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[!--downpath--]一、气体性质公式总结
1、二氧化碳状态热阻:
室内温度:
宏观上,物体的冷热程度;
在显微镜下,它是物体内部分子不规则运动剧烈程度的标志。
热力学温度与摄氏温度的关系:
T=t+273{T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}
第五卷:二氧化碳分子可以占据的空间
单位换算:1m3=103L=106mL
浮力p:在单位面积上,大量二氧化碳分子频繁撞击容器壁,形成连续均匀的压力。
标准大气压:
1atm=1.013×105Pa=(1Pa=1N/m2)
2、二氧化碳分子运动的特点:
分子间隙大; 既有碰撞瞬间,又有微弱的相互斥力; 分子运动的速度非常快。
3.理想二氧化碳的状态多项式:
p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=常数,T为热力学温度(K)}
笔记:
(1) 理想二氧化碳的内能与理想二氧化碳的体积无关,而与温度和物质的量有关;
(2)式3的建立条件是一定质量的理想二氧化碳。 使用公式时要注意水温的单位,t为摄氏温度(℃),T为热力学温度(K)。
2. 运动和力公式总结
1、牛顿第一运动定理(惯性定理):
物体具有惯性,始终保持匀速直线运动状态或静止状态,直到外力促使它改变这些状态
2. 牛顿第二运动定理:
Fhe=ma或a=Fhe/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}
3.牛顿第三运动定理:
F=-F'{负号表示方向相反,F和F'相互作用,平衡力与斥力和排斥力的区别,实际应用:反冲运动}
4.公共点力的平衡F=0,促进{正交分解法,三力收敛原理}
5.超重:FN>G,失重:FN
6、牛顿运动定理的适用条件:
适合解决低速运动问题,适合宏观物体,不适合处理高速问题,不适合微观粒子【见卷1 P67】
笔记:
平衡状态是物体处于静止状态或以恒定速度在直线上或处于恒定旋转状态的状态。
3. 力的合成与分解公式总结
1、合成同种或联机力量
同方向:F=F1+F2
反转:F=F1-F2(F1>F2)
2. 互角力的合成:
F=(F12+F22+α)1/2(正弦定律)
F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2
3、受力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4、力的正交分解:
Fx=Fcosβ, Fy=Fsinβ
(β为合力与x轴的倾角tgβ=Fy/Fx)
笔记:
(1) 力(矢量)的合成与分解服从平行四边形法则;
(2) 合力与分力的关系是等效替代关系,合力可以代替分力的联合作用,反之亦然;
(3)除公式法外,也可采用画图法求解。 此时应选择比例尺,严格画图;
(4)当F1和F2的值一定时,F1和F2之间的倾角(α角)越大,合力越小;
(5) 与直线上力的合成一样,可以沿直线取正方向,力的方向可以用正负号表示,可以分为代数运算。
4.常用受力公式总结
1、重力G=mg(方向垂直向上,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于月球表面附近)
2.胡克定律F=kx{方向沿恢复变形方向,k:刚度系数(N/m),x:变形量(m)}
3、滑动摩擦力F=μFN{与物体相对运动方向相反,μ:摩擦素数,FN:正压力(N)}
4、静摩擦力0≤≤fm(与物体相对运动方向相反,fm为最大静摩擦力)
5、万有引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在它们的连线上)
6、静电力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×/C2,方向在它们的连线上)
7、电场力F=Eq(E:场强N/C,q:电量C,正电荷上的电场力与场强同向)
8、安培力F=θ(θ为B与L的倾角,当L⊥B:F=BIL,B//L:F=0)
9、洛伦兹力f=θ(θ为B与V的倾角,当V⊥B:f=qVB,V//B:f=0)
笔记:
(1)刚度系数k由弹簧本身决定;
(2)摩擦素数μ与接触面的压力和大小无关,而是由接触面材料的特性和表面状况决定的;
(3) fm略小于μFN,通常认为fm≈μFN;
(4)其他相关内容:静摩擦力(大小、方向)[见第一卷P8];
(5) 化学量符号及单位 B:磁感应强度(T),L:有效宽度(m),I:电压硬度(A),V:带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(体)电(C);
(6)安培力和洛伦兹力的方向用右手定则判断。
五、万有引力公式总结
1、开普勒第三定理:
T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道直径,T:周期,K:常数(与行星质量无关,与中心天体质量有关)}
2、万有引力定律:
F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在他们的连线上)
3、天体上的重力和重力加速度:
GMm/R2=mg;g=GM/R2{R:天体直径(m),M:天体质量(kg)}
4. 卫星轨道速率、角速率、周期:
V=(GM/r)1/2; ω=(GM/r3)1/2; T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天体质量}
5. 第一(二、三)宇宙速度
V1=(g地r地)1/2
=(GM/r 地面)1/2
=7.9公里/秒; V2=11.2公里/秒; V3=16.7公里/秒
6.月球同步卫星
GMm/(r+h)2
=m4π2(r+h)/T2
{h≈, h: 离月球表面的高度, r : 月球的直径}
笔记:
(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F方向=F万;
(2) 天体的质量密度可以应用万有引力定律计算;
(3) 月球同步卫星只能在赤道上空运行,运行周期与月球自转周期相同;
(4)当卫星轨道直径变小时,势能变小,动能变大,速度变大,周期变小(合反);
(5)月球卫星的最大轨道速度和最小发射速度均为7.9km/s。
6、匀速圆周运动公式总结
1、线速度V=s/t=2πr/T
2、角速率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
5、周期与频率:T=1/f
6、角速度与线速度的关系:V=ωr
7、角速度与怠速的关系ω=2πn(此处频率与怠速同义)
八、主要化学量及单位:
弦长(s):米(m); 角度(Φ):弧度(rad); 频率(f):赫兹(Hz); 周期(T):秒(s); 怠速(n):r/s; 直径(r):米(m); 线速度(V):m/s; 角速度(ω):rad/s; 向心加速度:m/s2。
笔记:
(1) 向心力可以由比力、合力或分力提供。 方向始终垂直于速度方向并指向圆心;
(2)对于做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小
七、平抛公式总结
1、水平速度:Vx=Vo
2、垂直速度:Vy=gt
3.水平位移:x=Vot
4、垂直位移:y=gt2/2
5、运动时间t=(2y/g)1/2(一般表示为(2h/g)1/2)
6、综合率Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
组合速度方向和水平倾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7、组合位移:s=(x2+y2)1/2
位移方向与水平倾角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8、水平加速度:ax=0;
垂直加速度:ay=g
笔记:
(1)平抛运动是加速度为g的匀速变速曲线运动,一般可以看成是水平方向的匀速直线运动和垂直方向的自由落体运动的综合;
(2) 运动时间由下落高度h(y)决定,与水平投掷速率无关;
(3) θ与β的关系为tgβ=2tgα;
(4)时间t是解决平抛运动问题的关键;
(5) 做曲线运动的物体一定有加速度。 当速度方向与合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体作曲线运动。
8.垂直投掷运动公式总结
1.排量s=Vot-gt2/2
2、最终速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用的推导Vt2-Vo2=-2gs
4、最大上升高度Hm=Vo2/2g(以抛点计算)
5、往返时间t=2Vo/g(从抛回原位的时间)
笔记:
(1)全程加工:为匀速直线运动,向下为正方向,加速度取负值;
(2)分段加工:向下为匀速直线运动,向上为自由落体运动,具有对称性;
(3) 上升和下降过程具有对称性,如速度相等,在同一点相反。
9.自由落体公式总结
1.初始速率Vo=0
2.最终速度Vt=gt
3.跌落高度h=gt2/2(从Vo位置向上推算) 4.推测Vt2=2gh
笔记:
(1) 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,服从匀变直线运动定律;
(2) a=g=9.8m/s2≈10m/s2(赤道附近重力加速度小,比高山小,方向垂直向上)。
10.匀速直线运动公式总结
1、平均速度Vping=s/t(定义公式)
2.有用的推导Vt2-Vo2=2as
3、中间矩率Vt/2=Vping=(Vt+Vo)/2
4.最终速率Vt=Vo+at
5、中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2
6.排量s=V级t=Vot+at2/2=Vt/2t
7、加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo为正方向,a与Vo同向(加速度)a>0; 反向是一个
8.实验推导 Δs=aT2 {Δs为连续相邻等时(T)位移之差}
9、主要化学量及单位:初速度(Vo):m/s; 加速度(a):m/s2; 终端速度(Vt):m/s; 时间(t)秒(s); 排量(s):米(m); 距离:米; 速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
笔记:
(1) 平均速率是一个向量;
(2)物体速度大,加速度不一定大;
(3) a=(Vt-Vo)/t只是一个测量公式,不是决定性公式;
(4) 其他相关内容:质点、位移与距离、参考系、时间与力矩(见第一卷P19)/s--t图、v--t图/速度与速度、瞬时速度(见第一卷P24) ].
11.摩擦知识总结
1、摩擦力的定义:
当一个物体在另一物体表面作相对运动(或有运动趋势)时,所产生的限制相对运动(或阻碍相对运动趋势)的力称为摩擦力,可分为静摩擦力和滑动摩擦力.
2、摩擦形成条件:
①接触面粗糙;
② 相互接触的物体之间存在弹力;
③接触面之间存在相对运动(或相对运动趋势)。
解释:三个条件缺一不可,注意“相对”的理解很重要。
3、摩擦力的方向:
①静摩擦的方向总是与接触面相切,与相对运动方向相反。
②滑动摩擦的方向总是与接触面相切,与相对运动方向相反。
阐明:
(1)“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。
滑动摩擦的方向可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,也可以与运动方向倾斜。
(2) 滑动摩擦既可以作为动力,也可以作为阻力。
4、摩擦力的大小:
(1)静摩擦力的大小:
① 与相对运动趋势的强弱有关。 趋势越强,静摩擦力越大,但不能超过最大静摩擦力,即0≤f≤fm,但与接触面相互挤压力FN无直接关系。 具体尺寸可以结合物体的运动状态和动力学规律来求解。
②最大静摩擦力略小于滑动摩擦力。 在学阶段讨论问题时,如果没有特别说明,可以认为是等值的。
③作用:限制物体的相对运动趋势,但不一定限制物体的运动。 它可以是力量或阻力。
(2)滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力与压力成反比,即与一个物体对另一个物体表面的垂直排斥力成反比。
公式:F=μFN(F表示滑动摩擦力的大小,FN表示法向压力的大小,μ称为动摩擦素数)。
阐明:
①FN表示两个物体表面之间的压力弹力的计算公式中的k,本质上属于弹力,不属于重力,更多的情况需要结合运动条件和平衡条件来确定。
②μ与接触面材料及接触面状况有关,无单位。
③滑动摩擦力的大小与相对运动的快慢无关。
5、摩擦的疗效:它总是制约着物体之间的相对运动(或相对运动趋势),但并不总是制约着物体的运动,它可能是力,也可能是阻力。
说明:滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关,而仅由动摩擦素数和法向压力这两个原因决定,而动摩擦素数与两个接触面材料的性质和粗糙度有关。
12.能量守恒定理公式总结
1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol; 分子半径的量级为10-10米
2、油膜法测分子半径d=V/s {V:单分子油膜体积(m3),S:油膜表面积(m)2}
3、分子动力学理论内容:物质是由大量的分子组成的; 大量分子做不规则的热运动; 分子之间存在相互排斥。
4、分子间引力与作用力 (1) r10r0,f引力=f斥力≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0
5、热力学第一定理W+Q=ΔU{(做功和传热,这两种改变物体内能的形式在疗效上是等价的)
W:外界对物体所做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:减少的内能(J),涉及第一类永动机无法制造(见下册P40)}
6.热力学第二定律
克氏陈述:不可能将热量从高温物体传递到低温物体而不引起其他变化(热传导的方向性);
开尔文陈述:不可能从单一热源吸收热量并全部用于做功而不引起其他变化(机械能的方向性和内能转换){涉及第二类永动机不能生产[见第二卷P44]}
7、热力学第三定理:无法达到热力学零位{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零位)}
笔记:
(1) 布朗粒子不是分子,布朗粒子越小,布朗运动越显着,温度越高,越剧烈;
(2) 空气温度是分子平均动能的标志;
(3) 分子间的引力和作用力同时存在,随着分子宽度的减小而减小,但作用力比引力减弱得更快;
(4) 分子力做正功,分子势能减小,在r0时,F吸引=F排斥,分子势能最小;
(5)二氧化碳膨胀,外界对二氧化碳做负功W0; 吸热,Q>0
(6)物体的内能是指物体所有分子动能和分子势能的总和。 对于理想的二氧化碳,分子间斥力为零,分子势能为零;
(7) r0为分子处于平衡状态时分子间的距离;
(8) 其他相关内容:能量变换与定理[见下卷P41]/能源开发利用、环境保护[见下卷P47]/物体内能、分子动能、分子势能[见下卷P47] ].
13.功与能量转换公式总结
1、功:W=Fscosα(定义){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F与s之间的倾角}
2、重力功:wab=mghab{m:物体的质量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b的高度差(hab=ha-hb)}
3、电场力所做的功:Wab=qUab{q:电量(C),Uab:a、b间的电位差(V),即Uab=φa-φb}
4、电功率:W=UIt(通用){U:电流(V),I:电压(A),t:通电时间(s)}
5、功率:P=W/t(定义){P:功率[瓦特(W)],W:在t时间内所做的功(J),t:用于做功的时间(s)}
6、车辆牵引功率:P=Fv; Pping= {P:瞬时功率,Pping:平均功率}
7、车辆恒功率起步,恒加速度起步,汽车最大行驶速度(vmax=P量/f)
8、电功率:P=UI(通用){U:电路电流(V),I:电路电压(A)}
9、焦耳定理:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:电压硬度(A),R:内阻(Ω),t:通电时间(s)}
10.在纯内阻电路中
I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11、动能:Ek=mv2/2{Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}
12、重力势能:EP=mgh{EP:重力势能(J),g:重力加速度,h:垂直高度(m)(距零势能面)}
13、电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面)}
14、动能定律(对物体做正功,物体的动能减小):
W组合=mvt2/2-mvo2/2或W组合=ΔEK
{W合:外力对物体所做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
15、机械能守恒定律:
ΔE=0 或 EK1+EP1=EK2+EP2
也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.引力功与引力势能的变化(引力功等于物体引力势能增量的负值)WG=-ΔEP
笔记:
(1)功率的大小表示做功的快慢,做功的多少表示转换能量的多少;
(2) O0≤α
(3)重力(弹性力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性力、电场力、分子力)势能减小
(4)重力所做的功和电场力所做的功与路径无关(见两个公式2和3);
(5) 机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外,其他力都不做功,只是动能与势能的转换;
(6)其他能量单位换算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;
(7)弹簧弹性势能E=kx2/2与刚度系数和变形量有关。
14.冲量和动量公式总结
1、动量:p=mv{p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向同速度方向}
3、冲量:I=Ft{I:冲量(Ns),F:恒力(N),t:力作用时间(s)弹力的计算公式中的k,方向由F决定}
4、动量定律:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是一个向量公式}
5、动量守恒原理:p前总=p后总或p=p''也可以是m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
6、弹性碰撞:Δp=0; ΔEk=0 {即系统的动量和动能都守恒}
7.非弹性碰撞Δp=0;0