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[!--downpath--]一、氣體性質公式總結
1、二氧化碳狀態熱阻:
室內溫度:
宏觀上,物體的冷熱程度;
在顯微鏡下,它是物體內部分子不規則運動劇烈程度的標志。
熱力學溫度與攝氏溫度的關系:
T=t+273{T:熱力學溫度(K),t:攝氏溫度(℃)}
第五卷:二氧化碳分子可以占據的空間
單位換算:1m3=103L=106mL
浮力p:在單位面積上,大量二氧化碳分子頻繁撞擊容器壁,形成連續均勻的壓力。
標準大氣壓:
1atm=1.013×105Pa=(1Pa=1N/m2)
2、二氧化碳分子運動的特點:
分子間隙大; 既有碰撞瞬間,又有微弱的相互斥力; 分子運動的速度非常快。
3.理想二氧化碳的狀態多項式:
p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=常數,T為熱力學溫度(K)}
筆記:
(1) 理想二氧化碳的內能與理想二氧化碳的體積無關,而與溫度和物質的量有關;
(2)式3的建立條件是一定質量的理想二氧化碳。 使用公式時要注意水溫的單位,t為攝氏溫度(℃),T為熱力學溫度(K)。
2. 運動和力公式總結
1、牛頓第一運動定理(慣性定理):
物體具有慣性,始終保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到外力促使它改變這些狀態
2. 牛頓第二運動定理:
Fhe=ma或a=Fhe/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}
3.牛頓第三運動定理:
F=-F'{負號表示方向相反,F和F'相互作用,平衡力與斥力和排斥力的區別,實際應用:反沖運動}
4.公共點力的平衡F=0,促進{正交分解法,三力收斂原理}
5.超重:FN>G,失重:FN
6、牛頓運動定理的適用條件:
適合解決低速運動問題,適合宏觀物體,不適合處理高速問題,不適合微觀粒子【見卷1 P67】
筆記:
平衡狀態是物體處于靜止狀態或以恒定速度在直線上或處于恒定旋轉狀態的狀態。
3. 力的合成與分解公式總結
1、合成同種或聯機力量
同方向:F=F1+F2
反轉:F=F1-F2(F1>F2)
2. 互角力的合成:
F=(F12+F22+α)1/2(正弦定律)
F1⊥F2時:F=(F12+F22)1/2
3、受力大小范圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4、力的正交分解:
Fx=Fcosβ, Fy=Fsinβ
(β為合力與x軸??的傾角tgβ=Fy/Fx)
筆記:
(1) 力(矢量)的合成與分解服從平行四邊形法則;
(2) 合力與分力的關系是等效替代關系,合力可以代替分力的聯合作用,反之亦然;
(3)除公式法外,也可采用畫圖法求解。 此時應選擇比例尺,嚴格畫圖;
(4)當F1和F2的值一定時,F1和F2之間的傾角(α角)越大,合力越小;
(5) 與直線上力的合成一樣,可以沿直線取正方向,力的方向可以用正負號表示,可以分為代數運算。
4.常用受力公式總結
1、重力G=mg(方向垂直向上,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用點在重心,適用于月球表面附近)
2.胡克定律F=kx{方向沿恢復變形方向,k:剛度系數(N/m),x:變形量(m)}
3、滑動摩擦力F=μFN{與物體相對運動方向相反,μ:摩擦素數,FN:正壓力(N)}
4、靜摩擦力0≤≤fm(與物體相對運動方向相反,fm為最大靜摩擦力)
5、萬有引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在??它們的連線上)
6、靜電力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×/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,正電荷上的電場力與場強同向)
8、安培力F=θ(θ為B與L的傾角,當L⊥B:F=BIL,B//L:F=0)
9、洛倫茲力f=θ(θ為B與V的傾角,當V⊥B:f=qVB,V//B:f=0)
筆記:
(1)剛度系數k由彈簧本身決定;
(2)摩擦素數μ與接觸面的壓力和大小無關,而是由接觸面材料的特性和表面狀況決定的;
(3) fm略小于μFN,通常認為fm≈μFN;
(4)其他相關內容:靜摩擦力(大小、方向)[見第一卷P8];
(5) 化學量符號及單位 B:磁感應強度(T),L:有效寬度(m),I:電壓硬度(A),V:帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(體)電(C);
(6)安培力和洛倫茲力的方向用右手定則判斷。
五、萬有引力公式總結
1、開普勒第三定理:
T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道直徑,T:周期,K:常數(與行星質量無關,與中心天體質量有關)}
2、萬有引力定律:
F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在??他們的連線上)
3、天體上的重力和重力加速度:
GMm/R2=mg;g=GM/R2{R:天體直徑(m),M:天體質量(kg)}
4. 衛星軌道速率、角速率、周期:
V=(GM/r)1/2; ω=(GM/r3)1/2; T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質量}
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.月球同步衛星
GMm/(r+h)2
=m4π2(r+h)/T2
{h≈, h: 離月球表面的高度, r : 月球的直徑}
筆記:
(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F方向=F萬;
(2) 天體的質量密度可以應用萬有引力定律計算;
(3) 月球同步衛星只能在赤道上空運行,運行周期與月球自轉周期相同;
(4)當衛星軌道直徑變小時,勢能變小,動能變大,速度變大,周期變小(合反);
(5)月球衛星的最大軌道速度和最小發射速度均為7.9km/s。
6、勻速圓周運動公式總結
1、線速度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、周期與頻率:T=1/f
6、角速度與線速度的關系:V=ωr
7、角速度與怠速的關系ω=2πn(此處頻率與怠速同義)
八、主要化學量及單位:
弦長(s):米(m); 角度(Φ):弧度(rad); 頻率(f):赫茲(Hz); 周期(T):秒(s); 怠速(n):r/s; 直徑(r):米(m); 線速度(V):m/s; 角速度(ω):rad/s; 向心加速度:m/s2。
筆記:
(1) 向心力可以由比力、合力或分力提供。 方向始終垂直于速度方向并指向圓心;
(2)對于做勻速圓周運動的物體,其向心力等于合力,向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小
七、平拋公式總結
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、運動時間t=(2y/g)1/2(一般表示為(2h/g)1/2)
6、綜合率Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
組合速度方向和水平傾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7、組合位移:s=(x2+y2)1/2
位移方向與水平傾角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8、水平加速度:ax=0;
垂直加速度:ay=g
筆記:
(1)平拋運動是加速度為g的勻速變速曲線運動,一般可以看成是水平方向的勻速直線運動和垂直方向的自由落體運動的綜合;
(2) 運動時間由下落高度h(y)決定,與水平投擲速率無關;
(3) θ與β的關系為tgβ=2tgα;
(4)時間t是解決平拋運動問題的關鍵;
(5) 做曲線運動的物體一定有加速度。 當速度方向與合力(加速度)方向不在同一直線上時,物體作曲線運動。
8.垂直投擲運動公式總結
1.排量s=Vot-gt2/2
2、最終速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用的推導Vt2-Vo2=-2gs
4、最大上升高度Hm=Vo2/2g(以拋點計算)
5、往返時間t=2Vo/g(從拋回原位的時間)
筆記:
(1)全程加工:為勻速直線運動,向下為正方向,加速度取負值;
(2)分段加工:向下為勻速直線運動,向上為自由落體運動,具有對稱性;
(3) 上升和下降過程具有對稱性,如速度相等,在同一點相反。
9.自由落體公式總結
1.初始速率Vo=0
2.最終速度Vt=gt
3.跌落高度h=gt2/2(從Vo位置向上推算) 4.推測Vt2=2gh
筆記:
(1) 自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,服從勻變直線運動定律;
(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.勻速直線運動公式總結
1、平均速度Vping=s/t(定義公式)
2.有用的推導Vt2-Vo2=2as
3、中間矩率Vt/2=Vping=(Vt+Vo)/2
4.最終速率Vt=Vo+at
5、中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2
6.排量s=V級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(加速度)a>0; 反向是一個
8.實驗推導 Δs=aT2 {Δs為連續相鄰等時(T)位移之差}
9、主要化學量及單位:初速度(Vo):m/s; 加速度(a):m/s2; 終端速度(Vt):m/s; 時間(t)秒(s); 排量(s):米(m); 距離:米; 速度單位換算:1m/s=3.6km/h。
筆記:
(1) 平均速率是一個向量;
(2)物體速度大,加速度不一定大;
(3) a=(Vt-Vo)/t只是一個測量公式,不是決定性公式;
(4) 其他相關內容:質點、位移與距離、參考系、時間與力矩(見第一卷P19)/s--t圖、v--t圖/速度與速度、瞬時速度(見第一卷P24) ].
11.摩擦知識總結
1、摩擦力的定義:
當一個物體在另一物體表面作相對運動(或有運動趨勢)時,所產生的限制相對運動(或阻礙相對運動趨勢)的力稱為摩擦力,可分為靜摩擦力和滑動摩擦力.
2、摩擦形成條件:
①接觸面粗糙;
② 相互接觸的物體之間存在彈力;
③接觸面之間存在相對運動(或相對運動趨勢)。
解釋:三個條件缺一不可,注意“相對”的理解很重要。
3、摩擦力的方向:
①靜摩擦的方向總是與接觸面相切,與相對運動方向相反。
②滑動摩擦的方向總是與接觸面相切,與相對運動方向相反。
闡明:
(1)“與相對運動方向相反”不能等同于“與運動方向相反”。
滑動摩擦的方向可以與運動方向相同,也可以與運動方向相反,也可以與運動方向傾斜。
(2) 滑動摩擦既可以作為動力,也可以作為阻力。
4、摩擦力的大小:
(1)靜摩擦力的大小:
① 與相對運動趨勢的強弱有關。 趨勢越強,靜摩擦力越大,但不能超過最大靜摩擦力,即0≤f≤fm,但與接觸面相互擠壓力FN無直接關系。 具體尺寸可以結合物體的運動狀態和動力學規律來求解。
②最大靜摩擦力略小于滑動摩擦力。 在學階段討論問題時,如果沒有特別說明,可以認為是等值的。
③作用:限制物體的相對運動趨勢,但不一定限制物體的運動。 它可以是力量或阻力。
(2)滑動摩擦力的大小:
滑動摩擦力與壓力成反比,即與一個物體對另一個物體表面的垂直排斥力成反比。
公式:F=μFN(F表示滑動摩擦力的大小,FN表示法向壓力的大小,μ稱為動摩擦素數)。
闡明:
①FN表示兩個物體表面之間的壓力彈力的計算公式中的k,本質上屬于彈力,不屬于重力,更多的情況需要結合運動條件和平衡條件來確定。
②μ與接觸面材料及接觸面狀況有關,無單位。
③滑動摩擦力的大小與相對運動的快慢無關。
5、摩擦的療效:它總是制約著物體之間的相對運動(或相對運動趨勢),但并不總是制約著物體的運動,它可能是力,也可能是阻力。
說明:滑動摩擦力的大小與接觸面的大小、物體運動的速度和加速度無關,而僅由動摩擦素數和法向壓力這兩個原因決定,而動摩擦素數與兩個接觸面材料的性質和粗糙度有關。
12.能量守恒定理公式總結
1.阿伏加德羅常數NA=6.02×1023/mol; 分子半徑的量級為10-10米
2、油膜法測分子半徑d=V/s {V:單分子油膜體積(m3),S:油膜表面積(m)2}
3、分子動力學理論內容:物質是由大量的分子組成的; 大量分子做不規則的熱運動; 分子之間存在相互排斥。
4、分子間引力與作用力 (1) r10r0,f引力=f斥力≈0,F分子力≈0,E分子勢能≈0
5、熱力學第一定理W+Q=ΔU{(做功和傳熱,這兩種改變物體內能的形式在療效上是等價的)
W:外界對物體所做的正功(J),Q:物體吸收的熱量(J),ΔU:減少的內能(J),涉及第一類永動機無法制造(見下冊P40)}
6.熱力學第二定律
克氏陳述:不可能將熱量從高溫物體傳遞到低溫物體而不引起其他變化(熱傳導的方向性);
開爾文陳述:不可能從單一熱源吸收熱量并全部用于做功而不引起其他變化(機械能的方向性和內能轉換){涉及第二類永動機不能生產[見第二卷P44]}
7、熱力學第三定理:無法達到熱力學零位{宇宙溫度下限:-273.15攝氏度(熱力學零位)}
筆記:
(1) 布朗粒子不是分子,布朗粒子越小,布朗運動越顯著,溫度越高,越劇烈;
(2) 空氣溫度是分子平均動能的標志;
(3) 分子間的引力和作用力同時存在,隨著分子寬度的減小而減小,但作用力比引力減弱得更快;
(4) 分子力做正功,分子勢能減小,在r0時,F吸引=F排斥,分子勢能最小;
(5)二氧化碳膨脹,外界對二氧化碳做負功W0; 吸熱,Q>0
(6)物體的內能是指物體所有分子動能和分子勢能的總和。 對于理想的二氧化碳,分子間斥力為零,分子勢能為零;
(7) r0為分子處于平衡狀態時分子間的距離;
(8) 其他相關內容:能量變換與定理[見下卷P41]/能源開發利用、環境保護[見下卷P47]/物體內能、分子動能、分子勢能[見下卷P47] ].
13.功與能量轉換公式總結
1、功:W=Fscosα(定義){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F與s之間的傾角}
2、重力功:wab=mghab{m:物體的質量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a與b的高度差(hab=ha-hb)}
3、電場力所做的功:Wab=qUab{q:電量(C),Uab:a、b間的電位差(V),即Uab=φa-φb}
4、電功率:W=UIt(通用){U:電流(V),I:電壓(A),t:通電時間(s)}
5、功率:P=W/t(定義){P:功率[瓦特(W)],W:在t時間內所做的功(J),t:用于做功的時間(s)}
6、車輛牽引功率:P=Fv; Pping= {P:瞬時功率,Pping:平均功率}
7、車輛恒功率起步,恒加速度起步,汽車最大行駛速度(vmax=P量/f)
8、電功率:P=UI(通用){U:電路電流(V),I:電路電壓(A)}
9、焦耳定理:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:電壓硬度(A),R:內阻(Ω),t:通電時間(s)}
10.在純內阻電路中
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:垂直高度(m)(距零勢能面)}
13、電勢能:EA=qφA{EA:帶電體在A點的勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)(從零勢能面)}
14、動能定律(對物體做正功,物體的動能減小):
W組合=mvt2/2-mvo2/2或W組合=ΔEK
{W合:外力對物體所做的總功,ΔEK:動能變化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
15、機械能守恒定律:
ΔE=0 或 EK1+EP1=EK2+EP2
也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.引力功與引力勢能的變化(引力功等于物體引力勢能增量的負值)WG=-ΔEP
筆記:
(1)功率的大小表示做功的快慢,做功的多少表示轉換能量的多少;
(2) O0≤α
(3)重力(彈性力、電場力、分子力)做正功,則重力(彈性力、電場力、分子力)勢能減小
(4)重力所做的功和電場力所做的功與路徑無關(見兩個公式2和3);
(5) 機械能守恒成立條件:除重力(彈力)外,其他力都不做功,只是動能與勢能的轉換;
(6)其他能量單位換算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;
(7)彈簧彈性勢能E=kx2/2與剛度系數和變形量有關。
14.沖量和動量公式總結
1、動量:p=mv{p:動量(kg/s),m:質量(kg),v:速度(m/s),方向同速度方向}
3、沖量:I=Ft{I:沖量(Ns),F:恒力(N),t:力作用時間(s)彈力的計算公式中的k,方向由F決定}
4、動量定律:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:動量變化Δp=mvt–mvo,是一個向量公式}
5、動量守恒原理:p前總=p后總或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都守恒}
7.非彈性碰撞Δp=0;0