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高一上期物理复习指南第一章 运动的描述一、运动的基本概念1.机械运动：一个物体相对于别的物体位置的变动。2.参考系：为了研究物体的运动，事先假定为不动的物体或物体系。同一物体的运动，选择不同的参考系，描述的结果可能不同（这就是运动和静止的相对性）。3.质点：用来代替物体的有质量而无大小的点。4.位移：从初始位置到末位置的有向线段。它是描述物体位置变化的物理量，是矢量。5.路程：物体运动轨迹的长度，是标量。6.时间和时刻：在时间轴上，时间是一段，而时刻是一点。7.直线运动：运动轨迹是直线的运动。8.曲线运动：运动轨迹是曲线的运动。注意：只有当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响不大时，才能把物体看成质点。位移与路程的区别与联系：位移是矢量，而路程是标量，只有在单方向直线运动中，位移的大小才等于路程。二、运动的描述1.物理量描述： 位置变动的描述位移x 运动快慢的描述速度v ：物体的位移跟发生这段位移所用时间的比。即v =A平均速度：=，它粗略地描述了物体的平均运动快慢和方向，平均速度与时间（或位移）对应。B瞬时速度：是指物体在运动过程中经过某一位置或某一时刻的运动快慢和方向。它精确地描述了物体在某一点或某一时刻的运动快慢，瞬时速度跟时刻（或位置）对应。Ot/sx /mecbadf图1-1x 1x 0x 2t0 速度变化快慢的描述加速度（a）：在变速运动中，物体速度的变化跟所用时间的比。即a=,它是一个矢量，其方向就是速度变化的方向。2.图像描述：位移图像（x-t图）:表示物体运动过程中位移随时间变化关系的图像。 怎样作出x-t图像？ x-t图像有哪些作用？如图1-1中，水平直线a 、倾斜直线b、c、D分别表示物体什么样的运动？曲线e、直线f在位移图像中有没有意义？Ot/sv/(m.s-1)ecbadf图1-2v1v0v2t0速度图像（v-t图）:表示物体在运动过程中速度随时间变化关系的图像。怎样作出v-t图像？v-t图像有哪些作用？如图1-2所示，水平直线a、倾斜直线b、c、d分别表示物体什么样的运动？ 曲线e、直线f在速度图像中有没有意义？说明：图像类问题历来是高考考查的重点和热点，它贯穿于整个高中物理，物理图像是形象直观描述物理过程和物理规律的有力手段，在中学物理中应用十分广泛。利用“图像法”可使问题简单明了，分析思路清晰。要正确解决图像问题，必须既能根据图像的定义把图像反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断，这样才抓住了解决图像问题的根本，求解有关图像问题应注意以下几点：首先应明确所给的图像是什么图像，即弄清两个坐标轴各代表什么物理量。要注意理解图像中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”的物理意义。第二章 匀变速直线运动的研究一、两种直线运动：1.匀速直线运动： 定义：物体做直线运动，如果在任何相等的时间内经过的位移都相等，则这个物体的运动就叫做匀速直线运动。 匀速直线运动的特征：速度不变，加速度为零。2.匀变速直线运动： 定义：物体做直线运动，如果在任何相等的时间内速度的变化都相等，则这个物体的运动就叫做匀变速直线运动。 匀变速直线运动的特征：速度随时间变化，加速度不变。匀变速直线运动的规律： vt = v0 + at ； x = v0t + at2 ； vt2 - v02 = 2ax ； = = v 推论：A.初速度为0的匀加速直线运动的速度与时间成正比，即v1:v2=t1:t2B.初速度为0的匀加速直线运动的位移与时间的平方成正比，即x1: x2=t12:t22C.初速度为0的匀变速直线运动的物体在连续相等时间内位移之比为奇数比，即x1: x2: x3=1:3:5D.匀变速直线运动的物体在连续相等时间内位移之差为常数，即 x=x2-x1=x3-x2=x4-x3=aT2E.初速度为0的匀加速直线运动的物体经历连续相同的位移所需时间之比为1：（-1）：（-）：注意：匀减速直线运动最终停下若等效成反向的初速度为0的匀加速直线运动（逆向思维法），有时对解题会有帮助。对于减速运动，要注意“时间陷阱”，即题目所给的时间与实际运动时间是否一致。3.自由落体运动体：物体只受重力（或空气阻力可忽略）时从静止开始下落的运动。其运动学特征为：v0=o, a=g其规律为：vt = gt ； h = gt2 ； vt2 = 2gh ； 4.竖直上抛运动：物体只受重力以一定的初速度沿竖直向上的方向抛出，物体所做的运动叫做竖直上抛运动。其运动学特征为：v00,a=g其规律为：vt=v0-gt h=v0t-gt2 vt2-v02=-2gh 上升的最大高度为hm= ,上升时间和下落时间相等，都等于。说明：竖直上抛运动可分段处理，上升过程看成是匀减速直线运动，下落过程看成是自由落体运动；也可作为一个整体来处理，但要注意确定正方向。第三章 相互作用一、力的一般知识：1 力是物体对物体的相互作用，其中一个物体为施力物体，另一个为受力物体。2 力不能离开物体而独立存在。3 力的作用效果是使物体发生形变和改变物体的运动状态（即使物体产生加速度）。二、力的种类1 重力：重力是由于地球的吸引而使物体受到的力（注：不能说重力就是地球对物体的吸引力）。 重力的大小：G = mg （与物体的质量和所在处的重力加速度有关） 重力的方向：总是竖直向下。 重心：物体的各部分都受到重力的作用，为了研究的方便，可以把物体受到的重力看成集中作用在物体的一个点上，这个点称为物体的重心。 质量分布均匀、形状规则的物体，其重心在物体的几何中心。薄板状物体的重心可用“悬挂法”求出。 物体的重心不一定在物体上面。2 弹力：当相互接触的物体发生形变时，发生形变的物体对使它发生形变的物体产生的力，叫做弹力。 弹力的大小：F=kx(胡克定律)，k为弹簧的劲度系数，单位为N/m ；X为形变量。 弹力的方向：弹力的方向总是与形变的方向相反，且垂直于接触面。3 摩擦力： 滑动摩擦力：相互接触的物体，当它们有相对滑动时，在它们的接触面上产生的阻碍它们做相对运动的力，叫做滑动摩擦力。A 滑动摩擦力的大小：f=FN，为动摩擦因数，FN为压力。动摩擦因数与物体的材料和物体表面的光滑程度有关。B 滑动摩擦力的方向：总是与相对运动的方向相反。 静摩擦力：相互接触的物体，当它们有相对滑动的趋势，但又保持相对静止时在它们的接触面上产生的阻碍它们做相对运动的力，叫做静摩擦力。A 静摩擦力的大小：由物体所受其他外力决定。（注：最大静摩擦力等于使物体刚要运动时所需的最小推力或拉力。）B 静摩擦力的方向：总是与相对滑动趋势的方向相反。（注：一般用假设法来确定。）三、物体受力分析 物体受力分析的步骤：先标出已知力；再查找非接触力（如重力）；最后查找接触力（如弹力和摩擦力，要注意根据各种力产生的条件并结合假设法来分析） 物体受力时，只要物体在地球表面或地球附近，就一定有重力，物体间有相互接触，不一定有弹力，也不一定有摩擦力，有弹力不一定有摩擦力，但有摩擦力一定有弹力。四、力的运算1 合力、分力、力的合成、力的分解的概念：图1-21N400F1=4NF合=5.5NF2=2N当一个力的作用效果与其它几个力的作用效果相同时，这一个力就叫做那几个力的合力，反过来那几个力叫做这一个力的分力。已知合力求分力的过程叫做力的分解；400F1=4NF合=5.5NF2=2N1N图3-3已知分力求合力的过程叫做力的合成。2 力的合成： 图解法：A.平行四边形定则：如右图1-2所示。C 三角形定则：利用三角形定则求合力如右图3-3所示。F1F2F合F3F4F5F6OC.多边形定则：如图3-4所示，将F1、F2、F3、F6六个力依次首尾相连，最后将第一个力的起点到最后一个力的终点连接而成的有向线段，即为合力。多边形定则适用于多力合成。 计算法：A.当分力在同一直线上且方向相同时，直接图3-4相加。即F合=F1+F2B当分力在同一直线上且方向相反时，直接用大的力减去小的力，且合力的方向与大力的方向相同。即F合=F1-F2 C当分力互相垂直时，可以用勾股定理求出合力，即F= tan=3力的分解： yxFFX=FcosFy=Fsin0图3-5图解法：用平行四边形定则（或三角形定则）的逆过程求解。正交分解法：将一个已知力分解为互相垂直的两个分力。如图3-5所示。 力的正交分解的典型例子：fxy图3-6A 如图3-6所示，质量为m的物体位于水平面上，受到一个与水平面成角斜向右上方的力作用而向右匀速运动，则有FN = N = mg -Fsin f = FN =（mg -Fcos）B 如图3-7所示，一质量为m的物体静止在倾角为的mg图3-7fN斜面上，则有f=mgsin N=mgcos如图3-8C.如图3-8所示，一根细绳水平拉住一个电灯，电线与竖直方向的夹角为，电灯保持静止。则有：T1=T2sin, T2cos=mg第四章 牛顿运动定律一、牛顿第一定律1 牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。2 关于牛顿第一定律的说明：一切物体在不受力（合力为零）时总是保持匀速直线运动或静止状态是指物体的运动状态不变；当有外力作用在物体上时，物体的运动状态就会改变，即从静止到运动或从运动到静止，或从某一速度到另一速度，因此，力是改变物体运动状态的原因；改变运动状态，即是改变速度，所以运动状态的改变就是速度的改变，也就是产生了加速度。3 惯性：惯性是物体保持静止或匀速直线运动的性质。由于一切物体在不受力时都保持静止或匀速直线运动，所以惯性是一切物体都有具有的。惯性只跟物体的质量有关，跟物体是否运动、速度大小无关。物体的质量越大惯性越大，所以质量是物体惯性大小的量度。二、牛顿第二定律1 内容：物体的加速度，跟物体所受外力的合力成正比，跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向一致。其数学表达式为：F合 = ma 。2 应用：力学单位制：基本单位：长度的单位是m ； 质量的单位是kg ； 时间的单位是s 。导出单位：根据基本单位由物理公式导出的单位。如：根据v=s/t,速度的单位为m/s,加速度的单位为m/s2 力的单位为：N，1N=1kgm/s2。 利用牛顿第二定律解题的类型及步骤：A. 已知受力求运动：a.利用隔离法对物体进行受力分析；b.求出合力；c.根据牛顿第二定律求出加速度；d.根据匀变速直线运动的规律求其它运动量。B. 已知运动求力：a.根据匀变速直线运动规律求出加速度；b.根据牛顿第二定律求出加速度；c.作物体的受力分析图；d.根据合力与分力的关系求出其它力。 超重和失重：超重：当物体加速上升或减速下降时（即加速度方向向上时），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现象。即 ：N(或T) = mg + ma.失重：当物体加速下降或减速上升时（即加速度方向向下时），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现象。即 ：N(或T) = mg - ma. 牛顿运动定律的适用范围：牛顿运动定律只适用于宏观物体的低速问题，而不适用于微观粒子和高速运动的物体。3.典型应用图2-3fG=mgFNFxFy例题1:一木箱装货物后质量为5kg，木箱与地面间的动摩擦因数为0.2，某人用大小为200N与水平面成300角斜向右下方的力拉木箱使之从静止开始运动，g取10m/s2。求：木箱的加速度；第2秒末木箱的速度。解：作受力分析图如图示2-3所示求水平方向的合力：F舍=Fx-f=Fcos300-f而f =FN =N =(G+Fy）=(mg+Fsin300)根据牛顿第二定律a=1.12(m/s2)v2=at=1.122=2.24(m/s)答：木箱的加速度为1.12m/s2,第2秒末木箱的速度为2.24m/s。例题2：以30m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为100g的物体，2s后到达最大高度，空气阻力始终不变，g取10m/s2。问：运动中空气对物体的阻力大小是多少？物体落回原地时的速度有多大？mgfv解：根据匀变速直线运动的规律得上升过程中物体的加速度为a1=-15(m/s2)vfmg作受力图如图2-4所示根据牛顿第二定律得 -（f+mg）=ma1所以 f=-m(g+a)=0.5N物体抛出后上升的最大高度为h=-v02/2a1=30m,图2-4根据牛顿第二定律：下落过程中物体的加速度为a2=（mg-f）/m =5m/s2由匀变速度直线运动的规律得 v2=2a2h故v=17.3(m/s) 答：运动中空气对物体的阻力为0.5N,物体落回原地时的速度是17.3m/s。三、牛顿第三定律1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，作用在一条直线上。2作用力和反作用力与平衡力的联系和区别：联系：大小相等、方向相反、在一条直线上。区别：作用力和反作用力一定是作用在不同的两个物体上，一定是同一种性质的力；而平衡力只作用在一个物体上，且不一定是同一种性质的力。物体的平衡一、共点力作用下物体的平衡1.概念：共点力：当物体受几个力作用时，如果这几个力的作用点在同一点或这几个力的作用线延长后交于一点，则这几个力称为共点力。平衡状态：如果物体保持静止或做匀速直线运动，则说这个物体处于平衡状态。2.共点力作用下物体的平衡条件：在共点力作用下的物体的平衡条件是物体所受外力的合力为零。即F合=0 。推论1：当物体受到几个共点力的作用而平衡时，其中的任一个力必定与余下的其它力的合力等大反向；推论2：当物体受到几个共点力的作用而平衡时，这些力在任一方向上的合力必为零；推论3：当物体受到几个共点力的作用而平衡时，利用正交分解法将这些力分解，则必有Fx=0,Fy=0；推论4：三个共点力作用的物体平衡时，这三个力必处于一个平面内，且三力首尾顺次相连，自成封闭的三角形，且每个力与所对角的正弦值成正比。3.用共点力的平衡条件解题的步骤：确定研究对象；用隔离法作物体的受力分析，并画出受力图；图4-1对于受力简单的物体，可直接利用平衡条件F=0列出方程，对于较复杂的可先将力用正交分解法进行分解，然后用Fx=0,Fy=0列出方程组。求解方程，必要时还要对解进行讨论。4.应用举例：利用平衡条件进行受力分析如图4-1所示，一根细线挂着一个小球，小球与粗糙的斜面接触，细线竖直，则小球与斜面间： （ C ）A.一定存在摩擦力； B.一定存在弹力；C.若有弹力必有摩擦力； D.一定有弹力，但不一定有摩擦力。二力平衡问题图4-2质量为50g的磁铁吸紧在竖直放置的铁板上，它们间的动摩擦因数为0.3。要使磁铁匀速下滑，需竖直向下加1.5N的拉力。那么，如果要使磁铁匀速向上滑动，应竖直向上用多大的力？答案：2.5N。三力平衡问题见相关练习多力平衡问题如图4-2所示，人重为G1=500N，平台重为300N，人用绳子通过滑轮装置拉住平台，滑轮的重量及摩擦均不计，人与平台均处于静止状态。求人对绳子的拉力及人对平台的压力的大小。T1T1/T2G1+G2解：确定研究对象为人，但仅以人为研究对象还不行，还要分析平台的受力，故作受力分析图如图4-3所示，平衡时根据平衡条件得：N+T/1=G1 T1+T2=N/+G2T1/NG1T1N/T2G2而T1/=T1 N/=N（作用力与反作用力）故有N+T1=G2 T1+T2=N+G2又因为，T2=2T1 N=300N，T1=200N此题也可用整体法求解：如图4-4所示图4-3图4-4有2T1+T1+T1=G1+G2T1=200N，然后以人为研究对象，即可求出人与平台间的作用力N=300N。