第十单元 磁场
电流的磁场
磁极在空间产生磁场，磁场对其中的磁极有磁场力的作用。
磁体能够产生磁场，但它并不是磁场的唯一来源。
1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验发现电流也能产生磁场。
磁极和电流都能在空间产生磁场，而磁场对它里面的磁极和通电导线有力的作用。
分子电流假说
安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧是极性不同的两个磁极。
某些物质内部各分子电流的取向变得大致相同时，对外界就显示出较强的磁性；当物质内部的分子电流的取向变得杂乱无章时，就不具有磁性（或失去磁性）。
磁性材料
像铁那样能够被强烈磁化的物质叫铁磁性物质，或称铁磁性材料。
磁化后容易去磁的叫做软磁性材料，如软铁、硅钢；不容易去磁的叫做硬磁性材料，如碳钢、钨钢等。
软磁性材料适用于需要反复磁化的场合，可以用来制造变压器、交流发电机、电磁铁等。
硬磁性材料适合制成永久磁铁，应用在磁电式仪表、扬声器、话筒等设备中。
地磁场
地球本身也会在附近的空间产生磁场，叫做地磁场。地磁场的分布大致上就象一个条形磁铁外部的磁场
5．磁感线
在磁场中的任意一点，小磁针北极的受力方向，为那一点的磁场方向。
磁感线是在磁场中画出的一些有方向的曲线，这些曲线上每一点的切线方向都和这点的磁场方向一致。
6．安培定则（右手螺旋定则）
（1）直线电流磁场的磁感线：用右手握住导线，让伸直的拇指指向电流方向，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
（2）环形电流磁场的磁感线：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形的轴线上磁感线的方向。
（3）通电螺线管磁场的磁感线：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。（即拇指指向螺线管的N极）
7．安培力的大小和磁感应强度
磁场对通电导线的作用力通常称为安培力。
把一段通电直导线放在磁场里，当导线方向与磁场方向垂直时，导线所受的安培力最大；当导线方向与磁场方向平行时，它所受的安培力等于零；当导线方向与磁场方向斜交时，安培力介于最大值和零之间。
当导线方向与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L成正比，即
F=BIL
式中B是比例常数，对于确定的磁场中的一个确定点来说，B是个定值，这个值叫做该点的磁感应强度。是用来描述磁场强弱的物理量。
在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T。
1T=1N/（A?m）
磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁场方向就是该点的磁感应强度的方向。
在同一个磁场的磁感线分布图上，磁感线越密的地方，磁感应强度越大。
8．安培力的方向——左手定则
伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是导线所受的安培力的方向。
9．洛伦兹力
磁场对运动电荷的作用力，叫做洛伦兹力。
磁场越强，电荷量越大，运动速度越大，电荷受到的洛伦兹力就越大。当运动电荷方向与磁感线平行时，电荷不受洛伦兹力。
洛伦兹力的方向也可以用左手定则来判定：伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。
运动的负电荷在磁场中所受的洛伦兹力方向跟正电荷的相反。
第十一单元 电磁感应
磁通量
假设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，磁场的磁感应强度为B。我们把磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示，即
Φ=BS
在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，符号是Wb
1Wb=1T×1m2
同样一个平面，如果不和磁场垂直，那么，穿过它的磁通量就比垂直时小。
当平面和磁场方向平行时，穿过这个面的磁通量为零。
2．产生感应电流的条件
只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。这种由于磁通量的变化而产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
3．法拉第电磁感应定律
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律。
即穿过电路的磁通量变化越快，感应电动势就越大。
4．导体切割磁感线的感应电动势
在匀强磁场中，当磁感应强度、导线、导线的运动方向三者互相垂直时，感应电动势等于磁感应强度B、导线长度L、导线运动速度v的乘积，即
E=BLv
5．右手定则
伸开右手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
第十二章 电磁场与电磁波
电磁场
19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上，建立了完整的电磁场理论。
麦克斯韦的电磁场理论的主要内容包括以下两点：
不仅电荷能够产生电场，变化的磁场也能产生电场；
不仅电流能够产生磁场，变化的电场也能产生磁场。
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，这是麦克斯韦电磁场理论的两大支柱。按照这个理论，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成不可分离的统一的场，这就是电磁场。
电磁波
从麦克斯韦的电磁场理论可知：如果在空间某处产生了一个随时间变化的电场，这个电场就会在空间产生磁场，如果这个磁场也是随时间变化的，那么它又会在空间产生新的电场……这样，变化的电场和磁场就不局限于空间某个区域，而要由近及远传播开去。电磁场的这种传播就形成了电磁波。
电磁波的周期、频率和波速
电磁波在真空中传播速度等于光速。约为c=3.0×108m/s
在机械波中学过的波长、频率（周期）和波速之间的关系，对电磁波也完全适用。即
4．电视
电视是利用电磁波来传送和接收图象及声音信号的设备。
目前，电视技术广泛应用于工业、交通、文化教育、国际和科学研究等各个方面。
雷达
雷达也是利用无线电波测定物体位置的无线电设备。
利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹等军事目标，还可以用来为飞机、船只导航。在天文学上可以用雷达研究飞近地球的小行星、彗星等天体，气象台则用雷达探测台风、雷雨云等。
6．光是电磁波
麦克斯韦提出光在本质上就是一种电磁波。这就是光的电磁波。
7．电磁波谱的个主要波段及其应用
电磁波谱的个主要波段按波长从大到小（或按频率从小到大）排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
各波段的电磁波的主要应用有：
无线电波主要用来通讯。
红外线主要应用于红外线遥感、红外线遥控、红外线烘烤等。
可见光用来照明等
紫外线用于防伪、杀菌消毒等。
伦琴射线用于医学上的人体透视。
γ射线主要用于金属内部探伤、治疗肿瘤等
第13单元 光学
光的折射定律
折射光线跟入射光线和界面的法线在同一个平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；
入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比是一个常量，即
折射率
光从真空斜射入某种介质时，入射角i的正弦跟折射角r的正弦的比值叫做该介质的折射率。用n表示，既
理论研究表明：某种介质的折射率n，等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比，即
3．全反射
两种介质相比较，我们把折射率小的介质叫做光疏介质，折射率大的介质叫做光密介质。
光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光线由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。
光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。
水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮，就是因为光从水或比例射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射所造成的。
4．光导纤维
光导纤维是一种非常细的玻璃丝，它就是利用全反射的原理来传递信息的。
光纤通信的主要优点是能同时传递大量信息。
5．光的色散
一束白光通过三棱镜会形成一条彩色的光带，这个现象说明了两个问题：第一，白光实际上是由各种单色光组成的复色光；第二，不同的单色光通过棱镜时的偏折程度不同，这表明棱镜材料对不同色光的折射率不同。
在同种介质中，按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序，从红光到紫光，折射率一个比一个大，传播速度一个比一个小。
一般说来，复色光分解成单色光的现象，叫做光的色散。
6．光的干涉
频率相同的波叠加时，空间某些区域的振幅加强，另一些区域的振幅减弱，这种现象叫做波的干涉。
只有频率相同的波才能互相干涉。
各种类型的波都回发生干涉现象，干涉是波所特有的现象。
光也能发生干涉现象，常见的光的干涉有双缝干涉和薄膜干涉。
7．光的衍射
波绕过障碍物传播的现象，叫做波的衍射。能够发生明显衍射现象的条件是：障碍物或缝的尺寸比波长小，至少跟波长差不多。
当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时，可以看到光的衍射。
8．光电效应
在光的照射下物体发射电子的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子。
对各种金属，都存在着一个极限频率，如果入射光的频率比极限频率低，那么无论光多么强，照射时间多么长，都不会发生光电效应；而如果入射光的频率高于极限频率，即使光不强，当它射到金属表面时也会立即观察到光电子发射。
在光电效应中，光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大。
通过光电效应可以证实光具有粒子性。
9．光子说
爱因斯坦提出：在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量跟光的频率成正比。
利用光子说可以成功地解释光电效应现象。
10．光的波粒二象性
光既是一种波，同时也是一种粒子。即光具有波粒二象性。
少量光子表现为粒子性，大量光子表现为波动性。
11．物质波
法国物理学家德布罗意认为：任何一个运动着的物体，如电子、原子等，都有一种波和它对应，人们把这种波叫做物质波。
12．激光的特点及其应用
（1）激光的第一个特点是相干性好，利用这一特点可以用激光来调制和传递信息。
（2）激光的第二个特点是平行度非常好，利用这一特点可以进行精确的测距。
（3）激光的第三个特点是亮度高。即可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能两，利用这一特点可以切割各种物质，如切割金属材料，切割皮肤做手术、切除肿瘤等。
第14单元 原子和原子核
1．氢原子的能级结构
原子只能处于一系列不连续的能量状态，在每个能量状态中，原子的能量值都是确定的，这些能量值叫做能级。
2．光子的发射和吸收
原子可以从一个能级跃迁到另一个能级。原子在由高能级向低能级跃迁时，放出一个光子；在吸收一个光子或通过其他途径获得能量时，则由低能级向高能级跃迁。在上述跃迁中，放出或吸收一个光子的能量就等于跃迁时始、末两个能级间的能量差。
3．氢原子中的电子云
原子中电子在各处出现的概率可以用云雾状的图示来形象地描述，我们把这样的概率分布图称做电子云。
4．原子核的组成
原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。
具有相同质子数而中子数不同的原子，互称同位素。
原子核中质子的个数叫做原子核的电荷数。原子核中质子数和中子数的总和叫做原子核的质量数。
5．天然放射性
物质能够自发地发出看不见的射线的性质称为放射性。具有放射性的元素称为放射性元素。
6．α、β、γ射线
放射性物质放出的射线有三种：α射线、β射线、γ射线。
α射线是高速α粒子流。α粒子的电荷数是2，质量数是4，实际上就是氦原子核。
β射线是高速电子流。
γ射线不带电，它是能量很高的电磁波。
7．衰变
原子核放出α粒子或β粒子后，就变成新的原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。
原子核衰变时电荷数和质量数守恒。
8．爱因斯坦质能方程
爱因斯坦的相对论指出，物体的能量E和质量m之间存在着密切的联系，它们的关系是：E=mc2（式中c为真空中的光速）。这就是著名的爱因斯坦质能方程。
这个方程告诉我们，物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系。物体的能量增大了，质量也增大；能量减小了，质量也减小。
9．重核的裂变
铀核在俘获一个中子后，变为两个（或两个以上）中等质量的原子核的反应称为重核的裂变。
重核的裂变可以释放出巨大的能量。
核电站和原子弹所进行的就是重核的裂变。
10．链式反应
铀核裂变时总要释放出2~3个中子，这些中子又可以引起其他铀核裂变，这样裂变会不断进行下去，释放出越来越多的能量，这种反应称为链式反应。
11．放射性污染和防护
过量的放射线对人和生物是有害的，因此建造核电站时要特别注意防止放射线和放射性物质的泄露，以避免射线对人体的伤害和放射性物质对水源、空气和工作场所造成的放射性污染。核原料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下。
12．轻核的聚变
某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做聚变。
聚变反应释放的能量更多。
氢弹及恒量内部所进行的核反应都是轻核的聚变。
第一单元 力 物体间的相互作用
1．力的基本概念
力是物体对物体的作用（或“力是物体间的相互作用”）
有力就必有施力物体和受力物体，一个力的存在必定同时与施力物体和受力物体这两个物体相联系。
物体之间的力的作用总是相互的。即甲对乙施力的同时，甲也会受到乙对他施加的力。
注意：力的产生不一定要物体相互接触。
2．力的矢量性
力既有大小又有方向，力是矢量。
两个力即使大小相等，如果方向不同，它们的作用效果也会不同。
3．重力
地球上的物体由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
在静止时，物体对竖直悬挂物的拉力或对水平支持物的压力的大小都等于物体的重力。（注意：不能说成这种拉力或压力就是重力）
重力的大小也可以用G＝mg计算出来。（公式中G为重力，m为质量，g为重力加速度）
重力的方向总是竖直向下的。（注意：不能说成“垂直”向下）
注意：①重力的大小只与物体的质量及所处位置的重力加速度有关，而与物体的运动状态、物体是否受到其他力等因素都无关。
②重力的方向总是竖直向下，但不一定指向地球的球心。
4．重心
可以认为物体各部分的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。（物体的重心也就是物体所受重力的作用点）
把物体用一个点悬挂或支撑起来，当物体静止时，过悬挂点或支撑点的铅垂线，一定通过物体的重心。
物体重心的位置与物体的形状及质量的分布均有关。
有规则形状的均匀物体，它的重心就在几何中心上。
注意：物体的重心可以在物体上，也可以在物体外。
5．形变和弹力
发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。
任何一个弹力的产生原因都是由于施力物体的形变而引起的；而这个弹力的作用效果则是使受力物体发生形变及运动状态发生改变。
压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体；而支持力的方向也总是垂直于支持面而指向被支持的物体。
绳对所拉物体的弹力（拉力）的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向；而物体对绳的弹力（拉力）的方向总是沿着绳而指向绳伸长的方向。
6．滑动摩擦力
一个物体在另一个物体表面上相对另一个物体滑动时，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。
滑动摩擦力的方向总是跟接触面相切，并且跟物体的相对运动的方向相反。
滑动摩擦力的大小跟两物体间的压力大小成正比。即f＝μFN，式中f为滑动摩擦力、FN为压力的大小、μ为动摩擦因数。
7．静摩擦力
一个物体在另一个物体表面上虽然没有相对滑动，但有相对运动的趋势时，所发生的摩擦，叫做静摩擦。
静摩擦力的方向总是跟接触面相切，并跟物体的相对运动趋势的方向相反。
静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力。
两物体之间实际发生的静摩擦力在零到最大静摩擦力之间。
8．力的合成和分解
如果一个力产生的效果跟原来几个力共同产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。求几个力的合力叫做力的合成。
如果几个力共同产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，这几个力就叫做那个力的分力。求一个力的几个分力叫做力的分解。
9．平行四边形定则
如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个力所夹的对角线表示出来，这叫做力的平行四边形定则。
根据力的平行四边形定则，大小为F1和F2的两个力的合力F的大小的范围是：|F1－F2|≤F≤F1＋F2
对两个大小一定的分力F1、F2，它们的合力F的大小随它们之间夹角的增大而减小。
根据力的平行四边形定则，由几何关系可知：两个分力的合力的大小可以比两个分力都大，也可以比两个分力都小，还可以介于两个分力的大小之间，甚至可以跟某一个分力的大小相等。
10．共点力的平衡
几个力如果作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。
在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。
二力平衡：一个物体只受两个共点力的作用而平衡时，这两个力一定大小相等、方向相反。
三力平衡：一个物体只受三个共点力的作用而平衡，那么这三个力中，任意两个力的合力与第三个力一定大小相等、方向相反。
第二单元 直线运动
1．参考系
在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体，叫做参考系。
选择不同的参考系来观察同一个运动，观察的结果会有不同。
2．质点
用来代替物体的有质量的点叫做质点。
一个物体能不能看作质点，要看问题的具体情况而定。
满足下列情况之一的，一般可以把物体看作质点：①当物体运动的距离远大于物体本身的尺寸时；②在研究物体的运动而不需要考虑物体本身的转动时。
3．位移和路程
由质点运动的初位置指向末位置的有向线段叫做该运动中发生的位移。
位移既有大小，又有方向，是矢量。
路程是质点运动轨迹的长度。
路程只有大小，没有方向，是标量。
在一般情况下，位移的大小并不等于路程。只有物体做定向直线运动时，位移的大小才等于路程。
4．平均速度
物体运动的位移s与发生这段位移所用的时间t的比值，叫做这段时间t（或位移s）内的平均速度。即
在匀速直线运动中，比值s/t是恒定的，即平均速度恒定不变的。
在变速直线运动中，不同时间（或不同位移）内的平均速度一般是不同的。因此，必须明确平均速度是对哪段时间（或哪段位移）来说的。
5．瞬时速度
运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度
瞬时速度也是矢量，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同。
6．速率
瞬时速度的大小叫做瞬时速率，简称速率。
速率是标量。
7．加速度
加速度是表示速度改变快慢的物理量，它等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。即
在国际单位制中，加速度单位是米每二次方秒，符号是m/s2（或m·s－2）。
加速度不但有大小，而且有方向，是矢量。
在变速直线运动中，如果速度增大，加速度的方向跟初速度方向相同；如果速度减小，加速度的方向跟初速度方向相反。
8．匀变速直线运动的规律
在变速直线运动中，如果在相等的时间内速度的改变相等，这种运动就叫做匀变速直线运动。
在匀变速直线运动中，速度是均匀变化的，比值是恒定的，加速度的大小不变，方向也不变。因此，匀变速直线运动是加速度不变的运动。
匀变速直线运动的运动公式如下：
9．匀速直线运动的s―t图象和v―t图象
匀速直线运动的s―t图象为一倾斜的直线。直线斜率的绝对值表示物体速度的大小。
在s―t图象中，跟时间轴平行的直线表示物体静止。
匀速直线运动的v―t图象为一条与时间轴平行的直线。
10．匀变速直线运动的v―t图象
匀变速直线运动的v―t图象为一条倾斜的直线。直线斜率的绝对值表示物体加速度的大小。
11．自由落体运动
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
12．重力加速度
在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同。这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。通常用g表示。
重力加速度g的方向总是竖直向下的。
精确实验发现，在地球上不同的地方，g的大小是不同的。总体来讲，从赤道向两极，重力加速度逐渐变大。
?
第三单元 牛顿运动定律
1．牛顿第一定律
牛顿第一定律的内容是：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。
物体的这种保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。
一切物体都具有惯性，物体的运动并不需要力来维持。惯性是物体的固有性质，不论物体处于什么状态，都具有惯性。
牛顿第一定律揭示了力和运动的关系：力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因，即力是使物体产生加速度的原因。
质量是物体惯性大小的唯一量度。
2．牛顿第二定律
牛顿第二定律的内容是：物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
牛顿第二定律的表达式是：
F合＝ma
牛顿第二定律指明了力是使物体产生加速度的原因，物体只有受了力才有加速度产生。
牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，力和加速度同时产生、同时变化、同时消失。
F合＝ma是一个矢量方程，a的方向与合外力F的方向总是相同。
3．牛顿第三定律
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。这就是牛顿第三定律。
同一对作用力与反作用力是分别作用在两个不同物体上的力，它们的作用效果不能抵消。
同一对作用力与反作用力的性质一定相同，且同时产生、同时变化、同时消失。
4．国际单位制中的力学单位
在国际单位制中，取m（长度单位）、kg（质量单位）、s（时间单位）作为基本单位。而其它的单位都可用这三个单位推导出来，都是导出单位。
5．牛顿运动定律的适用范围
牛顿运动定律只适用于宏观物体（与微观粒子相对而言）的低速运动（与光速相对而言）。
第四单元 曲线运动 万有引力
1．曲线运动
物体做曲线运动的条件：当运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动。
做曲线运动的物体，它的加速度方向跟它的速度方向也不在同一直线上。
2．曲线运动中速度的方向
曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点（或某一时刻）的速度的方向是运动轨迹的曲线在这一点的切线方向。
曲线运动是变速运动。
3．运动的合成与分解
运动的合成与分解包括：速度、位移、加速度的合成与分解，由于它们是矢量，因此它们的合成与分解遵守平行四边形定则。
物体的任何一方向的分运动按本身的规律进行，与其他方向的运动规律无关，即运动的独立性原理。
合运动与分运动具有等时性。
4．平抛运动
将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，物体只在重力作用下的运动叫做平抛运动。
平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
取水平方向为x轴，正方向与初速度v0的方向相同；取竖直方向为y轴，正方向向下；取抛出点为坐标原点，则物体在任意时刻t的位置坐标为：
两个分运动的分速度为：
t时刻的合速度为：
末速度方向与x轴的正方向的夹角θ可表示为：
5．匀速圆周运动
质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。
6．线速度、角速度、周期
做圆周运动的物体，通过的弧长s与通过这段弧长所用时间t的比值，叫做圆周运动的线速度的大小。用v表示。
线速度就是物体做圆周运动的瞬时速度。线速度是矢量，不仅有大小，而且有方向。线速度的方向就在圆周该点的切线方向上。
做圆周运动的物体，连接运动物体和圆心的半径转过的角度φ跟所用时间t的比值，叫做圆周运动的角速度，用ω表示。
在国际单位制中，角速度的单位是弧度每秒，符号是rad/s。
做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期，用T表示。
线速度、角速度、周期间的关系是：
7．向心加速度
大小：
方向：指向圆心。
效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小。
8．向心力
大小：
方向：指向圆心。
效果：产生向心加速度。只改变速度的方向，不改变速度的大小。
来源：向心力是按力的作用效果命名的力，由半径方向的合力来充当，在受力分析时务必注意，不能把向心力作一独立的力来分析。
9．万有引力定律
自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。即
式中质量的单位用kg，距离的单位用m，力的单位用N。G为引力常量，适用于任何两个物体。
G＝6.67×10－11N·m2/kg2
10．人造地球卫星、宇宙速度
人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，所需的向心力等于万有引力，即
由此可得
即r越大，v越小，T越大。
对于靠近地面运行的人造卫星，可以认为r近似地等于地球的半径R，代入数据可得v＝7.9km/s，这个速度叫做第一宇宙速度。
第五单元 机 械 能
1．功
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。即
W＝FScosα
功是一个标量。在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J。
功虽然没有方向，但功有正、负之分：动力对物体做正功，阻力对物体做负功。
功的多少是指功的绝对值。
一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做了功（取绝对值）。
当一个物体同时受几个力的作用时，这几个力分别对物体所做功的代数和（即总功），等于这几个力的合力对物体所做的功。
W＝FScosα只适用于恒力做功的计算。
2．功率
功W跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率，用P表示。即
在国际单位制中，功率的单位是瓦特，符号是W。1W＝1J/s
功率也可以用力和速度来表示。在作用力方向和位移方向相同的情况下
P＝Fv
上式中的v如果表示在时间t内的平均速度，则P表示力F在这段时间t内的平均功率；如果v表示某一时刻的瞬时速度，则P表示该时刻的瞬时功率。
3．动能
物体由于运动而具有的能量叫做动能。
物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半。用Ek表示，即
动能是标量，它的单位与功的单位相同。
4．动能定理
合力所做的功等于物体动能的变化。即
W＝Ek2－Ek1
这里所说的力，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是任何其他的力。
5．重力势能
物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。
物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积，用Ep表示。即
Ep＝mgh
重力势能是标量，它的单位也和功的单位相同。
物体的重力势能总是相对于某个水平面来说的，我们取这个水平面的高度为零，重力势能也为零，这个水平面叫做参考平面。
6．重力做功与重力势能改变的关系
重力所做的功只跟初位置的高度h1和末位置的高度h2有关，跟物体运动的路径无关。
重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功。
物体克服重力做功（重力做负功）时，重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功。
即：WG＝mgh1－mgh2
7．弹性势能
发生形变的物体，由于要恢复原状而具有的能叫做弹性势能。
8．机械能守恒定律
在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。这个结论叫做机械能守恒定律。
机械能守恒定律的常用表达式为：
或
第六单元 机械振动与机械波
1．简谐运动
如果物体所受的力（在运动方向上的合力）跟位移成正比，并且总是指向平衡位置，物体所做的运动叫做简谐运动。简谐运动是最简单、最基本的机械振动。
简谐运动是非匀变速运动（变加速运动）。
对做简谐运动的物体，当物体从平衡位置向最远点运动（远离平衡位置）时，物体的加速度增大，速度减小；当物体从最远点向平衡位置运动（靠近平衡位置）时，加速度减小，速度增大。
2．简谐运动的振幅、周期和频率
振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅。
振动物体完成一次全振动所需的时间，叫做振动的周期，用T表示。
单位时间内完成的全振动的次数，叫做振动的频率，用f表示。
f与T的关系是
或
做简谐运动的物体在一个周期的时间内所通过的路程为振幅的4倍；在个周期的时间内所通过的路程为振幅的2倍；但在个周期的时间内所通过的路程不一定为一个振幅的大小。
如果做简谐运动的物体，从平衡位置（或最远点）开始计时，则在个周期的时间内通过的路程为一个振幅的大小。
3．简谐运动的振动图象
简谐运动的振动图象为一条正弦（或余弦）曲线，图象中图线的幅度值为振动的振幅；相邻两个正向的最大位移（或相邻两个负向的最大位移）间的时间间隔为振动的周期。
4．单摆
在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上。如果线的伸缩和线的质量可以忽略，而且球的直径比线的长度短得多，空气等产生的阻力也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。
单摆是实际摆的一种理想化模型。
一般情况下，单摆的振动不是简谐运动，但是当摆角很小时，可以近似地看作简谐运动。
5．单摆周期公式
单摆的周期跟摆球质量、振幅都无关。
单摆的等时性是伽利略首先发现的，而单摆的周期公式是惠更斯最早得出的。
6．自由振动和受迫振动
在外力使振动系统中的物体偏离平衡位置后，它们就在系统内部的弹力或重力等力的作用下振动起来，不再需要外力的推动，这种振动叫做自由振动。
振动物体在周期性的外力作用下所做的振动，叫做受迫振动。这种周期性的外力叫做驱动力。
物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关。
7．共振
当驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。
在需要利用共振的时候，应该使驱动力的频率尽量接近振动物体的固有频率；在需要防止共振危害的时候，要想办法使驱动力的频率和固有频率不相等，而且差得越多越好。
声音的共振现象叫做共鸣。
8．机械波
机械振动在介质中的传播，就形成了机械波。机械波只是机械振动这种运动形式的传播，介质本身不会沿着波的传播方向移动。
9．横波和纵波
质点振动的方向跟波传播的方向垂直，这样的波叫做横波。在横波中，凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷。
质点振动的方向跟波传播的方向平行，这样的波叫做纵波。
声波是一种常见的纵波。
10．波长、频率和波速的关系
两个相邻的在振动过程中位移总是相同的质点间的距离叫做波长，用λ表示。
在横波中，两个相邻的波峰（或两个相邻的波谷）之间的距离等于波长。
在一个周期的时间内，波在介质中传播的距离等于波长。
在波形成时，介质中各质点振动的频率都等于波源的振动频率，这个频率也叫做波的频率。
单位时间内，波所传播的距离叫做波速。
波速、频率（周期）和波长的关系是：
11．超声波及其应用
人耳最高只能感觉到大约20000Hz的声波，频率大于20000Hz的声波，叫做超声波。
超声波有两个特点：一个是能量大，一个是沿直线传播。
利用超声波能量大的特点，医学上可以用来进行超声波雾化治疗（超声波加湿器），还可以把人体内的结石击碎。利用超声波还可以尽快清洗金属零件、玻璃和陶瓷制品的污垢。
利用超声波的直线传播（方向性好），可以制成声纳，来探测水下的鱼群、暗礁、敌潜艇等。在医学上可以进行超声波检查（“B”超）。
第七单元 分子热运动 内能
阿伏加德罗常数
1mol的任何物质中含有的分子数相同，这个常数叫阿伏加德罗常数，用NA表示
NA=6.02×1023mol-1
分子动理论简介
物质是由大量分子组成的。
一般分子直径的数量级都是10-10m
物体里的分子在永不停息地做着无规则运动
分子无规则运动的剧烈程度随温度的升高而增加，所以通常把分子的无规则运动叫做热运动。
温度是物质分子热运动的平均动能的标志。
分子间同时存在着相互作用的引力和斥力。
当分子间的距离比较大时，分子间的相互作用力表现为引力；而当分子间的距离比较小时，作用力表现为斥力。
物体的内能
物体中所有的分子的热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的热力学能，也叫做内能。任何物体都具有内能。
物体的内能跟物体的温度和体积有关系。
改变内能的两种方式是：做功和热传递。
热力学第一定律
如果用△U表示物体内能的增加量，用Q表示物体吸收的热量，用W表示外界对物体所做的功，那么
U=Q+W
这个关系叫做热力学第一定律
能量守恒定律
大量事实证明：各种形式的能都可以相互转化，其总能量在转化中守恒。
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中起总量不变。这就是能量守恒定律
6．热力学第二定律
一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。
另一种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。
总之，自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有宏观性。
永动机不可能
绝对零度不可达到
大量事实的分析表明：热力学零度（绝对零度）不可达到，这个结论叫做热力学第三定律。
能源的开发和利用及环境保护
所谓的“能源“，指的是能够提供可利用能量的物质和自然过程。
煤、石油、天然气称为常规能源。这些能源是不可再生能源。
太阳能、风能、水流能、核能、海洋能等成为新能源。
水流能、风能也叫做“可再生能源“。
气体的体积、压强、温度间的关系
一定质量的气体，温度一定时，体积减小，压强增大。
一定质量的气体，压强一定时，温度升高，体积增大。
一定质量的气体，体积一定时，温度升高，压强增大。
气体分子运动的特点
气体分子间有很大的空隙，气体分子除了在相互碰撞的短暂时间外，相互作用力十分微弱，气体分子运动的速率很大，常温下大多数气体分子的速率达到数百米每秒。
气体压强的微观意义
气体对容器壁的压强是由于大量的气体分子频繁地与容器壁的碰撞而产生的。
第八单元 电场
1.元电荷
物体所带电荷的多少只能是电子电荷（或质子电荷）的整数倍。电子（或质子）所带电荷的多少叫做元电荷。用符号e表示
e=1.6×10-19C
2.电荷守恒
电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量不变。这个结论叫做电荷守恒定律。
3.总电荷
如果带电体间的距离比它们自身的大小大的多,以致带电体的形状的大小对相互作用力的影响可以忽略,这样的带电体就可以看做点电荷.
4.电荷间的相互作用力
电荷间存在相互作用,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引.
真空中两个静止的点电荷间的相互作用力,跟它们所带电荷量的乘积成正比,跟它们之间距离的二次方成反比,作用力的方向在他们的连线上.这种力叫做静电力,又叫库仑力,即
式中k=9.0×109N·m2/C2 ,叫做静电力常量.
5.电场
电荷周围存在着一种叫做电场的物质,电荷通过电场与其他电荷发生作用.
6.电场强度
电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它们的电荷量q的比值叫做该点的电场强度,简称场强,用E表示，即
在国际单位制中,电场强度的单位是牛每库,符号N/C.
电场强度是由电场本身决定的物理量,与放入电场中的电荷无关.它能够客观地反映该点电场的强弱.
电场强度是矢量.电场中某点正电荷受力的方向就是该点电场强度的方向.
7.电场线
电场线是这样一些曲线,它上面每一点的切线方向都跟这点电场强度的方向一致.
在同一电场的电场线分布图中,电场线越密的地方电场强度越大;电场线越稀的地方电场强度越小.
8.匀强电场
在电场中的某个区域,如果各点场强的大小和方向都相同,这个区域的电场就叫做匀强电场.
匀强电场的电场线是间距相等的平行直线。
9．电势差
电荷q在电场中由一点移动到另一点时，电场力所做的功W与电荷q的比值，叫做这两点的电势差，也叫电压，用U表示，即
U=W/q
在国际单位制中，电势差的单位是伏，符号是V。
10．电势
在电场中选择一个参考点，把这一点的电势看做零，那么某点相对电势零点的电势差就叫做该点的电势。
顺着电场线所指的方向，电势越来越低。
正电荷在电场中移动时，如果电场力做正功，则电势降低；如果电场力做负功，则电势升高。
11.电容器的电容
两个彼此绝缘又相互靠近的导体所组成的装置叫做电容器。这两个导体称为电容器的两个极板。
电容器的一个极板所带电荷量的绝对值，叫做电容器的带电量。
电容器所带的电荷量Q跟它的两个极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容，用C表示，即
在国际单位制中，电容的单位是法拉，符号为F。1F=1C/V
12.常用的电容器
常用电容器可分为固定电容器和可变电容器两大类。
第九单元 恒定电流
欧姆定律
电荷的定向移动形成电流。
导体中产生电流的条件是：导体两端存在电压。
物理学中规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。
通过导体横截面的电荷Q跟通过这些电荷所用时间t的比值，叫做电流，用I表示
在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A。
导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，这个规律叫做欧姆定律。
2．电动势
电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。用E表示
电动势是表示电源把其他形式的能转换为电能的本领的物理量。
电动势的单位跟电压的单位相同，也是伏特（V）
3．闭合电路的欧姆定律
在闭合电路中，电源的电动势等于外电阻上的电压U外与内电阻上的电压U内之和，即
E=U外+U内
其中U外=IR，U内=Ir
闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比，这个结论叫做闭合电路的欧姆定律，即
4．路端电压与负载的关系
外电路两端的电压常常叫做路端电压。
当外电阻R增大时，由 可知，电路中的电流I减小，由U=IR=E-Ir可知，这时外电路的电压即路端电压也随之增大。反之，当外电路的电阻变小时，路端电压变小。
如果电源的两端短路，这时外阻是零，则短路电流为
5．半导体及其应用
导体的导电能力强，绝缘体导电能力差。还有一些元素和化合物，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，而且电阻不随温度的升高而增大，反随温度的升高而减小，这种材料叫做半导体。
有的半导体，在温度升高时电阻减小得非常迅速，利用这种材料可以制体积很小的热敏电阻。
有的半导体，在光照下电阻大大减小，利用这种半导体材料可以做成体积很小的光敏电阻。
在纯净的半导体中掺入微量的杂质，会使半导体的导电性能大大增强。利用半导体的这一特性，人们制成了晶体二极管、晶体三极管以及大规模的集成电路。
6．超导及其应用
大多数金属在温度降到某一数值时，都会出现电阻突然降为零的现象。这种现象称为超导现象。
导体由普通状态向超导状态转变时的温度称为超导转变温度，或临界温度，用Tc表示
超导体由于没有电阻，在通以电流时不发热，在电子线路及电力工业中有着重大的意义。
