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附录 物理公式及凸透镜成像规律
一、物理公式
物理量
主要公式
主要单位
长度(l)
(1)用刻度尺测量;(2)路程s=vt;
(3)力的方向上通过的距离s=WF;(4)力臂l1=F2l2F1;
(5)液体深度h=pρg;(6)物体厚度h=VS,a=3V
km、m、dm、cm、mm等;
1 km=1000 m;
1 m=100 cm;
1 cm=10-2 m
面积(S)
(1)S长=ab,S正=a2,S圆=πR2,S球=πD2;
(2)利用体积,S=Vh;(3)利用压强,S=Fp
1 m2=102 dm2;
1 dm2=102 cm2;
1 cm2=10-4 m2
体积(V)
(1)V正=a3,V长=Sh=abh,V柱=Sh,V球=43πR3;
(2)利用密度,V=mρ;(3)利用量筒或量杯,V=V2-V1;
(4)阿基米德原理:浸没时V物=V排=F浮ρ液g,部分露出时V排=V物-V露
1 m3=103 dm3;
1 L=1 dm3=103 cm3;
1 mL=1 cm3=10-6 m3
时间(t)
(1)利用速度,t=sv;(2)利用功率,t=WP;(3)用停表测量
1 h=60 min;
1 min=60 s
速度(v)
(1)v=st;(2)根据P=Fv,则v=PF;
(3)15 ℃时空气中的声速v=340 m/s,真空中的光速近似取为c=3×108 m/s
1 m/s=3.6 km/h;
1 km/h=13.6 m/s
质量(m)
(1)利用重力公式,m=Gg;(2)利用功的公式W=Gh=mgh,m=Wgh;
(3)利用密度公式,m=ρV;(4)用天平测量
1 t=1000 kg;
1 kg=1000 g;
1 g=1000 mg
密度(ρ)
(1)ρ=mV,m=Gg,则ρ=GgV;(2)利用压强公式p=ρgh,ρ=pgh;
(3)阿基米德原理F浮=ρ液gV排,则ρ液=F浮gV排
1 g/cm3=103 kg/m3
合力(F)
(1)同方向F=F1+F2;
(2)反方向F=F1-F2(F1>F2,方向与力大的方向相同)
N
压强(p)
(1)p=FS(适用于一切固体和液体);
(2)p=ρgh(适用于液体和侧面与底面垂直的固体)
[注意] 标准大气压p0=1.01×105 Pa(其大小相当于76 cm高的Hg柱产生的压强,也相当于10.3 m高的水柱产生的压强)
1 Pa=1 N/m2
浮力(F浮)
(1)压力差法,F浮=F向上-F向下;(2)称重法,F浮=G-F示;
(3)阿基米德原理法,F浮=G排=ρ液gV排;(4)漂浮或悬浮法,F浮=G
N
动力、阻力
F1l1=F2l2,则F1=F2l2l1,F2=F1l1l2
l1与l2单位相同即可
功(W)
(1)定义W=Fs,重力做功W=Gh=mgh,摩擦力做功W=fs;
(2)总功W总=W有+W额,有用功W有=Gh,W有=W总-W额;
(3)η=W有W总,W有=ηW总,W总=W有η;(4)P=Wt,W=Pt
1 J=1 N·m=1 W·s
机械效率
(η)
(1)η=W有W总=W有W有+W额=11+W额W有;(2)η=W有W总=P有tP总t=P有P总;
(3)对于滑轮组,η=GnF(n为在动滑轮上的绳子股数,奇动偶定);
(4)滑轮组中忽略绳重及摩擦,η=W有W总=GhGh+G动h=GG+G动
[注意] 由于有用功总小于总功,所以η总小于1
用百分数表示
拉力(F)
(1)不计动滑轮和绳重及摩擦时,F绳=1nF物;
(2)不计绳重及摩擦时,F=1n(F物+G动);
(3)一般用F绳=F物ηn(n为在动滑轮上的绳子股数)
[注意] F物是动滑轮挂钩上拉物体的力,物体处于平衡状态时,空气中等于G物,液体中考虑浮力,水平拉动时等于f
N
功率(P)
(1)P=Wt;(2)P=Wt=Fst=Fv;
(3)从机器的铭牌上读出
1 W=1 J/s=
1 N·m/s
比热容
(c)
(1)Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t),可统一为Q=cmΔt则,c=QmΔt;
(2)Q放=qm(q为J/kg,m用kg);(3)Q放=qV(q为J/m3,V用m3);
(4)不计热量的损失时,Q吸=Q放(热平衡方程)
水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),
物理意义:1 kg水温度升高1 ℃吸收的热量为4.2×103 J
电荷量
(Q)
(1)定义I=Qt,则Q=It;(2)W=UIt=UQ,则Q=WU(Q为电荷量)
C
电流(I)
(1)定义I=Qt(Q为电荷量);(2)I=UR;
(3)W=UIt,则I=WUt;(4)P=UI,则I=PU;
(5)焦耳定律Q=I2Rt,则I=QRt(Q为产生的热量);
(6)纯电阻电路W=UIt=I2Rt,则I=WRt;
(7)纯电阻电路P=UI=I2R,则I=PR;
(8)串联:I=I1=I2,并联:I=I1+I2;(9)从电流表上读出
1 A=1000 mA
电压(U)
(1)U=WQ=WIt(Q为电荷量);(2)U=IR;(3)U=PI;
(4)焦耳定律Q=U2Rt,则U=QRt(Q为产生的热量);
(5)P=U2R,则U=PR;
(6)串联:U=U1+U2,并联:U=U1=U2;(7)从电压表上读出
1 kV=1000 V,
1 V=1000 mV;
家庭电路电压为220 V,对人体的安全电压为不超过36 V
电阻(R)
(1)R=UI(伏安法测电阻的原理);
(2)纯电阻电路W=UIt=I2Rt=U2Rt,则R=WI2t=U2tW;
(3)P=I2R,则R=PI2,P=U2R则R=U2P;
(4)焦耳定律Q=I2Rt=U2Rt,则R=QI2t或R=U2tQ(Q为产生的热量);
(5)串联:R=R1+R2,则R1=R-R2,R2=R-R1;
(6)并联:1R=1R1+1R2,R=R1R2R1+R2;
(7)从欧姆表上读出或从铭牌上读出,如滑动变阻器上的“10 Ω 1 A”等字样
1 Ω=1 V/A;
1 MΩ=106 Ω;
1 kΩ=103 Ω
电功(W)
(1)W=UIt=UQ(Q为电荷量);
(2)W=Q=I2Rt=U2Rt(Q为产生的热量);(3)P=Wt,则W=Pt;
(4)当无热量损失时,W=Q=I2Rt(Q为产生的热量);
(5)从电能表上读出;
(6)W=nN(n为实际转数,N为电能表上标明的转数)
[注意] 有电动机时,W总=Q+W机(Q为产生的热量)
国际单位为J,电能表上常用单位为kW·h;
1 kW·h=3.6×106 J
电功率
(P)
(1)P=UI=I2R=U2R;(2)P=Wt;(3)从用电器上读出
1 kW=1000 W;
1马力≈735 W
电热(Q)
(1)Q=I2Rt=U2Rt,当不计热量损失时,Q=W=I2Rt;
(2)热平衡方程Q吸=Q放
J
通电时间
(t)
(1)t=QI(Q为电荷量);
(2)W=UIt则t=WUI;(3)P=Wt则t=WP;
(4)Q=I2Rt则t=QI2R(Q为产生的热量)
s
二、凸透镜成像规律
物距、像距关系
物距u
像距v
像的性质
应用
正倒
放缩
虚实
位置
u>v
u>2ƒ
2ƒ>v>ƒ
倒立
缩小
实像
异侧
照相机、摄影机
u=v
u=2ƒ
v=2ƒ
倒立
等大
实像
异侧
等距法测焦距
u<v
2ƒ>u>ƒ
v>2ƒ
倒立
放大
实像
异侧
幻灯机、投影仪
u=ƒ
不成像
获得平行光、粗测
凸透镜焦距
u<v
u<ƒ
正立
放大
虚像
同侧
放大镜
4
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