物理中的“三三两两”_穆子_新浪博客

物理中的“三三两两”

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“三”与“二”似乎与物理有“缘”,纵观整个高中物理,一个有趣的现象是,很多物理学知识诸如物理量、物理现象、物理规律等都与“三”与“二”相关,今天我们归类总结一下,这对学习与掌握纷繁复杂的高中物理知识是大有裨益的。

一、与“两”相关的物理知识

两力作用。相互作用的力总是两两出现的,即,一对“作用力与反作用力”,它们总是“大小相等、方向相反、作用在同一条直线,但作用在两个物体上”又同时存在同时消失。

两力平衡。是力学中常见的一对特殊的力。与一对相互作用的两个力极为相似,同学们在初学时经常混淆。它们也是“大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,”但作用在同一物体上,而且并不像相互作用力那样,同时出现同时消失。

两类平衡。物体的平衡种类依稍微偏离平衡位置后是否能在原位置保持平衡而分为稳定平衡与不稳定平衡。

两类误差。实验中常见的两种误差——“系统误差”与“偶然误差”;系统误差是因为实验仪器本身存在的误差而导致实验结果测量不准确;偶然误差是因为实验者在实验过程中因为人为因素而带来实验结果不xx。这里值得注意的是出现误差不是出现错误。误差是一可避免的。

▲两种误差分析在验算实验结果进行误差分析时常用“{jd1}误差”和“相对误差”来分析实验结果的准确性。

 

两力合成。即作用在同一物体上的两个共点力与其等效的合力总是符合“平行四边形定则”。

 两个分力。力总是也只能同时按“两个方向”分解,或在正交分解或根据问题的需求进行分解。其实,任何一个矢量,如、速度、加速度、场强等都可以与力一样,按两个方向分解。

两个分运动。平抛运动中运动学中一个最典型的运动模型之一,它总可以将其运动分解成水平方向的匀速运动与竖直方向的自由落体运动。不失一般性,在电学中,带电粒子在偏转匀强电场中经常有一种“类平抛运动”,也总可以分解成垂直电场方向上的匀速运动和平行于电场方向的“类似自由落体运动”——初速为零的匀加速直线运动。

▲运动快慢的两种描述——速度与速率这两个物理量常会混淆。速度是一矢量,是描述质点的运动方向和位置变化快慢的物理量;速率是标量,是质点在运动中实际路径的长短与所用的时间比值。从这个意义上讲,不能简单地将速率理解为速度的大小。

▲两种匀变速运动——匀加速与匀减速。匀变速运动在运动学中最为典型的两种变速运动。按运动轨迹可分为匀变速直线运动和匀变速曲线运动两种(平抛运动)。如果按加速度与速度方向一致和相反情况又分为两种匀变速运动:一是加速度方向与初速度方向一致时,则做的是速度随时间均匀增大的匀加速运动,反之,则做的速度随时间均匀减小的匀减速运动。

两类典型的动力学问题。在研究牛顿力学中的“力与运动”时,总是存在着两个动力学问题,即:一类是由物体的受力情况确定物体的运动情况;另一类是由物体的运动情况确定物体的受力情况。

▲力与运动的两种关系。在动力学中,力与运动总是存在着两种关系:即合外力与速度同向或夹角为锐角时,物体做加速运动;合外力与速度反向或夹角为钝角时,物体做减速运动。

两种思维方法——“整体法”与“隔离法”。力学中经常见到的是两个或两个以上物体组成的“连接体”问题,要研究其受力情况,最常用的两种思维方法就是“整体法”和“隔离法”。

两种重要现象——“超重”与“失重”。物体在竖直方向运动作变速运动时,当向上加速或向下减速时,即加速度向上,则物体处于“超重”状态;当向上减速或向下加速时,即加速度向上,则物体处于“失重”状态。

弹簧的两种形变。弹簧是力学中的一个重要的物理模型,当它因受外力发生形变时便出现了跟形变程度相关的弹力,弹簧形变存在着两种情况,即“压缩”与“拉伸”两种情况。这两种情况在弹性限度内,弹力大小与弹簧的形变量总存在着正比的定量关系。

▲功的两个必要因素。判别一个力是否对物体做功,必须存在两个必不可少的因素,即作用在物体上的力和物体在力的方向上发生的位移,两者缺一不可。

功的两种性质。功不仅有大小之分,还有正负之分。当力的方向与位移方向的夹角小于900时,则说明该力对物体做正功;当力的方向与位移方向的夹角大于900时,则说明该力对物体做负功。

▲机车两种启动方式。在力学的“功和能”知识体系中,研究机车启动时,有两种最典型的启动方式——以恒定功率启动与以恒定牵引力启动。运动的特点是做变速运动,最终机车以{zd0}速度vm=P/fm“收尾”做匀速运动。

▲“小船过河”的两个最值“小船过河”是运动学中最为典型的运动模型,船过河时有两种重要情形:即过河时间最短与过河路径最短。如要求过河时间最短,则船头必须垂直河岸过河,最短时间就等于两岸垂直距离除以船在静水中的速度;如要求过河路径最短,则船头与水流方向成某一角度,保证船速与水速的合速度方向垂直岸边。如果水速大于船速时,可以利用作图的方式作出最短路径。

▲两种能量机械能包括两种能量:动能与势能。动能是物体运动时所具有的能;势能是物体被抬高或发生形变时所具有的能。

▲两种力学量——动量与冲量。动量是运动物体的质量与时间的乘积;冲量是力对时间的累积效应(注意,功是力对空间的累积效应)。它们都是矢量,动量是一个状态量,冲量是一个过程量。

▲两个重要的守恒定律——动量守恒定律和能量转化与守恒定律。这是自然界中最重要、最基本也是最普遍的守恒定律。在物理学中有着极其广泛的应用。机械能守恒定律仅仅是能量转化与守恒定律的一个特例。

▲两个重要的定理——动量定理和动能定理。这是力学中最重要的两个定理。动量定理是指物体所受合外力的冲量总是等于物体动量的变化;动能定理是指所有外力对物体所做的功总是等于物体动能的变化。

▲两最重要的简谐运动模型——单摆与弹簧振子。在简谐运动中单摆与弹簧振子是两个最重要的物理模型。单摆在小角度下(不大于5)由重力的一个分力作为回复力做简谐运动;弹簧振子则在弹性限度内由弹簧的弹力或跟其它外力的合力作为回复力使之做简谐运动。

▲两种波——机械波与电磁波。虽然都是能量传递的一种形成,但,都具有波的一般特性,但它们有本质区别,机械波必须依靠介质才能传播,而电磁波在真空中也可以传播。

▲机械波形成的两个条件——振源与介质。这两个条件缺一不可。

▲波的两种——纵波与横波。机械波中,根据质点的振动方向与波的传播方向的关系,分为纵波与横波。振动方向与波的传播方向相同的就是纵波,相反的则是横波。这对电磁波也适用。

▲两种图像——振动图像与波形图像。这两种图像很易混淆。其实只要图像所表示的意义就清楚了。首先它们坐标轴表示的意义就不同。振动图像是描述的一个质点在各个时刻的位置;波形图像是描述的各个质点在某一时刻的位置。一比较就清楚了。

▲波的两个特性——干涉与衍射。这是区别“波”与其它现象最本质的“标志”。干涉的条件是两列波频率要相同,衍射条件是障碍物或小孔的尺寸与波长相比越小越好。

▲两物体间总存在的作用力——万有引力自然界中任何两个物体间总是存在着相互吸引的力,这个力叫万有引力。当物体间的距离远远大于物体本身大小时(即视为质点),则这引力存在着一定量关系,即xx的万有引力公式:F=GMm/R2

▲两种电荷——正、负电荷自然界中,带电体只有正负两种之分。一种是用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫正电荷;一种是用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷叫负电荷。

▲使导体带电的两种方式—接触起电或摩擦起电。接触起电是电荷的移动起电的,摩擦起电是电荷的得失起电的。

▲两电荷间总存在的作用力——库仑力。自然界中两种电荷总存在着异种相互吸引和同种电荷相互排斥的现象,电荷间这种吸力或斥力可以定量分析出来。与万有引力相似,当处于真空中的两电荷间距远远大于电荷本身尺寸大小时(即视为点电荷),则两电荷间的库仑力为:F=kQq/R2

▲描述电场的两种性质——力的性质与能的性质。力的性质电场对放入其中的任何都有力的作用;能的性质就是电场力对其中电荷能做功,说明就存在着能量的转化。

▲两种“扭秤”一种是测万有引力常量的“卡文迪许扭秤”,一种是发现库仑定律的“库仑扭秤”。两种“扭秤”的共同点就是将作用力产生的微小形变放大。

▲两种偏转—电偏转与磁偏转。电偏转是带电粒子以一定的速度垂直匀强电场线进入电场,便在电场力作用下作“类平抛运动”;磁偏转是带电粒子垂直进入匀强磁场中,在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动。

▲电容充电与放电的两过程—使电容器带电的过程就是充电过程,充电过程中电容器上电荷逐渐增加,直到达到{zd0}值,即存在一个耐压值;电容器失去电荷的过程叫放电。

▲电路的两个最基本的连接—串联与并联。串联电路电流处处相等;并联电路各电路两端电压相等。再复杂混联电路也是由这两个基本电路组成的。

▲形成电流的两个必要条件——要有能自由移动的电荷;导体两端要存在电压。

▲变阻器的两种接法——分压接法与限流接法。

▲两种相似的电学仪器——验电器与静电器。这两种仪器看上去检为相似。一玻璃瓶内两有两片金属箔,用金属丝挂在一导体棒下端,棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出。这就构成了一个简单的验电器。如果把金属箔换成指针,并用金属做外壳,这样的验电器又叫静电计。验电器是查验物体是带电情况的。静电计是用来检查电容器上电压的。

▲电流表的两种典型接法——内接与外接。在“伏安法”测电阻过程中,为了提高测量的xx度,根据待测电阻的阻值与电流表内阻阻值比较,可将电流表分为内接与外接两种。当待测电阻远大于电流表内阻时,选择内接;反之选择外接。

▲测量长度的常用的两个xx的仪器——游标卡尺与螺旋测微器。注意,游标卡尺分为十分度、二十分度与五十分度,中学要求不估读;螺旋测微器xx到0.01毫米,读数要求估读。

▲晶体的二极管的构成——p型半导体和n型半导体形成的p-n结,有正向导电与反向截止两种特性。

▲同一本质的“两种磁场”——磁场有两种:一是磁铁周围的磁场,一种电流周围的磁场。这两种磁场本质却是一样的,都是电荷运动的磁场。

▲磁场的两种作用力——安培力与洛仑兹力。安培力是磁场对通电导线的作用力;洛仑兹力是磁场对运动电荷的作用力。一个是宏观上的,一个是微观上的,其本质一样。

▲描述“场”的两种线——电场线与磁感线。电场线是描述电场的假想线;磁感线是描述磁场的假想线。它们区别是,电场线是不闭合的,磁场线是闭合的。

▲电磁感应中的两个定则——左手定则与右手定则。左手定则是判断磁场对运动电荷或电流作用力方向的;右手定则是判断导体切割磁感线时产生感应电流或电动势方向的。注意它们的区别:一个是“因电而动”,一个是“因动而电”。

▲楞次定律涉及的两个重要磁场——一个是引起感应电流的原磁场,一个是感应电流本身产生的磁场(后来磁场)。这两个磁场的关系是“强顶弱顺”,即“后来磁场”总是阻碍(注:不是阻止)原磁场磁通量变化的。

▲变压器的两个重要物理比——电压比与电流比。变压器中的原、副线圈上电压比为U1/U2=n1/n2,是根据法拉弟电磁感应定律得出的;电流比I1/I2=n2/n1则是根据输出功率与输入功率相等的原理得出的。

▲两种互感器——电压互感器与电流互感器。电压互感器应并入回路中,电流互感器应串入回路中。

▲电磁振荡电路中的两个重要元件——自感线圈与电容器。由这两个重要元件组成的振荡电路叫LC回路。

▲麦克斯韦电磁理论中的两个重要电场与磁场——振荡的电场(非均匀变化)与振荡的磁场(非均匀变化)之间可以相互转化,因此就产生了电磁波。

▲光的直线传播的两大定律——光的反射定律与光的折射定律。光的反射遵循光的反射定律,光在不同介质之间的折射遵循光的折射定律。

▲光有两个重要学说——光的粒子说与光的波动性。光的干涉与光的衍射现象说明光的波动性,而光电效应与康普顿效应又证明光的粒子性。最终认为光的本性是存在着“波粒二象性”:大量光子的传播规律表现为波动性,个别光子的行为表现为粒子性。频率越低,波长越长的光波动性越明显,反之粒子性越明显。

▲与光直线传播相关的两个重要天象——日食与月食。发生日食时,太阳、月球与地球在同一直线上;发生月食时,太阳、地球与月球在同一直线上。

▲光学中两种重要面镜——平面镜与球面镜。球面镜又分凹面镜与凸面镜两种。

▲光学中两种重要的透镜——凸透镜(中间厚边缘薄)和凹透镜(中间薄边缘厚)两种。

▲透镜成像只有两种——实像与虚像。实像是实际光线相交而成的像;虚像是光的反向延长线相交而形成的实际上不存在的像。实像可用光屏截取,而虚像不能被光屏截取。

▲组成原子的两个基本粒子——原子核与核外电子。这是卢瑟福用α粒子散射实验发现的。

▲组成原子核的两个基本粒子——质子与中子。质子是卢瑟福用α粒子轰击氮核发现的;中子是查德威克用α粒子轰击铍核发现的。

▲核反应中的两条规律——质量数守恒、核电荷数守恒。

▲两种重要的核反应——重核xx与轻核聚变。

▲两种核武器——原子弹与氢弹。原子弹是利用重核xx而放出大量能量的一种武器;氢弹是利用轻核聚变放出大量能量的一种武器。重核xx可人工控制,轻核聚变人工无法控制。

▲核力的两个特点。一是强相互作用的一种表现;二是一种短程力,作用范围只能在1.5╳10-15m之内。

▲氢原子轨道间的两种跃迁:氢原子的能级中,当电子从低轨道向高轨道跃迁将吸收光子;反之从高轨道向低轨道跃迁将放出光子。光子的能量就是这两轨道间的能级差。

▲改变物体内能的两种方式——做功与热传递它们只是在改变物体的内能上是等效的,但有本质区别(一个是能量转化,一个是能量转移)。

▲物体内能包括两方面——分子动能与分子势能分子动能跟物体的温度有关,分子势能跟物体的体积有关。

▲狭义相对论的两个基本假设——(1)在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;(2)真空中的光速在不同的参考系中都是相同的。

▲两个重要的相对性——时间与空间。狭义相对论中,存在着时间与空间的相对性。即时间延长与长度缩短。

 

 

描述力的三要素——大小、方向、作用点。其中任何一个不同,那么带来的力的作用效果就不同。

▲力的三角形法则。三个共点作用于物体时,如果物体于平衡状态,那么这三个力一定成一个“首尾相接”的封闭三角形。

力对物体做功的三种情况——做正功、做负功与不做功。当力的方向与位移方向成锐角时,力对物体做正功;力的方向与位移方向成钝角时,力对物体做负功;力的方向与位移方向垂直时,力对物体不做功。

牛顿三大定律。牛顿{dy}定律、牛顿第二定律与牛顿第三定律,这是经典力学中最重要的三个定律。

描述电阻的三个物理量。决定一段导体的电阻大小的是材料(电阻率)、长度与横截面积,它们存在的关系是:R=ρL/S。

描述力的作用效果的三个物理量——压强、压力与受力面积。它们存在的关系是:P=F/S。

开普勒三定律。{dy}定律也叫轨道定律:每一行星沿一个椭圆轨道环绕太阳,而太阳则处在椭圆的一个焦点中。 开普勒第二定律也叫面积定律:从太阳到行星所联接的直线在相等时间内扫过同等的面积。 开普勒第三定律也叫周期定律:所有的行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。

三种宇宙速度。{dy}宇宙速度(环绕速度)v1=7.9km/s;第二宇宙速度(脱离速度)v2=11.2km/s;第三宇宙速度(逃逸速度)v3=16.7km/s。(为了便于记忆可这样记:7.9+3.3=11.2,11.2+5.5=16.7)

描述波的三个物理量。用波长、频率与波速可以完整地将某一波描述出来。这三者的关系:λ=vT=v/f。

描述电容器的三大物理量——电容、电压与电量。它们存在着这样的关系:C=Q/U。

描述电路的三个重要物理量——电流、电压与电阻。它们存在的关系是I=U/R(部分电路)。

恒定电流中的三大定律——欧姆定律、电阻定律与焦耳定律。

▲热力学三大定律。热力学{dy}定律(一个系统的内能变化等于它从环境吸收的热量与环境在其之上做功的总和);热力学第二定律(不可能从单一热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响);热力学第三定律({jd1}零度永远达不到)。

气体的三个状态参量——体积、温度与压强。

xx放射现象中的三种衰变——α衰变,β衰变与γ衰变

理想气体三大定律——玻·马定律(等温:PV=C)、查理定律(等容:P/T=C)和盖·吕萨克定律(等压:V/T=C)。

▲热传递的三种方式——传导、对流与辐射。

▲物体的三态——固态、液态与气态。

▲物态的三种变化——在一定条件下,物质的三种存在状态的变化,即固态、液态和气态之间的相互转化。即固态←→液态;液态←→气态;气态←→固态。

▲电路中的三个功率——电源的总功率、输出功率与电源内阻上的热功率

▲磁场对电流的作用力由三方面因素决定——磁场的强度B、电流的大小I及导线的长度F。当三者相互垂直时,存在着这样的关系:F=BIL。注意的是通电导线与磁场平行时,作用力为零。带电粒子在磁场中所受的洛仑兹力与之相似。

▲电路中的三个重要元件——电阻、电容与电感

▲描述交流电的三个物理量——瞬时值、{zd0}值(峰值)与有效值。

▲玻尔理论的三个xx假设——定态假设、跃迁假设和轨道量子化假设。

▲原子的三种模型——汤姆孙的“西瓜模型”、卢瑟福的“核式模型”与玻尔氢原子的“轨道模型”。

▲三个基本粒子的发现——电子(汤姆孙)、质子(卢瑟福)与中子(查德威克)

▲氢的三个同位素——氕、氘、氚。它们质子数相同而质量数不同。

 

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