以力和能为主线，建立高中物理知识网络.doc

以力和能为主线，建立高中物理知识网络 江苏省特级教师 戴儒京 高中物理，有5个分支：力学、热学、电磁学、光学和原子物理学等，其中以力学和电磁学为重点。这5部分内容，研究对象、研究方法有所不同，但可以用力和能这两条主线联系起来，建立高中物理知识网络：力做功，功变能，能守恒。 一．力 力学 按性质分： 1.重力：G=mg方向竖直向下g=9.8m/s2 ≈10 m/s2 作用点在重心 适用于地球表面附近。 2.弹力：胡克定律F=k 方向沿恢复形变方向 k：劲度系数(N/m) ，劲度系数K由弹簧自身决定， ：形变量(m) 3.摩擦力：滑动摩擦力f=μN 与物体相对运动方向相反 μ：摩擦因数 N：正压力(N) ，摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关，由接触面材料特性与表面状况等决定。 静摩擦力0≤f静≤fm 与物体相对运动趋势方向相反 fm为最大静摩擦力，fm略大于μN 一般视为fm≈μN 4.万有引力：万有引力定律F= G=6.67×10-11N·m2/kg2 方向在它们的连线上。 按效果分： 5．合力（牛顿第二定律），F为合力，a：加速度，与合外力方向一致。 6．向心力F心==== 主要物理量及单位： 频率（f）：赫（Hz）T）：秒（s），转速（n）：r/s，半径(r):米（m），线速度（V）：m/s ，角速度（ω）：rad/s ， 向心加速度（）：m/s2 注：（1）向心力可以由具体某个力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直。（2）做匀速圆周运动的物体，其向心力等于合力，并且向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，因此物体的动能保持不变，但动量不断改变。 变速圆周运动的物体，除了有向心力外还有切向力，其向心力不等于合力，其中向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，切向力只改变速度的大小，不改变速度的方向，因此物体的动能和动量都不断改变。F=-KX F:回复力 K:比例系数 X:位移 负号表示F与X方向始终相反。 （ ）。 (3-3) 热学 8．分子力 分子间存在相互作用的引力和斥力，引力随分子间的距离的增大而增大，斥力随分子间的距离的减小而增大，当分子间的距离等于（约为）时，合力为0，即分子力为0，当分子间的距离大于时，分子力为引力；当分子间的距离小于时，分子力为斥力。分子力F与分子间的距离的关系如图所示。 分子间的引力和斥力 (1) rr0 f引f斥 F分子力表现为斥力 (2) r=r0 f引=f斥 F分子力=0 E分子势能=Emin(最小值) (3) rr0 f引f斥 F分子力表现为引力 分子力图线 电磁学 9.静电力F= K=9.0×109N·m2/c2 方向在它们的连线上,同性相斥异性相吸。 10.电场力F=Eq E：场强N/C q：电量C 正电荷受的电场力与场强方向相同，负电荷受的电场力与场强方向相反。 11.安培力F=BILsinθ θ为B与L的夹角 当 L⊥B时: F=BIL ， B//L时: F=0 12.洛仑兹力f=qVBsinθ θ为B与V的夹角 当V⊥B时： f=qVB ， V//B时: f=0 注: 物理量符号及单位 B：磁感强度(T)， L：导线有效长度(m)， I:电流强度(A)，V：带电粒子速度(m/S), q:带电粒子（带电体）电量(C)，(5)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。注意：当电荷为负时，四指指向速度的反方向，大拇指指向洛仑兹力的方向。 （3-5）原子物理学 13．核力 核力是原子内核子（质子、中子等）之间的作用力，是短程力，非常巨大，尚待研究。 二、功和能（功是能量转化的量度） （一）功 1.功W=FScosα （定义式） W:功(J) F:恒力(N) S:位移(m) α:F、S间的夹角，方向相同时，W=FS；方向相反时，W=-FS。 2.重力做功Wab=mghab m:物体的质量 g=9.8≈10 hab：a与b高度差(hab=ha-hb)，斜面倾角为时，W=mgssin. 3.电场力做功Wab=qUab q:电量（C） Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=a-b 4.电功w=UIt （普适式） U：电压（V） I:电流(A) t:通电时间(S) 6.功率P=W/t (定义式,平均功率) P:功率[瓦(W)] W:t时间内所做的