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高中物理核心知识思维导图
中心主题：高中物理
第一部分：力学
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运动学
- 核心概念：位移、速度、加速度
- 分类
- 直线运动
- 匀速直线运动：
x = vt - 匀变速直线运动
- 公式：
v = v₀ + at,x = v₀t + ½at²,v² - v₀² = 2ax - 重要推论：
Δx = aT²(连续相等时间内的位移差) - 自由落体运动：
a = g - 竖直上抛运动：对称性（速度、时间）
- 公式：
- 匀速直线运动：
- 曲线运动
- 条件：合外力方向与速度方向不在同一直线上
- 平抛运动
- 特点：水平方向匀速直线，竖直方向自由落体
- 规律：
x = v₀t,y = ½gt²
- 圆周运动
- 描述量：线速度
v、角速度 、周期T、频率f、向心加速度a - 关系：
v = rω,ω = 2π/T = 2πf,a = v²/r = rω² - 匀速圆周运动：
a大小不变，方向始终指向圆心 - 向心力：
F = mv²/r，效果力，不是性质力
- 描述量：线速度
- 直线运动
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静力学
- 核心概念：力、共点力、平衡
- 三种基本力
- 重力：
G = mg，方向竖直向下 - 弹力：
F = kx(胡克定律)，方向与形变方向相反 - 摩擦力
- 静摩擦力：
f ≤ μN，大小由平衡条件决定 - 滑动摩擦力：
f = μN，方向与相对运动方向相反
- 静摩擦力：
- 重力：
- 力的运算
- 合成与分解：平行四边形定则、三角形定则
- 正交分解法：建立直角坐标系，将力分解到x、y轴上
- 共点力平衡
- 条件：
F合 = 0或ΣFx = 0,ΣFy = 0 - 推论：三力汇交原理
- 条件：
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动力学
（图片来源网络，侵删）- 核心定律：牛顿运动定律
- 牛顿第一定律（惯性定律）
- 内容：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外力迫使它改变这种状态。
- 惯性：物体保持原有运动状态的性质。
- 牛顿第二定律（F=ma）
- 内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与质量的倒数成正比。
- 公式：
F = ma(矢量性，瞬时性) - 应用步骤：确定对象 -> 受力分析 -> 正交分解 -> 列方程求解
- 牛顿第三定律（作用力与反作用力）
- 内容：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。
- 特点：同种性质、同时产生、同时消失、作用在不同物体上。
- 超重与失重
- 超重：
a向上，N = G + ma(视重 > 实重) - 失重：
a向下，N = G - ma(视重 < 实重) - 完全失重：
a = g向下，N = 0
- 超重：
-
机械能
- 核心概念：功、功率、能、动能、势能
- 功
- 定义：
W = F·l·cosα(恒力) - 意义：能量转化的量度
- 定义：
- 功率
- 定义：
P = W/t(平均功率),P = F·v·cosα(瞬时功率)
- 定义：
- 动能定理
- 内容：合外力做的功等于物体动能的变化量。
- 公式：
W合 = ΔEk = ½mv² - ½mv₀²
- 机械能守恒定律
- 条件：只有重力或系统内弹力做功。
- 公式：
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2或ΔEk = -ΔEp
- 功能关系
- 重力做功：
WG = -ΔEp - 除重力/弹力外其他力做功：
W其他 = ΔE机
- 重力做功：
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动量
- 核心概念：冲量、动量
- 动量定理
- 内容：物体所受合外力的冲量等于它的动量变化量。
- 公式：
I = Δp = mv - mv₀或F·t = mv - mv₀
- 动量守恒定律
- 条件：系统不受外力，或所受外力之和为零。
- 公式：
m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂' - 推广：若在某一方向上外力之和为零，则该方向上动量守恒。
- 碰撞
- 弹性碰撞：动量守恒，动能守恒。
- 非弹性碰撞：动量守恒，动能不守恒。
- 完全非弹性碰撞：动量守恒，动能损失最大，两物体共速。
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机械振动与机械波
- 机械振动
- 简谐运动：
F = -kx(回复力与位移成正比，方向相反) - 描述量：振幅
A、周期T、频率f - 图像：x-t图像 (正弦曲线)
- 简谐运动：
- 机械波
- 产生：振源 + 介质
- 分类：横波 (质点振动方向与波传播方向垂直)、纵波 (质点振动方向与波传播方向在同一直线)
- 描述量：波长 、波速
v、频率f，关系：v = λf - 图像：y-x图像 (正弦曲线)
- 特有现象：干涉、衍射
- 机械振动
第二部分：电磁学
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静电场
（图片来源网络，侵删）- 基本概念：电荷、元电荷
e、点电荷 - 库仑定律：
F = k·q₁q₂/r² - 电场
- 定义：放入其中的电荷所受力的作用。
- 描述：电场强度
E = F/q(矢量) - 电场线：形象描述，起于正电荷/无穷远，终于负电荷/无穷远，不相交。
- 典型电场
- 点电荷电场：
E = kQ/r² - 匀强电场：
E = U/d，电场线平行且等距。
- 点电荷电场：
- 电势能与电势
- 电势能：
Ep - 电势：
φ = Ep/q(标量，相对量) - 电势差：
Uab = φa - φb - 电场力做功与电势能关系：
Wab = -ΔEp = Epa - Epb
- 电势能：
- 电容器
- 电容：
C = Q/U(单位：法拉 F) - 平行板电容器：
C = εS/(4πkd)
- 电容：
- 基本概念：电荷、元电荷
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恒定电流
- 核心概念：电流
I、电阻R、电压U - 基本规律
- 欧姆定律：
I = U/R(部分电路) - 电阻定律：
R = ρL/S
- 欧姆定律：
- 串联与并联电路
- 串联：
I相同，U分压，R总 = R1 + R2 + ... - 并联：
U相同，I分流，1/R总 = 1/R1 + 1/R2 + ...
- 串联：
- 电功与电功率
- 电功：
W = UIt - 电功率：
P = UI - 热功率：
P热 = I²R(焦耳定律Q = I²Rt)
- 电功：
- 测量仪器
- 电流表：串联，
R内很小。 - 电压表：并联，
R内很大。
- 电流表：串联，
- 核心概念：电流
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磁场
- 基本概念：磁感线、磁感应强度
B - 电流的磁效应
安培定则（右手螺旋定则）：判断直线电流、环形电流的磁场方向。
- 磁场对电流的作用——安培力
- 大小：
F = BILsinθ(θ为B与I的夹角) - 方向：左手定则
- 大小：
- 磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力
- 大小：
f = qvBsinθ(θ为v与B的夹角) - 方向：左手定则 (四指指向正电荷运动方向)
- 在匀强磁场中的运动：
v // B：匀速直线运动v ⊥ B：匀速圆周运动，r = mv/(qB),T = 2πm/(qB)
- 大小：
- 基本概念：磁感线、磁感应强度
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电磁感应
- 核心定律：法拉第电磁感应定律
- 感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量 发生变化。
- 感应电动势的大小
- 法拉第定律：
E = n·ΔΦ/Δt - 导体切割磁感线：
E = BLv(L、B、v两两垂直)
- 法拉第定律：
- 感应电流的方向
- 楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
- 右手定则：判断切割磁感线产生的感应电流方向。
- 自感现象
- 自感电动势：
E自 = L·ΔI/Δt - 自感系数
L：由线圈自身结构决定。
- 自感电动势：
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交变电流
- 产生：线圈在匀强磁场中匀速转动。
- 描述
- 瞬时值：
e = Emsin(ωt),i = Imsin(ωt) - 最大值：
Em = NBSω,Im = Em/R - 有效值：
E = Em/√2,U = Um/√2,I = Im/√2(用于计算电功、电热) - 周期
T、频率f、角速度ω = 2πf = 2π/T
- 瞬时值：
- 变压器
- 理想变压器：
P入 = P出 - 电压关系：
U1/U2 = n1/n2 - 电流关系：
I1/I2 = n2/n1
- 理想变压器：
- 电能的输送
- 关键：减小输电线上
P损 = I²R线 - 方法：提高输电电压
U，减小输电电流I。
- 关键：减小输电线上
第三部分：热学
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分子动理论
- 物质由大量分子组成
- 分子永不停息地做无规则运动 (扩散、布朗运动)
- 分子间存在相互作用力 (引力和斥力)
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气体实验定律
- 玻意耳定律 (等温)：
pV = C - 查理定律 (等容)：
p/T = C - 盖-吕萨克定律 (等压)：
V/T = C - 理想气体状态方程：
pV/T = C或p1V1/T1 = p2V2/T2
- 玻意耳定律 (等温)：
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内能
- 分子动能：温度是分子平均动能的标志。
- 分子势能：由分子间相对位置决定。
- 物体的内能：物体内所有分子的动能和势能的总和。
- 改变内能的方式：做功和热传递。
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热力学定律
- 热力学第一定律：
ΔU = Q + W(系统内能变化量 = 吸收的热量 + 外界对系统做的功) - 热力学第二定律
- 克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
- 开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
- 宏观方向：自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
- 能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中总量保持不变。
- 热力学第一定律：
第四部分：光学与近代物理
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光学
- 光的折射
- 折射定律：
n1sinθ1 = n2sinθ2 - 折射率：
n = c/v - 全反射：光从光密介质射入光疏介质，入射角大于等于临界角
C，sinC = 1/n
- 折射定律：
- 光的干涉与衍射
- 干涉：频率相同、相位差恒定的两列光波叠加，现象：明暗相间的条纹。
- 衍射：光绕过障碍物传播的现象，现象：宽窄不一的明暗条纹。
- 光的偏振：证明光是横波。
- 光的波粒二象性
- 波动性：干涉、衍射。
- 粒子性：光电效应。
- 光电效应
- 规律：存在截止频率 ；光电子的最大初动能
Ek与入射光频率 成线性关系；瞬时性。 - 爱因斯坦方程：
Ek = hν - W₀(h为普朗克常量，W₀为逸出功)
- 规律：存在截止频率 ；光电子的最大初动能
- 光的折射
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近代物理初步
- 原子结构
- 汤姆孙发现电子：揭示了原子有复杂结构。
- 卢瑟福核式结构模型：α粒子散射实验，原子由原子核和核外电子构成。
- 玻尔原子模型：定态假设、跃迁假设 (
hν = E初 - E末)、轨道量子化假设。
- 原子核
- 天然放射性现象： 射线 (He²⁺)、 射线 (e⁻)、 射线 (光子)
- 原子核的组成：质子和中子 (
A = Z + N) - 核反应与核能
- 核反应方程：质量数和电荷数守恒。
- 质能方程：
E = mc² - 获取核能途径：重核裂变、轻核聚变。
- 原子结构
如何使用这份文字版思维导图
- 选择软件：下载并安装一个思维导图软件，如 XMind (推荐，功能强大)、MindNode (Mac/iOS)、FreeMind (免费开源) 或在线工具 ProcessOn、MindMaster。
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- 复制粘贴：将上面“第一部分：力学”下的所有内容，复制粘贴到软件中，作为“高中物理”的一级分支。
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- 美化与调整：为不同的分支设置不同的颜色，添加图标，调整布局，使其更加清晰、美观。
希望这份详细的文字版思维导图能帮助您构建起完整的物理知识体系！
