高一物理必修一.必修2.doc

高一物理必修一、二知识点总结必修一知识点第一章运动的描述第一节认识运动机械运动：物体在空间中所处位置发生变化，这样的运动叫做机械运动。运动的特性：普遍性，永恒性，多样性参考系1.任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个参照物称为参考系。2.参考系的选取是自由的。1）比较两个物体的运动必须选用同一参考系。2）参照物不一定静止，但被认为是静止的。质点1.在研究物体运动的过程中，如果物体的大小和形状在所研究问题中可以忽略是，把物体简化为一个点，认为物体的质量都集中在这个点上，这个点称为质点。2.质点条件：1）物体中各点的运动情况完全相同（物体做平动）2）物体的大小（线度）它通过的距离3.质点具有相对性，而不具有绝对性。4.理想化模型：根据所研究问题的性质和需要，抓住问题中的主要因素，忽略其次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂的问题得到简化。（为便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体）第二节时间位移 时间与时刻1.钟表指示的一个读数对应着某一个瞬间，就是时刻，时刻在时间轴上对应某一点。两个时刻之间的间隔称为时间，时间在时间轴上对应一段。t=t2t12.时间和时刻的单位都是秒，符号为s，常见单位还有min，h。3.通常以问题中的初始时刻为零点。路程和位移1.路程表示物体运动轨迹的长度，但不能完全确定物体位置的变化，是标量。2.从物体运动的起点指向运动的重点的有向线段称为位移，是矢量。3.物理学中，只有大小的物理量称为标量；既有大小又有方向的物理量称为矢量。4.只有在质点做单向直线运动是，位移的大小等于路程。两者运算法则不同。第三节记录物体的运动信息打点记时器：通过在纸带上打出一系列的点来记录物体运动信息的仪器。（电火花打点记时器火花打点，电磁打点记时器电磁打点）；一般打出两个相邻的点的时间间隔是0.02s。第四节物体运动的速度物体通过的路程与所用的时间之比叫做速度。平均速度（与位移、时间间隔相对应）物体运动的平均速度v是物体的位移s与发生这段位移所用时间t的比值。其方向与物体的位移方向相同。单位是m/s。v=s/t瞬时速度（与位置时刻相对应）瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度。其方向是物体在运动轨迹上过该点的切线方向。瞬时速率（简称速率）即瞬时速度的大小。速率速度第五节速度变化的快慢加速度1.物体的加速度等于物体速度变化（vtv0）与完成这一变化所用时间的比值a=（vtv0）/t2.a不由v、t决定，而是由F、m决定。3.变化量=末态量值初态量值表示变化的大小或多少4.变化率=变化量/时间表示变化快慢5.如果物体沿直线运动且其速度均匀变化，该物体的运动就是匀变速直线运动（加速度不随时间改变）。6.速度是状态量，加速度是性质量，速度改变量（速度改变大小程度）是过程量。第六节用图象描述直线运动 匀变速直线运动的位移图象1.s-t图象是描述做匀变速直线运动的物体的位移随时间的变化关系的曲线。（不反映物体运动的轨迹）2.物理中，斜率ktan（2坐标轴单位、物理意义不同）3.图象中两图线的交点表示两物体在这一时刻相遇。匀变速直线运动的速度图象1.v-t图象是描述匀变速直线运动的物体岁时间变化关系的图线。（不反映物体运动轨迹）2.图象与时间轴的面积表示物体运动的位移，在t轴上方位移为正，下方为负，整个过程中位移为各段位移之和，即各面积的代数和。第二章探究匀变速直线运动规律第一、二节探究自由落体运动/自由落体运动规律记录自由落体运动轨迹1.物体仅在中立的作用下，从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动（理想化模型）。在空气中影响物体下落快慢的因素是下落过程中空气阻力的影响，与物体重量无关。2.伽利略的科学方法：观察提出假设运用逻辑得出结论通过实验对推论进行检验对假说进行修正和推广自由落体运动规律自由落体运动是一种初速度为0的匀变速直线运动，加速度为常量，称为重力加速度（g）。g=9.8m/s重力加速度g的方向总是竖直向下的。其大小随着纬度的增加而增加，随着高度的增加而减少。vt=2gs竖直上抛运动1.处理方法：分段法（上升过程a=-g，下降过程为自由落体），整体法（a=-g，注意矢量性）1.速度公式：vt=v0gt位移公式：h=v0tgt/22.上升到最高点时间t=v0/g，上升到最高点所用时间与回落到抛出点所用时间相等3.上升的最大高度：s=v0/2g第三节匀变速直线运动匀变速直线运动规律1.基本公式：s=v0t+at/22.平均速度：vt=v0+at3.推论：1）v=vt/22）S2S1=S3S2=S4S3=S=aT3）初速度为0的n个连续相等的时间内S之比：S1：S2：S3：Sn=1：3：5：（2n1）4）初速度为0的n个连续相等的位移内t之比：t1：t2：t3：tn=1：（21）：（32）：（nn1）5）a=（SmSn）/（mn）T（利用上各段位移，减少误差逐差法）6）vtv0=2as第四节汽车行驶安全1.停车距离=反应距离（车速反应时间）+刹车距离（匀减速）2.安全距离停车距离3.刹车距离的大小取决于车的初速度和路面的粗糙程度4.追及/相遇问题：抓住两物体速度相等时满足的临界条件，时间及位移关系，临界状态（匀减速至静止）。可用图象法解题。第三章研究物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系认识形变1.物体形状回体积发生变化简称形变。2.分类：按形式分：压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。按效果分：弹性形变、塑性形变3.弹力有无的判断：1）定义法（产生条件）2）搬移法：假设其中某一个弹力不存在，然后分析其状态是否有变化。3）假设法：假设其中某一个弹力存在，然后分析其状态是否有变化。弹性与弹性限度1.物体具有恢复原状的性质称为弹性。2.撤去外力后，物体能完全恢复原状的形变，称为弹性形变。3.如果外力过大，撤去外力后，物体的形状不能完全恢复，这种现象为超过了物体的弹性限度，发生了塑性形变。探究弹力1.产生形变的物体由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力称为弹力。2.弹力方向垂直于两物体的接触面，与引起形变的外力方向相反，与恢复方向相同。绳子弹力沿绳的收缩方向；铰链弹力沿杆方向；硬杆弹力可不沿杆方向。弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。3.在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量x成正比，即胡克定律。F=kx4.上式的k称为弹簧的劲度系数（倔强系数），反映了弹簧发生形变的难易程度。5.弹簧的串、并联：串联：1/k=1/k1+1/k2并联：k=k1+k2第二节研究摩擦力滑动摩擦力1.两个相互接触的物体有相对滑动时，物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦。2.在滑动摩擦中，物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力，叫做滑动摩擦力。3.滑动摩擦力f的大小跟正压力N（G）成正比。即：f=N4.称为动摩擦因数，与相接触的物体材料和接触面的粗糙程度有关。01。5.滑动摩擦力的方向总是与物体相对滑动的方向相反，与其接触面相切。6.条件：直接接触、相互挤压（弹力），相对运动/趋势。7.摩擦力的大小与接触面积无关，与相对运动速度无关。8.摩擦力可以是阻力，也可以是动力。9.计算：公式法/二力平衡法。研究静摩擦力1.当物体具有相对滑动趋势时，物体间产生的摩擦叫做静摩擦，这时产生的摩擦力叫静摩擦力。2.物体所受到的静摩擦力有一个最大限度，这个最大值叫最大静摩擦力。3.静摩擦力的方向总与接触面相切，与物体相对运动趋势的方向相反。4.静摩擦力的大小由物体的运动状态以及外部受力情况决定，与正压力无关，平衡时总与切面外力平衡。0F=f0fm5.最大静摩擦力的大小与正压力接触面的粗糙程度有关。fm=0N（0）6.静摩擦有无的判断：概念法（相对运动趋势）；二力平衡法；牛顿运动定律法；假设法（假设没有静摩擦）。第三节力的等效和替代力的图示1.力的图示是用一根带箭头的线段（定量）表示力的三要素的方法。2.图示画法：选定标度（同一物体上标度应当统一），沿力的方向从力的作用点开始按比例画一线段，在线段末端标上箭头。3.力的示意图：突出方向，不定量。力的等效/替代1.如果一个力的作用效果与另外几个力的共同效果作用相同，那么这个力与另外几个力可以相互替代，这个力称为另外几个力的合力，另外几个力称为这个力的分力。2.根据具体情况进行力的替代，称为力的合成与分解。求几个力的合力叫力的合成，求一个力的分力叫力的分解。合力和分力具有等效替代的关系。3.实验：平行四边形定则：P58第四节力的合成与分解力的平行四边形定则1.力的平行四边形定则：如果用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形，则这两个邻边的对角线表示合力的大小和方向。2.一切矢量的运算都遵循平行四边形定则。合力的计算1.方法：公式法，图解法（平行四边形/多边形/）2.三角形定则:将两个分力首尾相接,连接始末端的有向线段即表示它们的合力。3.设F为F1、F2的合力，为F1、F2的夹角，则：F=F1+F2+2F1F2costan=F2sin/（F1+F2cos）当两分力垂直时，F=F1+F2，当两分力大小相等时，F=2F1cos（/2）4.1）|F1F2|F|F1+F2|2）随F1、F2夹角的增大，合力F逐渐减小。3）当两个分力同向时=0，合力最大：F=F1+F24）当两个分力反向时=180，合力最小：F=|F1F2|5）当两个分力垂直时=90，F=F1+F2分力的计算1.分解原则：力的实际效果/解题方便（正交分解）2.受力分析顺序：GNF电磁力第五节共点力的平衡条件共点力如果几个力作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点（该点不一定在物体上），这几个力叫做共点力。寻找共点力的平衡条件1.物体保持静止或者保持匀速直线运动的状态叫平衡状态。2.物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态，就叫做共点力的平衡。3.二力平衡是指物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，其平衡条件是这两个离的大小相等、方向相反。多力亦是如此。4.正交分解法：把一个矢量分解在两个相互垂直的坐标轴上，利于处理多个不在同一直线上的矢量（力）作用分解。第六节作用力与反作用力探究作用力与反作用力的关系1.一个物体对另一个物体有作用力时，同时也受到另一物体对它的作用力，这种相互作用力称为作用力和反作用力。2.力的性质：物质性（必有施/手力物体），相互性（力的作用是相互的）3.平衡力与相互作用力：同：等大，反向，共线异：相互作用力具有同时性（产生、变化、小时），异体性（作用效果不同，不可抵消），二力同性质。平衡力不具备同时性，可相互抵消，二力性质可不同。牛顿第三定律1.牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。2.牛顿第三定律适用于任何两个相互作用的物体，与物体的质量、运动状态无关。二力的产生和消失同时，无先后之分。二力分别作用在两个物体上，各自分别产生作用效果。第四章力与运动第一节伽利略理想实验与牛顿第一定律伽利略的理想实验（见P76、77，以及单摆实验）牛顿第一定律1.牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。物体的运动并不需要力来维持。2.物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。3.惯性是物体的固有属性，与物体受力、运动状态无关，质量是物体惯性大小的唯一量度。4.物体不受力时，惯性表现为物体保持匀速直线运动或静止状态；受外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度不同。第二、三节影响加速度的因素/探究物体运动与受力的关系加速度与物体所受合力、物体质量的关系（实验设计见B书P93）第四节牛顿第二定律牛顿第二定律1.牛顿第二定律：物体的加速度跟所受合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。2.a=kF/m（k=1）F=ma3.k的数值等于使单位质量的物体产生单位加速度时力的大小。国际单位制中k=1。4.当物体从某种特征到另一种特征时，发生质的飞跃的转折状态叫做临界状态。5.极限分析法（预测和处理临界问题）：通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端，从而把临界现象暴露出来。6.牛顿第二定律特性：1）矢量性：加速度与合外力任意时刻方向相同2）瞬时性：加速度与合外力同时产生/变化/消失，力是产生加速度的原因。3）相对性：a是相对于惯性系的，牛顿第二定律只在惯性系中成立。4）独立性：力的独立作用原理：不同方向的合力产生不同方向的加速度，彼此不受对方影响。5）同体性：研究对象的统一性。第五节牛顿第二定律的应用解题思路：物体的受力情况牛顿第二定律a运动学公式物体的运动情况第六节超重与失重超重和失重1.物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重现象（视重物重），物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况称为失重现象（物重时，N0，物体能通过轨道最高点，对绳有拉力或对轨道有压力(3)v时，物体没有达到轨道最高点便脱离了轨道在轻杆或管的约束下的圆周运动如图所示杆和管对物体能产生拉力，也能产生支持力当物体通过最高点时有Nmg，因为N可以为正(拉力)，也可以为负(支持力)，还可以为零，故物体通过最高点的速度可以为任意值(1)当v0时，Nmg，负号为支持力(2)当v时，N0，对物体无作用力(3)当0v时，N时，N0，对物体产生指向圆心的弹力一、开普勒行星运动定律（1）、所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上， （2）、对于每一颗行星，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积， （3）、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。二、万有引力定律1内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比2公式：FG，其中G6.671011 Nm2/kg2，称为引力常量3适用条件：严格地说公式只适用于质点间的相互作用，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近似使用，但此时r应为两物体重心间的距离对于均匀的球体，r是两球心间的距离三、万有引力定律的应用1解决天体(卫星)运动问题的基本思路(1)把天体(或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供，关系式：Gmm2rm2r.(2)在地球表面或地面附近的物体所受的重力等于地球对物体的万有引力，即mgG，gR2GM.2天体质量和密度的估算通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T，轨道半径r，由万有引力等于向心力，即Gmr，得出天体质量M.(1)若已知天体的半径R，则天体的密度(2)若天体的卫星环绕天体表面运动，其轨道半径r等于天体半径R，则天体密度可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期，就可求得天体的密度3人造卫星(1)研究人造卫星的基本方法把卫星的运动看成匀速圆周运动，其所需的向心力由万有引力提供Gmmr2mrma向(2)卫星的线速度、角速度、周期与半径的关系由Gm得v，故r越大，v越小由Gmr2得，故r越大，越小由Gmr得T，故r越大，T越大(3)人造卫星的超重与失重人造卫星在发射升空时，有一段加速运动；在返回地面时，有一段减速运动，这两个过程加速度方向均向上，因而都是超重状态人造卫星在沿圆轨道运动时，由于万有引力提供向心力，所以处于完全失重状态在这种情况下凡是与重力有关的力学现象都会停止发生(4)三种宇宙速度第一宇宙速度(环绕速度)v17.9 km/s.这是卫星绕地球做圆周运动的最大速度，也是卫星的最小发射速度若7.9 km/sv11.2 km/s，物体绕地球运行第二宇宙速度(脱离速度)v211.2 km/s.这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度若11.2 km/sv16.7 km/s，物体绕太阳运行第三宇宙速度(逃逸速度)v316.7 km/s这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度若v16.7 km/s，物体将脱离太阳系在宇宙空间运行 题型：1求星球表面的重力加速度在星球表面处万有引力等于或近似等于重力，则：Gmg，所以g(R为星球半径，M为星球质量)由此推得两个不同天体表面重力加速度的关系为：.2求某高度处的重力加速度若设离星球表面高h处的重力加速度为gh，则：Gmgh，所以gh，可见随高度的增加重力加速度逐渐减小.3近地卫星与同步卫星(1)近地卫星其轨道半径r近似地等于地球半径R，其运动速度v7.9 km/s，是所有卫星的最大绕行速度；运行周期T85 min，是所有卫星的最小周期；向心加速度ag9.8 m/s2是所有卫星的最大加速度(2)地球同步卫星的五个“一定”周期一定T24 h. 距离地球表面的高度(h)一定线速度(v)一定角速度()一定向心加速度(a)一定一、功1公式和单位：，其中是F和l的夹角功的单位是焦耳，符号是J.2功是标量，但有正负由，可以看出：(1)当090时，01，则力对物体做正功，即外界给物体输送能量，力是动力；(2)当90时，0，W0，则力对物体不做功，即外界和物体间无能量交换(3)当90180时，10，则力对物体做负功，即物体向外界输送能量，力是阻力*判断一个力是否做功的几种方法(1)根据力和位移的方向的夹角判断，此法常用于恒力功的判断，由于恒力功WFlcos ，当90，即力和作用点位移方向垂直时，力做的功为零(2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功当力的方向和瞬时速度方向垂直时，作用点在力的方向上位移是零，力做的功为零(3)根据质点或系统能量是否变化，彼此是否有能量的转移或转化进行判断若有能量的变化，或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化，则必定有力做功*把握各种力做功的特点，会使功的计算变得简单(1)重力做功的特点：只跟初末位置的高度差有关，而跟运动的路径无关(2)弹力做功的特点：对接触面间的弹力，由于弹力的方向与运动方向垂直，弹力对物体不做功；对弹簧的弹力做的功，高中阶段没有给出相关的公式，对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等(3)摩擦力做功的特点：摩擦力做功跟物体运动的路径有关，它可以做负功，也可以做正功，做正功时起动力作用如用传送带把货物由低处运送到高处，摩擦力就充当动力摩擦力的大小不变、方向变化(摩擦力的方向始终和速度方向相反)时，摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算，即WFl.(4)电场力做功的特点：与重力做功特点一样，电场力做功与运动路径无关，只与初末位置的电势差有关，WABqUAB，不论是匀强电场，还是非匀强电场(5)洛伦兹力不做功：由于洛伦兹力始终跟运动电荷的速度方向垂直，因此始终不做功*合力的功(1)W总F合lcos ，是F合与位移l的夹角；(2)W总W1W2W3为各个分力功的代数和；(3)根据动能定理由物体动能变化量求解：W总Ek.*变力做功的求解方法(1)用动能定理或功能关系求解(2)将变力的功转化为恒力的功当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积，如滑动摩擦力、空气阻力做功等；当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力对位移的平均值，再由Wlcos 计算，如弹簧弹力做功；作出变力F随位移变化的图象，图线与横轴所夹的面积即为变力所做的功；当变力的功率P一定时，可用WPt求功，如机车牵引力做的功二、功率1计算式(1)P，P为时间t内的平均功率(2)PFvcos 5额定功率：机械正常工作时输出的最大功率一般在机械的铭牌上标明6实际功率：机械实际工作时输出的功率要小于等于额定功率方式过程恒定功率启动恒定加速度启动过程分析设牵引力为F阶段一：vFa阶段二：FF阻a0PFvmF阻vm阶段一：a不变F不变vPFv，直到PP额Fvm阶段二：vFa阶段三：FF阻时a0v达最大值vm方式过程恒定功率启动恒定加速度启动运动规律加速度逐渐减小的变加速直线运动(对应下图的OA段)以vm匀速直线运动(对应下图中的AB段)以加速度a做匀加速直线运动(对应下图中的OA段)匀加速运动能维持的时间t0以vm匀速直线运动，对应下图中的BC段vt图象一、动能1定义：物体由于运动而具有的能2公式：Ekmv23单位：焦耳(J)，1 J1 Nm1 kgm2/s2.4矢标性：动能是标量，只有正值二、动能定理1内容：所有外力对物体做的总功等于物体动能的变化量，这个结论叫做动能定理2表达式：wEk2Ek1变化的大小由外力的总功来度量4适用条件：动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功 5动能定理中涉及的物理量有F、s、m、v、W、Ek等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以考虑使用动能定理无需注意其中运动状态变化的细节 6应用动能定理解题的一般思路(1)确定研究对象和研究过程注意，动能定理一般只应用于单个物体，如果是系统，那么系统内的物体间不能有相对运动(2)对研究对象进行受力分析(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力)(3)写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功(注意功的正负)如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功(4)写出物体的初、末动能(5)按照动能定理列式求解一、机械能1重力做功的特点：重力做功与路径无关，只与初、末位置的高度差h有关重力做功的大小WGmgh，若物体下降，则重力做正功；若物体升高，则重力做负功(或说物体克服重力做功)2重力势能(1)概念：物体的重力势能等于物体的重力和高度的乘积(2)表达式：Epmgh，(3)重力势能是标量，且有正负其正、负表示大小物体在参考平面以下，其重力势能为负，在参考平面以上，其重力势能为正二、机械能守恒定律1内容：在只有重力(或弹簧的弹力)做功的情况下，动能和势能发生相互转化，但总量保持不变，这个结论叫做机械能守恒定律2机械能守恒的条件：(1) 只有重力或系统内弹力做功(2)受其他外力但其他外力不做功或做功的代数和为零3表达式：(1)EkEpEkEp，表示系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等(2)EkEp，表示系统(或物体)机械能守恒时，系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能，在分析重力势能的增加量或减少量时，可不选参考平面(3)EA增EB减，表示若系统由A、B两部分组成，则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等4.判断机械能是否守恒方法：（1）利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体在水平面上匀速运动，其动能、势能均不变，机械能不变若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减少，其机械能减少（2）用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒（3）用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒（4）对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒三功能关系1合外力对物体做功等于物体动能的改变W合Ek2Ek1，即动能定理2重力做功对应重力势能的改变WGEpEp1Ep2重力做多少正功，重力势能减少多少；重力做多少负功，重力势能增加多少3弹簧弹力做功与弹性势能的改变相对应WFEpEp1Ep2