章節(jié)知識點(diǎn)總結(jié)-高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修三選修一選修二

第第頁《電能能量守恒定律》知識點(diǎn)第一節(jié)電路中的能量轉(zhuǎn)化一、電功和電功率1．電功和電功率：W＝UIt是電功的計(jì)算式，P＝UI是電功率的計(jì)算式，適用于任何電路．2．電熱和熱功率：Q＝I2Rt是電熱的計(jì)算式，P熱＝I2R是熱功率的計(jì)算式，可以計(jì)算任何電路產(chǎn)生的電熱和熱功率．三、電路中的能量轉(zhuǎn)化1．純電阻電路：電流通過純電阻電路做功時，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．2．非純電阻電路：含有電動機(jī)或電解槽等的電路稱為非純電阻電路．在非純電阻電路中，電流做功將電能除了部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其他形式的能．3．純電阻電路和非純電阻電路的比較純電阻電路非純電阻電路舉例白熾燈、電爐、電熨斗、電飯鍋電動機(jī)、電解槽能量轉(zhuǎn)化情況電功和電熱的關(guān)系W＝Q即IUt＝I2RtW＝Q＋E其他UIt＝I2Rt＋E其他電功率和熱功率的關(guān)系P＝P熱即IU＝I2RP＝P熱＋P其他即IU＝I2R＋P其他歐姆定律是否成立U＝IR，I＝eq\f(U,R)成立U＞IR，I＜eq\f(U,R)不成立說明W＝UIt、P電＝UI適用于任何電路計(jì)算電功和電功率．Q＝I2Rt、P熱＝I2R適用于任意電路計(jì)算電熱和熱功率．只有純電阻電路滿足W＝Q，P電＝P熱；非純電阻電路W>Q，P電>P熱注意：解決電動機(jī)問題的一般方法(1)電動機(jī)兩端的電壓UM、通過的電流IM的求解是關(guān)鍵，但由于不是純電阻電路不滿足歐姆定律，UM、IM都是利用電路規(guī)律間接求解的．(2)對電動機(jī)，求電功率P電＝IMUM，求熱功率P熱＝Ieq\o\al(2,M)r，求輸出機(jī)械功率P出＝P電－P熱．(3)求電動機(jī)輸出的機(jī)械功率還可用P出＝F牽v.第二節(jié)閉合電路的歐姆定律一、電動勢1．閉合電路：由導(dǎo)線、電源和用電器連成的電路叫作閉合電路．2．電源(1)作用：把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極的過程中，非靜電力做功，使電荷的電勢能增加．(2)概念：電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置．3．電動勢(1)物理意義：表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)大小的物理量．(2)定義：非靜電力所做的功與所移動的電荷量之比叫作電動勢，用E表示，即E＝eq\f(W,q)．非靜電力移送相同電荷量的電荷做功越多，則電動勢越大．(3)單位：與電勢、電勢差的單位相同，為伏特．(4)大小的決定因素：由電源中非靜電力的特性決定，跟外電路無關(guān)，對于常用的干電池來說，跟電池的體積無關(guān)．注意:公式E＝eq\f(W,q)是電動勢的定義式而不是決定式，E的大小與W和q無關(guān)，是由電源自身的性質(zhì)決定的，不同種類的電源電動勢大小不同．二、閉合電路歐姆定律及其能量分析1．閉合電路的組成及電勢變化(1)內(nèi)電路：如圖所示，電源內(nèi)部的電路叫內(nèi)電路，電源的電阻叫內(nèi)電阻．內(nèi)電路中電流由電源負(fù)極流向正極，沿電流方向電勢升高．(2)外電路：電源外部的電路叫外電路，外電路的電阻稱為外電阻，在外電路中電流由電源正極流向負(fù)極，沿電流方向電勢降低．2．閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比．(2)表達(dá)式：I＝eq\f(E,R＋r).(3)表達(dá)式也可以寫為：E＝U外＋U內(nèi)，即電源的電動勢等于內(nèi)、外電路電勢降落之和．注意：閉合電路歐姆定律的幾種表達(dá)形式(1)I＝eq\f(E,R＋r)、E＝IR＋I(xiàn)r只適用于外電阻為純電阻的閉合電路．(2)U外＝E－Ir，E＝U外＋U內(nèi)適用于任意閉合電路．三、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系1．路端電壓的表達(dá)式：U＝E－Ir．電源的U－I圖像：如圖所示是一條傾斜的直線，圖像中縱軸截距表示電源電動勢E，橫軸截距等于短路電流I0(縱、橫坐標(biāo)都從零開始)，斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻．2．路端電壓隨外電阻(純電阻)的變化規(guī)律(1)當(dāng)外電阻R減小時，由I＝eq\f(E,R＋r)可知電流I增大，路端電壓U＝E－Ir減小．(2)當(dāng)外電阻R增大時，由I＝eq\f(E,R＋r)可知電流I減小，路端電壓U＝E－Ir增大．(3)兩種特殊情況①斷路：當(dāng)外電路斷開時，電流I為0，U＝E．即斷路時的路端電壓等于電源電動勢．②短路：當(dāng)電源兩端短路時，外電阻R＝0，此時I＝eq\f(E,r).補(bǔ)充:閉合電路歐姆定律的應(yīng)用類型一閉合電路的動態(tài)分析問題分析方法：局部→整體→局部①分析電路，明確各部分電路的串、并聯(lián)關(guān)系及電流表或電壓表的測量對象；②由局部電阻變化判斷總電阻的變化；③由I＝eq\f(E,R＋r)判斷總電流的變化；④據(jù)U＝E－Ir判斷路端電壓的變化；⑤由歐姆定律及串、并聯(lián)的規(guī)律判斷各部分電路電壓及電流的變化．類型二閉合電路的功率和效率1．電源的總功率P總＝EI；電源內(nèi)耗功率P內(nèi)＝U內(nèi)I＝I2r；電源輸出功率P出＝U外I.2.對于純電阻電路，電源的輸出功率P出＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r)))eq\s\up12(2)R＝eq\f(E2,\f(（R－r）2,R)＋4r)，當(dāng)R＝r時，電源的輸出功率最大，其最大輸出功率為P＝eq\f(E2,4r).電源輸出功率隨外電阻的變化曲線如圖所示．3．電源的效率：指電源的輸出功率與電源的總功率之比，即η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(IU,IE)＝eq\f(U,E).對于純電阻電路，電源的效率η＝eq\f(I2R,I2（R＋r）)＝eq\f(R,R＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R))，所以當(dāng)R增大時，效率η提高．當(dāng)R＝r(電源有最大輸出功率)時，效率僅為50%，效率并不高．類型三含容電路的分析與計(jì)算1．首先確定電路的連接關(guān)系及電容器和哪部分電路并聯(lián)．電路穩(wěn)定后，電容器所在支路無電流通過，所以在此支路中的電阻上無電壓，因此電容器兩極板間的電壓就等于該支路兩端的電壓．2．當(dāng)電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時，電容器兩極板間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等．根據(jù)歐姆定律求并聯(lián)部分的電壓即為電容器兩極板間的電壓．3．電路的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充、放電．如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電．根據(jù)公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求電荷量及其變化量．第三節(jié)實(shí)驗(yàn)：電池電動勢和內(nèi)阻的測量一、實(shí)驗(yàn)原理1．原理圖如圖所示．2．原理：通過改變滑動變阻器的阻值，用電壓表和電流表測出每種狀態(tài)(最少兩種)下的U、I值，列出兩個方程，即可求出電動勢E和內(nèi)阻r.即eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋I(xiàn)1r,E＝U2＋I(xiàn)2r))聯(lián)立求解可得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(E＝\f(I2U1－I1U2,I2－I1),r＝\f(U1－U2,I2－I1)))三、實(shí)驗(yàn)器材被測電池(干電池)、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線等．四、實(shí)驗(yàn)步驟1．確定電流表、電壓表的量程，按電路原理圖把器材連接好，如圖所示．2．把變阻器的滑片移到一端使阻值最大．3．閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的方法測量并記錄幾組I和U的值．4．?dāng)嚅_開關(guān)，整理好器材．五、數(shù)據(jù)處理1．代數(shù)法：運(yùn)用方程組eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋I(xiàn)1r,E＝U2＋I(xiàn)2r))求解E和r.為了減小實(shí)驗(yàn)的偶然誤差，應(yīng)該利用U、I值多求幾組E和r的值，算出它們的平均值．2．圖像法：對于E、r一定的電源，路端電壓U與通過干路的電流I的U－I圖像是一條直線，這條直線與縱軸U的交點(diǎn)表示電源的電動勢E，與橫軸I的交點(diǎn)表示短路電流，圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻r.在讀圖時應(yīng)注意圖像的縱坐標(biāo)是否是從零開始的，若從零開始，如圖甲所示，則r＝eq\f(E,I0)，若不是從零開始，如圖乙所示，則r＝eq\f(E－U1,I1).六、注意事項(xiàng)1．為使電池的路端電壓有明顯變化，應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻較大的電壓表．2．實(shí)驗(yàn)中不能將電流調(diào)得過大，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池大電流放電時內(nèi)阻r的明顯變化．3．若干電池的路端電壓變化不很明顯，作圖像時，縱軸單位可取得小一些，且縱軸起點(diǎn)可不從零開始．如圖所示，此時圖線與縱軸交點(diǎn)仍為電池的電動勢E，但圖線與橫軸交點(diǎn)不再是短路電流，內(nèi)阻要在直線上取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)用r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))求出．4．為了提高測量的精確度，在實(shí)驗(yàn)中I、U的變化范圍要大一些，計(jì)算E、r時，U1和U2、I1和I2的差值要大一些．七、誤差分析1．偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U－I圖像時描點(diǎn)不很準(zhǔn)確．2．系統(tǒng)誤差(1)電流表內(nèi)接時電路如圖甲所示，產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因是電壓表的分流，測量值與真實(shí)值的關(guān)系為：E測<E真；r測<r真．(2)電流表外接時電路如圖乙所示，產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因是電流表的分壓，測量值與真實(shí)值的關(guān)系為：E測＝E真；r測>r真．八、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新(測電源E、r的其他方案)創(chuàng)新方案一：伏阻法測電動勢和內(nèi)阻1．電路圖：如圖所示．2．實(shí)驗(yàn)原理：E＝U＋eq\f(U,R)r3．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)計(jì)算法：由eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋\f(U1,R1)r,E＝U2＋\f(U2,R2)r))解方程組可求得E和r.(2)圖像法：由E＝U＋eq\f(U,R)r得：eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R).故eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖像的斜率k＝eq\f(r,E)，縱軸截距為eq\f(1,E)，如圖．由圖像的斜率和截距求解．創(chuàng)新方案二：安阻法測電動勢和內(nèi)阻1．電路圖：如圖所示．2．實(shí)驗(yàn)原理：E＝IR＋I(xiàn)r.3．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)計(jì)算法：由eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(E＝I1R1＋I(xiàn)1r,E＝I2R2＋I(xiàn)2r))解方程組求得E、r.(2)圖像法：由E＝I(R＋r)得：eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r,E)eq\f(1,I)－R圖像的斜率k＝eq\f(1,E)，縱軸截距為eq\f(r,E)(如圖甲)又R＝E·eq\f(1,I)－rR－eq\f(1,I)圖像的斜率k＝E，縱軸截距為－r(如圖乙)．由圖像的斜率和截距求解．第四節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展一、能量守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變．二、能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的方向性1．在自然界中，能量的轉(zhuǎn)化過程有些是可以自然發(fā)生的，有些則不能．2．能量的耗散表明，在能源的利用過程中，能量在數(shù)量上雖未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的能源變成不便于利用的能源．3．能量的耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性．三、能源的分類與應(yīng)用1．不可再生能源：煤炭、石油和天然氣．2．可再生能源：水能、風(fēng)能、潮汐能等．《電磁感應(yīng)與電磁波初步》知識點(diǎn)第3節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用一、劃時代的發(fā)現(xiàn)1．奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流的磁效應(yīng)，震動了整個科學(xué)界，它證實(shí)電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象是有聯(lián)系的．2．1831年，法拉第領(lǐng)悟到“磁生電”，把這種現(xiàn)象定名為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流．二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流．【核心深化】感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解(1)不論什么情況，只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個條件，就必然產(chǎn)生感應(yīng)電流．(2)只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流，那么電路一定是閉合的，穿過該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化．ΔΦ與Φ的區(qū)別ΔΦ與Φ意義不同，大小也沒有必然的聯(lián)系．感應(yīng)電流的產(chǎn)生與Φ無關(guān)，只取決于Φ的變化，即與ΔΦ有關(guān)．磁通量變化的幾種情形：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S發(fā)生變化．如圖(a)所示．(2)有效面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化．如圖(b)所示．(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化．如圖(c)所示．三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用生產(chǎn)、生活中廣泛使用的變壓器、電磁爐等也是根據(jù)電磁感應(yīng)制造的．第4節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用第5節(jié)能量量子化一、電磁場1．麥克斯韋認(rèn)為：(1)變化的磁場產(chǎn)生電場；(2)變化的電場產(chǎn)生磁場．2．變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一的電磁場．二、電磁波1．麥克斯韋預(yù)言空間存在電磁波并推算電磁波的速度等于光速．2．赫茲通過實(shí)驗(yàn)捕捉到了電磁波，證實(shí)了麥克斯韋的電磁場理論．三、電磁波譜1．波速c、波長λ、頻率f三者之間的關(guān)系是波速＝波長×頻率．c＝λf．2．電磁波譜：按電磁波的波長或頻率大小的順序排列成譜，叫做電磁波譜。按照波長從長到短依次排列為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線.不同的電磁波由于具有不同的波長(頻率)，才具有不同的特性.四、電磁波的能量電磁波具有能量，電磁波是一種物質(zhì)．五、電磁波的通信1．互聯(lián)網(wǎng)信息通過電磁波來傳遞．2．電磁波攜帶的信息既可以有線傳播，也可以無線傳播．六、熱輻射1．定義：一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫作熱輻射．輻射強(qiáng)度按波長的分布情況隨物體的溫度而有所不同．2．黑體：某種物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體叫作黑體．七、能量子1．定義：振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍，這個不可再分的最小能量值ε叫作能量子．該能量子假設(shè)理論由普朗克提出.2．能量子ε＝hν，其中ν是電磁波的頻率，h是一個常量，稱為普朗克常量．3．愛因斯坦把普朗克的能量子假設(shè)進(jìn)行了推廣，認(rèn)為光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為hν，這些能量子叫作光子．八、能級1．定義：原子的能量是量子化的．這些量子化的能量值叫作能級．2．原子處于能量最低的狀態(tài)，這是最穩(wěn)定的．3．原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時放出的光子的能量，等于前后兩個能級之差．【核心深化1】1．麥克斯韋的電磁場理論(1)電磁場理論的核心之一：變化的磁場產(chǎn)生電場如圖所示，在變化的磁場中放一個閉合電路，電路里會產(chǎn)生感應(yīng)電流，其實(shí)質(zhì)是變化的磁場在它周圍產(chǎn)生了電場，電路中的自由電荷在電場力作用下做定向運(yùn)動，形成了感應(yīng)電流，即使在變化的磁場周圍沒有閉合電路同樣可以產(chǎn)生電場．(2)電磁場理論的核心之二：變化的電場產(chǎn)生磁場麥克斯韋認(rèn)為：由電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似性和變化的磁場能產(chǎn)生電場的觀點(diǎn)猜想變化的電場就像導(dǎo)線中的電流一樣，會在空間產(chǎn)生磁場．根據(jù)麥克斯韋理論，在給電容器充電的時候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場，而且在電容器兩極板間變化著的電場周圍也要產(chǎn)生磁場．(如圖所示)2．對麥克斯韋電磁場理論的理解(1)恒定的電場不產(chǎn)生磁場．(2)恒定的磁場不產(chǎn)生電場．(3)均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場．(4)均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場．(5)周期性變化的電場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場．(6)周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場．【核心深化2】1．一般物體與黑體的比較熱輻射特點(diǎn)吸收、反射特點(diǎn)一般物體輻射電磁波的情況與溫度、材料的種類及表面狀況有關(guān)既吸收又反射，其能力與材料的種類及入射波長等因素有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波，不反射2.隨著溫度的升高，黑體輻射的各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動．【核心深化3】1．物體在發(fā)射或接收能量的時候，只能從某一狀態(tài)“飛躍”地過渡到另一狀態(tài)，而不可能停留在不符合這些能量的任何一個中間狀態(tài)．2．在宏觀尺度內(nèi)研究物體的運(yùn)動時我們可以認(rèn)為：物體的運(yùn)動是連續(xù)的，能量變化是連續(xù)的，不必考慮量子化；在研究微觀粒子時必須考慮能量量子化．3．能量子的能量ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是電磁波的頻率．【核心深化4】電磁波的特性及應(yīng)用1.無線電波：波長大于1mm(頻率小于300GHz)的電磁波是無線電波，主要用于通信、廣播及其他信號傳輸.2.紅外線(1)紅外線是一種光波，波長比無線電波短，比可見光長，不能引起人的視覺.(2)所有物體都發(fā)射紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強(qiáng).(3)紅外線主要用于紅外遙感和紅外高速攝影.3.可見光：可見光的波長在760nm到400nm之間.4.紫外線(1)波長范圍在5nm到370nm之間，不能引起人的視覺.(2)具有較高的能量，應(yīng)用于滅菌消毒，具有較強(qiáng)的熒光效應(yīng)，用來激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光.5.X射線和γ射線(1)X射線頻率比紫外線高，穿透力較強(qiáng)，用來檢查工業(yè)部件有無裂紋或氣孔，醫(yī)學(xué)上用于人體透視.(2)γ射線頻率比X射線還要高，具有很高的能量，穿透能力很強(qiáng)，醫(yī)學(xué)上用來治療某些癌癥，工業(yè)上用于探測金屬部件內(nèi)部是否有缺陷.各種電磁波的共性1.在本質(zhì)上都是電磁波，遵循相同的規(guī)律，各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義.2.都遵循公式v＝λf，在真空中的傳播速度都是c＝3×108m/s.3.傳播都不需要介質(zhì).4.都能發(fā)生反射、折射、衍射和干涉現(xiàn)象.《第一章動量守恒定律》知識點(diǎn)動量1．動量(1)定義：物體的質(zhì)量與速度的乘積。(2)表達(dá)式：p＝mv。(3)方向：動量的方向與瞬時速度的方向相同。2．動量的變化(1)因?yàn)閯恿渴鞘噶?，動量的變化量Δp也是矢量，其方向與速度的改變量Δv的方向相同。(2)動量的變化量Δp的大小，一般用末動量p′減去初動量p進(jìn)行計(jì)算，也稱為動量的增量。即Δp＝p′－p。二、沖量(1)定義：力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量。(2)公式：I＝Ft。(3)方向：恒力沖量的方向與力的方向相同，變力的沖量方向與動量變化量的方向相同。三、動量定理1．內(nèi)容：物體在一個過程中所受合力的沖量等于它在這個過程始末的動量變化量。2．公式：F合(t′－t)＝mv′－mv或I合＝p′－p。3．動量定理的理解(1)動量定理反映了力的沖量與動量變化量之間的因果關(guān)系，即外力的沖量是原因，物體的動量變化量是結(jié)果。(2)動量定理中的沖量是合力的沖量，而不是某一個力的沖量，它可以是合力的沖量，可以是各力沖量的矢量和，也可以是外力在不同階段沖量的矢量和。(3)動量定理表達(dá)式是矢量式，等號包含了大小相等、方向相同兩方面的含義。四、動量守恒定律1．相互作用的兩個或幾個物體組成一個整體，稱為系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)部物體間的相互作用，稱為內(nèi)力。系統(tǒng)以外的物體對系統(tǒng)以內(nèi)的物體施加的作用力稱為外力。2．內(nèi)容：如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。3．表達(dá)式(1)p＝p′，系統(tǒng)相互作用前總動量p等于相互作用后的總動量p′。(2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)，作用前的動量和等于作用后的動量和。(3)Δp1＝－Δp2，相互作用的兩個物體動量的變化量等大反向。(4)Δp＝0，系統(tǒng)總動量的增量為零。4．適用條件(1)理想條件：系統(tǒng)不受外力。(2)實(shí)際條件：系統(tǒng)所受外力的矢量和為零。(2)近似條件：系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于它所受到的外力。(3)推廣條件：如果系統(tǒng)在某一方向上所受外力的矢量和為零，則系統(tǒng)在這一方向上動量守恒。5．利用動量守恒定律與牛頓運(yùn)動定律兩種解題方法的對比(1)應(yīng)用過程：牛頓運(yùn)動定律涉及碰撞過程中的力，而動量守恒定律只涉及初末兩個狀態(tài)，與過程中力的細(xì)節(jié)無關(guān)。(2)當(dāng)力的形式很復(fù)雜，甚至是變化的時候，應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決起來很復(fù)雜，甚至不能求解，此時應(yīng)用動量守恒定律，問題往往能大大簡化。注意牛頓運(yùn)動定律只適用于宏觀低速問題，不適用于微觀高速問題。而動量守恒定律既適用于低速宏觀，也適用于高速微觀問題。五、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動量守恒定律方案一：研究氣墊導(dǎo)軌上的滑塊碰撞過程動量守恒(1)質(zhì)量的測量：用天平測量．(2)速度的測量：v＝eq\f(Δx,Δt)，Δx為滑塊上擋光片的寬度，Δt為滑塊的擋光片經(jīng)過光電門的)時間．方案二：研究等長懸線懸掛等大小的球碰撞過程動量守恒(1)質(zhì)量的測量：用天平測量．(2)速度的測量：可以測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應(yīng)小球的速度；測量被碰小球擺起的角度，算出碰撞后對應(yīng)小球的速度．方案三：研究斜槽末端小球碰撞過程動量守恒實(shí)驗(yàn)原理：讓一個質(zhì)量較大的小球從斜槽上某一位置由靜止?jié)L下，與放在斜槽末端的另一個大小相同、質(zhì)量較小的小球發(fā)生碰撞，之后兩小球都做平拋運(yùn)動。(1)質(zhì)量的測量：用天平測量質(zhì)量。(2)速度的測量：由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時間相等。如果用小球的飛行時間作時間單位，那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此，只需測出兩小球的質(zhì)量m1、m2和不放被碰小球時入射小球落地時飛行的水平距離lOP，以及碰撞后入射小球與被碰小球落地時飛行的水平距離lOM和lON。數(shù)據(jù)分析：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，m1lOP＝m1lOM＋m2lON，即碰撞過程系統(tǒng)動量守恒。六、碰撞1．碰撞的分類(1)按碰撞過程中機(jī)械能是否損失分類①彈性碰撞：碰撞過程中機(jī)械能守恒，即碰撞前后系統(tǒng)的總動能不變，Ek1＋Ek2＝Ek1′＋Ek2′。②非彈性碰撞：碰撞過程中機(jī)械能不守恒，即碰撞后系統(tǒng)的總動能小于碰撞前系統(tǒng)的總動能，Ek1′＋Ek2′<Ek1＋Ek2。③完全非彈性碰撞：碰撞后兩物體粘在一起，具有相同的速度，這種碰撞動能損失最大。(2)按碰撞前后，物體的運(yùn)動方向是否沿同一條直線①對心碰撞(正碰)：碰撞前后，物體的運(yùn)動方向在同一條直線上。②非對心碰撞(斜碰)：碰撞前后，物體的運(yùn)動方向不在同一條直線上。(高中階段只研究正碰)2．對動踫靜的彈性正碰的討論在光滑水平面上，質(zhì)量為m1的小球以速度v1與質(zhì)量為m2的靜止小球發(fā)生彈性正碰。根據(jù)動量守恒和機(jī)械能守恒有：m1v1＝m1v1′＋m2v2′eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)m1v1′2＋eq\f(1,2)m2v2′2碰后兩個小球的速度分別為：v1′＝eq\f(m1－m2,m1＋m2)v1，v2′＝eq\f(2m1,m1＋m2)v1若m1＝m2，則有v1′＝0，v2′＝v1，即碰撞后兩球速度互換。3．碰撞的可能性分析(1)滿足動量守恒：p1＋p2＝p1′＋p2′。(2)滿足動能不增加原理：Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′。(3)速度要符合情景①如果碰前兩物體同向運(yùn)動，則后面物體的速度必大于前面物體的速度，即v后＞v前，否則無法實(shí)現(xiàn)碰撞。碰撞后，原來在前的物體的速度一定增大，且原來在前的物體的速度大于或等于原來在后的物體的速度v前′≥v后′。②如果碰前兩物體是相向運(yùn)動，則碰后兩物體的運(yùn)動方向不可能都不改變，兩物體碰后速度可能均為零。若碰后兩物體同向運(yùn)動，則前面物體速度大于或等于后面物體的速度，即v前≥v后。七、反沖運(yùn)動1．定義：當(dāng)物體的一部分以一定的速度離開物體時，剩余部分將獲得一個反向沖量，這種現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動。2．反沖運(yùn)動的三個特點(diǎn)(1)物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運(yùn)動。(2)反沖運(yùn)動中，相互作用的內(nèi)力一般情況下遠(yuǎn)大于外力或在某一方向上內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以兩部分組成的系統(tǒng)動量守恒或在某一方向動量守恒。(3)反沖運(yùn)動中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以系統(tǒng)的機(jī)械能增加。3．應(yīng)注意的兩個問題(1)速度的方向性：對于原來靜止的整體，可任意規(guī)定某一部分的運(yùn)動方向?yàn)檎较颍瑒t反方向的另一部分的速度就要取負(fù)值。(2)速度的相對性：反沖問題中，若已知相互作用的兩物體的相對速度，應(yīng)先將相對速度轉(zhuǎn)換成相對地面的速度，再根據(jù)動量守恒定律列方程。八、“人船模型”問題1．適用條件：系統(tǒng)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，在系統(tǒng)中物體發(fā)生相對運(yùn)動的過程中，動量守恒或某一個方向動量守恒。其實(shí)質(zhì)就是初速度為0的系統(tǒng)中物體所做的反沖運(yùn)動，系統(tǒng)滿足某方向上的平均動量守恒。2.模型特點(diǎn)：如圖所示。兩物體的位移滿足x人＋x船＝L遵從動量守恒定律，有meq\f(x人,t)－Meq\f(x船,t)＝0，即x人＝eq\f(M,M＋m)L，x船＝eq\f(m,M＋m)L位移大小之比滿足x人∶x船＝M∶m，即兩物體的位移大小之比等于兩物體質(zhì)量的反比。3.重要推論(1)“人”走“船”走，“人”停“船”停。(2)x人＝eq\f(M,M＋m)L，x船＝eq\f(m,M＋m)L，即x人、x船大小與人運(yùn)動時間和運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。(3)eq\f(x人,x船)＝eq\f(M,m)，人、船的位移(在系統(tǒng)滿足動量守恒的方向上的位移)與質(zhì)量成反比。第二章機(jī)械振動第一節(jié)簡諧運(yùn)動一、彈簧振子1．彈簧振子：把小球拉向右側(cè)（或者壓向左側(cè)），然后放開，小球就在平衡位置兩側(cè)做的往復(fù)運(yùn)動。這個位置稱為平衡位置。2．注意：（1）小球原來靜止的位置就是平衡位置。也是物體振動時的中心位置。小球在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動，是一種機(jī)械振動。（2）彈簧振子是一個不考慮一切摩擦及阻力，不考慮彈簧的質(zhì)量，不考慮振子（金屬小球）的體積。表現(xiàn)在構(gòu)造上，是一根沒有質(zhì)量的彈簧一端固定，另一端連接一個可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，是理想化的物理模型。二、彈簧振子的位移——時間圖象1．振動物體的位移是指由平衡位置指向該位置的有向線段，可以說某時刻的位移。說明：振動物體的位移與運(yùn)動學(xué)中位移的含義不同，振子的位移總是相對于平衡位置而言的，即初位置是平衡位置，末位置是振子所在的位置。2．振子位移的變化規(guī)律振子的運(yùn)動A→OO→BB→OO→A對O點(diǎn)位移的方向向右向左向左向右大小變化減小增大減小增大3．彈簧振子的位移－時間圖象是一條正弦曲線。三、簡諧運(yùn)動及其圖像1．定義：如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象(x－t圖象)是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運(yùn)動2．特點(diǎn)：簡諧運(yùn)動是最簡單、最基本的振動，彈簧振子的運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動第二節(jié)簡諧運(yùn)動的描述一、簡諧運(yùn)動的振幅、周期和頻率1．振幅（1）定義：簡諧運(yùn)動的物體離開平衡位置的最大距離。用符號A表示（2）物理意義：振幅是表示振動強(qiáng)弱的物理量，對同一確定的系統(tǒng)，振幅越大，說明物體振動得越劇烈，能量越大。提醒：一定要將振幅跟位移區(qū)別：在簡諧運(yùn)動的振動過程中，振幅是不變的，而位移是時刻變化的；且位移是矢量。振幅是標(biāo)量，沒有負(fù)值，也沒有方向，振幅不能等同于最大位移。2．全振動：振動物體連續(xù)兩次運(yùn)動狀態(tài)（位移和速度）完全相同所經(jīng)歷的的過程，即物體運(yùn)動完成一次規(guī)律性變化。3．周期和頻率（1）做簡諧運(yùn)動的物體完成一次全振動所需要的時間叫做振動的周期，用T表示。[單位為秒，周期是表示物體振動快慢的物理量，周期越短表示物體振動得越快。（2）單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，叫做振動的頻率，用f表示。單位赫茲（Hz）頻率也是表示物體振動快慢的物理量，頻率越大物體振動越快。4．相位（φ）相位是表示物體振動步調(diào)的物理量，用相位來描述簡諧運(yùn)動在一個全振動中所處的階段。二、固有周期、固有頻率任何簡諧運(yùn)動都有共同的周期公式：，其中m是振動物體的質(zhì)量，k是回復(fù)力系數(shù)，對彈簧振子來說k為彈簧的勁度系數(shù)。對一個確定的簡諧運(yùn)動系統(tǒng)來說，m和k都是恒量，所以T和f也是恒量，也就是說簡諧運(yùn)動的周期只由振動系統(tǒng)本身的特性決定，與振幅無關(guān)，只由振子質(zhì)量和回復(fù)力系數(shù)決定。T叫系統(tǒng)的固有周期，f叫固有頻率。可以證明，豎直放置的彈簧振子的振動也是簡諧運(yùn)動，周期公式也是。三、簡諧運(yùn)動的表達(dá)式1．動力學(xué)表達(dá)式：F＝－kx，其中“－”表示回復(fù)力與位移的方向相反2．運(yùn)動學(xué)表達(dá)式：x＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，，φ是t=0時的相位，即初相位或初相。簡諧運(yùn)動的圖象是一條正弦（余弦）曲線。四、簡諧運(yùn)動圖象的應(yīng)用1．振動質(zhì)點(diǎn)在任一時刻的位移。如圖中，t1、t2時刻的位移分別為x1=+7cm、x2=-5cm。2．確定振動的振幅、周期和頻率。右圖中A=10cm；T=0．2s；f=5Hz3．確定各時刻質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度（回復(fù)力）的方向。（1）判定加速度（回復(fù)力）的方向的方法有：①加速度方向總與位移方向相反。只要從振動圖象中認(rèn)清位移的方向即可。例如在圖中t1時刻質(zhì)點(diǎn)位移x1為正，則加速度a1為負(fù)，兩者方向相反；t2時刻，位移x2為負(fù)，則a2便為正；②回復(fù)力和加速度的方向：因回復(fù)力總是指向平衡位置，故回復(fù)力和加速度在圖象上總是指向t軸．（2）判定速度的方向的方法有：①位移——時間圖象上的斜率代表速度。某時刻的振動圖象的斜率大于0，速度方向與規(guī)定的正方向相同；斜率小于0，速度的方向與規(guī)定的正方向相反；②將某一時刻的位移與相鄰的下一時刻的位移比較，如果位移增大，振動質(zhì)點(diǎn)將遠(yuǎn)離平衡位置；反之位移減小將靠近平衡位置。例如圖中在t1時刻，質(zhì)點(diǎn)正遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動；在t3時刻，質(zhì)點(diǎn)正向著平衡位置運(yùn)動。4．比較不同時刻質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度、動能、勢能的大小。加速度與位移的大小成正比。如圖中|x1|＞|x2|，所以|a1|＞|a2|；而質(zhì)點(diǎn)的位移越大，它所具有的勢能越大，動能越小、速度則越小。小結(jié)：若某段時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的振動速度指向平衡位置（可為正也可為負(fù)），則質(zhì)點(diǎn)的速度、動能均變大，回復(fù)力、加速度、勢能均變小，反之則相反。凡圖象上與t軸距離相同的點(diǎn)，振動質(zhì)點(diǎn)具有相同的動能和勢能。第三節(jié)簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量一、簡諧運(yùn)動1．如果物體所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總是指向平衡位置，則物體所做的運(yùn)動叫做簡諧運(yùn)動。2．表達(dá)式為：F=-kx或其中k為比例系數(shù)，對于彈簧振子來說，就等于彈簧的勁度系數(shù)。負(fù)號表示回復(fù)力的方向與位移的方向相反。（1）簡諧運(yùn)動的位移必須是指偏離平衡位置的位移。也就是說，在研究簡諧運(yùn)動時所說的位移的起點(diǎn)都必須在平衡位置處。（2）“平衡位置”不等于“平衡狀態(tài)”。平衡位置是指回復(fù)力為零的位置，物體在該位置所受的合外力不一定為零。（如單擺擺到最低點(diǎn)時，沿振動方向的合力為零，但在指向懸點(diǎn)方向上的合力卻不等于零，所以并不處于平衡狀態(tài)）（3）不同振動系統(tǒng)平衡位置不同。豎直方向的彈簧振子，平衡位置是其彈力等于重力的位置；水平勻強(qiáng)電場和重力場共同作用的單擺，平衡位置在電場力與重力的合力方向上（4）（5）簡諧運(yùn)動是非勻變速運(yùn)動。二、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力1．使振動物體回到平衡位置的力叫回復(fù)力2．回復(fù)力是以效果命名的力。回復(fù)力的方向總是指向平衡位置。3．回復(fù)力來源：性質(zhì)上回復(fù)力可以是重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力等其中的某一個力或某個力的分力，也可以是幾個力的合力。例：甲圖回復(fù)力由彈簧彈力來承擔(dān)、丙圖上面物體的回復(fù)力由摩擦力來承擔(dān)；乙圖回復(fù)力由重力和彈簧彈力的合力來承擔(dān)。三、簡諧運(yùn)動的能量1．定義：做簡諧運(yùn)動的物體在振動過程中經(jīng)過某一位置時所具有的勢能和動能之和，稱為簡諧運(yùn)動的能量。振動過程是一個動能和勢能不斷轉(zhuǎn)化的過程，總的機(jī)械能守恒2．簡諧運(yùn)動中的能量與振幅有關(guān)。同一確定的振動系統(tǒng)，振幅越大，振動的能量越大3．在振動的一個周期內(nèi)，動能和勢能完成兩次周期性變化，經(jīng)過平衡位置時動能最大，勢能最小，到達(dá)最大位移處時，勢能最大，動能最小。第四節(jié)單擺一、單擺模型如圖所示，一條不可伸長的細(xì)線下端拴一小球，上端固定，如果細(xì)線的質(zhì)量與擺球相比可以忽略，球的直徑與線的長度相比可以忽略，這樣的裝置叫單擺。單擺是實(shí)際擺的理想化模型。二、在擺角較小的條件下，單擺的振動是簡諧運(yùn)動將單擺的擺球拉離平衡位置，使擺線與豎直方向成一較小的角度，然后釋放，小球?qū)⒃谄胶馕恢脙蓚?cè)做往復(fù)運(yùn)動（1）擺球以懸掛點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)沿圓弧做變速圓周運(yùn)動，做圓周運(yùn)動需要向心力（2）擺球同時以最低點(diǎn)為平衡位置做機(jī)械振動，做機(jī)械振動需要回復(fù)力（3）受力分析：重力、繩子的拉力。當(dāng)它擺到位置P時，，擺線與豎直夾角為θ，將重力沿圓周切線方向和法線方向（半徑方向）分解成兩個分力G1與G2，其中G1=mgsinθ，G2=mgcosθ。G2與T在一條直線上，它們的合力是維持?jǐn)[球做圓周運(yùn)動的向心力；G1=mgsinθ是擺球振動的回復(fù)力。在擺角較小的條件下，在考慮了回復(fù)力F回的方向與位移x方向間的關(guān)系，回復(fù)力可表示為：。對一個確定的單擺來說，m、都是確定值，所以為常數(shù)，即滿足F回=－kx。三、幾種常見的單擺模型四、單擺簡諧運(yùn)動的周期周期公式：T＝2πeq\r(\f(l,g))，頻率：f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))(與擺球質(zhì)量,振幅無關(guān))五、等效擺長與等效重力加速度在有些振動系統(tǒng)中不一定是繩長，g也不一定為9.8m/s2，因此出現(xiàn)了等效擺長和等效重力加速度的問題。（1）等效擺長如圖所示，三根等長的繩共同系住一密度均勻的小球m，球直徑為d。與天花板的夾角。①若擺球在紙面內(nèi)做小角度的左右擺動，則擺動圓弧的圓心在處，故等效擺長l=l1，周期。②若擺球做垂直紙面的小角度擺動，則擺動圓弧的圓心在O處，故等效擺長為l3sinα+l1，周期。（2）等效重力加速度①公式中的g由單擺所在的空間位置決定。由知，g隨地球表面不同位置、不同高度而變化，在不同星球上也不相同，因此應(yīng)求出單擺所在處的重力加速度代入公式，即g不一定等于9.8m/s2。②g還由單擺系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)決定。單擺處在向上加速發(fā)射的航天飛機(jī)內(nèi)，設(shè)加速度為a，此時擺球處于超重狀態(tài)，沿圓弧切線方向的回復(fù)力變大，擺球質(zhì)量不變，則重力加速度的等效值g+a。若單擺若在軌道上運(yùn)行的航天飛機(jī)內(nèi)，擺球完全失重，回復(fù)力為零，則等效值0，所以周期為無窮大，即單擺不擺動了。當(dāng)單擺有水平加速度a時（如加速運(yùn)動的車廂內(nèi)），等效重力加速度，此時平衡位置已經(jīng)改變。③g還由單擺所處的物理環(huán)境決定。如帶電小球做成的單擺在豎直方向的勻強(qiáng)電場中，回復(fù)力應(yīng)是電場力和重力的合力在圓弧切線方向的分力，所以也有等效值的問題。④等效重力加速度就等于靜止于平衡位置時等于擺線張力與球質(zhì)量的比值。第五節(jié)實(shí)驗(yàn)：用單擺測定重力加速度1．實(shí)驗(yàn)原理單擺在擺角很小(小于5°)時，其擺動可以看作簡諧運(yùn)動，其振動周期T＝2πeq\r(\f(l,g))，其中l(wèi)為擺長，g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，由此可得，?jù)此，只要測出擺長l和周期T，就可計(jì)算出當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的數(shù)值．2．注意事項(xiàng)(1)細(xì)線的質(zhì)量要小，彈性要小，選用體積小、密度大的小球，擺角不超過10°．(2)要使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動，不能形成圓錐擺，方法是將球拉到一定位置后由靜止釋放．(3)單擺的上端不要卷在夾子上，而要用夾子加緊，以免單擺擺動時擺線滑動或者擺長改變。(4)測量擺長時，不能漏掉擺球的半徑。(5)測周期的方法：①要從擺球過平衡位置時開始計(jì)時，因?yàn)榇颂幩俣却?、?jì)時誤差小，而最高點(diǎn)速度小、計(jì)時誤差大．②要測多次（通常30次到50次）全振動的時間來計(jì)算周期．如在擺球過平衡位置開始計(jì)時，且在數(shù)“零”的同時按下秒表，以后擺球從同一方向通過最低位置時計(jì)數(shù)1次．(4)由公式，分別測出一系列擺長l對應(yīng)的周期T，作出l—T2的圖象，如圖所示，圖象應(yīng)是一條通過原點(diǎn)的直線，求出圖線的斜率k，即可求得g值．g＝4π2k，。根據(jù)圖線斜率求g值可以減小誤差．第六節(jié)受迫振動共振一、阻尼振動1．阻尼振動：系統(tǒng)在振動過程中受到阻力的作用，振幅逐漸減小振動逐漸消失，振動能量逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰俊?．無阻尼振動：系統(tǒng)不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身回復(fù)力作用下的振動。振幅不變的振動為等幅振動，又稱為無阻尼振動3．固有頻率：系統(tǒng)不受外力作用時振動的頻率叫做系統(tǒng)的固有頻率二、受迫振動物體在驅(qū)動力（既周期性外力）作用下的振動叫受迫振動。⑴物體做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，與物體的固有頻率無關(guān)。⑵物體做受迫振動的振幅由驅(qū)動力頻率和物體的固有頻率共同決定：兩者越接近，受迫振動的振幅越大，兩者相差越大受迫振動的振幅越小。三、共振1．定義：驅(qū)動力的頻率等于振動物體的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振2．共振的條件：驅(qū)動力的頻率等于振動物體的固有頻率，即3．共振曲線：受迫振動的振幅隨驅(qū)動力頻率變化的圖線，叫做共振曲線．提醒：由圖可知，f驅(qū)與f固越接近，振幅A越大；當(dāng)f驅(qū)＝f固時，振幅A最大．在需要利用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率；在需要防止共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與振動物體的固有頻率不同，而且相差越遠(yuǎn)越好。（1）利用共振的有：共振篩、轉(zhuǎn)速計(jì)、微波爐、打夯機(jī)、跳板跳水、打秋千……（2）防止共振的有：機(jī)床底座、航海、軍隊(duì)過橋、高層建筑、火車車廂……第三章《機(jī)械波》知識點(diǎn)總結(jié)一、波的形成機(jī)械波橫波和縱波定義機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波產(chǎn)生條件(1)波源；(2)介質(zhì)形成原因介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)受波源或鄰近質(zhì)點(diǎn)的驅(qū)動做受迫振動，分類橫波振動方向與傳播方向垂直的波，如繩波（波峰波谷）縱波振動方向與傳播方向平行的波，如聲波（密部疏部）注意：質(zhì)點(diǎn)本身不隨波逐流，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做往復(fù)振動，各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源起振方向相同。波傳播的只是振動形式，同時波也可以傳遞能量和信息。二、波的圖象1.坐標(biāo)軸的意義：橫坐標(biāo)表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)表示某一時刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。2.如果波的圖象是正弦曲線，這樣的波叫做正弦波，也叫簡諧波。3．圖象物理意義：某一時刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)相對各自平衡位置的位移。4.波動圖象的信息(1)直接讀取振幅A和波長λ，以及該時刻各質(zhì)點(diǎn)的位移。(2)該時刻各質(zhì)點(diǎn)加速度的方向一定與其位移方向相反，位移越大，加速度越大。(3)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動方向,反之亦然。三、波速、波長和頻率1.波長λ：在波動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離。2．頻率f：各質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動，各質(zhì)點(diǎn)的振動頻率與波源的振動頻率相等。3．波速v：波在介質(zhì)中的傳播速度。機(jī)械波的波速和介質(zhì)及溫度有關(guān)。4．波速與波長和頻率的關(guān)系：v＝eq\f(λ,T)＝λf5．波的傳播過程中的特點(diǎn)(1)振源經(jīng)過一個周期T完成一次全振動，波恰好向前傳播一個波長的距離。(2)質(zhì)點(diǎn)振動nT(波傳播nλ)時，波形不變。(3)在波的傳播方向上，當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為nλ(n＝1，2，3…)時，它們的振動步調(diào)總相同；當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2，3…)時，它們的振動步調(diào)總相反。(4)各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同。四、波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng)1.波的干涉和衍射定義現(xiàn)象可觀察到明顯現(xiàn)象的條件相同點(diǎn)波的衍射波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象波能偏離直線而傳到直線傳播以外的空間縫、孔或障礙物的尺寸跟波長相差不大或者小于波長干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象波的干涉頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)、某些區(qū)域的振動減弱的現(xiàn)象振動強(qiáng)弱區(qū)域相間分布，加強(qiáng)區(qū)減弱區(qū)位置不變兩列波的頻率相同2．波的干涉中振動加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷：某質(zhì)點(diǎn)的振動是加強(qiáng)還是減弱，取決于該點(diǎn)到兩相干波源的波程差Δr。波程差Δr波源步調(diào)Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2，…)步調(diào)一致振動加強(qiáng)振動減弱步調(diào)相反振動減弱振動加強(qiáng)注意：(1)波的干涉和衍射現(xiàn)象都是波特有的現(xiàn)象。(2)任何波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，區(qū)別在于現(xiàn)象是否明顯，但只有符合干涉條件的兩列波相遇時才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。(3)波的疊加過程中遵循獨(dú)立傳播原理和疊加原理。(4)干涉：振動加強(qiáng)的區(qū)域振動始終加強(qiáng)，振動減弱的區(qū)域振動始終減弱；振動加強(qiáng)（減弱）的區(qū)域是指質(zhì)點(diǎn)的振幅大（小），而不是指振動的位移大（?。?，因?yàn)槲灰剖窃跁r刻變化的。3.多普勒效應(yīng)(1)條件：波源和觀察者之間有相對運(yùn)動。(2)現(xiàn)象：觀察者感到頻率發(fā)生變化。(3)實(shí)質(zhì)：波源頻率不變，觀察者接收到的頻率變化。(4)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率變大；當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時，觀察者接收到的頻率變小。五、波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向的互判方法內(nèi)容圖象“同側(cè)”法波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平移，再由對應(yīng)同一x坐標(biāo)的兩波形曲線上的點(diǎn)來判斷振動方向六、波的多解問題造成波動問題多解的主要因素有：周期性(1)時間周期性：時間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確。(2)空間周期性：波傳播距離Δx與波長λ的關(guān)系不明確。雙向性(1)傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。(2)振動方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動方向不確定。波形的隱含性問題中，只給出完整波形的一部分，或給出幾個特殊點(diǎn)，而其余信息均處于隱含狀態(tài)，波形就有多種情況。1．解決波的多解問題的思路：一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系Δt或Δx，若此關(guān)系為時間，則t＝nT＋Δt(n＝0，1，2…)；若此關(guān)系為距離，則x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2…)。2．求解波的多解問題的一般思路(1)根據(jù)初末兩時刻的波形圖確定傳播距離與波長的關(guān)系通式。(2)根據(jù)題設(shè)條件判斷是唯一解還是多解。(3)根據(jù)波速公式v＝eq\f(Δx,Δt)或v＝eq\f(λ,T)＝λf求波速。第四章光第1節(jié)光的折射一、反射定律和折射定律、折射率1．光的反射定律：（1）三線共面：反射光線在入射光線和法線所決定的平面內(nèi)；（因果關(guān)系要注意）（2）法線居中：反射光線跟入射光線分別位于法線的兩側(cè)； （3）兩角相等：反射角等于入射角（因果關(guān)系）2．折射：光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時傳播方向改變的現(xiàn)象．3．折射定律(1)內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比．(2)表達(dá)式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12，式中n12是比例常數(shù)．(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．4．折射率(1)定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦的比值．(2)物理意義：折射率僅反映介質(zhì)的光學(xué)特性，折射率大，說明光從真空射入到該介質(zhì)時偏折大，反之偏折小．(3)定義式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)．不能說n與sinθ1成正比、與sinθ2成反比．折射率由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定．(4)計(jì)算公式：n＝eq\f(c,v)，因v＜c，故任何介質(zhì)的折射率總大于(填“大于”或“小于”)1．5．光穿過平行板玻璃磚時有何規(guī)律？(1)不會改變?nèi)肷涔獾男再|(zhì)和方向，只使光線向偏折方向平行偏移，且入射角i、玻璃磚厚度h和折射率n越大，側(cè)移d越大。(2)平行光照射到平行玻璃磚上，出射光的寬度等于入射光的寬度，而玻璃磚中折射光的寬度隨入射角增加而增大。二、測定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)原理：用插針法找出與入射光線AO對應(yīng)的出射光線O′B，確定出O′點(diǎn)，畫出折射光線OO′，然后測量出角θ1和θ2，代入公式計(jì)算玻璃的折射率．2．實(shí)驗(yàn)器材：白紙、圖釘、大頭針、直尺、鉛筆、量角器、平木板、長方形玻璃磚．3．實(shí)驗(yàn)過程：(1)鋪白紙、畫線．①如圖所示，將白紙用圖釘按在平木板上，先在白紙上畫出一條直線aa′作為界面，過aa′上的一點(diǎn)O畫出界面的法線MN，并畫一條線段AO作為入射光線．②把玻璃磚平放在白紙上，使它的長邊跟aa′對齊，畫出玻璃磚的另一條長邊bb′．(2)插針與測量．①在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線的方向，直到P1的像被P2擋住，再在觀察的這一側(cè)依次插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像及P3，記下P3、P4的位置．②移去玻璃磚，連接P3、P4并延長交bb′于O′，連接OO′即為折射光線，入射角θ1＝∠AOM，折射角θ2＝∠O′ON．③用量角器測出入射角和折射角，查出它們的正弦值，將數(shù)據(jù)填入表格中．④改變?nèi)肷浣铅?，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟，列表記錄相關(guān)測量數(shù)據(jù)．?dāng)?shù)據(jù)處理：(1)計(jì)算法：計(jì)算每次的折射率n，求出平均值eq\x\to(n)．(2)圖像法：如圖；(3)單位圓法：如圖5．注意事項(xiàng)(1)玻璃磚應(yīng)選用厚度、寬度較大的．(2)大頭針要插得豎直，且間隔要大些．(3)入射角不宜過大或過小，一般在15°～75°之間．(4)玻璃磚的折射面要畫準(zhǔn)，不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線．(5)實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃磚和白紙的相對位置不能改變．第2節(jié)全反射一、全反射1．光照射到兩種介質(zhì)截面上時，光線全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象。2．發(fā)生全反射的條件：①光線從光密介質(zhì)斜射向光疏介質(zhì)；②入射角大于或等于臨界角3．現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光．4．臨界角：折射角等于90°的入射角。設(shè)光線從某種介質(zhì)射向真空或空氣時的臨界角為C，則。二、光導(dǎo)纖維：主要應(yīng)用：a．全反射棱鏡；b．光導(dǎo)纖維;第3節(jié)光的干涉第4節(jié)實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長一、光的干涉1．1801年，英國物理學(xué)家托馬斯·楊觀察到了光的干涉現(xiàn)象，讓人們認(rèn)識到光的波動性。2．光的干涉條件：兩列光的頻率相同、相差恒定或兩列光振動情況總是相同．能發(fā)生干涉的兩列波稱為相干波，兩個光源稱為相干光源，相干光源可用同一束光分成兩列來獲得．二、托馬斯·楊的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)原理：（1）如圖所示，雙縫間距d，雙縫到屏的距離l．雙縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點(diǎn)為P0．相鄰兩亮紋或暗紋的中心距離：Δx＝eq\f(l,d)λ．由公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，λ＝eq\f(d,l)Δx計(jì)算出入射光波長的大?。?）條紋間距Δx的測定如圖13-4-2甲所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，測量時先轉(zhuǎn)動測量頭，讓分劃板中心刻線與干涉條紋平行，然后轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板向左(向右)移動至分劃板的中心刻線與條紋的中心對齊，如圖13-4-2乙所示記下此時讀數(shù)，再轉(zhuǎn)動手輪，用同樣的方法測出n個亮紋間的距離a，可求出相鄰兩亮紋間的距離Δx＝eq\f(a,n－1)．2．實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀(包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測量頭，其中測量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、米尺．3．實(shí)驗(yàn)步驟：(1)按圖所示安裝儀器．(2)將光源中心、單縫中心、雙縫中心調(diào)節(jié)在遮光筒的中心軸線上．(3)使光源發(fā)光，在光源和單縫之間加紅(綠)色濾光片，讓通過后的條形光斑恰好落在雙縫上，通過遮光筒上的測量頭，仔細(xì)調(diào)節(jié)目鏡，觀察單色光的干涉條紋，撤去濾光片，觀察白光的干涉條紋(彩色條紋)．(4)加裝濾光片，通過目鏡觀察單色光的干涉條紋，同時調(diào)節(jié)手輪，分劃板的中心刻線對齊某一條紋的中心，記下手輪的讀數(shù)，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動使分劃板移動，直到分劃板的中心刻線對齊另一條紋中心，記下此時手輪讀數(shù)和移過分劃板中心刻度線的條紋數(shù)n．(5)將兩次手輪的讀數(shù)相減，求出n條亮紋間的距離a，利用公式Δx＝eq\f(a,n－1)，算出條紋間距，然后利用公式λ＝eq\f(d,l)Δx，求出此單色光的波長λ(d儀器中已給出，l可用米尺測出)．(6)換用另一濾光片，重復(fù)步驟3、4、5，并求出相應(yīng)的波長．4．注意事項(xiàng)(1)單縫、雙縫應(yīng)相互平行，其中心大致位于遮光筒的軸線上，雙縫到單縫距離應(yīng)相等．單縫屏的作用：獲得一個線光源，使光源有唯一的頻率和振動情況，如果用激光直接照射雙縫，可省去單縫屏．楊氏那時沒有激光，因此他用強(qiáng)光照射一條狹縫，通過這條狹縫的光再通過雙縫產(chǎn)生相干光．雙縫屏的作用：平行光照射到單縫S上，又照射到雙縫S1、S2上，這樣一束光被分成兩束頻率相同和振動情況完全一致的相干光．(2)測雙縫到屏的距離l可用米尺測多次取平均值．(3)測條紋間距Δx時，用測量頭測出n條亮(暗)紋間的距離a，求出相鄰的兩條亮(暗)紋間的距離Δx＝eq\f(a,n－1)．5．雙縫干涉圖樣的特點(diǎn)(1)單色光的干涉圖樣：若用單色光作光源，則干涉條紋是明暗相間的條紋，且條紋間距相等．中央為亮條紋，兩相鄰亮條紋(或暗條紋)間距離與光的波長有關(guān)，波長越大，條紋間距越大．(2)白光的干涉圖樣:若用白光作光源，則干涉條紋是彩色條紋，且中央條紋是白色的．這是因?yàn)椋孩購碾p縫射出的兩列光波中，各種色光都能形成明暗相間的條紋，各種色光都在中央條紋處形成亮條紋，從而復(fù)合成白色條紋．②兩側(cè)條紋間距與各色光的波長成正比，即紅光的亮條紋間距寬度最大，紫光的亮條紋間距寬度最小，即除中央條紋以外的其他條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋．第5節(jié)光的衍射一、光的衍射1．產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物的尺寸可以跟光的波長相近或比光的波長還要小時能產(chǎn)生明顯的衍射．對同樣的障礙物，波長越長的光，衍射現(xiàn)象越明顯；對某種波長的光，障礙物越小，衍射現(xiàn)象越明顯．由于波長越長，衍射性越好，所以觀察到聲波的衍射現(xiàn)象就比觀察到光波的衍射現(xiàn)象容易得多．2．三種不同的衍射現(xiàn)象及特點(diǎn)(1)單縫衍射．①現(xiàn)象：如圖所示，點(diǎn)光源S發(fā)出的光經(jīng)過單縫后照射到光屏上，若縫較寬，則光沿直線傳播，傳播到光屏上的AB區(qū)域；若縫足夠窄，則光不再沿直線傳播而是傳到幾何陰影區(qū)，在AA′，BB′區(qū)出現(xiàn)亮暗相間的條紋，即發(fā)生了衍射現(xiàn)象．②單縫衍射圖樣的四個特點(diǎn)：a．中央條紋亮而寬；b．兩側(cè)亮條紋具有對稱性，亮條紋寬度逐漸變窄，亮度逐漸減弱；c．波長一定時，單縫窄的中央條紋寬，條紋間距大，單縫不變時，光波波長大的中央條紋寬，條紋間距大；d．白光的單縫衍射條紋中央為白色亮條紋，兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，靠近白色亮條紋的內(nèi)側(cè)為紫色．(2)圓孔衍射．①現(xiàn)象：圓孔衍射如圖所示，當(dāng)擋板AB上的圓孔較大時，光屏上出現(xiàn)如圖甲所示的情形，光沿直線傳播，無明顯衍射現(xiàn)象發(fā)生；當(dāng)擋板AB上的圓孔很小時，光屏上出現(xiàn)如圖乙所示的衍射圖樣，出現(xiàn)亮、暗相間的圓環(huán)．②圓孔衍射圖樣的兩個特點(diǎn)a．單色光的圓孔衍射圖樣中央亮圓的亮度大，外面是明暗相間的不等距的圓環(huán)．越向外，亮環(huán)亮度越低．b．白光的圓孔衍射圖樣中央亮圓為白色，周圍是彩色圓環(huán)．(3)泊松亮斑——障礙物的衍射現(xiàn)象．①現(xiàn)象：各種不同形狀的障礙物也能使光發(fā)生衍射，使影的輪廓模糊不清．若在單色光傳播途中，放一個較小的圓形障礙物，會發(fā)現(xiàn)在陰影中心有一個亮斑，這就是著名的泊松亮斑．②障礙物的衍射圖樣的特點(diǎn)．圓形陰影中心有一亮斑，與小孔衍射圖樣有明顯區(qū)別．（4）單縫衍射現(xiàn)象與雙縫干涉現(xiàn)象比較單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)產(chǎn)生條件只要狹縫足夠小，任何光都能發(fā)生頻率相同的兩列光波相遇疊加條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度中央條紋最亮，兩邊變暗清晰條紋，亮度基本相等相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋第6節(jié)光的偏振激光一、光的偏振1．光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波．2．偏振片偏振片由特定的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿著這個方向振動的光波才能通過偏振片，這個方向叫做透振方向．偏振片對光波的作用就像狹縫對機(jī)械波的作用一樣．3．自然光和偏振光的比較自然光偏振光成因從光源(如太陽、電燈等)直接發(fā)出的光自然光通過偏振片后就變成了偏振光，反射光、折射光均為偏振光振動方向在垂直于傳播方向的平面內(nèi)，沿著各個方向振動在垂直于傳播方向的平面內(nèi)，并且只有一個振動方向經(jīng)偏振片后現(xiàn)象比較如上圖所示，通過偏振片后，自然光就變成了偏振光，轉(zhuǎn)動偏振片，偏振光的亮度不變，但偏振方向隨之變化如上圖所示，偏振光經(jīng)偏振片后，若偏振方向與透振方向平行，屏亮；若垂直，則屏暗；若介于兩者之間，則屏上亮度介于兩者之間并隨偏振方向與透振方向夾角的增大而變暗．二、激光1．由來是一種人工產(chǎn)生的相干光2．特點(diǎn)激光頻率單一，相干性非常好；平行度高；激光的強(qiáng)度大，亮度高3．應(yīng)用廣泛（1）產(chǎn)生明顯的干涉，全息照相（頻率單一相干性好）．（2）利用激光通過光導(dǎo)纖維實(shí)現(xiàn)通訊（利用相干性好進(jìn)行“調(diào)制”；頻率高，信息攜帶量大；能量集中，衰減慢）。（3）激光雷達(dá)測距測速（平行度好，結(jié)合多普勒效應(yīng)）（4）VCD、DVD、CD唱機(jī)，CD-ROM讀取或刻錄光盤（平行度好，能量集中）．（5）醫(yī)學(xué)上“激光刀”，軍事上的激光武器，新能源中的可控核聚變（光強(qiáng)度大、能量集中）補(bǔ)充：光的顏色、色散顏色紅橙黃綠藍(lán)靛紫頻率低→高同一介質(zhì)折射率小→大同一介質(zhì)中速度大→小真空中波長大→小臨界角大→小透過棱鏡后的偏折角小→大一、光的顏色色散1．光的顏色同種介質(zhì)中不同顏色的光波長不同．由f＝eq\f(c,λ)可知，不同顏色的光頻率不同．2．薄膜干涉中應(yīng)注意的三個問題(1)觀察的是從膜前、后兩表面反射回來的光，不是透過膜的光，眼睛與光源在膜的同一側(cè)．(2)用單色光和白光分別照射同一膜，觀察到的現(xiàn)象是不同的．用白光照射膜時，某一位置紅光得到加強(qiáng)，其他顏色的光就被削弱，故在此位置看到的是紅色，而另一位置則會看到黃色等其他顏色，因此，用白光做這個實(shí)驗(yàn)看到的將是彩色條紋；而在單色光照射下，則會出現(xiàn)明、暗相間的條紋．(3)每一條紋呈現(xiàn)水平分布，各條紋按豎直方向排列．3．薄膜干涉在技術(shù)上的應(yīng)用(1)用干涉法檢查平面如圖：兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射，入射光從空氣膜的上下表面反射出兩列光波，形成干涉條紋．如果被檢測平面是光滑的，得到的干涉圖樣必是等間距的．如果某處凹下，則對應(yīng)明條紋(或暗條紋)提前出現(xiàn)，如圖(a)所示；如果某處凸起來，則對應(yīng)條紋延后出現(xiàn)，如圖(b)所示(注：“提前”與“延后”不是指在時間上，而是指由左向右的順序位置上)．(2)增透膜的應(yīng)用在光學(xué)儀器中，為了減少光在光學(xué)元件(透鏡、棱鏡)表面的反射損失，可用薄膜干涉相消來減少反射光，如照相機(jī)、測距儀、潛望鏡上用的光學(xué)元件表面為了減少光的反射損失都鍍上了一層介質(zhì)薄膜(氟化鎂)，使薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的eq\f(1,4)，這樣反射回來的兩列光波經(jīng)過的路程差恰好等于半個波長，它們疊加后相互抵消，從而減少了光學(xué)元件表面反射造成的光能損失，增強(qiáng)了透射光的能量，故稱為增透膜．4．色散色散現(xiàn)象表明，棱鏡材料對不同色光的折射率是不同的．紫光經(jīng)棱鏡后偏折程度最大，紅光偏折程度最小，所以棱鏡材料對紫光的折射率最大，對紅光的折射率最小．《磁場》《安培力與洛倫茲力》知識點(diǎn)總結(jié)磁現(xiàn)象和磁場1．磁體的各部分磁性強(qiáng)弱不同，磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫做磁極。磁極總是成對存在的。2.1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，首次揭示了電和磁的聯(lián)系。他將導(dǎo)線沿南北方向放置。3．(1)磁場：存在于磁體周圍或電流周圍的一種客觀存在的特殊物質(zhì)．磁體和磁體之間、磁體和通電導(dǎo)體之間、通電導(dǎo)體和通電導(dǎo)體間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的．(2)基本性質(zhì)：對放入其中的磁體或通電導(dǎo)體有力的作用。(3)方向：小磁針N極所受磁場力的方向或小磁針靜止時N極的指向4．地磁場：地球磁體的N極(北極)位于地理南極附近，地球磁體的S極(南極)位于地理北極附近。方向特點(diǎn)：北極上方：豎直向下；南極上方：豎直向上；赤道：磁場方向與地面平行。二．磁感應(yīng)強(qiáng)度1．定義式：B＝eq\f(F,IL)(通電導(dǎo)線垂直于磁場)。2．單位：特斯拉，符號：T。3．方向：小磁針N極所受磁場力的方向或小磁針靜止時N極的指向。三．幾種常見磁場1．磁感線的特點(diǎn)：(1)磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，即小磁針N極受力的方向。(2)磁鐵外部的磁感線從N極指向S極，內(nèi)部從S極指向N極，磁感線是閉合曲線。(3)磁感線的疏密表示磁場強(qiáng)弱，磁感線密集處磁場強(qiáng)，磁感線稀疏處磁場弱。(4)磁感線在空間不相交。2．磁感線和電場線的比較：相同點(diǎn)：都是疏密程度表示場的強(qiáng)弱，切線方向表示場的方向；都不能相交。不同點(diǎn)：電場線起于正電荷(或無窮遠(yuǎn))，終止于無窮遠(yuǎn)(或負(fù)電荷)，不閉合；但磁感線是閉合曲線。3．幾種常見磁體的磁感線的分布4．電流周圍的磁感線方向可根據(jù)安培定則判斷安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流以導(dǎo)線上任意點(diǎn)為圓心垂直于導(dǎo)線的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場越弱環(huán)形電流內(nèi)部磁場比環(huán)外強(qiáng)，磁感線越向外越稀疏通電螺線管內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場且比外部強(qiáng)，方向由S極指向N極，外部類似條形磁鐵，由N極指向S極5．安培分子電流假說(1)法國學(xué)者安培提出：在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流—分子電流。分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極。(2)安培分子電流假說可以解釋:當(dāng)鐵棒中分子電流的取向大致相同時，鐵棒對外顯磁性；當(dāng)鐵棒中分子電流的取向變得雜亂無章時，鐵棒對外不顯磁性。6．磁通量(1)公式：Φ＝BS適用條件：①勻強(qiáng)磁場；②磁感線與平面垂直。(2)若磁感線與平面不垂直，則Φ＝BScosθ。其中Scosθ為面積S在垂直于磁感線方向上的投影面積，如圖所示。(3)磁通量的正負(fù)：磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，若磁感線從某一面上穿入時，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時為負(fù)值。(4)磁通量可用穿過某一平面的磁感線條數(shù)表示。若有磁感線沿相反方向穿過同一平面，則磁通量等于穿過該平面的磁感線的凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和)。四．安培力通電導(dǎo)線在磁場中受到的力1．安培力的方向：（1）左手定則：伸開左手，讓拇指與其余