本文目录导读：
《合格性考试物理知识点全解析》
运动的描述
1、质点
- 在研究物体的运动时，如果物体的形状和大小对研究问题的影响可忽略不计，就可以把物体看成质点，研究地球绕太阳公转时，地球的大小相对于公转轨道半径很小，地球可视为质点；但研究地球自转时，地球的形状和大小不能忽略，不能把地球看成质点。
- 质点是一种理想化模型，它的引入使复杂的问题简单化，有助于我们更方便地研究物体的运动规律。
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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做参考系，同一物体的运动，选择不同的参考系，观察结果可能不同，坐在行驶汽车中的乘客，以汽车为参考系是静止的，以路边的树木为参考系则是运动的。
- 在描述物体运动时，必须明确参考系，通常情况下，我们选择地面为参考系，但在一些特殊问题中，选择合适的参考系可以简化问题的求解。
3、位移和路程
- 位移是矢量，它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。
- 当物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程；当物体做曲线运动或往返直线运动时，位移的大小小于路程。
4、速度和加速度
- 速度是描述物体运动快慢和方向的物理量，是矢量，平均速度等于位移与时间的比值，瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度。
- 加速度是描述速度变化快慢的物理量，也是矢量，加速度等于速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，加速度的方向与速度变化量的方向相同，与速度的方向不一定相同，当物体做减速直线运动时，加速度方向与速度方向相反。
匀变速直线运动的研究
1、匀变速直线运动的规律
- 速度公式：v = v₀+at，其中v₀为初速度，v为末速度，a为加速度，t为时间。
- 位移公式：x = v₀t+1/2at²。
- 速度 - 位移公式：v² - v₀² = 2ax。
- 这些公式在解决匀变速直线运动问题时非常重要，通过已知条件合理选择公式是解题的关键，已知初速度、加速度和时间，求末速度时可直接用速度公式；已知初速度、末速度和加速度，求位移时可用速度 - 位移公式。
2、自由落体运动
- 自由落体运动是初速度为0，加速度为g（重力加速度，约为9.8m/s²）的匀加速直线运动。
- 其运动规律可由匀变速直线运动的公式得到，如位移公式h = 1/2gt²（h为下落高度），速度公式v = gt。
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，其大小G = mg（m为物体质量），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；形状不规则的物体的重心可以通过悬挂法等方法确定。
2、弹力
- 弹力是发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的力，产生弹力的条件是物体间直接接触且发生弹性形变。
- 胡克定律：在弹性限度内，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量或压缩量x成正比，即F = kx（k为弹簧的劲度系数）。
3、摩擦力
- 摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力，静摩擦力是阻碍物体相对运动趋势的力，其大小在0到最大静摩擦力之间，具体大小根据物体的受力情况而定。
- 滑动摩擦力的大小F = μFₙ（μ为动摩擦因数，Fₙ为接触面间的正压力），方向与物体相对运动的方向相反。
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，牛顿第一定律也叫惯性定律，惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的唯一量度。
- 汽车突然刹车时，乘客会向前倾，这是因为乘客具有惯性，要保持原来的运动状态。
2、牛顿第二定律
- 物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同，即F = ma。
- 在应用牛顿第二定律解题时，首先要对物体进行受力分析，然后根据定律列出方程求解，在斜面上放置一个物体，已知斜面的倾角、物体的质量和斜面的摩擦因数，求物体沿斜面下滑的加速度，就需要先分析物体受到的重力、支持力和摩擦力，再根据牛顿第二定律求解。
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。
- 作用力与反作用力和平衡力是不同的概念，平衡力是作用在同一个物体上的力，使物体处于平衡状态；而作用力与反作用力是分别作用在两个不同物体上的力，物体放在水平桌面上，物体受到的重力和桌面的支持力是平衡力，物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是作用力与反作用力。
机械能及其守恒定律
1、功
- 功是力与力的方向上位移的乘积，即W = Fxcosθ（θ为力F与位移x的夹角），当θ = 0°时，cosθ = 1，W = Fx，力对物体做正功；当θ = 90°时，cosθ = 0，W = 0，力对物体不做功；当θ = 180°时，cosθ=- 1，W=- Fx，力对物体做负功。
- 功是能量转化的量度，重力做功对应着重力势能的变化，合外力做功对应着动能的变化。
2、功率
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- 功率是描述力对物体做功快慢的物理量，定义式为P = W/t，对于恒定功率的情况，还有P = Fv（当F与v方向相同时）。
- 在汽车等交通工具中，发动机的功率是一定的，根据P = Fv可知，当需要较大牵引力时，速度就要减小；当速度较大时，牵引力就会减小。
3、动能和动能定理
- 动能Eₖ = 1/2mv²，动能是标量，与速度的方向无关。
- 动能定理：合外力对物体做的功等于物体动能的变化，即W = ΔEₖ，动能定理在解决动力学问题时非常方便，不需要考虑物体运动过程的细节，只要知道初末状态的动能和合外力做的功即可。
4、重力势能
- 重力势能Eₚ = mgh（h为物体相对于参考平面的高度），重力势能是相对的，其大小与参考平面的选择有关。
- 重力做功与重力势能的变化关系为W₉ = - ΔEₚ，即重力做正功时，重力势能减小；重力做负功时，重力势能增加。
5、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E₁ = E₂或ΔEₖ=- ΔEₚ。
- 在光滑斜面上的物体下滑过程中，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能转化为动能。
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，物体的速度方向时刻在改变，所以曲线运动是变速运动，曲线运动的速度方向是曲线上该点的切线方向。
2、平抛运动
- 平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。
- 水平方向：x = v₀t；竖直方向：y = 1/2gt²，vᵧ = gt，通过这几个公式可以求解平抛运动的各种问题，如平抛物体的水平射程、落地时间、落地速度等。
3、圆周运动
- 描述圆周运动的物理量有线速度v（v = s/t，s为弧长）、角速度ω（ω = θ/t，θ为圆心角）、周期T（T = 2πr/v = 2π/ω，r为圆周运动的半径）、向心加速度a = v²/r = ω²r。
- 向心力F = ma = mv²/r = mω²r，向心力是效果力，它可以由重力、弹力、摩擦力等力提供，汽车在弯道上行驶时，地面的摩擦力提供向心力；在圆锥摆中，绳子的拉力和重力的合力提供向心力。
万有引力与航天
1、万有引力定律
- 自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m₁和m₂的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比，即F = Gm₁m₂/r²（G为引力常量）。
- 万有引力定律适用于可视为质点的两个物体之间，对于质量分布均匀的球体，可将其视为质量集中在球心的质点。
2、天体运动
- 对于天体的圆周运动，根据万有引力提供向心力，可得一系列公式，对于地球卫星，GMm/r² = mv²/r = mω²r = m(2π/T)²r（M为地球质量，m为卫星质量）。
- 通过这些公式可以计算卫星的线速度、角速度、周期等物理量，离地球越远的卫星，其周期越大，线速度越小。
3、宇宙速度
- 第一宇宙速度v₁ = √(GM/R)（R为地球半径），是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度，也是最大环绕速度，约为7.9km/s。
- 第二宇宙速度v₂ = √(2GM/R)，约为11.2km/s，当卫星的发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度时，卫星绕地球做椭圆轨道运动；当发射速度大于第二宇宙速度时，卫星将脱离地球的引力束缚，第三宇宙速度v₃约为16.7km/s，卫星的发射速度大于第三宇宙速度时，卫星将脱离太阳的引力束缚。
电场
1、电荷及其守恒定律
- 自然界中有两种电荷：正电荷和负电荷，电荷既不能被创造，也不能被消灭，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，电荷的总量保持不变，这就是电荷守恒定律。
- 摩擦起电是通过摩擦使电子从一个物体转移到另一个物体，从而使物体带电。
2、库仑定律
- 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，即F = kQ₁Q₂/r²（k为静电力常量）。
- 库仑定律与万有引力定律形式相似，但它们是两种不同性质的力，分别适用于电荷之间和物体之间。
3、电场强度
- 电场强度E是描述电场强弱和方向的物理量，定义式为E = F/q（F为电场力，q为试探电荷的电荷量），电场强度是矢量，其方向与正电荷在电场中所受电场力的方向相同。
- 点电荷产生的电场强度公式为E = kQ/r²（Q为场源电荷的电荷量）。
4、电场线
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- 电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线，电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向，电场线的疏密表示电场强度的大小。
- 正点电荷的电场线是向外辐射状的，负点电荷的电场线是向内会聚状的。
5、电势和电势差
- 电势φ是描述电场能的性质的物理量，电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功，电势差Uₐ₋ₑ = φₐ - φₑ，等于单位正电荷在电场中从A点移动到B点时电场力所做的功，即Uₐ₋ₑ = Wₐ₋ₑ/q。
- 沿着电场线方向电势逐渐降低。
6、电容器和电容
- 电容器是储存电荷和电能的元件，电容C是描述电容器容纳电荷本领的物理量，定义式为C = Q/U（Q为电容器所带电荷量，U为电容器两极板间的电势差）。
- 平行板电容器的电容公式为C = εS/4πkd（ε为介电常数，S为极板面积，d为极板间距）。
恒定电流
1、电流
- 电流I等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，即I = Q/t，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，在金属导体中，电流是由自由电子的定向移动形成的，其方向与自由电子定向移动的方向相反。
- 电流的微观表达式为I = nqSv（n为导体单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为自由电荷定向移动的速度）。
2、电阻和电阻率
- 电阻R反映了导体对电流的阻碍作用，定义式为R = U/I，电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量，对于一定材料制成的导体，其电阻R = ρL/S（L为导体的长度，S为导体的横截面积）。
- 不同材料的电阻率不同，一般金属的电阻率随温度升高而增大，而半导体的电阻率随温度升高而减小。
3、欧姆定律
- 部分电路欧姆定律：I = U/R，表明通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
- 闭合电路欧姆定律：I = E/(R + r)（E为电源电动势，R为外电路电阻，r为电源内阻），反映了闭合电路中电流、电源电动势、外电路电阻和电源内阻之间的关系。
4、电功和电功率
- 电功W = UIt，是电流通过导体所做的功，电功率P = UI，是电流做功的快慢。
- 对于纯电阻电路，W = I²Rt = U²t/R，P = I²R = U²/R。
5、焦耳定律
- 焦耳定律指出，电流通过导体产生的热量Q = I²Rt，在纯电阻电路中，电流产生的热量等于电功，即Q = W；在非纯电阻电路中，如电动机电路，电功大于电流产生的热量，因为电能除了转化为热能外，还转化为机械能等其他形式的能。
磁场
1、磁场和磁感线
- 磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，它对放入其中的磁体、电流或运动电荷有力的作用。
- 磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，条形磁铁外部的磁感线是从N极指向S极，内部是从S极指向N极。
2、安培力
- 磁场对通电导线的作用力叫做安培力，其大小F = BILsinθ（B为磁感应强度，I为电流强度，L为导线长度，θ为电流方向与磁场方向的夹角），当θ = 90°时，F = BIL，安培力最大；当θ = 0°时，F = 0，安培力最小。
- 安培力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向。
3、洛伦兹力
- 磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力，其大小F = qvBsinθ（q为运动电荷的电荷量，v为电荷的运动速度，B为磁感应强度，θ为速度方向与磁场方向的夹角），当θ = 90°时，F = qvB，洛伦兹力最大；当θ = 0°时，F = 0，洛伦兹力最小。
- 洛伦兹力的方向也可以用左手定则来判断，但要注意是正电荷运动方向，对于负电荷，四指应指向其运动的反方向，洛伦兹力的特点是始终垂直于电荷的运动方向，所以洛伦兹力不做功。
十一、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，这种现象叫做电磁感应现象。
- 磁通量Φ = BSsinθ（B为磁感应强度，S为线圈面积，θ为磁场方向与线圈平面的夹角），当条形磁铁插入或拔出螺线管时，螺线管中的磁通量发生变化，就会产生感应电流。
2、法拉第电磁感应定律
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