《合格性物理考试知识点全解析》
一、运动学
1、基本概念
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- 位移：是矢量，描述物体位置的变化，由初位置指向末位置的有向线段，与路程不同，路程是物体运动轨迹的长度，是标量。
- 速度：描述物体运动快慢的物理量，平均速度\(v = \frac{\Delta x}{\Delta t}\)，瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度，加速度\(a=\frac{\Delta v}{\Delta t}\)，表示速度变化的快慢。
2、直线运动规律
- 匀变速直线运动的速度公式\(v = v_0+at\)，(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\(v^{2}-v_{0}^{2}=2ax\)。
- 自由落体运动是初速度为\(0\)，加速度为\(g = 9.8m/s^{2}\)（近似取\(10m/s^{2}\)）的匀加速直线运动，其速度公式\(v = gt\)，位移公式\(h=\frac{1}{2}gt^{2}\)。
二、相互作用
1、重力
- 重力\(G = mg\)，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重心在其几何中心。
2、弹力
- 产生条件是物体间相互接触且发生弹性形变，胡克定律\(F = kx\)（\(k\)为劲度系数，\(x\)为弹簧形变量）。
3、摩擦力
- 静摩擦力：产生于相对静止的物体间，大小根据物体的受力情况而定，方向与相对运动趋势方向相反，最大静摩擦力\(F_{max}=\mu_{0}N\)（\(\mu_{0}\)为静摩擦因数，\(N\)为正压力）。
- 滑动摩擦力\(F=\mu N\)（\(\mu\)为滑动摩擦因数），方向与相对运动方向相反。
三、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，它揭示了物体具有惯性（保持原来运动状态的性质）。
2、牛顿第二定律
- \(F = ma\)，力使物体产生加速度，加速度方向与合外力方向相同。
3、牛顿第三定律
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- 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。
四、机械能
1、功和功率
- 功\(W = Fs\cos\theta\)（\(F\)是力，\(s\)是位移，\(\theta\)是力与位移的夹角），功率\(P=\frac{W}{t}=Fv\cos\theta\)，当\(v\)为瞬时速度时，\(P\)为瞬时功率。
2、动能和动能定理
- 动能\(E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}\)，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。
3、重力势能和机械能守恒定律
- 重力势能\(E_{p}=mgh\)（\(h\)是相对于参考平面的高度），机械能\(E = E_{k}+E_{p}\)，在只有重力或弹力做功的系统内，机械能守恒，即\(E_{1}=E_{2}\)。
五、曲线运动
1、曲线运动的条件和特点
- 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，曲线运动中速度方向时刻在改变，是变速运动。
2、平抛运动
- 可分解为水平方向的匀速直线运动（\(x = v_{0}t\)）和竖直方向的自由落体运动（\(y=\frac{1}{2}gt^{2}\)）。
3、圆周运动
- 线速度\(v=\frac{\Delta s}{\Delta t}\)（\(\Delta s\)是弧长），角速度\(\omega=\frac{\Delta\theta}{\Delta t}\)（\(\Delta\theta\)是圆心角），\(v = r\omega\)，向心加速度\(a=\frac{v^{2}}{r}=r\omega^{2}\)，向心力\(F = ma=\frac{mv^{2}}{r}=mr\omega^{2}\)。
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，\(M\)、\(m\)为两物体质量，\(r\)为两物体质心距离）。
2、天体运动
- 对于绕中心天体做匀速圆周运动的天体，万有引力提供向心力，即\(G\frac{Mm}{r^{2}} = m\frac{v^{2}}{r}=m\omega^{2}r = m\frac{4\pi^{2}r}{T^{2}}\)（\(v\)为线速度，\(\omega\)为角速度，\(T\)为周期），可以据此计算天体的质量、密度等。
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七、电场
1、电场强度
- \(E=\frac{F}{q}\)（\(F\)是电场力，\(q\)是检验电荷的电荷量），电场强度是矢量，其方向与正电荷在该点所受电场力方向相同。
2、库仑定律
- \(F = k\frac{q_{1}q_{2}}{r^{2}}\)（\(k\)为静电力常量，\(q_{1}\)、\(q_{2}\)为两点电荷电荷量，\(r\)为两点电荷间距离）。
3、电场力做功和电势
- 电场力做功\(W = qU\)（\(U\)为电势差），电势\(\varphi=\frac{E_{p}}{q}\)，电势差\(U_{AB}=\varphi_{A}-\varphi_{B}\)，沿着电场线方向电势降低。
八、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\(f = qvB\sin\theta\)（\(q\)为电荷量，\(v\)为电荷运动速度），洛伦兹力不做功。
九、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，电路中会产生感应电动势，感应电动势\(E = n\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\)（\(n\)为线圈匝数，\(\Delta\Phi\)为磁通量变化量）。
2、楞次定律
- 感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
这些知识点是合格性物理考试的基础，熟练掌握它们是取得好成绩的关键。
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