高中物理复习资料.docx

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高中物理复习资料

物理复习资料

机械运动

基本概念

♦什么叫机械运动？

♦什么参照物？

♦什么叫运动的绝对性和运动的相对性？

♦举例说明同一物体相对不同的参照物具有不同的运动形式。

所以今后在研究物体的运动时，必须慎重选择参照物，使所研究的物体的运动形式越简单越好。

♦什么叫质点？

在什么情况下物体可视为质点？

几个易混的概念：

♦时间和时刻

♦位移和路程

♦平均速度和瞬时速度

♦速度和速率（瞬时速度和瞬时速率、平均速度和平均速率大小间的关系）

♦速度和加速度

v速度的大小和加速度的大小间的关系

v速度和加速度间方向的关系

v速度的大小变化趋势和加速度的大小变化趋势间的关系

♦匀速运动、匀变速运动与匀变速直线运动　

运动的分类：

▪按运动的形式分：

v平动

v转动

v振动

▪按运动的轨迹分：

v直线运动

v曲线运动

▪按速度变化的规律分：

v匀速运动（即匀速直线运动）

v变速运动

Ø非匀变速运动（如匀速圆周运动）

Ø匀变速运动

✓匀变速直线运动

✓匀变速曲线运动（如抛体运动）

匀变速直线运动的规律：

♦两个基本公式：

vVt=V0+at--------------------

（1）

vS=V0t+at2/2-----------------

（2）

♦一个重要推论：

Vt2-V02=2aS-----------（3）

♦两个常用公式：

v平均速度V＝（V0＋Vt）/2

vS=平均速度V×t

V-t、S-t图像

（1）：

♦学习图像的要点：

v掌握每一种图像的函数关系式及其对应的曲线形状

v在图像中怎样表示矢量的方向及其大小

v图像的纵截距及横截距的物理意义

v图像上的切线斜率的物理意义（如果图像的切线斜率表示的是矢量，则该矢量的方向和大小各用斜率的什么来表示。

）

v图像与横轴间围成的面积有无物理意义，如有，表示什么？

（如“面积”表示的是一矢量。

则此矢量的方向和大小是怎样表示的？

）

v在同一坐标系中两条曲线的交点的物理意义

v能根据图像正确描述物理过程

　见图像表格（下页）

位移图像（s-t）

速度图像（v-t）

图像上的一点

表示某一时刻的位置

图线在t轴的上方，位移为正，反之，位移为负

图线在t轴的上方，速度为正，图线在t轴的下方，速度为负

图像上的斜率

表示即时速度

VA＝ΔS/Δt=tgα

当切线的现t轴正向成锐角时，V>0钝角时，V<0

表示加速度

a=ΔV/Δt=tgα

当图线与t轴正向成锐角时，a>0；为钝角时，a<0

图线下的面积

无物理意义

表示图线在（t2-t1）这段时间内的位移。

图线在t轴上方位移为正；图线在t轴的下方，位移为负

两条图线的交点

表示两物体在t1时刻相遇

表示t2时刻两物体的速度相同

V-t、S-t图像

（2）：

♦匀速直线运动的S－t图像

♦匀速直线运动的V－t图像

♦匀变速直线运动的S－t图像

♦匀变速直线运动的V－t图像

♦会根据图像讲出物体的出发点、出发时刻、向什么方向做什么性质的运动

由匀加速直线运动公式可演变出：

♦匀减速直线运动的公式

♦自由落体公式

♦竖直上抛公式

♦初速速度为零的匀加速直线运动的公式

匀变速直线运动的重要规律：

♦某段时间内的平均速度=该时间里中间时刻的即时速度；

♦某段时间内的平均速度=该时间里中间时刻的即时速度；在连续相等的时间T内通过的位移成一等差数列，其公差ΔS＝aT2；

♦

中点位置的即时速度：

初速度为零的匀加速直线运动的特殊规律：

♦Vt∝t2

♦S∝t2

♦在连续相等的时间内通过的位移之比为1：

3：

5：

-----

♦

通过连续相等的位移所需时间的比为

用打点计时器研究匀变速直线运动：

▪打点计时器

v构造

v原理

v使用的电源、电压

v相邻两点间的时间间隔

v先通电打点，后放纸带

▪研究匀变速直线运动的规律：

v如何根据纸带判断记录的运动属于哪一种类型

v（用逐差法）求加速度

v用V—t图求加速度

v求与某一计数点相对应的瞬时速度

力

●力的概念:

•力是物体间的相互作用.

•力的物质性：

每一个力必有受力物和施力物，没有施力物的力是不存在的

•力的作用效果：

使受力物发生形变或使受力物的运动状态发生变化

•力的三要素：

大小、方向、作用点

•力的四性（物质性、相互性、矢量性、瞬时性）

牛顿第三定律

•内容：

物体间的作用是相互的，作用力和反作用力大小相等、方向相反、在一条直线上，分别作用在两个不同的物体上，各发生不同的作用效果

•作用力、反作用力和一对平衡力的区别：

•3.21作用力和反作用力必是性质相同的力，而一对平衡力可以是性质不同的力；

•3.22作用力和反作用力分别作用在两个相互作用的物体上，各产生不同的效果，不能求合力；而一对平衡力是作用在在同一物体的上力，它们的作用效果互相抵消；

•3.33作用力和反作用力必是同时产生、同时存在、同时消失；而一对平衡力作用可以有先后；

•3.34作用力的受力物必是反作用力的施力物，作用力的施力物必是反作用力的受力物；而一对平衡力之间不存在这样的关系。

力学中的几种常见力

（1）

•重力

•概念;

•三要素;

•物体的重心:

•重心的概念

•影响重心位置的因素

•物体的重心不一定在物体上.

力学中的几种常见力

（2）

•弹力：

发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对迫使用它发生形变的物体产生的一种反抗形变的力

•弹力产生的条件

•接触

•接触处有形变

•方向：

（1）指向弹性形变要恢复的方向：

与施力物的形变方向相反；与受力物的形变方向相同。

•不易发生形变的两物体的接触面处产生的弹力方向：

垂直接触面，且由接触面指向受力物体

•面、面接触：

垂直接触面

•点、面接触：

垂直面

•点、线接触：

垂直线

•弧面接触：

垂直过切点的共切面

力学中几种常见力（3）

•绳索对物体的作用力的方向：

沿绳的方向且指向绳的收缩方向

•杆件的受力情况

•二力杆件（理想杆件，只有两端受力的杆析）：

或受拉或受压，拉力或压力的方向沿杆的轴线方向

•多力杆件（除两端受力外，杆的中间部位还有受力点）：

杆的端点对别的物体的作用力不一定沿杆的轴线方向

力学中的几种常见力（4）

•力的大小

●对物体的弹力

–胡克定律：

在弹性限度以内，弹力的大小与物体的形变量成正比：

–弹簧的串联

•每一根弹簧受到的力大小相等

•总形变量等于每一个弹簧的形变量的和

•弹簧组的劲度系数K的倒数等于每一根弹簧的劲度系数的倒数和

–相同长度弹簧的并联

•每一根弹簧的形变量相同

•弹簧组受到的合外力等于每一根弹簧受到的力的矢量和

•弹簧组的劲度系数K等于每一根弹簧的劲度系数之和

•摩擦力

•产生条件

•接触

•形变

•存在相对运动或有相对运动趋势

•接触面粗糙

•方向

•与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反，而不是与运动方向或运动趋势方向相反

•判断（A、B之间）物体A受到B的摩擦力方向的步骤

•以B为参照物，观察A相对于B的相对运动方向或相对运动趋势的方向

•A受到的摩擦力与观察到的相对运动方向或相对运动趋势方向相反

•摩擦力可以是阻力也可以是动力.

•大小的计算

•静摩擦力的大小的计算

•最大静摩擦力：

（式中

为静摩擦因数）

•当物体受到的静摩擦力未达到最大静摩擦力时，应根据平衡方程或动力学方程式求解

•动摩擦力的大小的计算.（滑动摩擦因素及影响其大小的因素.）

•大小

•式中的μ为动摩擦因素，它的大小与：

•接触面的材料性质有关，与接触面的粗糙程度有关

•与相对运动的速度大小和接触面的大小无关

力的合成与分解

•合力与分力的概念

•力的合成与分解的法则;

•合力与分力的大小间的关系;

•解力的合成与分解常用的方法

（作图法、计算法、（用直角三角形关系、勾股定理、三角函数、有相似三角形关系的可用对应边成比例的知识求解，还可以用正交分解法解）

物体的平衡及平衡条件

•物体的平衡

•静止

•匀速直线运动;

•绕固定转动轴匀速转动.

•在共点力作用下的平衡条件?

•二力平衡：

二力等大、反向在一条直线上

•三力平衡：

•其中任意二个力的合力必和第三个力等大反向在一条直线上

•其中任意一个力在另两个力方向上的分力和另二个力构成两对平衡力

•多个共点力作用下的平衡.（正交分解法）

物体的平衡及平衡条件

•8.3有固定转动轴的物体的平衡条件

•8.4一般物体的平衡条件

同时满足

实验

•9.1验证力的平行四边形法则

•9.2游标卡尺和螺旋测微器（主要掌握原理、读数方法、测量。

）

牛顿第一运动定律

☹惯性定律

☹不是由实验直接总结出来，而是牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础，总结前人的研究成果，加之丰富的想象和科学推理而提出来的。

☹成立条件：

物体不受外力或物体受到的合外力等于零。

☹是一条独立的定律，绝不能看成是牛顿第二定律的特例

Ø指出一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性

Ø力不是维持和产生运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因

Ø科学地定义了力，只有哪种使物体的运动状态发生变化的作用才叫力

Ø科学地定义了惯性参考系：

能使牛顿第一定律成立的参考系叫惯性参考系

惯性

▪定义：

物体保持原有运动状态的性质，叫惯性

▪是物体的固有属性。

与物体的受力情况和运动状态无关。

因此人们只能“利用”惯性，而不能“克服”惯性

▪质量是物体惯性的大小的量度

牛顿第三定律

▪内容：

略

▪作用力与反作用力的区别：

Ø作用力的反作用力总是性质相同的力；而一对平衡力可以是性质不同的力。

Ø作用力和反作用力总是作用在两个相互作用的不同物体上，各产生不同的效果，不好求合力；而一对平衡力总是作用在同一物体上，它们的合力为零。

Ø作用力和反作用力总是同时产生、同时存在、同时消失；而一对平衡力的作用时间可以有先后之分。

Ø作用力的施力物是反作用力的受力物，作用力的受力物是反作用力的施力物；而一对平衡力间不存在这种关系。

Ø不管相互作用的物体所处的运动状态如何，它们间的相互作用总是服从牛顿第三定律。

牛顿第二定律

▪内容：

略

▪公式：

F＝ma

▪公式中各量的物理意义及单位：

F：

牛顿；m：

千克；a：

米/秒2

▪定律的适用范围：

Ø宏观低速

Ø惯性参照系

力的独立性作用原理：

一个物体在几个力共同作用下产生的加速度等于每一个力单独作用于物体产生的加速度的矢量和

牛顿第二定律的“四性一相对”

“四性”

▪矢量性：

物体受到的合外力和加速度的方向始终一致。

▪瞬时性：

合力F和加速度a具有瞬时对应性。

▪独立性：

每一个可单独产生一个加速度，物体的加速度为所有外力产生的加速度的矢量和。

▪同体性：

力F为质量m的物体受到蝗合外力，a为物体m获得的加速度。

“一相对”

▪凡是用牛顿第二定律求出的加速度都是物体相对惯性参照系的加速度

在解力与加速度的瞬时对应关系的题型时应注意：

▪象弹簧、橡皮筋之类有明显形变的物体，它们对其他物体的作用力不能发生瞬时突变。

即在发生突然变化时，对其他物体的作用力在变化前后的瞬间力的大小和方向不变。

▪象理想绳索类的物体，它们对期货物体的作用力可发生瞬时突变。

即变化前后它们对物体的作用力的大小和方向可发生突然改变。

动力学的两类问题

分析这两类问题的关键：

抓住动力学和运动学的桥梁――加速度

第一类　　　　

物体受力情况

牛顿第二定律F＝ma

物体运动情况

运动学公式

加速度a

第二类

应用牛顿运动定律的解题步骤　

✉两选择：

Ø选择研究对象（隔离法或整体法）；

Ø选择研究过程。

✉两分析：

Ø分析物体的受力情况；

Ø分析物体的运动状态。

✉规定正方向（通常取加速度的方向为正方向）

✉根据牛顿第二定律列方程

✉解方程

✉检验和讨论。

连接体问题

✉整体法。

（不需考虑系统的内力的影响）

✉隔离法。

（往往在需要求物体间的相互作用力时常常从两物体的分界面处将某一物体隔离出来，将内力转化为外力）

✉整体法和隔离法的选用

Ø求各部分加速度相同的连接体的加速度或合外力时用整体法；

Ø求物体间的相互作用力时用隔离法；

Ø在实际应用中，应具体问题具体分析，灵活使用整体法和隔离法。

✉用整体法和隔离法要注意区分内力和外力

注意：

内力和外力因条件的变化而相互转化。

超重和失重

✉物体的实重：

物体由于受地球的引力而受到　的力。

G实＝mg与物体的运动状态无关。

✉物体的视重：

物体对支持物压力或物体对悬挂物的拉力。

（其实质属于弹力）与物体的处的运动状态有关。

✉超重：

视重＞实重

✉失重：

视重＜实重

✉完全失重：

视重＝0

超重和失重的条件

✉超重的条件：

当物体具有竖直向上的分加速度ay时.此时视重N＝mg+may

✉失重的条件：

当物体具有竖直向下的分加速度ay时，此时视重　N＝mg-may

✉完全失重的条件：

当物体竖直向下的分加速度ay=g　时，此时视重　N＝0

注：

上面式中的may叫做物体超出或失去的“重量”

✉超重和失重的条件也可对系统应用

对物系超出和失去的“重量”也可用下式计算：

临界问题

✉何为临界问题：

　　　当物体从一种运动形式或一种性质或一种特征发生质变转化成另一种运动形式或另一种性质或另一种特征时，所处的特定的物体状态。

在这种状态下所具有的条件叫临界条件。

（常把临界状态和临界条件统称为临界问题）

✉中学物理中有哪些临界问题？

Ø力学中的临界速度、临界加速度

Ø热学中熔点、沸点，分子距离r0;状态方程中临界体积、临界压强等

Ø临界电压、速度选择器；

Ø透镜成像中的虚、实像的转换，全反射中的临界角

Ø物理光学中光电效应的极限频率、极限波长

Ø原子核反应中的临界体积、临界质量等

　　并非所有问题都有临界问题，但带有临界问题的习题中都带有一定的隐蔽性（这和隐含条件有联系）（若题目出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，一般都有临界问题出现）因此首先要善于有夫临界条件，认清物理过程和物理模型，判断物理状态是否有本质变化，在发生质变的前后状态中找到銜接点，即临界条件（本质上临界条件既不是前一种状态的条件也不是后一种凓的条件，而是具有双重因素制约的特殊条件.。

）　然后，用求得的临界条件去确定与之相关的前一状态或后一状态的问题。

曲线运动

✉概念：

轨迹是曲线的运动

✉曲线运动中的瞬时速度方向：

沿轨迹的切线方向

✉曲线运动一定是变速运动（至少速度方向在变化），但变速运动不一定是曲线运动

&物体作曲线运动的条件

✉从运动学的角度看：

物体的速度方向和加速度的方向不在一条直线上（或说互成角度）；

✉从动力学的角度看：

物体受到的合外力与物体的运动速度不在一条直线上（或说互成角度）；

✉做曲线运动的物体所受的合外力的方向一定指向曲线的内侧（或说其运动轨迹向合外力的方向弯曲）

处理曲线运动的一般方法

✉基本原则：

将曲线运动看成是两个互成角度的直线运动的合运动

✉具体问题具体对待：

Ø若合外力是大小方向不变的恒力：

物体做匀变速曲线运动（如抛体运动，其运动轨迹是抛物线）通常将这一曲线运动看成是合力方向的匀变速运动和与合力垂直方向上匀速直线运动的合运动。

Ø若物体是在变力作用下做圆周运动：

通常将物体受到的各个力向法线方向（即圆半径方向）和切线方向分解。

其法向分力和为物体做圆周运动提供向心力；切向分力和起改变物体线速度大小的作用（即产生切向加速度）

运动的合成与分解

v运动的独立性作用原理（又叫运动的迭加原理）：

一个物体同时参与几个分运动，各分运动保持自己的独立性，不受另一个分运动的干扰。

v运动的等时性原理：

若一物体同时参与几个分运动合运动和几个分运动是在同一时间内完成的（若几个分运动不具备等时性，只能将它们进行同一参照系的位移的合成，不能进行速度和加速度的合成）

v运动的合成与分解的法则：

平行四边形法则（或三角形法则）

v运动的合成与分解包含的内容：

Ø速度的合成与分解；

Ø加速度的合成与分解；

Ø位移的合成与分解。

▪注意事项

Ø两个分运动必须是同一质点在同一时间内相对于同一参照系的运动

Ø速度、加速度、位移必须向相同的两个方向分解

Ø认准哪是合运动，哪是分运动（一般来说物体真正的运动为合运动）

由分运动求合运动

v由两分运动的初速度求合运动的初速度

v由两分运动的加速度求合运动的加速度；

v若：

合加速度的方向和合初速度的方向

Ø在一条直线上：

物体做直线运动；

Ø不在一条直线上：

物体做曲线运动。

由合运动求分运动

▪选择坐标系（直角坐标系或斜交坐标系均可）

▪将合运动的初速度向坐标轴所在的两个方向分解，求两分运动的初速度。

▪将合加速度向坐标轴所在的两个方向分解，求得两分运动的分加速度。

▪由两分运动的初速度和分加速度确定两分运动的性质。

注：

研究复杂运动时，常将它视为某两个方向的分运动的合运动。

小船过河问题（要研究几类主要问题）

v过河时间最短问题（保持船头与河岸垂直）；

v过河路线最短问题：

Ø在V船＞V水时；

Ø在V船＜V水时。

v沿特定的路线过河，船速最小问题。

悬崖边拉船（速度分解）问题（几中常用方法）

–根据合速度的实际作用效果进行分解；

–由速度的定义式计算船的实际速度；

–由绳是传递能量的媒介，它本身不消耗能量。

所以人拉绳的瞬时功率等于绳拉船的瞬时功率的角度来解.

平抛运动

–产生条件：

1）在重力作用下；2）具有水平初速度。

–处理方法：

可视为：

　　1）水平方向的匀速直线运动；

　　2）竖直方向上的自由落体运动的合运动。

▪轨迹：

半支抛物线；

▪要求：

会求

　　1）运动时间；

　　2）水平射程；

　　3）任意时刻速度的大小和方向。

▪平抛运动是匀变速曲线运动，在任何相等的时间内速度的变化相等，且△V的方向始终竖直向下。

绝对运动和牵连运动（参照物的转换）

　　　示例：

表示A物体相对于B物体的速度

平抛运动

✉产生条件：

▪具有水平初速度；

▪在重力作用下。

✉处理方法：

▪水平方向的匀速直线运动；

▪竖直方向的自由落体运动的合运动。

✉轨迹：

半支抛物线

✉要求：

▪运动时间

▪水平射程

▪任意时刻的速度的大小和方向

✉在任何相等的时间内的速度的变化相等，方向竖直向下。

运动圆周

描述圆周运动的物理量

▪线速度：

大小、方向、单位、意义（在不打滑的各类传动中。

主动轮边缘上点的线速度相等；

▪角速度：

大小、单位、意义。

（中学里不讨论角速度的方向）（绕固定转动轴转动的刚体上各点在同一瞬时角速度大小相等）

▪周期

▪频率（转速）

▪向心加速度：

大小、方向、物理意义（因向心加速度的方向在不断地变化，所以，做圆周运动的物体作的是变加速运动）

线速度、角速度、周期、频率、向心加速度间的相互关系：

▪V＝ωR=2πR/T

▪ω＝2π/T=2πf＝2πn

▪a=V2/R=ω2R＝ωV

向心力

✉一种效果力，不是一种性质力，它是物体受到　的各种性质力在法向的分力和。

✉向心力的方向始终沿半径指向圆心，方向在不断地变化，是变力。

✉离心力不作用在做圆周运动的物体上，而是作用在使物体做圆周运动的物体上。

✉其作用效果是产生向心加速度，改变物体的运动方向，不对物体做功，不改变物体速度大小的关系。

匀速圆周运动

✉定义

✉匀速圆周运动是变速运动。

✉向心力的方向始终沿半径指向圆心。

✉研究匀速圆周运动的注意点：

▪确定好圆心的位置，便于找准向心力的方向；

▪计算好圆半径的大小，这对于计算向心加速度至关重要。

常见的圆周运动　

✉匀速圆周运动

▪合外力必沿半径方向指向圆心；

▪若物体所受的合外力均在圆轨道平面内通常将所有力向着法向（即圆半径方向）和切向分解，其切向分力和为零法向合力为物体做匀速圆周运动提供向心力。

▪若物体受到的合外力不在圆轨道平面内可将物体受到的所有外力向垂直轨道平面的方向和法向分解，其垂直轨道平面方向的合外力必等于零，而沿半径方向的合外力为物体提供向心力。

✉变速圆周运动

v处理变速圆周运动的一般方法：

Ø将物体受到的所有外力向着法向和切向分解，其中法向分力为物体提供向心力，而切向分力和为物体提供切向加速度。

做变速圆周运动的物体受到的合外力的方向不一定与速度方向垂直（即沿半径方向）

v竖直平面内的圆周运动

Ø竖直平面内的匀速圆周运动

✓带电粒子在重力、电场力、洛仑兹力共同作用下，有可能在直平面内作匀速圆周运动；

✓杆的一端固定一小球可在竖直平面内作匀速圆周运动；

✓线的一端固定一小球，在完全失重的条件下，　可在竖直平面内作匀速圆周运动

▪竖直平面内变速圆周运动的临界条件

Ø对于没有支撑的小球（如：

小球系在绳的一端，小球　在光滑的圆轨道的内侧运动等）在竖直平面内作变速圆周运动的临界条件是：

绳子或轨道对小球无作用力，若小球作圆周运动的半径是R，它在最高点的临界速度是　

Ø对于有支撑的小球（如固定在杆的一端、小球套在竖直光滑圆环上或在光滑的空心管内的运动，小球过最高点的临界速度是零。

Ø球在竖直光滑的圆轨道的外侧运动，过最高点不脱离最高点的临界速度

物体离开圆运动的条件：

✉若物体在圆周上运动至某点，为物体提供向心力的外力突然消失，则物体就会该点的切线方向飞出。

✉若物体在圆周上运动至某点，外力在法向的合力不足以提供向心力（即F向

✉若物体在圆周上运动至某点，外力在法向的合力大于物体所需的向心力（即F向>mV2/R）,物体将作向心运动（即向圆周的内侧运动）。

✉若外力提供的向心力正好等于它所需的向心力（即F向=mV2/R）,物体将被约束在圆周上做匀速圆周运动。

力与运动的关系

质点做什么运动由它受到的合外力∑F和初始条件决定。

两个基本原理

▪力的独立性作用原理

▪运动的独立性原理

一个方法：

运动的合成与分解

请填写下面的表格

质点的受力情况

质点运动的初始条件

质点运动的加速度及其特征

质点的运动形式

运动规律

实例

运动性质

轨迹

∑F＝0

V0＝0

a=0

静止

V0≠0

匀速直线运动

直线

V≡V0

S=Vt

∑F

为一恒量

∑F与V0同向

∑F与V0反向

∑F与V0成一θ角

θ＝π/2

匀变速运动

平抛

0<θ<π/2

斜下抛

π/2<θ＜π

斜上抛

∑F

为一变量

∑F大小不变，方向永远与速度方向垂直