《高二物理思维导图》
一、力学
1.1 静力学
- 1.1.1 力的合成与分解
- 力的概念：力的三要素、力的图示
- 力的合成：平行四边形定则、矢量合成
- 力的分解：力的效果分解、正交分解
- 平衡力与作用力反作用力区别
- 1.1.2 共点力的平衡条件
- 平衡状态：静止或匀速直线运动
- 平衡条件：合力为零（ΣF = 0）
- 解题方法：
- 整体法与隔离法
- 正交分解法
- 矢量三角形法
- 相似三角形法
- 1.1.3 摩擦力
- 静摩擦力：产生条件、大小范围、最大静摩擦力
- 滑动摩擦力：产生条件、大小计算(F = μN)
- 影响摩擦力的因素：接触面材料、正压力大小
- 摩擦力的方向：与相对运动方向相反（滑动摩擦力）或有相对运动趋势的方向相反（静摩擦力）
1.2 运动学
-
1.2.1 匀变速直线运动
- 基本概念：位移、速度、加速度
- 运动图像：s-t图、v-t图的物理意义
- 基本公式：
- 速度公式：v = v₀ + at
- 位移公式：x = v₀t + ½at²
- 速度位移关系：v² - v₀² = 2ax
- 平均速度：v̄ = (v₀ + v)/2 = x/t
- 解题方法：
- 公式法
- 图像法
- 推论法
- 自由落体运动：初速度为零的匀加速直线运动（a=g）
- 竖直上抛运动：先减速后反向加速（对称性）
-
1.2.2 抛体运动
- 运动的合成与分解：独立性原理
- 平抛运动：
- 水平方向：匀速直线运动
- 竖直方向：自由落体运动
- 射程、高度、时间的计算
- 斜抛运动：轨迹为抛物线，最高点速度只有水平分量
-
1.2.3 圆周运动
- 描述圆周运动的物理量：线速度、角速度、周期、频率
- 线速度与角速度的关系：v = ωr
- 向心加速度：a = v²/r = ω²r = (4π²/T²)r = 4π²f²r
- 向心力：F = mv²/r = mω²r = m(4π²/T²)r = m4π²f²r
- 匀速圆周运动的实例分析：火车转弯、汽车过桥
1.3 牛顿运动定律
- 1.3.1 牛顿第一定律
- 惯性：物体保持原有运动状态的性质
- 对力是“原因”的理解
- 1.3.2 牛顿第二定律
- 公式：F = ma
- 力的矢量性：合外力方向与加速度方向一致
- 瞬时性：力是产生加速度的原因，力变化，加速度立即变化
- 1.3.3 牛顿第三定律
- 作用力与反作用力：大小相等、方向相反、作用在两个物体上
- 1.3.4 应用牛顿运动定律解决问题
- 步骤：
- 明确研究对象
- 受力分析
- 建立坐标系
- 列方程求解
- 连接体问题：整体法与隔离法的应用
- 步骤：
1.4 动量守恒定律
- 1.4.1 动量与冲量
- 动量：p = mv，矢量
- 冲量：I = Ft，矢量
- 1.4.2 动量定理
- 公式：I = Δp 或 Ft = mv₂ - mv₁
- 物理意义：冲量是物体动量变化的量度
- 1.4.3 动量守恒定律
- 守恒条件：系统不受外力或合外力为零
- 公式：m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'
- 适用范围：适用于相互作用的物体组成的系统，可以是宏观物体，也可以是微观粒子
- 应用：碰撞问题（弹性碰撞、非弹性碰撞）
1.5 能量守恒定律
- 1.5.1 功与功率
- 功：W = Fs cosθ
- 功率：P = W/t = Fv cosθ
- 平均功率与瞬时功率
- 1.5.2 动能定理
- 公式：W合 = ½mv₂² - ½mv₁²
- 物理意义：合外力做的功等于物体动能的变化
- 1.5.3 机械能守恒定律
- 守恒条件：只有重力或弹力做功
- 公式：E₁ = E₂ 或 ΔEp = -ΔEk
- 重力势能、弹性势能
- 1.5.4 能量转化与守恒定律
- 能量的不同形式：动能、势能、内能、电能、光能等
- 能量的转化与转移
二、电磁学
2.1 静电场
- 2.1.1 电荷及其守恒定律
- 电荷种类：正电荷、负电荷
- 元电荷：e = 1.60×10⁻¹⁹ C
- 电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，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，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。
- 2.1.2 库仑定律
- 公式：F = k(q₁q₂)/r²
- 适用条件：真空中点电荷
- 静电力常量：k = 9.0×10⁹ N·m²/C²
- 2.1.3 电场强度
- 定义：E = F/q
- 单位：N/C 或 V/m
- 点电荷的电场强度：E = kQ/r²
- 匀强电场：电场强度大小和方向处处相同
- 2.1.4 电势能与电势
- 电势能：Ep = qφ
- 电势：φ = Ep/q
- 电势差：U = φA - φB
- 2.1.5 电场力做功与电势能的变化
- W = qU
- 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加
- 2.1.6 电容
- 定义：C = Q/U
- 单位：法拉 (F)
- 平行板电容器的电容：C = εS/(4πkd)
2.2 恒定电流
- 2.2.1 电流与电阻
- 电流的微观表达式: I = nqSv
- 电阻定律：R = ρl/S
- 2.2.2 欧姆定律
- 部分电路：I = U/R
- 闭合电路：I = E/(R+r)
- 电源电动势：E = U外 + Ir
- 2.2.3 电功与电功率
- 电功：W = UIt
- 电功率：P = UI
- 焦耳定律：Q = I²Rt
2.3 磁场
- 2.3.1 磁感应强度
- 定义：B = F/(IL)
- 单位：特斯拉 (T)
- 磁感线的性质
- 2.3.2 安培力
- 公式：F = BILsinθ
- 安培力方向：左手定则
- 2.3.3 洛伦兹力
- 公式：f = qvBsinθ
- 洛伦兹力方向：左手定则
- 带电粒子在匀强磁场中的运动：周期、半径
2.4 电磁感应
- 2.4.1 磁通量
- 定义：Φ = BScosθ
- 2.4.2 法拉第电磁感应定律
- 公式：E = nΔΦ/Δt
- 2.4.3 楞次定律
- 阻碍磁通量的变化
- 2.4.4 感应电动势的计算
- 动生电动势：E = BLv
- 2.4.5 自感现象
三、光学（选修）
3.1 几何光学
- 3.1.1 光的折射定律
- 公式：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂
- 全反射：产生条件、临界角
- 3.1.2 透镜成像
- 凸透镜、凹透镜
- 成像规律：物距、像距、像的性质
3.2 波动光学
- 3.2.1 光的干涉
- 双缝干涉：明暗条纹的条件、条纹间距
- 3.2.2 光的衍射
- 单缝衍射、圆孔衍射
- 3.2.3 光的偏振
- 纵波、横波、偏振光
四、原子物理（选修）
4.1 原子结构
- 4.1.1 原子的核式结构模型
- α粒子散射实验
- 4.1.2 氢原子光谱
- 巴尔末公式
4.2 原子核
- 4.2.1 原子核的组成
- 质子、中子
- 同位素
- 4.2.2 放射性衰变
- α衰变、β衰变
- 半衰期
4.3 核能
- 4.3.1 质能方程
- E = mc²
- 4.3.2 核裂变、核聚变
- 链式反应
- 热核反应