高中物理知識結構體系 高中物理包括必修課1、2,共7章;選修課3-1、2、3、4、5,共19章;概括起來,整個高中物理知識體系可以分為力學、熱力學、光學、電磁學(電和磁)、原子物理五大學科部分;必修課1、2屬于力學部分;選修課3-1、3-2屬于電磁學內容;選修課3-4主要是光學;選修課3-5主要是原子物理,其中3章??(機械振動與機械波、動量守恒定律)為力學內容;除熱力學部分外,均為高中物理(選修課3-3不學習)除主要講座內容外,其他均在高中階段學習和深化;高中物理整個知識體系簡表 力學 靜力學(必修1) 運動學 力的概念及三種常見力 重力、彈力、摩擦力 力的合成與分解 物體的穩態(相互作用)直線運動 勻速直線運動、勻速加速直線運動 曲線運動(必修1、2) 【運動的合成與分解】(選修3-4) 拋射體的運動 勻速圓周運動 天體運動問題 機械振動(簡諧運動) 阻尼振動、受迫振動 機械波(橫波、縱波) 反射、折射、干涉、衍射、疊加、多普勒效應 動力學(運動與力) 牛頓運動定律 牛頓第一、第二、第三萬有引力定律及圓周運動 功與能量 功、功率 動能定理 機械能守恒定律(必修1、2) 動能、勢能勢能、彈性勢能(選修 3-5) 電 電場(靜電場) 動量和沖量 動量定理 體系動量守恒定律 力的特性 庫侖定律 電場強度 電場線 點電荷場強 均勻電場 場強 電場中帶電粒子的運動(選修 3-1) 能量的特性 電勢 電荷的能量(電勢) 電位差 電場功 力 電容器 電路(恒定電流)(選修 3-1) 電源 電動勢 內阻 電阻 串、并聯關系 閉電路歐姆定律 電流、電壓、功率 歐姆表 磁性 磁場(選修 3-1) 歐姆定律 電功、電力、電熱 電阻定律 磁場的產生 永磁體 磁場 電流 磁場 磁場的性質 磁通密度、磁通密度、磁通線安培力(左手定則)、洛倫茲力(左手定則) 帶電粒子在磁場中運動 電磁感應 磁通量 磁通密度產生的條件 切割磁通線的導體運動 法拉第電磁感應定律(一) 右手定則 (選修3-2)(選修3-4) 閉合電路所包圍區域內的磁通量變化 自感 電磁振蕩與電磁波 法拉第電磁 感應定律㈡ 楞次定律 互感 變壓器與電能傳輸 交流電 右手定則 光學幾何 光學 光的直線傳播【均勻介質】 本影、半影、日食、月食、針孔成像 光在真空中的速度 電磁波譜(選修3-4) 光的反射 反射定律、平面鏡成像 光的折射 折射定律、全反射現象光的色散 棱鏡:全反射 棱鏡 物理光學 光譜 發射光譜 連續、亮線光譜(本征吸收光譜 光譜分析) 光的波動性 光的干涉(雙縫、薄膜)、光的衍射(選修3-4、5) 光的粒子性 光子、光電效應 光的波粒二象性 電磁波譜 熱力學 【初中物理】【選修3-3】熱力學基礎知識 分子運動論 分子的隨機運動 擴散、布朗運動 動能(溫度) 相互作用力 勢能(體積) 物體的內能 分子的動能、熱能、物體的內能 熱與功 內能的轉化 功、熱傳遞 能量守恒定律 熱力學第一、第二定律 氣體的性質 氣體的狀態描述 物質的量、壓力、體積、溫度及其關系 質量理想 氣體狀態變化規律 克拉佩龍方程 確定質量理想 氣體狀態方程 等溫過程、等壓過程、等容過程 原子物理 【選修 3-5】 飽和蒸汽、非飽和蒸汽 空氣濕度 原子結構 原子核模型、玻爾理論、電α粒子散射實驗、輻射、衰變、人工變換、裂變、聚變云 原子核 下面概括各部分知識體系的結構和內容,并與教材(人教版)建立聯系; 力學知識結構體系 力學部分包括靜力學、運動學和動力學三部分 第 部分 靜力學 力的概念 定義 力是物體對物體的作用;因此,每一個現實的力都有施加力的物體和接受力的物體三個要素。 大小、方向、作用點 矢量性質 力的矢量性質表現在它不但有大小、方向,而且由其操作符和平行四邊形的形狀決定;力的作用表現在使物體發生變形和改變物體的運動狀態兩個方面;力的合成與分解:如果一個力的作用效果和幾個力的作用效果相同,那么由分力求出合力的運算叫做力的合成;由合力求出分力的運算叫做力的分解;重力是由地球對物體的吸引力產生的;方向:永遠垂直向下;大小G=mg;g為重力加速度,由于物體到地心距離的變化和地球自轉的影響,地球各地的g值不一樣;在地球表面,南極和北極處的g值較大,赤道處的g值較小;通常g=9。
8m/s2; 重心位置與物體的幾何形狀和質量分布有關; 任何兩個物體之間的吸引力稱為萬有引力,常見的有三種類型—— 11; 萬有引力常數G通常取為6.67×10 Nm2/kg2; 物體的重力可以認為是地球對該物體的萬有引力; 彈力 彈力發生在直接接觸并發生了變形的物體之間; 作用于支撐面的彈力垂直于支撐面; 作用于繩索的彈力沿繩索的收縮方向; 胡克定律F=kx,k稱為彈簧系數; 滑動摩擦 物體之間發生相對滑動時,產生阻礙接觸面間相對滑動的力,其方向與接觸面相切,與相對滑動方向相反; 其大小f=μN;N為接觸面間的摩擦壓力; μ為動摩擦系數,由兩接觸表面的材質及粗糙度決定;摩擦 靜摩擦 當互相接觸的物體有相對運動的趨勢時,沿接觸面便產生與相對運動趨勢相反方向的靜摩擦力;靜摩擦力的大小隨兩物體之間相對運動“趨勢”的強弱,在零至“最大靜摩擦力”之間變化;“最大靜摩擦力”的具體值,根據兩物體接觸面的材質條件、壓力等因素而不同; 物體穩定性的概念:當物體在幾種力的作用下,處于靜止狀態或勻速直線運動狀態時,稱這些力是穩定的,物體此時處于穩定狀態,合力為零; 匯聚力:作用在一個物體上的幾種力作用于一點,或者它們的延伸相交于一點; 物體在匯聚力作用下的穩定性條件:幾種力作用在一個物體上的合力為零網校頭條,即F總和=0,該物體是穩定的; “穩定力”與“相互作用力”的關系是:它們大小相等,方向相反,在同一直線上高中物理的物體結構有哪些,但“穩定力”的兩個作用點在同一物體上,而“相互作用力”的兩個力分別作用在兩個物體上; 物體穩定力的合成與一個力的分解,如果其效果與若干個力的效果相同,則這個力叫那幾個力的合力高中物理的物體結構有哪些,那幾個力叫這個力的分力; 由分力求出合力的操作叫力的合成; 由合力求出分力的操作叫力的分解;物體的組成與穩定性 一個力的分解,如果其作用和若干個力的作用相同,則這種力稱為這些力的概念v 2 2 t 2 PART II 運動力學 對質點的描述,忽略了物體的大小和形狀,把它看作是一個“有質量”的質點;能否看作是質點,和所討論問題的性質有關; 參考系運動是相對的;描述物體運動時,用來參照,觀察相對于它運動的物體;參考系可根據討論問題的簡潔性和方便性來選擇; 坐標系是描述物體運動時,在參考系上建立的合適的坐標系; 時間和位移都是描述質點運動的物理量;位移是矢量,時間是標量; 加速度方向與速度方向的關系,速度變化量與變化時間的比值,就是加速度,矢量,vm/s2;vtx,矢量,m/s;t。運動的合成與分解。知道部分運動來求合成運動叫運動的合成,知道合成運動來求部分運動叫運動的分解;運動的合成與分解遵循平行四邊形定律。 勻速直線運動 v=S/t 直線運動 勻速加速直線運動 直接接觸并發生了變形的物體之間產生彈力;作用于支撐面的彈力垂直于支撐面;自由落體運動 速度定律vt=gt 變速彈力沿繩索收縮方向;速度定律vt= v0 +at 位移定律 直線s v0t 1 at 2 2 速度位移關系vt v 02as 位移定律s 1 gt 22 運動 非勻速加速直線運動 平均速度,瞬時速度 速度位移關系2 2gh 萬有引力定律:FGMm ma;GMm mv;GMmm 2 R; GMm2 m 2 R 勻速圓周運動特點:所受的合外力永遠指向圓心(也叫向心力); 描述量:線速度V、角速度ω、向心加速度α、圓軌道半徑r、圓周運動周期T; R 2 應用范圍: R 2 R R2 R2 TV 2 2 4 2 兩點質量之間的引力,R為兩點質量之間的距離 兩質量分布均勻的球面之間的引力,R為兩球面中心距離 曲線運動定律: F= mr =mω r= mr T 2應用: 質量分布均勻的球面與球面外一個點質量之間的引力,R為球心與質點之間的距離。 天體運動問題分析。 人造地球衛星。 宇宙速度。 水平拋射物體的運動特點:初速度為水平方向,只受到重力作用;分析:水平勻速直線運動與豎直自由落體運動的合成運動; 規律: 水平方向vx=v0,x=v0t 垂直方向vy=gt,y1gt 22 合成速度vt2 2 vx vy與x正夾角tg θ=tg vyvx 曲線運動 加速度方向與速度方向的關系 直線運動中,速度增大,加速度與速度方向相同;速度減小,方向相反; 曲線運動 加速度方向與速度方向的關系 直線運動中,速度增大,加速度與速度方向相同;速度減小,方向相反; 運動描述 簡諧運動 物體在與離開穩定位置的位移成比例的恢復力作用下,始終指向穩定位置的振動叫簡諧振動;又叫無阻尼振動或恒幅振動; 特點:振幅恒定的自由振動; 描述:振幅A,周期T,頻率f=1/T; xt圖像:正弦曲線或余弦曲線振動能量:動能與勢能之和,與機械能守恒有關的物理量的周期變化:位移、恢復力、瞬時速度、瞬時加速度、動能與勢能等;力的特性:恢復力F=-kx=-mω2x自由基礎模型:①單擺(θ