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高一物理必修一知识点总复习 第一章运动的描述 质点 定义 用来代替物体的有质量的点 质点是一种理想化的模型 是科学的抽象 物体可看做质点的条件 研究物体的运动时 物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略 且物体能否看成质点 要具体问题具体分析 物体可被看做质点的几种情况 1 平动的物体通常可视为质点 2 有转动但相对平动而言可以忽略时 也可以把物体视为质点 3 同一物体 有时可看成质点 有时不能 当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时 不能把物体看做质点 反之 则可以 质点 关键一点 不能以物体的大小和形状为标准来判断物体是否可以看做质点 关键要看所研究问题的性质 当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时 物体可视为质点 质点并不是质量很小的点 要区别于几何学中的 点 例 下列关于质点的说法正确的是A 质点是一个理想模型 实际并不存在B 因为质点没有大小 所以与几何中的点没有区别C 凡是很小的物体 如电子 皆可看做质点D 如果物体的大小 形状对所研究的问题属于无关或次要因素 即可把物体看做质点 参考系 坐标系 1 参考系 描述一个物体的运动时 选来作为标准的的另外的物体 关键点 运动是绝对的 静止是相对的 一个物体是运动的还是静止的 都是相对于参考系而言的 参考系的选择是任意的 被选为参考系的物体 我们假定它是静止的 选择不同的物体作为参考系 可能得出不同的结论 选择参考系时要使运动的描述尽量的简单 通常以地面为参考系 参考系 坐标系 2 坐标系 为了定量描述物体的位置及位置变化 需要在参考系上建立适当的坐标系 例 甲乙丙三人各乘一架直升飞机 甲看到楼房在匀速上升 乙看到甲机匀速上升 丙看到乙机匀速下降 甲看到丙机匀速上升 则甲 乙 丙三人相对于地面的运动情况可能是 A 甲 乙均下降 丙停在空中B 甲 乙均下降 丙上升C 甲 乙 丙均下降D 甲 乙 丙均上升 时刻与时间 1 时刻 某一瞬间 时间轴上的点表示时刻 对应状态量 2 时间间隔 一段时间 时间轴上的一条线段表示时间间隔 对应过程量 例 在时间轴上找到1 前2s2 第1s内3 第2s初4 第2s内5 第3s末 位移与路程 1 位移 表示物体位置的变化 用从起点到终点的有向线段表示 是矢量 物体运动轨迹的长度 是标量 x x2 x1 2 路程 3 区别与联系 位移与路程 例2 下列说法正确的是A 位移是矢量 位移的方向即为质点运动的方向B 路程是标量 其值是位移的大小C 质点做单向直线运动时 路程等于位移的大小D 位移的值不会比路程大 平均速度 瞬时速度 速度 用来描述质点运动快慢和方向的物理量 是矢量 1 平均速度 位移与通过这段位移所用时间的比值 其定义式为 其方向与位移的方向相同 与位移和时间对应 粗略描述物体运动情况 2 瞬时速度 是运动物体在某一时刻或某一位置的速度 与时刻和位置对应 精确描述物体运动情况 如果以某时刻 或某一位置 为中心取一段时间 或一段位移 计算平均速度 当所选取的时间间隔 或位移 足够小 即时间趋近于0时 其平均速度就等于该时刻 或该位置 的瞬时速度 平均速率 瞬时速率 速率为标量1 平均速率 路程与通过这段路程所用时间的比值 2 瞬时速度 物体瞬时速度的大小 平均速度 瞬时速度 例1 下面列举的几种速度 其中不是瞬时速度的是 A 火车以76km h的速度经过 深圳到惠州 这一段路程B 汽车速度计指示着速度50km hC 城市繁华路口速度路标上标有 15km h注意车速 字样D 足球以12m s的速度射向球门 例2 一质点沿直线运动 先以4m s运动8s 又以6m s运动了12m 全程平均速度是 例3 物体沿直线运动 下列说法中正确的是 A 若物体某1秒内的平均速度是5m s 则物体在这1s内的位移一定是5mB 若物体在第1s末的速度是5m s 则物体在第1s内的位移一定是5mC 若物体在10s内的平均速度是5m s 则物体在其中1s内的位移一定是5mD 物体通过某位移的平均速度是5m s 则物体在通过这段位移一半时的速度一定是2 5m s 加速度 3 方向 描述速度变化的快慢 速度的变化率 4 注意 若a v同向 a为正 则为加速运动 若a v反向 a为负 则为减速运动 例 若汽车的加速度方向与速度方向相同 当加速度减小时A 汽车的速度也减小B 汽车的速度仍在增大C 当加速度减小到零时 汽车静止D 当加速度减小到零时 汽车速度最大 1 物理意义 2 定义式 与速度变化 v的方向相同 加速度 注意 速度大 加速度不一定大 加速度大 速度不一定大 速度变化量大 加速度不一定大 加速度为零 速度可以不为零 速度为零 加速度可以不为零 加速度大小 速度变化量大小 速度大小 三者之间无直接因果关系 第二章匀变速直线运动 速度时间关系 v v0 at 例 位移时间关系 AD 速度位移关系 物体做直线运动时 矢量的方向性可以在选定正方向后用正 负来体现 一般我们都选物体运动方向或初速度方向为正方向 在匀减速运动中 如刹车问题中 尤其要注意加速度的方向与运动方向相反 即加速度为负值 匀变速直线运动的规律总结 用匀变速直线运动规律解题步骤 结论 匀变速直线运动的最典型的特征是加速度为恒量且运动轨迹为直线 求解这类问题的一般步骤是 1 认真审题 弄清题意和物体的运动过程 必要的时候画出物体的运动过程示意图 2 明确已知物理量和要求的物理量 3 规定正方向 一般取初速度的方向为正方向 从而确定已知量和未知量的正 负号 对于无法确定方向的未知量 可以先假设此量方向为正方向 4 选择恰当的公式求解 5 判断结果是否合乎题意 根据正负号确定所求物理量的方向 匀变速直线运动练习题 匀变速直线运动练习题 匀变速直线运动练习题 2011全国理综 甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动 加速度方向一直不变 在第一段时间间隔内 两辆汽车的加速度大小不变 汽车乙的加速度大小是甲的两倍 在接下来的相同时间间隔内 汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍 汽车乙的加速度大小减小为原来的一半 求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比 典型例题 在X t图象中 t轴之上 位移为正 t轴之下 位移为负 远离t轴 位移增大靠近t轴 位移减小 向右倾斜 速度为正向左倾斜 速度为负 倾斜程度越大 无论左右 速度越大 X t图象 运动图像位移时间图像 在V t图象中 t轴之上 速度为正 t轴之下 速度为负 远离t轴 速度增大靠近t轴 速度减小 向右倾斜 加速度为正向左倾斜 加速度为负 倾斜程度越大 无论左右 加速度越大 图像与坐标轴围城的面积表示位移 运动图像速度时间图像 运动图像练习题 试说明下面两图中物体的运动情况 运动图像练习题 初速度为0的匀变速直线运动推论 初速度为0的匀变速直线运动推论 练习题 一物体由静止沿光滑斜面匀加速下滑距离为l时 速度为v 当它的速度是v 2时 它沿斜面下滑的距离是 典型例题 完全相同的三个木块 固定在水平地面上 一颗子弹以速度v水平射入 子弹穿透三块木块后速度恰好为零 设子弹在木块内做匀减速直线运动 则子弹穿透三木块所用的时间之比是 如果木块厚度不同 而子弹穿透三木块所用的时间相同 则三木块的厚度之比是 取子弹在三木块中做匀减速直线运动的加速度是一样的 典型例题 自由落体运动 自由落体练习题 一个物体从H高处自由落下 经过最后196m所用的时间是4s 求物体下落H高所用的总时间T和高度H是多少 取g 9 8m s2 空气阻力不计 例题 一只小球自屋檐自由下落 在0 25s时间内通过高度为2m的窗口 求窗口的顶端距屋檐多高 一矿井深为125m 在井口每隔一定时间自由下落一个小球 当第11个小球刚从井口下落时 第1个小球刚好到达井底 则相邻两个小球开始下落的时间间隔为多少 第3个小球和第5个小球相隔多少米 例题 例题 竖直上抛运动 竖直上抛练习题 气球下挂一重物 以v0 10m s匀速上升 当到达离地高h 175m处时 悬挂重物的绳子突然断裂 那么重物经多少时间落到地面 落地的速度多大 空气阻力不计 取g 10m s2 例题 如图所示 A B两棒长均为L 1m A的下端和B的上端相距s 20m 若A B同时运动 A做自由落体 B做竖直上抛 初速度v0 40m s 求 1 A B两棒何时开始相遇 2 从相遇开始到分离所需的时间 例题 匀变速直线运动实验数据处理 x6 6 2 任意两个连续相等时间间隔T内 位移之差是常数 x x2 x1 x3 x2 x4 x3 xn xn 1 aT2 T T T 由求瞬时速度 1 求瞬时速度 例如图中点3处的瞬时速度 3 拓展 任意两个相等时间间隔T内 位移之差 xMN xM xN M N aT2 匀变速直线运动实验数据处理 x6 6 4 逐差法求加速度 T T T 偶数段时 奇数段时 实验练习题 如图所示 某同学在做 研究匀变速直线运动 实验中 由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带 纸带上两相邻计数点的时间间隔为T 0 10s 其中S1 7 05cm S2 7 68cm S3 8 33cm S4 8 95cm S5 9 61cm S6 10 26cm 则 A点处瞬时速度的大小是 m s 小车运动的加速度计算表达式为 加速度的大小是 m s2 计算结果保留两位有效数字 例题 实验练习题 某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度 电源频率f 50Hz 在纸带上打出的点中 选出零点 每隔4个点取1个计数点 因保存不当 纸带被污染 如图所示 A B C D是依次排列的4个计数点 仅能读出其中3个计数点到零点的距离SA 16 6mm SB 126 5mm SD 624 5mm 若无法再做实验 可由以上信息推知 相邻两计数点的时间间隔为 s 打C点时物体的速度大小为 m s 取2位有效数字 物体的加速度大小为 用SA SB SD和T表示 例题 第三章相互作用总结 相互作用 力的概念 力的三要素 力的图示及示意图 弹力 1 相互接触2 弹性形变 方向 弹力的存在性 假设法 大小由胡克定律给出 F kx 1 存在弹力2 接触面粗糙3 有相对运动或者运动趋势 方向 与接触面平行 分类 相互作用 力的合成与分解 原理 等效代替 合成分解依据 根据力的作用效果进行 正交分解 1 建立直角坐标系2 将不在坐标轴上的力向坐标轴投影3 分别计算两坐标轴上各力的合力 共点力的平衡 处理方法 1 二力平衡 共线 等大 反向2 三力平衡 首尾相接构成闭合三角形3 多力平衡 正交分解法 平衡的体现 物体速度保持不变 1 静止2 匀速直线运动 弹力是否存在的判断方法1 根据弹力产生的条件来判断2 对于形变不明显的情况 利用假设法判断 假设有弹力 看运动状态 如果运动状态没改变 说明假设正确 弹力存在 如果物体运动状态改变说明假设不正确 弹力不存在 二 弹力方向的确定弹力的方向 与施力物体形变方向相反 作用在受力物体上 几种常见情况如下表 专题归纳总结 物体的受力分析 要研究物体的运动必须分析物体的受力情况 把指定物体 研究对象 在物理情景中受到的作用力都分析出来 并画出物体所受力的示意图 这个过程就是受力分析 物体受力分析的 思路如下 1 确定受力分析的研究对象 可以是单个物体 也可以是多个物体的组合 2 按顺序进行受力分析 先重力 然后依次是弹力 摩擦力 最后分析其他力 3 画出物体的受力示意图 注意各力的方向和作用点 4 检查各力的施力物体 防止漏力和添力 特别提醒 1 在进行受力分析时 分析的是物体 受到 的力 而不是物体对外施加的力 2 区分内力和外力 对几个物体的整体进行受力分析时 这几个物体间的作用力为内力 不能在受力图中出现 当把某一物体单独隔离分析时 原来的内力变成了外力 要画在受力分析图上 如图3 1所示 请对A物体进行受力分析 A物体均静止 图3 1 图3 2 答案 如图3 2所示 关于摩擦力的分析和计算 2 大小 1 静摩擦力大小由物体的运动状态和受到的其他力决定 通常用二力平衡求解 其大小范围是0 F Fmax 敌变我变 变化有限 2 滑动摩擦力用公式F FN来求解 FN是物体所受的正压力 不一定是物体所受的重力 且与运动速度 接触面积无关 3 方向 总是沿着接触面 并且跟物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反 静摩擦力的有无的判断方法 1 条件判断法 2 假设法与状态法 假设存在 看运动状态有无变化 有变化 说明不存在 注意 运动的物体可以受到静摩擦力 例 在匀变速直线行驶的小车上的木块 自行车主动轮 后轮 与从动轮 前轮 要特别注意 相对 这个条件 相对静止 相对运动趋势 静摩擦力可以是动力 但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动 例 人走路 向上传送的传送带上的物体 例 自行车行驶时 后轮和前轮受摩擦力的方向各是怎样的 小结 驱动轮受到的摩擦力是向前的 交通工具正是造靠这相向前的静摩擦力前进的 而非驱动轮受摩擦力是向后的 这里哪一个相当于主动轮哪一个相当于从动轮 由自行车的例子可知 静摩擦力也可以是动力也可以是阻力 B C F1 5N F2 3N 静止 f 滑动摩擦注意点 静止的物体可以受到滑动摩擦力 手压着桌面滑动 桌面静止 但与手相对滑动 所以桌面受到的是滑动摩擦力 要特别注意 相对 这个条件 相对运动 滑动摩擦力的大小与滑动的速度无关 第四章牛顿运动定律总结 牛顿运动定律 一 从受力确定运动情况 已知物体受力情况确定运动情况 指的是在受力情况已知的条件下 要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度 位移等 处理这类问题的基本思路是 先分析物体受力情况求合力 据牛顿第二定律求加速度 再用运动学公式求所求量 运动学量 练习 一木箱质量为m 与水平地面间的动摩擦因数为 现用斜向右下方与水平方向成 角的力F推木箱 求经过ts时木箱的速度 水平方向 F合 F1 f Fcos f ma竖直方向 N G F2 G Fsinf NVt V0 at 建立直角坐标系 X Y X方向 F合 F1 f Fcos f maY方向 N G F2 G Fsinf NVt V0 at 解题过程 解 对物体 受力分析如图 建立如图所示坐标系 根据牛顿第二定律 得F合 F f ma 得a 6 4 4 2 2 1 1m s2由v at 得vt 1 1 4m s 4 4m s由X at2 得x 1 1 42 8 8m 2 1 2 1 思路 已知运动情况求受力 应先求出加速度a 再利用牛顿第二定律F合 ma求滑雪人受到的阻力 解 第一步求a因为V0 2m s x 60m t 5s据公式求得a 4m s2 例2 一个滑雪的人 质量m 75Kg 以v0 2m s的初速度沿山坡匀加速滑下 山坡的倾角 30o 在t 5s的时间内滑下的路程x 60m 求滑雪人受到的阻力 包括摩擦和空气阻力 第二步求F合 阻力要对人进行受力分析画受力图 第二步求F合 阻力要对人进行受力分析画受力图 所以 F合 ma 300Nx轴方向 F合 G1 fy轴方向 N G2 0滑雪人所受的阻力f G1 F合 mgsin F合 67 5N G G1 G2 N f 30 解 根据运动学公式 x v0t at2得 代入已知量得 a 4m s2对人进行受力分析 建立坐标系 根据牛顿第二定律F ma 得 mgsin F阻 ma即 F阻 mgsin ma代入数值得 F阻 67 5N即 滑雪人受到的阻力是67 5N 二 从运动情况确定受力 已知物体运动情况确定受力情况 指的是在运动情况 知道三个运动学量 已知的条件下 要求得出物体所受的力或者相关物理量 如动摩擦因数等 处理这类问题的基本思路是 先分析物体的运动情况 据运动学公式求加速度 再在分析物体受力情况的基础上 用牛顿第二定律列方程求所求量 力 上题中如果忽略空气阻力作用 求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大 如果坡长只有60m 下端是水平雪面 滑雪者在水平面上还能滑多远 如果下坡后立即滑上一个300的斜坡 请问滑雪者最高能上升多高 更上一层 一 从受力确定运动情况 二 从运动情况确定受力 动力学的两类基本问题 加速度a是联系力和运动的桥梁 牛顿第二定律公式 F ma 和运动学公式 匀变速直线运动公式v v0 at x v0t at2 2 v2 v02 2ax等 中 均包含有一个共同的物理量 加速度a 由物体的受力情况 用牛顿第二定律可求加速度 再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化 反过来 由物体的运动状态及其变化 用运动学公式可求加速度 再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况 可见 无论是哪种情况 加速度始终是联系力和运动的桥梁 求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路 正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键 2 解题步骤 1 确定研究对象 2 分析受力情况和运动情况 画示意图 受力和运动过程 3 用牛顿第二定律或运动学公式求加速度 4 用运动学公式或牛顿第二定律求所求量 动力学问题的求解 练习1 质量为40kg的物体静止在水平面上 当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时 速度为16m s 求物体受到的阻力是多少 答案 80N 练习2 用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动 弹簧秤的示数是0 40N 然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动 测得加速度是0 85m s2 弹簧秤的示数是2 10N 这个物体的质量是多大 答案 m 2kg 练习3 一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑 初速度是零 经过5 0s的时间 滑下的路程是10m 斜面的夹角是300 求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数 g取10m s2 答案 0 48 共点力的平衡条件 如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态 我们就说这个物体处于平衡状态 共点力作用下物体的平衡条件是 合力等于零 即F合 0 示例1 用弹簧测力计沿着光滑斜面的方向将一块所受重力为5N的木块匀速向上拉 这时弹簧测力计上的示数是1 4N 求斜面对木块的弹力的大小 分析 木块在重力G和弹簧测力计的拉力F及斜面的弹力N的作用下做匀速直线运动 所以三力平衡 三力的合力为零 解1 将G和F合成为F合 由 F 0可知 即斜面对木块的弹力是4 8N 想一想 还有没有其他方法来解本题 本题也可用力的分解求解 其解题思路又该怎样 1 确定研究对象并对它作全面的受力分析 画出受力示意图 2 应用共点力作用下物体的平衡条件 在应用这个平衡条件时可以运用 1 力的合成法 2 力的分解法 将物体所受外力根据具体情况进行分解 共点力作用下物体平衡问题的解题思路 示例2 如图所示 用两根绳子把一重力为G的物体挂起来 绳子OB是水平的 绳子OA跟竖直方向间夹角为 求两根绳子对物体的拉力分别是多大 解 方法一 合成法 确定此物体为研究对象 对物体进行受力分析 如图所示 由图根据几何知识可得 Fa G cos Fb Gtan 方法二 分解法 物体受力分析如前 将Fa沿竖直方向和水平方向分解为Fay和Fax 如图所示 应用平衡条件得 Facos G 即 Fa G cos Fb Fasin Gtan 本节小结 1 超重 2 失重 3 完全失重 4 共点力的平衡条件