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高二物理的萬(wàn)有引力定律知識(shí)點(diǎn)詳解

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高二物理的萬(wàn)有引力定律知識(shí)點(diǎn)詳解

  在高二的物理學(xué)習(xí)中,學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)到很多的有趣的知識(shí)點(diǎn),下面學(xué)習(xí)啦的小編將為大家?guī)?lái)關(guān)于萬(wàn)有引力定律的知識(shí)點(diǎn)的介紹,希望能夠幫助到大家。

  高二物理的萬(wàn)有引力定律知識(shí)點(diǎn)

  萬(wàn)有引力是由于物體具有質(zhì)量而在物體之間產(chǎn)生的一種相互作用。它的大小和物體的質(zhì)量以及兩個(gè)物體之間的距離有關(guān)。物體的質(zhì)量越大,它們之間的萬(wàn)有引力就越大;物體之間的距離越遠(yuǎn),它們之間的萬(wàn)有引力就越小。

  兩個(gè)可看作質(zhì)點(diǎn)的物體之間的萬(wàn)有引力,可以用以下公式計(jì)算:F=GmM/r^2,即 萬(wàn)有引力等于引力常量乘以兩物體質(zhì)量的乘積除以它們距離的平方。其中G代表引力常量,其值約為6.67×10的負(fù)11次方單位 N·m2 /kg2。為英國(guó)科學(xué)家 卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)得。

  萬(wàn)有引力的推導(dǎo):若將行星的軌道近似的看成圓形,從開(kāi)普勒第二定律可得行星運(yùn)動(dòng)的角速度是一定的,即:

  ω=2π/T(周期)

  如果行星的質(zhì)量是m,離太陽(yáng)的距離是r,周期是T,那么由運(yùn)動(dòng)方程式可得,行星受到的力的作用大小為

  mrω^2=mr(4π^2)/T^2

  另外,由開(kāi)普勒第三定律可得

  r^3/T^2=常數(shù)k'

  那么沿太陽(yáng)方向的力為

  mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2

  由作用力和反作用力的關(guān)系可知,太陽(yáng)也受到以上相同大小的力。從太陽(yáng)的角度看,

  (太陽(yáng)的質(zhì)量M)(k'')(4π^2)/r^2

  是太陽(yáng)受到沿行星方向的力。因?yàn)槭窍嗤笮〉牧Γ蛇@兩個(gè)式子比較可知,k'包含了太陽(yáng)的質(zhì)量M,k''包含了行星的質(zhì)量m。由此可知,這兩個(gè)力與兩個(gè)天體質(zhì)量的乘積成正比,它稱為萬(wàn)有引力。

  如果引入一個(gè)新的常數(shù)(稱萬(wàn)有引力常數(shù)),再考慮太陽(yáng)和行星的質(zhì)量,以及先前得出的4·π2,那么可以表示為

  萬(wàn)有引力=GmM/r^2

  兩個(gè)通常物體之間的萬(wàn)有引力極其微小,我們察覺(jué)不到它,可以不予考慮。比如,兩個(gè)質(zhì)量都是60千克的人,相距0.5米,他們之間的萬(wàn)有引力還不足百萬(wàn)分之一牛頓,而一只螞蟻拖動(dòng)細(xì)草梗的力竟是這個(gè)引力的1000倍!但是,天體系統(tǒng)中,由于天體的質(zhì)量很大,萬(wàn)有引力就起著決定性的作用。在天體中質(zhì)量還算很小的地球,對(duì)其他的物體的萬(wàn)有引力已經(jīng)具有巨大的影響,它把人類、大氣和所有地面物體束縛在地球上,它使月球和人造地球衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)而不離去。

  重力,就是由于地面附近的物體受到地球的萬(wàn)有引力而產(chǎn)生的。

  任意兩個(gè)物體或兩個(gè)粒子間的與其質(zhì)量乘積相關(guān)的吸引力。自然界中最普遍的力。簡(jiǎn)稱引力,有時(shí)也稱重力。在粒子物理學(xué)中則稱引力相互作用和強(qiáng)力、弱力 、電磁力合稱4種基本相互作用。引力是其中最弱的一種,兩個(gè)質(zhì)子間的萬(wàn)有引力只有它們間的電磁力的1/1035 ,質(zhì)子受地球的引力也只有它在一個(gè)不強(qiáng)的電場(chǎng)1000伏/米的電磁力的1/1010。因此研究粒子間的作用或粒子 在電子顯微鏡和加速器中運(yùn)動(dòng)時(shí),都不考慮萬(wàn)有引力的作用 。一般物體之間的引力也是很小的,例如兩個(gè)直徑為 1米的鐵球 ,緊靠在一起時(shí) , 引力也只有1.14×10^(-3)牛頓,相當(dāng)于0.03克的一小滴水的重量 。但地球的質(zhì)量很大,這兩個(gè)鐵球分別受到4×104牛頓的地球引力 。所以研究物體在地球引力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí),通常都不考慮周圍其他物體的引力。天體如太陽(yáng)和地球的質(zhì)量都很大,乘積就更大,巨大的引力就能使龐然大物繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)。引力就成了支配天體運(yùn)動(dòng)的唯一的一種力。恒星的形成,在高溫狀態(tài)下不彌散反而逐漸收縮,最后坍縮為白矮星、中子星和黑洞 , 也都是由于引力的作用,因此引力也是促使天體演化的重要因素。

  高中物理交變電流公式

  1.電壓瞬時(shí)值e=Emsint電流瞬時(shí)值i=Imsint;(=2f)

  2.電動(dòng)勢(shì)峰值Em=nBS=2BLv電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總

  3.正(余)弦式交變電流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/2

  4.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關(guān)系

  U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出

  5.在遠(yuǎn)距離輸電中,采用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失損=(P/U)2R;(P損:輸電線上損失的功率,P:輸送電能的總功率,U:輸送電壓,R:輸電線電阻)〔見(jiàn)第二冊(cè)P198〕;

  6.公式1、2、3、4中物理量及單位:角頻率(rad/s);t:時(shí)間(s);n:線圈匝數(shù);B:磁感強(qiáng)度(T);S:線圈的面積(m2);U輸出)電壓(V);I:電流強(qiáng)度(A);P:功率(W)。

  注:

  (1)交變電流的變化頻率與發(fā)電機(jī)中線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率相同即:電=線,f電=f線;

  (2)發(fā)電機(jī)中,線圈在中性面位置磁通量最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,過(guò)中性面電流方向就改變;

  (3)有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)定義的,沒(méi)有特別說(shuō)明的交流數(shù)值都指有效值;

  (4)理想變壓器的匝數(shù)比一定時(shí),輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定,輸入功率等于輸出功率,當(dāng)負(fù)載的消耗的功率增大時(shí)輸入功率也增大,即P出決定P入;

  (5)其它相關(guān)內(nèi)容:正弦交流電圖象〔見(jiàn)第二冊(cè)P190〕/電阻、電感和電容對(duì)交變電流的作用〔見(jiàn)第二冊(cè)P193〕。

  高二物理恒定電流公式

  1.電流強(qiáng)度:I=q/t{I:電流強(qiáng)度(A),q:在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫載面的電量(C),t:時(shí)間(s)}

  2.歐姆定律:I=U/R{I:導(dǎo)體電流強(qiáng)(A)

  U:導(dǎo)體兩端電壓(V),R:導(dǎo)體阻值()}

  3.電阻、電阻定律:R=L/S{:電阻率( m),L:導(dǎo)體的長(zhǎng)度(m),S:導(dǎo)體橫截面積(m2)}

  4.閉合電路歐姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內(nèi)+U外{I:電路中的總電流(A),E:電源電動(dòng)勢(shì)(V),R:外電路電阻(),r:電源內(nèi)阻()}

  5.電功與電功率:W=UIt,P=UI{W:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時(shí)間(s),P:電功率(W)}

  6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:通過(guò)導(dǎo)體的電流(A),R:導(dǎo)體的電阻值(),t:通電時(shí)間(s)}

  7.純電阻電路:由于I=U/R,W=Q,因三此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R

  8.電源總動(dòng)率、電源輸出功率、電源效率:P總=IE,P出=IU,=P出/P總{I:電路總電流(A),E:電源電動(dòng)勢(shì)(V),U:路端電壓(V),:電源效率}

  9.電路的串/并聯(lián) 串聯(lián)電路(P、U與R成正比) 并聯(lián)電路(P、I與R成反比)

  電阻關(guān)系(串同并反)

  R串=R1+R2+R3+

  R并=1/R1+1/R2+1/R3+

  電流關(guān)系

  I總=I1=I2=I3

  I并=I1+I2+I3+

  電壓關(guān)系 U總=U1+U2+U3+

  功率分配 P總=P1+P2+P3+

  10.歐姆表測(cè)電阻

  (1)電路組成

  (2)測(cè)量原理

  兩表筆短接后,調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro) 接入被測(cè)電阻Rx后通過(guò)電表的電流為

  Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)

  由于Ix與Rx對(duì)應(yīng),因此可指示被測(cè)電阻大小

  (3)使用方法:機(jī)械調(diào)零、選擇量程、歐姆調(diào)零、測(cè)量讀數(shù){注意擋位(倍率)}、撥off擋。

  (4)注意:測(cè)量電阻時(shí),要與原電路斷開(kāi),選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調(diào)零。

  11.伏安法測(cè)電阻

  電流表內(nèi)接法:

  電壓表示數(shù):U=UR+UA

  電流表外接法:

  電流表示數(shù):I=IR+IV

  Rx的測(cè)量值

  =U/I=(UA+UR)/IR=RA+RxR真

  Rx的測(cè)量值

  =U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)

  選用電路條件RxRA[或Rx(RARV)1/2]

  選用電路條件Rx12.

  滑動(dòng)變阻器在電路中的限流接法與分壓接法

  限流接法

  電壓調(diào)節(jié)范圍小,電路簡(jiǎn)單,功耗小

  便于調(diào)節(jié)電壓的選擇條件RpRx

  電壓調(diào)節(jié)范圍大,電路復(fù)雜,功耗較大

  便于調(diào)節(jié)電壓的選擇條件Rp

  注:

  (1)單位換算:

  1A=103mA=106A;1kV=103V=106mA;1M=103k=106

  (2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;

  (3)串聯(lián)總電阻大于任何一個(gè)分電阻,并聯(lián)總電阻小于任何一個(gè)分電阻;

  (4)當(dāng)電源有內(nèi)阻時(shí),外電路電阻增大時(shí),總電流減小,路端電壓增大;

  (5)當(dāng)外電路電阻等于電源電阻時(shí),電源輸出功率最大,此時(shí)的輸出功率為E2/(2r);

  (6)其它相關(guān)內(nèi)容:電阻率與溫度的關(guān)系半導(dǎo)體及其應(yīng)用超導(dǎo)及其應(yīng)用。


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