高中物理必修一知識點(diǎn)
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高中物理必修一知識點(diǎn)
第一章 運(yùn)動的描述
1.質(zhì)點(diǎn)
(1)沒有形狀、大小，而具有質(zhì)量的點(diǎn)。
(2)質(zhì)點(diǎn)是一個理想化的物理模型，實(shí)際并不存在。
(3)一個物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，并不取決于這個物體的大小，而是看在所研究的問題中物體的形狀、大小和物體上各部分運(yùn)動情況的差異是否為可以忽略的次要因素，要具體問題具體分析。
2.參考系
(1)物體相對于其他物體的位置變化，叫做機(jī)械運(yùn)動，簡稱運(yùn)動。
(2)在描述一個物體運(yùn)動時，選來作為標(biāo)準(zhǔn)的(即假定為不動的)另外的物體，叫做
參考系。
對參考系應(yīng)明確以下幾點(diǎn)：
①對同一運(yùn)動物體，選取不同的物體作參考系時，對物體的觀察結(jié)果往往不同的。
?、谠谘芯繉?shí)際問題時，選取參考系的基本原則是能對研究對象的運(yùn)動情況的描述得到盡量的簡化，能夠使解題顯得簡捷。
?、垡?yàn)榻窈笪覀冎饕懻摰孛嫔系奈矬w的運(yùn)動，所以通常取地面作為參照系
3.路程和位移
(1)位移是表示質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量。路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡的長度。
(2)位移是矢量，可以用以初位置指向末位置的一條有向線段來表示。因此，位移的大小等于物體的初位置到末位置的直線距離。路程是標(biāo)量，它是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡的長度。因此其大小與運(yùn)動路徑有關(guān)。
(3)一般情況下，運(yùn)動物體的路程與位移大小是不同的。只有當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做單一方向的直線運(yùn)動時，路程與位移的大小才相等。
(4)在研究機(jī)械運(yùn)動時，位移才是能用來描述位置變化的物理量。路程不能用來表達(dá)物體的確切位置。比如說某人從O點(diǎn)起走了50m路，我們就說不出終了位置在何處。
4、速度、平均速度和瞬時速度
(1)表示物體運(yùn)動快慢的物理量，它等于位移s跟發(fā)生這段位移所用時間t的比值。即v=s/t。速度是矢量，既有大小也有方向，其方向就是物體運(yùn)動的方向。在國際單位制中，速度的單位是(m/s)米/秒。
(2)平均速度是描述作變速運(yùn)動物體運(yùn)動快慢的物理量。一個作變速運(yùn)動的物體，如果在一段時間t內(nèi)的位移為s, 則我們定義v=s/t為物體在這段時間(或這段位移)上的平均速度。平均速度也是矢量，其方向就是物體在這段時間內(nèi)的位移的方向。
(3)瞬時速度是指運(yùn)動物體在某一時刻(或某一位置)的速度。從物理含義上看，瞬時速度指某一時刻附近極短時間內(nèi)的平均速度。瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱速率
5、加速度
(1)加速度的定義:加速度是表示速度改變快慢的物理量,它等于速度的改變量跟發(fā)生這一改變量所用時間的比值,定義式:a=
(2)加速度是矢量,它的方向是速度變化的方向
(3)在變速直線運(yùn)動中,若加速度的方向與速度方向相同,則質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動; 若加速度的方向與速度方向相反,則則質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動.
第二章 勻變速直線運(yùn)動
1.勻變速直線運(yùn)動
(1)定義：在任意相等的時間內(nèi)速度的變化量相等的直線運(yùn)動。
(2)特點(diǎn)：軌跡是直線，加速度a恒定。當(dāng)a與v0方向相同時，物體做勻加速直線運(yùn)動;反之，物體做勻減速直線運(yùn)動。
2.勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律
(1)基本規(guī)律
?、偎俣葧r間關(guān)系：
?、谖灰茣r間關(guān)系：
(2)重要推論
①速度位移關(guān)系：
?、谄骄俣龋?/p>
③做勻變速直線運(yùn)動的物體在連續(xù)相等的時間間隔的位移之差：Δx=xn+1-xn=aT2。
3.自由落體運(yùn)動
(1)定義：物體只在重力的作用下從靜止開始的運(yùn)動。
(2)性質(zhì)：自由落體運(yùn)動是初速度為零，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動。
重力加速度g是由于地球的引力產(chǎn)生的,因此,它的方向總是豎直向下.其大小在地球上不同地方略有不,在地球表面，緯度越高，重力加速度的值就越大，在赤道上，重力加速度的值最小，隨高度增加g的值越小，通常情況下取重力加速度g=10m/s2。
(3)規(guī)律：與初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動的規(guī)律相同。vt=gt.H=gt2/2,vt2=2gh
4.豎直上拋運(yùn)動
豎直上拋：只受重力作用，初速度方向豎直向上的運(yùn)動.一般定V0為正方向，則g為負(fù)值.以拋出時刻為t=0時刻.
?、?物體上升最高點(diǎn)所用時間:;
② 上升的最大高度:
?、?物體下落時間(從拋出點(diǎn)——回到拋出點(diǎn)):
④落地速度:，即：上升過程中(某一位置速度)和下落過程中通過某一位置的速度大小總是相等，方向相反.
練習(xí)題
【例1】氣球以10m/s的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個物體，經(jīng)17s到達(dá)地面.求物體剛脫離氣球時氣球的高度.(g=10m/s2)
答案：
1275m.
提示：
從氣球上掉落的物體并非一脫離開氣球就進(jìn)行自由落體運(yùn)動，而是會先豎直上拋，速度減到0之后再自由落體落下。這一點(diǎn)需要同學(xué)們注意!
5.用電火花計(jì)時器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時器)研究勻變速直線運(yùn)動
1、實(shí)驗(yàn)步驟：
(1)把附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將打點(diǎn)計(jì)時器固定在平板上,并接好電路
(2)把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩跨過定滑輪,下面吊著重量適當(dāng)?shù)你^碼.
(3)將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時器的限位孔
(4)拉住紙帶,將小車移動至靠近打點(diǎn)計(jì)時器處,先接通電源,后放開紙帶.
(5)斷開電源,取下紙帶
(6)換上新的紙帶，再重復(fù)做三次
6.位移-時間圖象的信息點(diǎn)
(1)橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示位移。圖線表示物體的位移隨時間的變化關(guān)系，不表示軌跡。
(2)斜率表示速度的大小和方向。切線的斜率表示某時刻物體速度的大小和方向。
(3)橫截距表示物體出發(fā)的時刻，縱截距表示零時刻物體的出發(fā)位置。
7.速度-時間圖象的信息點(diǎn)
(1)橫坐標(biāo)表時間，縱坐標(biāo)表速度。圖線表示速度隨時間的變化關(guān)系。
(2)斜率表示加速度的大小和方向。切線的斜率表示某時刻物體加速度的大小和方向。
(3)圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移的大小和方向(橫軸上方為正，下方為負(fù))。
第三章 相互作用
1、力
1.力是物體對物體的作用。
⑴力不能脫離物體而獨(dú)立存在。⑵物體間的作用是相互的。
2.力的三要素：力的大小、方向、作用點(diǎn)。
3.力作用于物體產(chǎn)生的兩個作用效果。
⑴使受力物體發(fā)生形變或使受力物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變。
4.力的分類
⑴按照力的性質(zhì)命名：重力、彈力、摩擦力、電場力、安培力、洛倫茲力等。
?、瓢凑樟Φ淖饔眯Ч豪?、推力、壓力、支持力、動力、阻力、浮力、向心力等。
2、重力
1.重力是由于地球的吸引而使物體受到的力
?、诺厍蛏系奈矬w受到重力，施力物體是地球。
⑵重力的方向總是豎直向下的。
2.重心：物體的各個部分都受重力的作用，但從效果上看，我們可以認(rèn)為各部分所受重力的作用都集中于一點(diǎn)，這個點(diǎn)就是物體所受重力的作用點(diǎn)，叫做物體的重心。
?、?質(zhì)量均勻分布的有規(guī)則形狀的均勻物體，它的重心在幾何中心上。
② 一般物體的重心不一定在幾何中心上，可以在物體內(nèi)，也可以在物體外。一般采用懸掛法。
3.重力的大?。篏=mg
3、彈力
1.彈力
?、虐l(fā)生彈性形變的物體，會對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。
?、飘a(chǎn)生彈力必須具備兩個條件：①兩物體直接接觸;②兩物體的接觸處發(fā)生彈性形變。
2.彈力的方向：物體之間的正壓力一定垂直于它們的接觸面。繩對物體的拉力方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向，在分析拉力方向時應(yīng)先確定受力物體。
3.彈力的大小
彈力的大小與彈性形變的大小有關(guān),彈性形變越大,彈力越大.
4.胡克定律：
(x為伸長量或壓縮量;K為勁度系數(shù)，只與彈簧的原長、粗細(xì)和材料有關(guān)。)
典型例題：
如圖所示，彈簧的一端固定在墻上，處于自然狀態(tài)的彈簧一端靠著靜止在光滑水平面上的物體A，現(xiàn)對物體作用一水平恒力F，在彈簧壓縮到最短的這一過程中，物體的速度和加速度的變化情況是( )
A、速度增大，加速度減小
B、速度減小，加速度增大
C、速度先增大后減小，加速度先增大后減小
D、速度先增大后減小，加速度先減小后增大
答案：
D
4.相互接觸的物體是否存在彈力的判斷方法
如果物體間存在微小形變,不易覺察,這時可用假設(shè)法進(jìn)行判定.
4、摩擦力
(1 )滑動摩擦力：
說明：
a、FN為接觸面間的彈力，可以大于G;也可以等于G;也可以小于G
b、μ為滑動摩擦系數(shù)，只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān)，與接觸面積大小、接觸面相對運(yùn)動快慢以及正壓力FN無關(guān).
(2 ) 靜摩擦力： 由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,與正壓力無關(guān).
大小范圍：O
說明：
a 、摩擦力可以與運(yùn)動方向相同，也可以與運(yùn)動方向相反，還可以與運(yùn)動方向成一定夾角。
b、摩擦力可以作正功，也可以作負(fù)功，還可以不作功。
c、摩擦力的方向與物體間相對運(yùn)動的方向或相對運(yùn)動趨勢的方向相反。
d、靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用，運(yùn)動的物體可以受靜摩擦力的作用。
² 典型例題：
用水平外力將木塊壓在豎直墻上，使木塊保持靜止不動，如圖所示，當(dāng)水平外力增大時，則木塊 ( )
A、對墻的壓力增大，受靜摩擦力不變
B、對墻的壓力增大，受靜摩擦力增大
C、對墻的壓力不變，受靜摩擦力不變
D、對墻的壓力增大，受最大靜摩擦力不變
答案：
B
5、力的合成與分解
1.合力與分力
如果一個力作用在物體上，它產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用在物體上產(chǎn)生的效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力，而那幾個力叫做這個力的分力。
2.共點(diǎn)力的合成
⑴共點(diǎn)力
幾個力如果都作用在物體的同一點(diǎn)上，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個力叫共點(diǎn)力。
⑵力的合成方法
求幾個已知力的合力叫做力的合成。
6、共點(diǎn)力作用下物體的平衡
1.共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)
(1)一個物體如果保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)
(2)物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動時，其速度(包括大小和方向)不變，其加速度為零，這是共點(diǎn)力作用下物體處于平衡狀態(tài)的運(yùn)動學(xué)特征。
2.共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件
共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零，亦即F合=0
(1)二力平衡：這兩個共點(diǎn)力必然大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。
(2)三力平衡：這三個共點(diǎn)力必然在同一平面內(nèi)，且其中任何兩個力的合力與第三個力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，即任何兩個力的合力必與第三個力平衡
2、力學(xué)單位制
1.物理公式在確定物理量數(shù)量關(guān)系的同時，也確定了物理量的單位關(guān)系。
基本單位就是根據(jù)物理量運(yùn)算中的實(shí)際需要而選定的少數(shù)幾個物理量單位;根據(jù)物理公式和基本單位確立的其它物理量的單位叫做導(dǎo)出單位。
2.在物理力學(xué)中，選定長度、質(zhì)量和時間的單位作為基本單位，與其它的導(dǎo)出單位一起組成了力學(xué)單位制。選用不同的基本單位，可以組成不同的力學(xué)單位制，其中最常用的基本單位是長度為米(m)，質(zhì)量為千克(kg)，時間為秒(s),由此還可得到其它的導(dǎo)出單位，它們一起組成了力學(xué)的國際單位制。
² 典型例題：
物體在F1、F2兩個力作用下，做勻速直線運(yùn)動，其速度方向( )
A、一定沿F1的方向
B、一定沿F2的方向
C、不是沿F1方向就是沿F2方向
D、可能既不沿F1的方向，也不沿F2的方向
答案：
D
方向應(yīng)是沿著F1、F2的角平分線的方向
² 典型例題：
某人用力推一下原來靜止在水平地面上的小車，小車便開始運(yùn)動，此后改用較小的力就可以維持做勻速直線運(yùn)動,可見( )
A、力是是使物體產(chǎn)生加速度的原因
B、力是使物體產(chǎn)生速度的原因
C、力是維持物體運(yùn)動的原因
D、力是改變物體慣性的原因
答案：
A
第五章 曲線運(yùn)動
一、曲線運(yùn)動及其研究
1.曲線運(yùn)動
(1)性質(zhì)：是一種變速運(yùn)動。作曲線運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)的加速度和所受合力不為零。
(2)條件：當(dāng)質(zhì)點(diǎn)所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動。
(3)力線、速度線與運(yùn)動軌跡間的關(guān)系：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡被力線和速度線所夾，且力線在軌跡凹側(cè)，如圖所示。
2.運(yùn)動的合成與分解
(1)法則：平行四邊形定則或三角形定則。
(2)合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系：一是合運(yùn)動與分運(yùn)動具有等效性和等時性;二是各分運(yùn)動具有獨(dú)立性。
(3)矢量的合成與分解：運(yùn)動的合成與分解就是要對相關(guān)矢量(力、加速度、速度、位移)進(jìn)行合成與分解，使合矢量與分矢量相互轉(zhuǎn)化。
二、平拋運(yùn)動規(guī)律
1.平拋運(yùn)動的軌跡是拋物線，軌跡方程為
2.幾個物理量的變化規(guī)律
(1)加速度
?、俜旨铀俣龋核椒较虻募铀俣葹榱悖Q直方向的加速度為g。
②合加速度：合加速度方向豎直向下，大小為g。因此，平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動。
(2)速度
?、俜炙俣龋核椒较?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動，水平分速度為vx=v0;豎直方向?yàn)閯蚣铀僦本€運(yùn)動，豎直分速度為。
?、诤纤俣龋汉纤俣取?/p>
，為(合)速度方向與水平方向的夾角。
(3)位移
?、俜治灰疲核椒较虻奈灰?，豎直方向的位移。
?、诤衔灰疲何矬w的合位移
， ，α為物體的(合)位移與水平方向的夾角。
(4)注意：平拋運(yùn)動的時間由高度決定
三、圓周運(yùn)動的描述
1.運(yùn)動學(xué)描述
(1)描述圓周運(yùn)動的物理量
①線速度(v)：，國際單位為m/s。質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的線速度方向沿圓周上該點(diǎn)的切線方向。
②角速度(w)：，國際單位為rad/s。
?、坜D(zhuǎn)速(n)：做勻速圓周運(yùn)動的物體單位時間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，單位為r/s(或r/min)。
④周期(T)：做勻速圓周運(yùn)動的物體運(yùn)動一周所用的時間，國際單位為s。
?、菹蛐募铀俣龋?任何做勻速圓周運(yùn)動的物體的加速度都指向圓心即與速度方向垂直，這個加速度叫做向心加速度，國際單位為m/s2。
勻速圓周運(yùn)動是線速度大小、角速度、轉(zhuǎn)速、周期、向心加速度大小不變的圓周運(yùn)動。
(2)物理量間的相互關(guān)系
?、倬€速度和角速度的關(guān)系：
②線速度與周期的關(guān)系：
?、劢撬俣扰c周期的關(guān)系：
?、苻D(zhuǎn)速與周期的關(guān)系：
?、菹蛐募铀俣扰c其它量的關(guān)系：
2.動力學(xué)描述
(1)向心力：做勻速圓周運(yùn)動的物體所受的合力一定指向圓心即與速度方向垂直，這個合力叫做向心力。向心力的效果是改變物體運(yùn)動的速度方向、產(chǎn)生向心加速度。向心力是一種效果力，可以是某一性質(zhì)力充當(dāng)，也可以是某些性質(zhì)力的合力充當(dāng)，還可以是某一性質(zhì)力的分力充當(dāng)。
(2)向心力的表達(dá)式：由牛頓第二定律得向心力表達(dá)式為。
例題
² 在水平面上轉(zhuǎn)彎的汽車，向心力是( )
A、重力和支持力的合力
B、靜摩擦力
C、滑動摩擦力
D、重力、支持力和牽引力的合力
² 質(zhì)量為m=0.5kg的小球用長L=0.4m的細(xì)線懸掛后在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，已知在最高點(diǎn)的速度v1=4m/s，則當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時細(xì)繩拉力多大?(g=10m/s2)
答案：
C
15N
第六章 萬有引力與航天
一、天體的運(yùn)動規(guī)律
從運(yùn)動學(xué)的角度來看，開普勒行星運(yùn)動定律提示了天體的運(yùn)動規(guī)律，回答了天體做什么樣的運(yùn)動。
1.開普勒第一定律說明了不同行星的運(yùn)動軌跡都是橢圓，太陽在不同行星橢圓軌道的一個焦點(diǎn)上;
2.開普勒第二定律表明：由于行星與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積，所以行星在繞太陽公轉(zhuǎn)過程中離太陽越近速率就越大，離太陽越遠(yuǎn)速率就越小。所以行星在近日點(diǎn)的速率最大，在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率最小;
3.開普勒第三定律告訴我們：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，比值是一個與行星無關(guān)的常量，僅與中心天體——太陽的質(zhì)量有關(guān)。
開普勒行星運(yùn)動定律同樣適用于其他星體圍繞中心天體的運(yùn)動(如衛(wèi)星圍繞地球的運(yùn)動)，比值僅與該中心天體質(zhì)量有關(guān)。
三、宇宙速度
V1=7.9 km/s(使衛(wèi)星上天成為地球人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，繞地球做勻速圓周運(yùn)動最大的環(huán)繞速度)
V2=11.2 km/s(使衛(wèi)星脫離地球引力成為太陽系衛(wèi)星的最小發(fā)射速度)
V3=16.7 km/s(使衛(wèi)星逃離太陽系的最小發(fā)射速度)