物理二級(jí)培訓(xùn)課件

物理二級(jí)培訓(xùn)課件演講人：日期：牛頓運(yùn)動(dòng)定律動(dòng)量與動(dòng)量守恒能量與功機(jī)械振動(dòng)與波動(dòng)電磁學(xué)基礎(chǔ)光學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)代物理簡(jiǎn)介CATALOGUE目錄01牛頓運(yùn)動(dòng)定律定律表述物體將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到受到外部力的作用而改變。慣性概念物體具有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性，即“慣性”。適用范圍宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)，不適用于微觀粒子和高速運(yùn)動(dòng)物體。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證伽利略的自由落地實(shí)驗(yàn)、牛頓的斜面實(shí)驗(yàn)等。牛頓第一定律：慣性定律物體的加速度與作用在物體上的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，且加速度的方向與合外力的方向相同。F=ma（F為合外力，m為物體質(zhì)量，a為加速度）。牛頓（N），是力的基本單位，也是國際單位制中的單位。按性質(zhì)分為重力、彈力、摩擦力等，按效果分為動(dòng)力、阻力、合力等。牛頓第二定律：力與加速度定律表述公式表達(dá)力的單位力的分類定律表述對(duì)于任意兩個(gè)相互作用的物體，它們之間的作用力和反作用力大小相等、方向相反，且作用在同一直線上。作用力與反作用力關(guān)系作用力與反作用力總是成對(duì)出現(xiàn)，同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失。適用范圍適用于所有相互作用的物體，無論大小、形狀或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。力的相互性力是物體間的相互作用，不能脫離物體而單獨(dú)存在。牛頓第三定律：作用與反作用0102030402動(dòng)量與動(dòng)量守恒123動(dòng)量的定義與計(jì)算動(dòng)量的定義動(dòng)量是一個(gè)物體在其運(yùn)動(dòng)和質(zhì)量上的量度，公式表示為P=mv（P是動(dòng)量，m是物體的質(zhì)量，v是物體的速度）。動(dòng)量的性質(zhì)動(dòng)量是矢量，具有大小和方向，方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同。動(dòng)量的計(jì)算動(dòng)量的計(jì)算需要知道物體的質(zhì)量和速度，可以通過直接測(cè)量或通過物體的動(dòng)能和勢(shì)能等計(jì)算得出。動(dòng)量定理動(dòng)量定理的表述動(dòng)量定理表明，物體動(dòng)量的變化等于作用在物體上的合外力的沖量，公式表示為F△t=△P（F是作用在物體上的力，△t是力的作用時(shí)間，△P是動(dòng)量的變化）。動(dòng)量定理的應(yīng)用動(dòng)量定理的注意事項(xiàng)動(dòng)量定理可以用來解釋物體的碰撞、爆炸等現(xiàn)象，也可以用來求解物體的速度、質(zhì)量、力等物理量。在應(yīng)用動(dòng)量定理時(shí)，需要明確物體的初末狀態(tài)，以及作用在物體上的合外力。123動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的表述動(dòng)量守恒定律指出，在沒有外力作用或外力作用極小的系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)總動(dòng)量在某一方向上保持不變，公式表示為m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'（m1、m2為兩物體的質(zhì)量，v1、v2為兩物體碰撞前的速度，v1'、v2'為兩物體碰撞后的速度）。030201動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用條件動(dòng)量守恒定律適用于不受外力作用或外力作用極小的系統(tǒng)，且系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力遠(yuǎn)大于外力。動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用實(shí)例動(dòng)量守恒定律廣泛應(yīng)用于碰撞、爆炸、反沖等現(xiàn)象的研究中，是物理學(xué)中的重要定律之一。03能量與功功的定義W=Fs，其中W表示功，F(xiàn)表示力，s表示在力的方向上產(chǎn)生的位移。功的計(jì)算公式功的單位焦耳（J），1焦耳等于1牛頓的力在1米距離上所做的功。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，表示力在物體上產(chǎn)生的位移效果。功的定義與計(jì)算動(dòng)能與勢(shì)能動(dòng)能物體因運(yùn)動(dòng)而具有的能量，與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，公式為KE=1/2mv2。勢(shì)能物體由于位置或形狀而具有的能量，包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能等，公式為PE=mgh（重力勢(shì)能）或PE=1/2kx2（彈性勢(shì)能）。動(dòng)能與勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化在沒有外力做功的情況下，動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，如物體在自由落體過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而總的能量保持不變。能量守恒定律能量守恒定律的表述在分析物理系統(tǒng)時(shí)，可以通過能量守恒定律來推斷系統(tǒng)內(nèi)部能量轉(zhuǎn)化的過程和結(jié)果，如機(jī)械能守恒、電能守恒等。能量守恒定律的應(yīng)用雖然在封閉系統(tǒng)中能量總量保持不變，但在能量轉(zhuǎn)化的過程中，有一部分能量會(huì)轉(zhuǎn)化為無法再利用的熱能，導(dǎo)致能量的耗散。能量耗散04機(jī)械振動(dòng)與波動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng)指物體在與位移成正比的力的作用下，在其平衡位置附近按正弦規(guī)律作往復(fù)的運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的定義具有周期性、對(duì)稱性、線性等特征，且振幅、頻率等參數(shù)保持恒定。如鐘表的擺動(dòng)、琴弦的振動(dòng)等，是物理學(xué)和工程學(xué)中的重要模型。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特征描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，涉及位移、時(shí)間、振幅、頻率等參數(shù)。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程01020403簡(jiǎn)諧振動(dòng)的應(yīng)用波是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，是能量傳遞的一種方式。根據(jù)波的傳播方向和介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，可分為橫波和縱波。與介質(zhì)的密度和彈性有關(guān)，一般情況下，密度越大、彈性越好的介質(zhì)中波速越快。波在傳播過程中呈現(xiàn)出的形狀，如正弦波、余弦波、方波等。波的產(chǎn)生與傳播波的定義波的分類波的傳播速度波的波形波的干涉與衍射波的干涉現(xiàn)象兩列或多列波在空間某些區(qū)域相遇時(shí)，相互疊加形成加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象。干涉的條件波的頻率、振動(dòng)方向、相位等參數(shù)相同或相近。衍射現(xiàn)象波在傳播過程中遇到障礙物或通過孔洞時(shí)，會(huì)偏離直線傳播路徑而繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。衍射的分類根據(jù)障礙物或孔洞的大小與波長的關(guān)系，可分為菲涅耳衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射等類型。05電磁學(xué)基礎(chǔ)電場(chǎng)與電勢(shì)電場(chǎng)電荷周圍產(chǎn)生的空間區(qū)域，其中其他電荷會(huì)受到力的作用。電場(chǎng)線描述電場(chǎng)的線條，其切線方向表示電場(chǎng)的方向，疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度。電勢(shì)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能差，是標(biāo)量，與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)。電勢(shì)差電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，即電壓，是電場(chǎng)力做功的度量。01020304電流電路歐姆定律電阻電荷在導(dǎo)體中的定向移動(dòng)，形成電流。電流通過導(dǎo)體時(shí)遇到的阻力，與導(dǎo)體的材料、長度和截面積有關(guān)。由電源、負(fù)載和導(dǎo)線等元件組成的閉合路徑，電流在其中流動(dòng)。在電路中，電壓等于電阻與電流的乘積，即V=IR。電流與電路磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)磁場(chǎng)磁體周圍產(chǎn)生的空間區(qū)域，其中具有磁性的物體會(huì)受到力的作用。02040301電磁感應(yīng)變化的磁場(chǎng)會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生電流。磁感線描述磁場(chǎng)的線條，其切線方向表示磁場(chǎng)的方向，疏密程度表示磁場(chǎng)強(qiáng)度。法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于磁通量變化的速率，即E=-dΦ/dt。06光學(xué)基礎(chǔ)光的反射與折射光的反射光線從一個(gè)介質(zhì)射向另一個(gè)介質(zhì)時(shí)，在兩個(gè)介質(zhì)的交界處發(fā)生反彈現(xiàn)象，稱為光的反射。反射定律：入射角等于反射角。光的折射全反射光線通過一個(gè)介質(zhì)進(jìn)入另一個(gè)介質(zhì)時(shí)，由于速度的改變而發(fā)生的傳播方向的改變，稱為光的折射。折射定律：入射角的正弦與折射角的正弦之比等于兩種介質(zhì)的折射率之比。當(dāng)光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角大于臨界角，光線將全部反射回原介質(zhì)，稱為全反射。123光的干涉與衍射光的干涉兩束或多束相干光波在空間某些區(qū)域相遇時(shí)，相互疊加產(chǎn)生加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象，稱為光的干涉。干涉圖樣干涉現(xiàn)象所產(chǎn)生的光強(qiáng)分布圖，如雙縫干涉、薄膜干涉等。光的衍射光在通過障礙物或穿過小孔時(shí)，偏離直線傳播的現(xiàn)象，稱為光的衍射。衍射圖樣衍射現(xiàn)象所產(chǎn)生的光強(qiáng)分布圖，如單縫衍射、圓孔衍射等。光波在傳播過程中，光矢量的方向和大小有規(guī)則變化的現(xiàn)象，稱為偏振光。自然光在各個(gè)方向上光矢量的振動(dòng)強(qiáng)度相同，而偏振光則只在某一特定方向上振動(dòng)。偏振片只允許某一特定方向的光通過，從而將自然光轉(zhuǎn)化為偏振光。偏振光在光學(xué)儀器、光通信、液晶顯示等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。光的偏振偏振光自然光與偏振光偏振片的作用偏振光的應(yīng)用07現(xiàn)代物理簡(jiǎn)介引力與時(shí)空彎曲、黑洞、引力波。廣義相對(duì)論GPS定位、粒子加速器、宇宙學(xué)研究。相對(duì)論的應(yīng)用01020304時(shí)間膨脹、長度收縮、質(zhì)量-能量等價(jià)原理。狹義相對(duì)論邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)、光電效應(yīng)、質(zhì)能方程驗(yàn)證。著名實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相對(duì)論基礎(chǔ)量子理論基本概念薛定諤方程著名實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證量子力學(xué)應(yīng)用波粒二象性、不