场论与粒子物理学上册(李政道)思维导图
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高中物理必修一第三章相互作用力力是物体之间的相互作用,有力必有施力物体和受力物体力的大小、方向、作用点叫力的三要素用一条有向线段把力的三要素表示出来的方法叫力的图示力的类别按性质命名的力重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等按效果命名的力拉力、压力、支持力、动力、阻力等力的作用效果形变改变运动状态重力 基本相互作用由于地球的吸引而使物体受到的力重力的大小G=mg,方向竖直向下重心作用点叫物体的重心重心的位置与物体的质量分布和形状有关质量均匀分布,形状规则的物体的重心在其几何中心处薄板类物体的重心可用悬挂法确定备注重力是万有引力的一个分力,另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力,在两极处重力等于万有引力由于重力远大于向心力,一般情况下近似认为重力等于万有引力弹力内容发生形变的物体,由于要恢复原状,会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力的作用,这种力叫弹力条件接触形变物体的形变不能超过弹性限度方向弹力的方向和产生弹力的那个形变方向相反大小弹簧的弹力大小由F=kx计算一般情况弹力的大小与物体同时所受的其他力及物体的运动状态有关,应结合平衡条件或牛顿定律确定摩擦力产生的条件接触面粗糙有弹力作用有相对运动(或相对运动趋势)缺一不可方向跟接触面相切,与相对运动或相对运动趋势方向相反摩擦力的方向和物体运动方向可能相同,也可能相反,还可能成任意角度大小滑动摩擦力:f=μNF N 为接触面间的弹力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力F N 无关静摩擦由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关大小范围0<f静≤f m具体数值计算根据平衡条件根据牛顿第二定律求出合力,然后通过受力分析确定备注摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运动方向成一定夹角摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用力的合成和分解标量和矢量将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则标量用代数法矢量用平行四边形定则或三角形定则同一直线上矢量的合成可转为代数法,即规定某一方向为正方向,与正方向相同的物理量用正号代人,相反的用负号代人,然后求代数和,最后结果的正、负体现了方向,但有些物理量虽也有正负之分,运算法则也一样,但不能认为是矢量,最后结果的正负也不表示方向,如:功、重力势能、电势能、电势等合力与分力如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力叫做这个力的分力共点力的合成共点力几个力如果都作用在物体的同一点上,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫共点力求几个已知力的合力叫做力的合成F ₁和F ₂在同一条直线上F ₁、F ₂同向:合力F=F ₁+F ₂方向与F ₁、F ₂的方向一致F ₁、F ₂反向:合力F=|F ₁-F ₂|,方向与F ₁、F ₂两者中较大的方向一致互成θ角——用力的平行四边形定则平行四边形定则两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的有向线段为邻边,作平行四边形,它的对角线就表示合力的大小及方向,这是矢量合成的普遍法则备注力的合成和分解都均遵从平行四边行法则两个力的合力范围合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力两个分力成直角时,用勾股定理或三角函数注意点力的合成与分解,体现了用等效的方法研究物理问题共点的两个力合力的大小范围是|F1-F2|≤F合≤Fl+F2共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零力的分解时要认准力作用在物体上产生的实际效果,按实际效果来分解力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个互相垂直的坐标轴上,分解最终往往是为了求合力受力分析受力分析确定研究对象,并隔离出来先画重力,然后弹力、摩擦力,再画电、磁场力检查受力图,找出所画力的施力物体,分析结果能否使物体处于题设的运动状态(静止或加速),否则必然是多力或漏力合力或分力不能重复列为物体所受的力整体法和隔离体法整体法把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力隔离法把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑物体对其它物体的作用力方法选择涉及的问题是整体与外界作用时,应用整体分析法可使问题简单明了,而不必考虑内力的作用涉及的问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力注意点弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间,因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在,如果存在,则根据弹力和摩擦力的方向,画好这两个力画受力图时要逐一检查各个力,找不到施力物体的力一定是无中生有的.同时应只画物体的受力,不能把对象对其它物体的施力也画进去共点力作用下物体的平衡物体的平衡质点静止或做匀速直线运动物体不转动或匀速转动共点力作用下物体的平衡平衡状态:静止或匀速直线运动状态,物体的加速度为零平衡条件:合力为零,亦即F合=0或∑Fx=0,∑Fy=0二力平衡:这两个共点力必然大小相等,方向相反,作用在同一条直线上三力平衡:这三个共点力必然在同一平面内,且其中任何两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,即任何两个力的合力必与第三个力平衡若物体在三个以上的共点力作用下处于平衡状态,通常可采用正交分解F合x=F1x+F2x+………+Fnx=0F合y=F1y+F2y+………+Fny=0平衡条件的推论当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与所受的其它力的合力等值反向当三个共点力作用在物体(质点)上处于平衡时,三个力的矢量组成一封闭的三角形按同一环绕方向平衡物体的临界问题当某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或另一物理状态)时的转折状态叫临界状态临界问题的分析方法极限分析法:通过恰当地选取某个物理量推向极端从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来,便于解答。
力学知识结构图匀变速直线运动基本公式:V t =V 0+atS=V 0t+21at 2as V V t2202+=20tV V V +=运动的合成与分解 已知分运动求合运动叫运动的合成,已知合运动求分运动叫运动的分解。
运动的合成与分解遵守平行四边形定则平抛物体的运动特点:初速度水平,只受重力。
分析:水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动。
规律:水平方向 Vx = V 0,X=V 0t竖直方向 Vy = gt ,y =221gt 合 速 度 V t =,22y x V V +与x 正向夹角tg θ=xy V v匀速率圆周运动特点:合外力总指向圆心(又称向心力)。
描述量:线速度V ,角速度ω,向心加速度α,圆轨道半径r ,圆运动周期T 。
规律:F= mr V2=m ω2r = mr T 224π物体 的 运 动A 0 t/sX/cm T λx/cm y/cmA 0V天体运动问题分析1、行星与卫星的运动近似看作匀速圆周运动遵循万有引力提供向心力,即 =m =m ω2R=m( )R 2、在不考虑天体自转的情况下,在天体表面附近的物体所受万有引力近似等于物体的重力,F 引=mg,即 =mg,整理得GM=gR 2。
3、考虑天体自传时:(1)两极 (2)赤道平均位移:02tv v s vt t +==模型题2.非弹性碰撞:碰撞过程中所产生的形变不能够完全恢复的碰撞;碰撞过程中有机械能损失.非弹性碰撞遵守动量守恒,能量关系为:12m 1v 21+12m 2v 22>12m 1v 1′2+12m 2v 2′2 3.完全非弹性碰撞:碰撞过程中所产生的形变完全不能够恢复的碰撞;碰撞过程中机械能损失最多.此种情况m 1与m 2碰后速度相同,设为v ,则:m 1v 1+m 2v 2=(m 1+m 2)v 系统损失的动能最多,损失动能为 ΔE km =12m 1v 21+12m 2v 22-12(m 1+m 2)v 21.弹性碰撞:碰撞过程中所产生的形变能够完全恢复的碰撞;碰撞过程中没有机械能损失.弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外,还具备:碰前、碰后系统的总动能相等,即 12m 1v 21+12m 2v 22=12m 1v 1′2+12m 2v 2′2特殊情况:质量m 1的小球以速度v 1与质量m 2的静止小球发生弹性正碰,根据动量守恒和动能守恒有m 1v 1=m 1v 1′+m 2v 2′,12m 1v 21=12m 1v 1′2+12m 2v 2′2.碰后两个小球的速度分别为: v 1′=m 1-m 2m 1+m 2v 1,v 2′=2m 1m 1+m 2v 1动量碰撞如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量为m =1 kg 的相同的小球A 、B 、C 。
高中物理思维导图图解1:运动的描述高中物理思维导图图解2:相互作用高中物理思维导图图解3:重力基本相互作用高中物理思维导图图解4:力的合成与分解高中物理思维导图图解5:牛顿第一、三定律高中物理思维导图图解6:牛顿运动定律高中物理思维导图图解7:摩擦力高中物理思维导图图解8:圆周运动高中物理思维导图图解9:运动的合成与分解等高中物理思维导图图解10:弹力高中物理思维导图图解11:万有引力与航天高中物理思维导图图解12:牛顿第二定律及其应用高中物理思维导图图解13:曲线运动高中物理思维导图图解14:静电场高中物理思维导图图解15:机械能守恒定律能量守恒定律高中物理思维导图图解16:电势能电势电势差高中物理思维导图图解17:电荷守恒定律库仑定律高中物理思维导图图解18:宇宙航行高中物理思维导图图解19:机械能守恒定律高中物理思维导图图解20:功功率高中物理思维导图图解21:势能动能及动能定理高中物理思维导图图解22:电场电场强度高中物理思维导图图解23:静电场中的导体电容器电容高中物理思维导图图解24:气体高中物理思维导图图解25:磁场高中物理思维导图图解26:交变电流高中物理思维导图图解27:电磁感应现象楞次定律高中物理思维导图图解28:法拉第电磁感应定律及其应用高中物理思维导图图解29:带电粒子在电场中的运动高中物理思维导图图解30:磁场磁感应强度高中物理思维导图图解31:电磁感应高中物理思维导图图解32:电磁感应与现代生活高中物理思维导图图解33:恒定电流高中物理思维导图图解34:焦耳定律闭合电路的欧姆定律高中物理思维导图图解35:欧姆定律电阻定律高中物理思维导图图解36:安培力洛伦兹力等高中物理思维导图图解37:分子动理论高中物理思维导图图解38:力与机械高中物理思维导图图解39:动量守恒定律高中物理思维导图图解40:热力学定律。
力学知识结构图力的概念定义力是物体对物体的作用。
所以每一个实在的力都有施力物体和受力物体三要素大小、方向、作用点矢量性力的矢量性表现在它不仅有大小和方向,而且它的运算符合平行四边形定则。
效果力的作用效果表现在,使物体产生形变以及改变物体的运动状态两个方面。
力的合成与分解一个力的作用效果,如果与几个力的效果相同,则这个力叫那几个力的合力,那几个力叫这个力的分力。
由分力求合力的运算叫力的合成;由合力求分力的运算叫力的分解。
重力由地球对物体的吸引而产生。
方向:总是竖直向下。
大小G =mg 。
g 为重力加速度,由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响,地球周围各地g 值不同。
在地球表面,南极与北极g 值较大,赤道g 值较小;通常取g=9.8米/秒2。
重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。
任何两个物体之间的吸引力叫万有引力,2RMm GF 。
通常取引力常量G =6.67×10-11牛·米2/千克2。
物体的重力可以认为是地球对物体的万有引力。
弹力弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。
支持面上作用的弹力垂直于支持面;绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。
胡克定律F=kx ,k 称弹簧劲度系数。
滑动摩擦力物体间发生相对滑动时,接触面间产生的阻碍相对滑动的力,其方向与接触面相切,与相对滑动的方向相反;其大小f=μN 。
N 为接触面间的压力。
μ为动摩擦因数,由两接触面的材料和粗糙程度决定。
静摩擦力相互接触的物体间产生相对运动趋势时,沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力。
静摩擦力的大小随两物体相对运动的“趋势”强弱,在零和“最大静摩擦力”之间变化。
“最大静摩擦力”的具体值,因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异。
摩擦力三种常见的力牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
物体的这种性质叫做惯性。
惯性是物体的固有属性,衡量惯性的大小的物理量是质量。
高二物理第二章知识点思维导图I. 运动的描述和图象表示A. 质点的运动描述1. 位移、速度和加速度的定义2. 一维运动和二维运动的图象表示B. 运动图象的分析1. 运动的平均速度和瞬时速度2. 加速度与速度变化的关系3. 不同类型运动的图象分析II. 牛顿运动定律A. 牛顿第一定律1. 无外力作用下物体的运动状态2. 惯性参考系和非惯性参考系B. 牛顿第二定律1. 物体的加速度与作用力的关系2. 物体质量与惯性的概念C. 牛顿第三定律1. 作用力与反作用力的相互作用2. 力的合成与分解III. 重力和运动万有引力定律A. 重力的概念1. 重力的产生和特点2. 地球表面物体的重力B. 万有引力定律1. 万有引力定律的表达式2. 引力与质量和距离的关系C. 行星运动的解释1. 行星的轨道和速度2. 开普勒三定律IV. 力的分析方法A. 力的合成与分解1. 力的合成与力的平衡2. 力的分解与力的合成B. 平衡力的分析1. 平衡力的概念2. 物体在平衡时的条件V. 动量与动量守恒定律A. 动量的概念1. 动量的定义和计算2. 动量与质量和速度的关系B. 动量定理1. 牛顿第二定律的动量定理2. 动量守恒定律的应用VI. 动能与机械能A. 动能的概念1. 动能的定义和计算2. 动能与质量和速度的关系B. 动能定理1. 动能定理的表达式和应用2. 动能转换和守恒C. 机械能的概念1. 机械能的定义和计算2. 机械能守恒定律的应用VII. 能量和能量守恒定律A. 能量的概念1. 能量的基本单位2. 能量的转换和守恒B. 功和功率1. 功的定义和计算2. 功率的定义和计算C. 能量守恒定律1. 能量守恒的基本原理2. 能量守恒定律在物理现象中的应用总结:高二物理第二章主要介绍了运动的描述和图象表示,牛顿运动定律,重力和运动万有引力定律,力的分析方法,动量与动量守恒定律,动能与机械能,以及能量和能量守恒定律这些知识点。
高中物理知识点思维导图高中物理的学习需要有一个知识点框架图来对整体的思路进行梳理,一个好的思维导图对于物理的学习也是非常帮助的。
高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图拓展一、振动和波公式1.简谐振动F=-kx{F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向}2.单摆周期T=2π(l/g)1/2{l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ<100;l>>r}3.受迫振动频率特点:f=f驱动力4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用5.机械波、横波、纵波6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}7.声波的波速(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大9.波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小二、冲量与动量公式1.动量:p=mv{p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}2.冲量:I=Ft{I:冲量(Ns),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F决定}3.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo{Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}4.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′5.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0{即系统的动量和动能均守恒}6.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm{ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}7.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm{碰后连在一起成一整体}8.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2)v2′=2m1v1/(m1+m2)9.由8得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)10.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对{vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移}三、力的合成与分解公式1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1>F2)2.互成角度力的合成:F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/23.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)四、运动和力公式1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}4.共点力的平衡F合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理}5.超重:FN>G,失重:FN6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子五、匀速圆周运动公式1.线速度V=s/t=2πr/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合5.周期与频率:T=1/f6.角速度与线速度的关系:V=ωr7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。