓦時計):測量用電器消耗電能的儀表。1度電=1千瓦時=1000瓦×3600秒=3.6×106焦耳
例:1度電可使二隻「220V、40W」電燈工作幾小時?
解 t=W/P=1千瓦時/(2×40瓦)=1000瓦時/80瓦=12.5小時
十三、磁
1.磁體、磁極【同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引】
物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫磁性。具有磁性的物質叫磁體。磁體的磁極總是成對出現的。
2.磁場:磁體周圍空間存在著一個對其它磁體發生作用的區域。
磁場的基本性質是對放入其中的磁體產生磁力的作用。
磁場方向:小磁針靜止時N極所指的方向就是該點的磁場方向。磁體周圍磁場用磁感線來表示。
地磁北極在地理南極附近,地磁南極在地理北極附近。
3.電流的磁場:奧斯特實驗表明電流周圍存在磁場。
通電螺線管對外相當於一個條形磁鐵。
通電螺線管中電流的方向與螺線管兩端極性的關系可以用右手螺旋定則來判定。
參照物:判斷一個物體運動必須選取另一個物體作標准,這個被選作標準的物體叫參照物。
⒉勻速直線運動:
①比較運動快慢的兩種方法:a 比較在相等時間里通過的路程。b 比較通過相等路程所需的時間。
②公式: 1米/秒=3.6千米/時。
三、力
⒈力F:力是物體對物體的作用。物體間力的作用總是相互的。
力的單位:牛頓(N)。測量力的儀器:測力器;實驗室使用彈簧秤。
力的作用效果:使物體發生形變或使物體的運動狀態發生改變。
物體運動狀態改變是指物體的速度大小或運動方向改變。
⒉力的三要素:力的大小、方向、作用點叫做力的三要素。
力的圖示,要作標度;力的示意圖,不作標度。
⒊重力G:由於地球吸引而使物體受到的力。方向:豎直向下。
重力和質量關系:G=mg m=G/g
g=9.8牛/千克。讀法:9.8牛每千克,表示質量為1千克物體所受重力為9.8牛。
重心:重力的作用點叫做物體的重心。規則物體的重心在物體的幾何中心。
⒋二力平衡條件:作用在同一物體;兩力大小相等,方向相反;作用在一直線上。
物體在二力平衡下,可以靜止,也可以作勻速直線運動。
物體的平衡狀態是指物體處於靜止或勻速直線運動狀態。處於平衡狀態的物體所受外力的合力為零。
⒌同一直線二力合成:方向相同:合力F=F1+F2 ;合力方向與F1、F2方向相同;
方向相反:合力F=F1-F2,合力方向與大的力方向相同。
⒍相同條件下,滾動摩擦力比滑動摩擦力小得多。
滑動摩擦力與正壓力,接觸面材料性質和粗糙程度有關。【滑動摩擦、滾動摩擦、靜摩擦】
7.牛頓第一定律也稱為慣性定律其內容是:一切物體在不受外力作用時,總保持靜止或勻速直線運動狀態。 慣性:物體具有保持原來的靜止或勻速直線運動狀態的性質叫做慣性。
四、密度
⒈密度ρ:某種物質單位體積的質量,密度是物質的一種特性。
公式: m=ρV 國際單位:千克/米3 ,常用單位:克/厘米3,
關系:1克/厘米3=1×103千克/米3;ρ水=1×103千克/米3;
讀法:103千克每立方米,表示1立方米水的質量為103千克。
⒉密度測定:用托盤天平測質量,量筒測固體或液體的體積。
面積單位換算:
1厘米2=1×10-4米2,
1毫米2=1×10-6米2。
五、壓強
⒈壓強P:物體單位面積上受到的壓力叫做壓強。
壓力F:垂直作用在物體表面上的力,單位:牛(N)。
壓力產生的效果用壓強大小表示,跟壓力大小、受力面積大小有關。
壓強單位:牛/米2;專門名稱:帕斯卡(Pa)
公式: F=PS 【S:受力面積,兩物體接觸的公共部分;單位:米2。】
改變壓強大小方法:①減小壓力或增大受力面積,可以減小壓強;②增大壓力或減小受力面積,可以增大壓強。
⒉液體內部壓強:【測量液體內部壓強:使用液體壓強計(U型管壓強計)。】
產生原因:由於液體有重力,對容器底產生壓強;由於液體流動性,對器壁產生壓強。
規律:①同一深度處,各個方向上壓強大小相等②深度越大,壓強也越大③不同液體同一深度處,液體密度大的,壓強也大。 [深度h,液面到液體某點的豎直高度。]
公式:P=ρgh h:單位:米; ρ:千克/米3; g=9.8牛/千克。
⒊大氣壓強:大氣受到重力作用產生壓強,證明大氣壓存在且很大的是馬德堡半球實驗,測定大氣壓強數值的是托里拆利(義大利科學家)。托里拆利管傾斜後,水銀柱高度不變,長度變長。
1個標准大氣壓=76厘米水銀柱高=1.01×105帕=10.336米水柱高
測定大氣壓的儀器:氣壓計(水銀氣壓計、盒式氣壓計)。
大氣壓強隨高度變化規律:海拔越高,氣壓越小,即隨高度增加而減小,沸點也降低。
六、浮力
1.浮力及產生原因:浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)對它向上托的力叫浮力。方向:豎直向上;原因:液體對物體的上、下壓力差。
2.阿基米德原理:浸在液體里的物體受到向上的浮力,浮力大小等於物體排開液體所受重力。
即F浮=G液排=ρ液gV排。 (V排表示物體排開液體的體積)
3.浮力計算公式:F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下壓力差
4.當物體漂浮時:F浮=G物 且 ρ物<ρ液 當物體懸浮時:F浮=G物 且 ρ物=ρ液
當物體上浮時:F浮>G物 且 ρ物<ρ液 當物體下沉時:F浮<G物 且 ρ物>ρ液
七、簡單機械
⒈杠桿平衡條件:F1l1=F2l2。力臂:從支點到力的作用線的垂直距離
通過調節杠桿兩端螺母使杠桿處於水位置的目的:便於直接測定動力臂和阻力臂的長度。
定滑輪:相當於等臂杠桿,不能省力,但能改變用力的方向。
動滑輪:相當於動力臂是阻力臂2倍的杠桿,能省一半力,但不能改變用力方向。
⒉功:兩個必要因素:①作用在物體上的力;②物體在力方向上通過距離。W=FS 功的單位:焦耳
3.功率:物體在單位時間里所做的功。表示物體做功的快慢的物理量,即功率大的物體做功快。
W=Pt P的單位:瓦特; W的單位:焦耳; t的單位:秒。
八、光
⒈光的直線傳播:光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的。小孔成像、影子、光斑是光的直線傳播現象。
光在真空中的速度最大為3×108米/秒=3×105千米/秒
⒉光的反射定律:一面二側三等大。【入射光線和法線間的夾角是入射角。反射光線和法線間夾角是反射角。】
平面鏡成像特點:虛像,等大,等距離,與鏡面對稱。物體在水中倒影是虛像屬光的反射現象。
⒊光的折射現象和規律: 看到水中筷子、魚的虛像是光的折射現象。
凸透鏡對光有會聚光線作用,凹透鏡對光有發散光線作用。 光的折射定律:一面二側三隨大四空大。
⒋凸透鏡成像規律:[U=f時不成像 U=2f時 V=2f成倒立等大的實像]
物距u 像距v 像的性質 光路圖 應用
u>2f f<v<2f 倒縮小實 照相機
f<u<2f v>2f 倒放大實 幻燈機
u<f 放大正虛 放大鏡
⒌凸透鏡成像實驗:將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上,使燭焰中心、凸透鏡中心、光屏中心在同一個高度上。
九、熱學:
⒈溫度t:表示物體的冷熱程度。【是一個狀態量。】
常用溫度計原理:根據液體熱脹冷縮性質。
溫度計與體溫計的不同點:①量程,②最小刻度,③玻璃泡、彎曲細管,④使用方法。
⒉熱傳遞條件:有溫度差。熱量:在熱傳遞過程中,物體吸收或放出熱的多少。【是過程量】
熱傳遞的方式:傳導(熱沿著物體傳遞)、對流(靠液體或氣體的流動實現熱傳遞)和輻射(高溫物體直接向外發射出熱)三種。
⒊汽化:物質從液態變成氣態的現象。方式:蒸發和沸騰,汽化要吸熱。
影響蒸發快慢因素:①液體溫度,②液體表面積,③液體表面空氣流動。蒸發有致冷作用。
⒋比熱容C:單位質量的某種物質,溫度升高1℃時吸收的熱量,叫做這種物質的比熱容。
比熱容是物質的特性之一,單位:焦/(千克℃) 常見物質中水的比熱容最大。
C水=4.2×103焦/(千克℃) 讀法:4.2×103焦耳每千克攝氏度。
物理含義:表示質量為1千克水溫度升高1℃吸收熱量為4.2×103焦。
⒌熱量計算:Q放=cm⊿t降 Q吸=cm⊿t升
Q與c、m、⊿t成正比,c、m、⊿t之間成反比。⊿t=Q/cm
6.內能:物體內所有分子的動能和分子勢能的總和。一切物體都有內能。內能單位:焦耳
物體的內能與物體的溫度有關。物體溫度升高,內能增大;溫度降低內能減小。
改變物體內能的方法:做功和熱傳遞(對改變物體內能是等效的)
7.能的轉化和守恆定律:能量即不會憑空產生,也不會憑空消失,它只會從一種形式轉化為其它形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,而能的總量保持不變。
十、電路
⒈電路由電源、電鍵、用電器、導線等元件組成。要使電路中有持續電流,電路中必須有電源,且電路應閉合的。 電路有通路、斷路(開路)、電源和用電器短路等現象。
⒉容易導電的物質叫導體。如金屬、酸、鹼、鹽的水溶液。不容易導電的物質叫絕緣體。如木頭、玻璃等。
絕緣體在一定條件下可以轉化為導體。
⒊串、並聯電路的識別:串聯:電流不分叉,並聯:電流有分叉。
【把非標准電路圖轉化為標準的電路圖的方法:採用電流流徑法。】
十一、電流定律
⒈電量Q:電荷的多少叫電量,單位:庫侖。
電流I:1秒鍾內通過導體橫截面的電量叫做電流強度。 Q=It
電流單位:安培(A) 1安培=1000毫安 正電荷定向移動的方向規定為電流方向。
測量電流用電流表,串聯在電路中,並考慮量程適合。不允許把電流表直接接在電源兩端。
⒉電壓U:使電路中的自由電荷作定向移動形成電流的原因。電壓單位:伏特(V)。
測量電壓用電壓表(伏特表),並聯在電路(用電器、電源)兩端,並考慮量程適合。
⒊電阻R:導電物體對電流的阻礙作用。符號:R,單位:歐姆、千歐、兆歐。
電阻大小跟導線長度成正比,橫截面積成反比,還與材料有關。【 】
導體電阻不同,串聯在電路中時,電流相同(1∶1)。 導體電阻不同,並聯在電路中時,電壓相同(1:1)
⒋歐姆定律:公式:I=U/R U=IR R=U/I
導體中的電流強度跟導體兩端電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
導體電阻R=U/I。對一確定的導體若電壓變化、電流也發生變化,但電阻值不變。
⒌串聯電路特點:
① I=I1=I2 ② U=U1+U2 ③ R=R1+R2 ④ U1/R1=U2/R2
電阻不同的兩導體串聯後,電阻較大的兩端電壓較大,兩端電壓較小的導體電阻較小。
例題:一隻標有「6V、3W」電燈,接到標有8伏電路中,如何聯接一個多大電阻,才能使小燈泡正常發光?
解:由於P=3瓦,U=6伏
∴I=P/U=3瓦/6伏=0.5安
由於總電壓8伏大於電燈額定電壓6伏,應串聯一隻電阻R2 如右圖,
因此U2=U-U1=8伏-6伏=2伏
∴R2=U2/I=2伏/0.5安=4歐。答:(略)
⒍並聯電路特點:
①U=U1=U2 ②I=I1+I2 ③1/R=1/R1+1/R2 或 ④I1R1=I2R2
⑦ 計算物理學的研究方法
計算物理學具體的方法有:蒙特卡羅方法(不確定性方法)、分子動力學方法(確定性)有限差分法,有限元素法,計算機代數(mathmatic,matlab),神經元網路方法,元胞自動機方法,高性能並行計算。
一個多粒子體系的實驗可以觀測的物理量(狀態量)的數值可以由其涉及的態的量值的總的統計平均求得。實際上按照產生位形變化的方法,有兩類方法對有限的系列態的物理量做統計平均。 確定性模擬方法即統計物理中的MD方法。這個方法廣泛用於研究經典的多粒子體系。其按體系內部的內稟動力學規律(??)來計算並確定其位形的轉變。首先需要建立一組分子的運動方程,通過直接對系統中的一個個分子運動方程的數值求解,得到各個時刻的分子的坐標和動量,即相空間中的軌跡,利用統計力學計算方法得到多體系統的靜態或者動態性質,從而得到系統的宏觀性質。該法特徵是一個體系,一段時間,其方程組的建立要通過對物理體系的微觀數學描述給出,微觀體系中每隔分子各自服從經典的牛頓力學,而每個分子運動的內稟動力學是利用理論力學上的哈密頓量或者拉格朗日量來描述,或者用牛頓運動方程表示。方法中不存在隨機因素。該法是實現玻爾茲曼(boltzmann)的統計力學,可以處理與時間有關的過程,因而可以處理非平衡態問題。缺點是程序復雜,計算量大,占內存多。
原則上MD方法適用的微觀物理體系並無限制,這個方法適用於少體和多體系統,也可以是點粒子系統或者具有內部結構的系統,也可以是分子系統或者其他粒子系統。
但是上述兩種模擬方法都面臨基本限制:其一有限的觀測時間,其二是有限系統大小。人們通常感興趣於體系在熱力學極限(粒子數趨於無窮多時)的性質,因此計算機模擬有限體系可能會出現有限尺寸效應,為減小該效應,人們引入周期性,全發射,漫反射等邊界條件。當然同時邊界條件的引入也會引起體系某些性質的變化。 另外,體系的運動方程組採用計算機進行數值求解時,要將方程離散化為有限差分法。常用的方法有歐拉法,龍格-庫塔法,辛普生法等。數值計算的誤差階數顯然也取決於所採用的數值求解方法的近似階數,原則上計算機計算速度足夠大,內存足夠多,可以使得誤差降低。
MD方法中,最自然的應用是微正則系綜,這時能量是守恆的。當我們要研究溫度和壓力是常量的系統時,系統不能是封閉的。MD方法中常常是在想像中將系統放入熱浴和壓浴中,實際上在計算中往往是對某些自由度進行限制和約束來實現的。例如恆溫時是保證其體系的平均動能不變,為此設計新的演算法,由於新的約束出現,我們並不是處理一個真正的正則系綜,實際上是僅僅復制了系綜的位形部分。理論上講,只要這個約束沒有破壞一個狀態到另一個狀態的馬爾可夫特性(???),這樣做就是可行的,當然其動力學性質可能會受到這一約束的影響。
自20世紀50年代以來,MD方法得到廣泛應用,取得一定成功。例如對於氣體或液體的狀態方程,相變問題,吸附問題,擴散問題,以及非平衡過程的問題研究,應用范圍從化學反應、生物學的蛋白質,重離子的碰撞,材料設計,納米科技等廣泛的學科和研究領域。
⑧ 物理方法有哪幾種
常見的物理方法有控制變數法、理想模型法、轉換法、等效替代法、類比法、比較法、實驗推理法、比值定義法、歸納法、估測法。
1、控制變數法:當某一物理量受到幾個不同物理量的影響,為了確定各個不同物理量的影響,要控制某些量,使其固定不變,改變某一個量,看所研究的物理量與該物理量之間的關系。如:研究液體的壓強與液體密度和深度的關系。
2、理想模型法:在用物理規律研究問題時,常需要對它們進行必要的簡化,忽略次要因素,以突出主要矛盾。用這種理想化的方法將實際中的事物進行簡化,便可得到一系列的物理模型。
3、轉換法:物理學中對於一些看不見、摸不著的現象或不易直接測量的物理量,通常用一些非常直觀的現象去認識,或用易測量的物理量間接測量,這種研究問題的方法叫轉換法。
4、等效替代法:等效的方法是指面對一個較為復雜的問題,提出一個簡單的方案或設想,而使它們的效果完全相同,將問題化難為易,求得解決。
5、類比法:根據兩個(或兩類)對象之間在某些方面的相同或相似而推出它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。
6、比較法:通過觀察,分析,找出研究對象的相同點和不同點,它是認識事物的一種基本方法。如:比較發電機和電動機工作原理的異同。
7、實驗推理法:是在觀察實驗的基礎上,忽略次要因素,進行合理的推想,得出結論,達到認識事物本質的目的。如:研究物體運動狀態與力的關系實驗;研究聲音的傳播實驗等。
8、比值定義法:就是用兩個基本的物理量的「比」來定義一個新的物理量的方法。其特點是被定義的物理量往往是反映物質的最本質的屬性,它不隨定義所用的物理量的大小取捨而改變。如:速度、密度、壓強、功率、比熱容、熱值等概念公式採取的都是這樣的方法。
9、歸納法:從一般性較小的前提出發,推出一般性較大的結論的推理方法叫歸納法。
10、估測法:根據題目給定的條件或數量關系,可以不精確計算,而經分析、推理或進行簡單的心算就能找出答案的一種解題方法。它的最大優點是不需要精確計算,只要對數據進行粗略估計或模糊計算,就能使問題迎刃而解。
物理故事
牛頓一人在家中的果園中,由於邊走路邊思考問題,無意間撞到園中的蘋果樹,這時一個蘋果正好砸在牛頓的頭上。牛頓突然從問題中醒悟過來,撿起了蘋果,這時他又陷入一個問題:為什麼蘋果會落到地上,而不是飄上天空。最終牛頓提出一個舉世定律:萬有引力。
⑨ 初中物理計算題解題方法與技巧
初中物理計算題解題方法與技巧如下:
1、分類法:
初中物理對所學概念進行分類,找出它們的相同點和不同點,初中物理學的概念可分為四小類:
①概念的物理量是幾個物理量的積,例如:功、熱量。
②概念是幾個物理量的比值,如:速度、密度、壓強、功率、效率。
③概念反應物質的屬性,例如:密度、比熱、燃燒值、熔點、沸點、電阻率、摩擦系數等。
④概念沒有定義式,只是描述性的,如力、沸點、溫度。
2、對比法:
對於反映初中物理兩個互為可逆的物理量可用這種方法進行學習,例如:熔解與凝固、汽化與液化、升華與凝華、有用功與額外功。
3、比較法:
對於概念中有相同字眼的相似相關概念利用相比較學習的方法可以找出相同點和不同點,建立內在聯系。例如「重力」與「壓力」、「壓力與壓強」 、「功與功率」 、「功率與效率」「虛像與實像」、「放大與變大」等。
此外,還有:粒子物理學、原子核物理學、原子與分子物理學、固體物理學、凝聚態物理學、激知如光物理學、等離子體物理學、地球物理學、生物物理學、天體物理學等等。
⑩ 初中物理計算題解題方法技巧
初中物理的解題需要掌握一些方法,不然的話每一道題都要花費大量的時間去計算,將會得不償失,我在這里整理了相關資料,希望能幫助到您。
初中物理計算題解題方法技巧
1.分析法:把從所求結論追溯到已知條件的方法稱為分析法。用分析法探求解題思路是初中解題中用得較多得的方法,也稱為反推法。當遇到一個問題不知如何入手時,可從「結論」出發,一步步往回探索,這樣就會摸清路子。分析法解題的程序為:
(1)反復讀題找條件:找出題目給出的直接條件、間接條件及隱含條件;
(2)確定對象作簡圖;
(3)分析過程找規律:在分析過程中,找出解題所需要的物理概念、定律、公式等;
(4)返回列式求答案:按分析過程的順序,一步步返回結論。
分析法解物理題的好處:目標集中,方向明確,過程嚴密,由果索因,步步為營,理論根據充分,很容易成功,並有利於培養學生的邏輯思維能力。
2.假設法:在解答某些物理習題時,若能針對問題進行一些合理而又巧妙的假設,就會使問題易於理解,易於分析和求解,收到化難為易的功效。有時對於某些習題的題設條件明顯不足,給解題造成困難時,若能假設一些合理的條件,則會使問題迎刃而解。
3.整體思維法:就是把彼此獨立而又有一定聯系的物體或物理過程作為一個整體來分析處理的方法。
4.簡化法
這種方法是把題目中的復雜情境或復雜現象進行梳理,找出題目中的相關環節或相關點,使要解決的復雜的問題突出某個物理量的關系或某個規律特點.這樣使復雜得到簡化,可以在計算解答的過程中減少一些混淆和混亂,把要解答的問題解決.例如電路中的電流表可以當作導線,電壓表當作斷路對電路進行簡化,判斷電路是並聯還是串聯。
5.隱含條件法
這種方法是通過審題,從題目中所敘述的物理現象或給出的物理情境及元件設備等各個環節中,挖掘出解答問題所需要的隱含在其中的條件,這種挖掘隱含條件能使計算環節減少,而且所得到的答案誤差也小.
6.極值法
這種方法也叫端點法.它對不定值問題和變化范圍問題的解答有重要的實用價值.用這種方法解答問題時,應改弄清要研究的是哪個變化的物理量的值或者是哪個物理量的變化范圍,然後確定變化的規律或方向,最後用相對應的物理規律或物理概念,一個對應點一個對應點地計算取值.例如:連接有滑動變阻器的電路,當滑片P從a端移到b端時,求電路的電流表(或電壓表)的示數變化范圍,或者反過來告訴你某個表的示數變化范圍,讓你利用這些數據求某個未知物理量等。
7.定義法
就是根據物理量的定義式來直接求解問題的方法。比如利用速度公式v=s/t求速度;壓強公式p=F/S(普遍使用)求壓強;液體壓強公式p=ρgh結合p=F/S求壓力;浮力定義式
F=F2-F1求解浮力等等。
解題注意事項
1.認真理解題意。為了便於打開思路,對試題所描述的物理過程形成清晰的認識,經常需要畫出受力分析圖、電路圖或根據題意將「題干」中的一些信息遷移到圖形上,從而「題形結合」形成一個直觀的整體。
2.注意題目中的隱含條件。在物理試題中經常出現一些諸如「光滑」、「靜止」、「漂浮」和「家庭電路」等常見關鍵詞,它們隱含的條件分別是「不考慮摩擦力」、「二力平衡」、「浮力等於重力」和「電壓為220V」 等,我們在審題時只有抓住這些「題眼」,才可能使問題得到順利解決
3.明確所求逆向思維。有些計算題的題干很長,甚至還有一些「干擾條件」包含在其中,這時候,如果從條件入手短時間不容易打開思路,而抓住所求量,聯想相關的物理公式,逆向思維,往往會勢如破竹,使問題迎刃而解。
4.關注細節問題。如單位要統一;相同符號所代表的幾個物理量要用不同下標予以區別;每個公式的適用條件,不能亂套公式;注意「同一性」,即公式中的各個物理量要對應「同一物體」和「同一時刻」等。