【正文】 一個物體受若干個力的作用處于平衡狀態(tài)。其中的任意一個力與其余所有力的合力平衡。） （ 2）受三個力作用物體處于平衡狀態(tài)，其中的某個力必定與另兩個力的合力等值反向。其中的一個力必定與余下的（ n－ 1）個力的合力等值反向，撤去這個力，余下的（ n－ 1）個的合力失去平衡力。 第九章 電場 電容 帶電粒子在電場中的運動 知識要點： 一、基礎知識 電容 （ 1）兩個彼此絕緣，而又互相靠近的導體，就組成了一個電容器。 a 定義式： C QU QU? ?( )?? ，即電容 C 等于 Q 與 U 的比值，不能理解為電容 C 與 Q成正比，與 U 成反比。 b 決定因素式：如平行板電容器 C Skd? ??4 （不要求應用此式計算） （ 3）對于平行板電容器有關的 Q、 E、 U、 C 的討論時要注意兩種情況： a 保持兩板與電源相連，則電容器兩極板間的電壓 U 不變 b 充電后斷開電源，則帶電量 Q 不變 （ 4）電容的定義式： C QU? （定義式） （ 5） C 由電容器本身決定。 第二種情況：若電容器始終和電源接通，則表示電容器兩極板的電壓 V 為一定，此時電容器的電量將隨電容的變化而變化。 （ 2）在對帶電粒子進行受力分析時，要注意兩點： a 要掌握電場力的特點。 b 是否考慮重力要依據具體情況而定：基本粒子：如電子、質子、 ? 粒子、離子等除有要說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但并不忽 略質量）。 帶電粒子的加速（含偏轉過程中速度大小的變化）過程是其他形式的能和功能之間的轉化過程。 如選用動能定理，則要分清哪些力做功？做正功還是負功？是恒力功還是變力功？若電場力是變力，則電場力的功必須表達成 W qUab ab? ，還要確定初態(tài)動能和末態(tài)動能（或初、末態(tài)間的動能增量） 如選用能量守恒定律，則要分清有哪些形式的能在變化？怎 樣變化（是增加還是減少）？能量守恒的表達形式有： a 初態(tài)和末態(tài)的總能量（代數(shù)和）相等，即 E E初 末? ； b 某種形式的能量減少一定等于其它形式能量的增加，即 ? ?E E減 增? c 各種形式的能量的增量的代數(shù)和 ? ?E E1 2 0? ? ??? ； 帶電粒子在勻強電場中類平拋的偏轉問題。 經一定加速電壓（ U1）加速后的帶電粒子，垂直于場強方向射入確定的平行板偏轉電場中，粒子對入射方向的偏移 y qU Lm d v U LdU? ?12 422022 21，它只跟加在偏轉電極上的電壓U2有關。如果偏轉電壓的變化周期遠遠大于粒子穿越電場的時間（ T ??Lv0），則在粒子穿越電場的過程中，仍可當作勻強電場處理。 而電場力 F 和電勢能 ? 兩個量，不僅與電場有關，還與放入場中的檢驗電荷有關。 一般情況下，帶電粒子在電場中的運動軌跡和電場線并不重合，運動軌跡上的一點的切線方向表示速度方向，電場線上一點的切線方向反映正電荷的受力方向。 如圖所示： 只有在電場線為直線的電場中，且電荷由靜止開始或初速度方向和電場方向一致并只受電場力作用下運動，在這種特殊情況下粒子的運動軌跡才是沿電力線的。但不論源電荷正負，距源電荷越近場強越大。負的源電荷電場中各點電勢均為負，距場源電荷越近，電勢越低。 1202mv U q? 加速 2244 力的合成與分解 掌握內容： 力的合成與分解。 力的分解。 知識要點： 一、力的合成： 定義： 求幾個力的合力叫力的合成。 兩個互成角度的力的合力，可以用表示這兩個力的線段作鄰邊，作平行四邊形，平行四邊形的對角線表示合力的大小和方向。 ②應用方法作圖法：嚴格作出力的 合成圖示，由圖量出合力大小、方向。F??????? 注意 ：在 F F1 2， 大小一定的情況下，合力 F 隨 ? 增大而減小，隨 ? 減小而增大， F 最大值是 F F F F F F F F1 2 1 2 1 2? ? ?， 最小值是 （ ），范圍是( ) ~ ( )F F F F1 2 1 2? ?， F 有可能大于任一個分力，也有可能小于任一個分力，還可能等于某一個分力的大小，求多個力的合力時，可以先求出任意兩個力的合力，再求這個合力與第三個力的合力，依此類推。是力的合成的逆運算，同樣遵守平行四邊形法則。 在實際問題中，一個力如何分解，應按下述步驟：①根據力 F 產生的兩個效果畫出分力 F F1 2和 的方向；②根據平行四邊形法則用作圖法求 F F1 2和 的大小，且注意標度的選?。虎鄹鶕?shù)學知識用計算法求出分力 F F1 2和 的大小。 求多個共點力合成時，如果連續(xù)運用平行四邊形法則求解，一般說來要求解若干個斜三角形， 一次又一次地求部分的合力的大小和方向，計算過程顯得十分復雜，如果采用力的正交分解法求合力，計算過程就簡單多了。 力的正交分解法步驟如下： 正確選定直角坐標系 ：通常選共點力的作用點為坐標原點，坐標軸的方向的選擇則應根據實際問題來確定。 分別將各個力投影到坐標軸上： 分別求 x 軸和 y 軸上各力的投影的合力Fx 和 Fy 其中： F F F FF F F Fx x x xy y y y? ? ? ?? ? ? ?1 2 31 2 3 ? ?? ? （式中的 F F F x yx y1 1 1和 是 在 軸和軸上的兩個分量，其余類推。 設力的方向與 x 軸正方向之間夾角是 ? 。 注意： 如果 F F Fx y合 ，可推出 ，? ? ?0 0 0這是處理多個力作用下物體平衡問題的好辦法。 （ 2）電流強度：通過導體橫截面的電量 q 跟通過這些電量所用時間 t 的比值 ，叫電流強度： I qt? 。按電阻率的大小將材料分成導體和絕緣體。 將公式 R UI? 錯誤地認為 R 與 U 成正比或 R 與 I 成反比。第二，伏安法測 電阻是根據電阻的定義式 R UI? ，用伏特表測出電阻兩端的電壓，用安培表測出通過電阻的電流，從而計算出電阻值，這是測量電阻的一種方法。 b：適用范圍：適用于金屬導體和電解質的溶液，不適用于氣體。 （ 5）電功和電功率：電流做功的實質是電場力對電荷做功，電場力對電荷做功電荷的電勢能減少，電勢能轉化為其他形式的能，因此電功 W = qU = UIt，這是計算電功普遍適用的公式。 （ 6）電熱和焦耳定律：電流通過電阻時產生的熱叫電熱。 電熱和電功的區(qū)別： a： 純電阻用電器：電流通過用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、白熾燈等。 在純電阻電路中，電能全部轉化為熱能，電功等于電熱，即 W = UIt = I2Rt =URt2 是通用的，沒有區(qū)別。在非純電阻電路中，電路消耗的電能，即 W = UIt 分為兩部分：一大部分轉化為熱能以外的其他形式 的能（例如電流通過電動機，電動機轉動將電能轉化為機械能）；另一小部分不可避免地轉化為電熱 Q = I2R t。 2．串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 （ 1）串聯(lián)電路及分壓作用 a：串聯(lián)電路的基本特點：電路中各處的電流都相等；電路兩端的總電壓等于電路各部分電壓之和。如果電流表的內阻為 Rg，允許通過的最大電流為 Ig，用這樣的電流表測量的最大電壓只能是 IgRg；如果給這個電流表串聯(lián)一個分壓電阻，該電阻可由 U I RR Ig g g? ?串或 R n Rg串 ? ?( )1 計算，其中 n UI Rg g?為電壓量程擴大的倍數(shù)。 b：并聯(lián)電路的重要性質：并聯(lián)總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即 RR R R n并 ?? ? ? ? ?( )1 1 11 2 1；并聯(lián)電路各支路的電流與電功率的分配規(guī)律：并聯(lián)電路中通過各個支路電阻的電流、各個支路電阻上消耗的電功率跟各支路電阻的阻值成反比，即， II RR II RR PP RR PP RRn n n n12 21 12 21? ? ? ?或 ； 或總 總 總 總； c：給電流表并聯(lián)一個分流電阻，就可以 擴大它的電流量程，從而將電流表改裝成一個安培表。用這樣的電流表可以測量的最大電流顯然只能是 Ig。 物體的運動 知識要點： (一 ) 機械運動 (二 ) 質點 (三 ) 位移和路程：主要講述質點和位移等 , 它是描述物體運動和預備知識。 (六 ) 變速直線運動、平均速度、瞬時速度：主要講述變速直線運動的平均速度和 瞬時速度的概念。 (八 )勻變速直線運動的速度 (九 )勻變直線運動的位移：主要講述勻變直線運動的加速度概念 , 以及勻變速直 線運動的速度公式和位移公式。 (十一 )自由落體運動。 (十三 )系統(tǒng)、綜合全章知識結構培養(yǎng)分析綜合解決問題的能力。重要規(guī)律則是 : 勻速直線運動和勻變速直線運動。是指一個物體相對于別的物體的位置改變。我們說汽車是運動的 , 樓房是靜止的是以地面為參照物 , 我們說 , 衛(wèi)星在運動 , 是以地球為參照物。這既說明選參照物的重要性 , 又說明運動的相對性。還應指出的是 : 在研究地面上物體運動時 , 為了研究問題方便 , 常取地球為參照物。如判斷物體是平動或是轉動 , 必須抓住 , 物體上各點的運動情況都相同 , 這種運動叫平動。如果運動按運動軌跡分類 , 可為直線或曲線運動 , 而平動可沿直線運動 , 也可沿曲線運動。 （二）、質點 質點是一種抽象化的研究物體運動的理想模型。都屬于理想模型。質點是運動學中的重要概念 , 也是下一章開始研究的動力學中的重要概念。隨著學習的深入 , 對質點的理解將會更加深刻。我們把 物體看成質點是在研究問題中 , 物體的形狀、大小各部分運動的差異是不起作用的或是次要的因素。 ②物體有轉 , 但因轉動引起的物體各部分運動的差異 , 對我們研究問題不起主要作用。再如乒乓球旋轉時對球的運動有較大影響 , 運動員在發(fā)球、擊球時都要考慮 , 就不能把球簡單地看成質點。又如我們在運 動會上投擲手榴彈、鉛球、標槍時如何測量距離計成績。這就是研究問題的一種科學抽象的方法。 在物體形狀、大小起主要作用時 , 把物體看成由無數(shù)多個質點所組成。在中學力學中研究對象如不特別指出 : (除非涉及到轉動 )即是質點。位移是矢量 , 不僅有大小 , 而且還有方向 , 它可用一個從起點到終點的有向線段表示。路程是運動的軌跡是標量 , 只有大小無方向。應該指出 : 只有做直線運動的質點 , 且始終向著同一個方向運動時 , 位移的大小才等于路程。 到達直徑的另一端 B 點 , 其位移大小都為 2R 方向 A?B, 路程為整個圓周長的 12 22，即 ? ?R R?。 A?D, 路程相等為 24 2 14? ?R R? （圓周長的 ）。 方向分別為 A?D。而路程 相等都是圓周長 34 34 2 32即為 R R? ??。此時位移為零 , 路程則為圓長 2?R 。由 A 經 B 到 C, 位移大小為 AC 線段的長度 , 位移的方向 A?C, 而路程則為線段 AB 長度加上 BC 線段的長度。 現(xiàn)有皮球從離地面 5m高處下落 , 經與地面接觸后彈跳到離地面高 4m處接住 , 試說明皮球的位移 , 和路程？ 依據位移表示為起點到終點的有向線段 , 位移大小為 (5－ 4) = 1(m)方向豎直向下 , 而路程為 5 + 4 = 9(m)。實際上物體的勻速直線運動是不存在的 , 不過不少物體的運動可以按勻速直線處理。認真體會“任意”相等的時間里位移都相等的含意 , 才能理解到勻速的意義。就更加準確。只說明速度在數(shù)值上等于單位時間內位移的大小。速度是矢量不但有大小 , 而且有方向。②這里第一次出現(xiàn)用比值的形式表示物理量之間的關系 , 只考慮速度大小 , 稱之為定義式。③由于勻速直線運動中 , 速度大小、方向都不變 , 所以勻速直線運動是速度不變的運動。 （五）、勻速直線運動的圖象 , 含位移和時間的關系圖象 —— 位移時間圖象以及速度和時間關系的圖象 —— 速度時間圖象。通常圖象是根據實驗測定的數(shù)據作出的。所以勻速直線運動的位移圖象是過原點的一條傾斜的直線 , 這條直線是表示正比例函數(shù)。 (有 tg?? ?St v)所以由位移圖象不僅可以求出速度 , 還可直接讀出任意時間內的位移 (t1 時間內的位移 S1)以及可直接讀出發(fā)生任一位移 S2所需的時間t2。 （六）、變速直線運動、平均速度、瞬時速度 變速直線運動 , 強調物體沿直線運動 , 與勻速比相等時間內位移不相等。表示為 v St? , 如果一段位移 S 內 , 分作幾段位移 S S S3??。求這一段位移 S 內的平均速度？依定義式 v St S S St t t S S SSvSvSvSSvSvSv? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?1 2 31 2 31 2 3112233112233????????