《高中物理合格性考试知识点全解析》
一、运动的描述
1、质点
- 质点是一种理想化模型，当物体的形状和大小对研究问题的影响可忽略不计时，可以把物体看作质点，研究地球绕太阳公转时，地球可看作质点；研究地球自转时，不能把地球看作质点。
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2、参考系
- 为了描述物体的运动而假定为不动的物体叫参考系，参考系的选取是任意的，但选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同，比如坐在行驶汽车里的乘客，以汽车为参考系是静止的，以路边的树木为参考系是运动的。
3、位移与路程
- 位移是矢量，是由初位置指向末位置的有向线段，其大小等于初末位置间的直线距离，方向由初位置指向末位置，路程是标量，是物体运动轨迹的长度，只有当物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程。
4、速度与加速度
- 速度是描述物体运动快慢的物理量，等于位移与时间的比值（\(v = \frac{\Delta x}{\Delta t}\)），是矢量，加速度是描述速度变化快慢的物理量，等于速度的变化量与时间的比值（\(a=\frac{\Delta v}{\Delta t}\)），也是矢量，加速度与速度方向相同时，物体做加速运动；加速度与速度方向相反时，物体做减速运动。
二、匀变速直线运动
1、基本公式
- 速度公式：\(v = v_0+at\)，(v_0\)是初速度，\(a\)是加速度，\(t\)是时间。
- 位移公式：\(x = v_0t+\frac{1}{2}at^{2}\)。
- 速度 - 位移公式：\(v^{2}-v_{0}^{2} = 2ax\)。
2、自由落体运动
- 自由落体运动是初速度为\(0\)，加速度为\(g = 9.8m/s^{2}\)（通常取\(10m/s^{2}\)）的匀加速直线运动，其速度公式为\(v = gt\)，位移公式为\(h=\frac{1}{2}gt^{2}\)，速度 - 位移公式为\(v^{2}=2gh\)。
三、相互作用
1、重力
- 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，大小为\(G = mg\)，方向竖直向下，重心是物体所受重力的等效作用点，形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其几何中心。
2、弹力
- 弹力产生的条件是物体间直接接触且发生弹性形变，胡克定律\(F = kx\)，(k\)为弹簧的劲度系数，\(x\)为弹簧的形变量。
3、摩擦力
- 摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力，静摩擦力的大小范围是\(0\lt f_{静}\leq f_{max}\)，\(f_{max}=\mu_{0}N\)（\(\mu_{0}\)为最大静摩擦因数，\(N\)为接触面间的正压力），滑动摩擦力\(f=\mu N\)，(\mu\)为动摩擦因数。
四、牛顿运动定律
1、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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态，牛顿第一定律揭示了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
2、牛顿第二定律
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- \(F = ma\)，(F\)是物体所受的合外力，\(m\)是物体的质量，\(a\)是物体的加速度。
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，作用在同一条直线上，作用力与反作用力是同种性质的力，分别作用在两个不同的物体上。
五、曲线运动
1、曲线运动的条件
- 当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。
2、平抛运动
- 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动（\(x = v_0t\)）和竖直方向的自由落体运动（\(y=\frac{1}{2}gt^{2}\)）。
六、万有引力定律
1、万有引力定律
- \(F = G\frac{Mm}{r^{2}}\)，(G\)为引力常量，\(M\)、\(m\)分别为两个物体的质量，\(r\)为两个物体质心的距离。
2、天体运动
- 对于卫星绕地球做匀速圆周运动，有\(G\frac{Mm}{r^{2}}=m\frac{v^{2}}{r}=m\omega^{2}r = m(\frac{2\pi}{T})^{2}r\)，可以用来求解卫星的线速度、角速度、周期等物理量。
七、机械能守恒定律
1、功
- 功\(W = Fx\cos\theta\)，(F\)是力的大小，\(x\)是位移的大小，\(\theta\)是力与位移方向的夹角。
2、功率
- 功率\(P=\frac{W}{t}=Fv\cos\theta\)，当\(v\)为瞬时速度时，\(P = Fv\)表示瞬时功率。
3、动能定理
- \(W=\Delta E_{k}\)，即合外力对物体做的功等于物体动能的变化量。
4、机械能守恒定律
- 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变，即\(E_{k1}+E_{p1}=E_{k2}+E_{p2}\)。
八、电场
1、库仑定律
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- \(F = k\frac{q_{1}q_{2}}{r^{2}}\)，(k\)为静电力常量，\(q_{1}\)、\(q_{2}\)为两个点电荷的电量，\(r\)为两点电荷间的距离。
2、电场强度
- \(E=\frac{F}{q}\)，电场强度是矢量，其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
3、电势、电势差
- 电势\(\varphi=\frac{E_{p}}{q}\)，电势差\(U_{AB}=\varphi_{A}-\varphi_{B}\)，电场力做功\(W = qU_{AB}\)。
九、磁场
1、磁场对电流的作用
- 安培力\(F = BIL\sin\theta\)，(B\)为磁感应强度，\(I\)为电流强度，\(L\)为导线长度，\(\theta\)为电流方向与磁场方向的夹角。
2、磁场对运动电荷的作用
- 洛伦兹力\(f = qvB\sin\theta\)，洛伦兹力不做功。
十、电磁感应
1、电磁感应现象
- 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中就会产生感应电流。
2、法拉第电磁感应定律
- \(E = n\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\)，(n\)为线圈匝数，\(\Delta\Phi\)为磁通量的变化量，\(\Delta t\)为时间间隔。
十一、交变电流
1、交变电流的产生
- 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时会产生交变电流。
2、交变电流的描述
- 交变电流的瞬时值表达式\(e = E_{m}\sin\omega t\)（正弦式交变电流），(E_{m}=nBS\omega\)为电动势的最大值，\(\omega\)为角速度。
这些知识点涵盖了高中物理合格性考试的主要内容，在复习过程中要深入理解概念，熟练掌握公式的应用。
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