Question

高中物理公式。关于力和电场的

力和电场

Answer 1

力（常见的力、
力的合成
与分解）
1）常见的力
1.重力G＝mg
（方向
竖直向下
，g＝9.8m/s2≈10m/s2，作用点在重心，适用于地球表面附近）
2.
胡克定律
F＝kx
｛方向沿恢复形变方向，k：
劲度系数
(N/m)，x：形变量(m)｝
3.
滑动摩擦力
F＝μFN
｛与物体
相对运动
方向相反，μ：摩擦因数，FN：正压力(N)｝
4.
静摩擦力
0≤f静≤fm
（与物体相对运动趋势方向相反，fm为
最大静摩擦力
）
5.
万有引力
F＝Gm1m2/r2
（G＝6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它们的连线上）
6.
静电力
F＝kQ1Q2/r2
（k＝9.0×109N•m2/C2,方向在它们的连线上）
7.
电场力
F＝Eq
（E：
场强
N/C，q：电量C，
正电荷
受的电场力与场强方向相同）
8.
安培力
F＝BILsinθ
（θ为B与L的夹角，当L⊥B时:F＝BIL，B//L时:F＝0）
9.
洛仑兹力
f＝qVBsinθ
（θ为B与V的夹角，当V⊥B时：f＝qVB，V//B时:f＝0）
注:
(1)劲度系数k由弹簧自身决定;
(2)摩擦因数μ与压力大小及
接触面积
大小无关，由接触面材料特性与表面状况等决定;
(3)fm略大于μFN，一般视为fm≈μFN;
(4)其它相关内容：静摩擦力（大小、方向）〔见第一册P8〕；
(5)物理量符号及单位B：磁感强度(T)，L：
有效长度
(m)，I:
电流强度
(A)，V：
带电粒子
速度(m/s),q:带电粒子（带电体）电量(C);
(6)安培力与洛仑兹力方向均用
左手定则
判定。
2）
力的合成与分解
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)1/2
3.
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）
注：
(1)力(矢量)的合成与分解遵循
平行四边形定则
;
（2）合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除
公式法
外，也可用
作图法
求解,此时要选择
标度
,严格作图;
(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大，合力越小;
（5）同一直线上力的合成，可沿直线取
正方向
，用正
负号
表示力的方向，
化简
为
代数运算
。
四、动力学（运动和力）
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：FN<G
{加速度方向向下，均失重，加速度方向向上，均超重}
6.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〔见第一册P67〕
注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。
电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝1.60×10-19C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）｛F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k＝9.0×109N•m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝
3.电场强度：E＝F/q（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量(C)｝
4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r2
｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝
5.匀强电场的场强E＝UAB/d
｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝
6.电场力：F＝qE
｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝
7.电势与电势差：UAB＝φA-φB，UAB＝WAB/q＝-ΔEAB/q
8.电场力做功：WAB＝qUAB＝Eqd｛WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝
9.电势能：EA＝qφA
｛EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝
10.电势能的变化ΔEAB＝EB-EA
｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝
11.电场力做功与电势能变化ΔEAB＝-WAB＝-qUAB
(电势能的增量等于电场力做功的负值)
12.电容C＝Q/U(定义式,计算式)
｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝
13.平行板电容器的电容C＝εS/4πkd（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）
常见电容器〔见第二册P111〕
14.带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔEK或qU＝mVt2/2，Vt＝(2qU/m)1/2
15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)
类平
垂直电场方向:匀速直线运动L＝Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U/d)
抛运动
平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m
注:
(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分；
(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直；
（3）常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98]；
(4)电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关；
(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面；
(6)电容单位换算：1F＝106μF＝1012PF；
(7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV＝1.60×10-19J；
(8)其它相关内容：静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕。