高中物理知识点释义全集.docx
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高中物理知识点释义全集
高中物理知识点释义全集
力学中三种常见力及物体的平衡1
1力的概念的理解1
2对重力概念理解1
3弹力1
4摩擦力2
力的合成与分解共点力作用下物体的平衡2
1合力与分力2
2平行四边形定则2
3合力的范围∣F1-F2∣≤F≤F1F22
4三角形法则2
5力的分解的唯一性2
6力的分解有两解的条件3
7共点力作用下物体平衡处理方法3
直线运动3
一匀变速直线运动公式3
二匀变速直线运动的基本处理方法4
1公式法4
2比值关系法4
①T末2T末3T末的瞬时速度之比为4
②T内2T内3T内的位移之比为4
③第一个T内第二个T内第三个T内的位移之比为4
④前一个s前两个s前三个s所用的时间之比为5
⑤第一个s第二个s第三个s所用的时间tⅠtⅡtⅢtN之比为5
3平均速度求解法5
4图象法5
5逆向分析法5
6对称性分析法5
7间接求解法5
8变换参照系法5
三匀变速直线运动规律的应用自由落体与竖直上抛5
追及与相遇问题极值与临界问题5
一追及和相遇问题5
二极值问题和临界问题的求解方法6
牛顿第二定律的理解与方法应用6
一牛顿第二定律的理解6
二方法与应用7
三牛顿定律的应用7
曲线运动运动的合成与分解平抛运动8
1深刻理解曲线运动的条件和特点8
2深刻理解运动的合成与分解8
3绳端速度的分解8
4小船渡河问题8
5平抛运动9
即当击球高度小于213m时无论球被水平击出的速度多大球不是触网就是出界6圆周运动11
6圆周运动16
万有引力定律天体运动17
一万有引力定律17
二万有引力定律的应用17
1开普勒三定律应用17
2各物理量与轨道半径的关系17
3会讨论重力加速度g随离地面高度h的变化情况18
4会用万有引力定律求天体的质量18
5会用万有引力定律计算天体的平均密度19
6会用万有引力定律求卫星的高度19
7会用万有引力定律推导恒量关系式19
8会求解卫星运动与光学问题的综合题19
9二个特殊卫星19
10人造卫星失重问题20
11卫星的变轨运动问题20
四万有引力问题全解21
机械能25
1深刻理解功的概念25
2深刻理解功率的概念26
2斜面上的弹力做功和摩擦力做功问题26
3滑轮系统拉力做功的计算方法26
4求某力的平均功率和瞬时功率的方法27
5机车的启动问题27
功和功率的计算27
1求变力做功的几种方法27
2微元法27
三平均力法27
4图象法27
5能量转化法求变力做功27
机械能及机械能守恒定律的应用28
一对机械能守恒定律的理解28
二机械能守恒定律的应用28
功能关系28
冲量动量与动量定理29
1冲量---求恒力和变力冲量的方法29
2动量---动量及动量变化的求解方法29
3动量定理29
动量定理的题型解析29
动量守恒定律的理解与应用30
一动量守恒定律成立条件的理解30
二动量守恒定律的四性30
三动量守恒定律的题型分析30
1能根据动量守恒条件判定系统的动量是否守恒30
2能根据动量守恒定律求解合二为一和一分为二问题30
3会用动量守恒定律解人船模型问题30
4会分析求解三体作用过程问题31
5会分析求解二体作用过程问题31
6碰撞爆炸与反冲31
7判断碰撞结果的三大原则31
8爆炸问题32
9反冲运动32
10会用动量守恒定律和能量守恒解相对滑动类问题32
11会根据图象分析推理解答相关问题32
12会利用数学方法求解物理问题32
动量与能量32
一力学规律的选用原则33
二利用动量观点和能量观点解题应注意下列问题33
机械振动33
1判断简谐振动的方法33
2简谐运动中各物理量的变化特点33
3简谐运动的对称性34
4简谐运动的周期性34
5简谐运动图象34
6受迫振动与共振34
单摆34
机械波34
①波的波速波长频率周期和介质的关系34
②判定波的传播方向与质点的振动方向34
③已知波的图象求某质点的坐标波速振动图象等35
④已知波速V和波形作出再经Δt时间后的波形图35
⑤已知某质点的振动图象和某时刻的波动图象进行分析计算35
⑥已知某两质点的振动图象进行分析计算35
⑦已知某两时刻的波动图象进行分析计算35
电场考点例析35
问题1会解电荷守恒定律与库仑定律的综合题35
问题2会解分析求解电场强度35
问题3会根据给出的一条电场线分析推断电势和场强的变化情况35
问题4会根据给定一簇电场线和带电粒子的运动轨迹分析推断带电粒子的性质35
带电粒子所受到的力指向轨迹的内侧35
问题5会根据给定电势的分布情况求作电场线35
在匀强电场中同一条电场线上相等距离的两点间的电势差相等35
问题6会求解带电体在电场中的平衡问题35
问题7会计算电场力的功35
问题8会应用WqUAB计算电势差电势电势能35
问题9会用力学方法分析求解带电粒子的运动问题35
问题10会用能量守恒的观点解题35
问题11会解带电粒子在电场中的偏转问题35
问题12会解带电粒子在交变电场中的运动问题35
问题13会解电场中的导体和电容器有关问题35
问题14会解电场中的临界问题35
问题15会解电场中的联系实际问题35
稳恒电路36
一电流的形成电流强度Iqt36
二部分电路欧姆定律36
三电阻定律36
闭合电路欧姆定律36
考点一直流电路的动态分析37
考点二电路的故障分析与检测37
考点三会解含容电路37
考点四黑盒问题37
电学实验复习专题38
1．电路的选择38
2滑动变阻器限流电路与分压电路的选择38
2．电路实验器材和量程的选择应考虑以下几点38
二电压表和电流表的改装39
二电阻的测量－－电阻测量的方法归类39
三测电源的电动势和内电阻40
磁场对电流的作用42
1判断安培力作用下物体运动方向的方法42
带电粒子在磁场中的运动43
A处理方法定圆心求半径画轨迹算周期43
B带电粒子在磁场中运动的问题分类43
C洛伦兹力作用下的多解问题43
电磁感应的基本知识43
考点1磁通量Φ43
考点2感应电流的方向判断44
考点3电动势的计算45
电磁感应与电路结合问题45
一等效法处理电磁感应与电路结合问题45
二电磁感应中的动力学问题46
三电磁感应中的能量动量问题46
四电量的计算QIΔt47
五电磁感应中的图象问题47
交变电流47
一交流电中的各量47
变压器47
远距离输电49
光的直线传播的考点分析50
考点平面镜的特点50
考点平面镜成像作图51
考点发生折射的两个面平行则出射光线与入射光线平行51
考点介质的折射率测定的方法51
考点全反射的应用光导纤维51
考点各量的变化关系53
光的干涉53
考点1双缝干涉原理53
考点2薄膜干涉及其应用54
光电效应55
能级55
原子物理56
一原子的核式结构56
二天然放射现象衰变56
三半衰期的计算56
四核反应方程56
五核能的计算56
力学中三种常见力及物体的平衡
1力的概念的理解
1力的本质
①力的物质性②力的相互性③力的矢量性④力作用的独立性
2力的效果
一是使物体发生形变二是改变物体的运动状态即产生加速度
①力作用的瞬时效果产生加速度aFm
②力的作用在时间上的积累效果力对物体的冲量IFt
③力的作用在空间上的积累效果力对物体做的功WFscosα
3力的三要素大小方向作用点
①两个力相等的条件力的大小相等方向相同
4力的分类
①性质力②效果力
2对重力概念理解
1重力是地球对物体的万有引力的一个分力
2重力加速度g
①地球表面的重力加速度在赤道上最小两极最大
②海拔越高重力加速度越小
3重心重力的作用点叫做物体的重心
①质量分布均匀形状规则的物体其重心在物体的几何中心上
②悬挂的物体绳子的拉力必过物体的重心和物体的重力构成一对平衡力
3弹力
1弹力产生的条件①相互接触②有弹性形变
2方向与物体形变的方向相反受力物体是引起形变的物体施力物体是发生形变的物体
3弹力的大小的计算
①根据平衡条件②根据动力学规律牛顿第二定律
③根据公式FkxΔFKΔx
④控制变量法处理多弹簧形变引起的物体的位置的改变问题
4摩擦力
1摩擦力产生的条件①接触面粗糙②有压力③有相对运动或相对运动趋势
2静摩擦力的方向
①假设法②反推法
3静摩擦力的大小其数值在0到最大静摩擦力之间
①根据平衡条件②根据动力学规律
4滑动摩擦力的方向
滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反是判断滑动摩擦力方向的依据
5滑动摩擦力的大小
根据公式FμN计算
滑动摩擦力的大小与物体的运动速度接触面的面积没有关系
力的合成与分解共点力作用下物体的平衡
1合力与分力
合力与分力是等效替代关系
2平行四边形定则
相关数学知识①正弦定理
②余弦定理
3合力的范围∣F1-F2∣≤F≤F1F2
应用判断物体在受到三个力或三个以上力能否平衡问题即合力能否为零
4三角形法则
①矢量三角形中的等效替代关系
②用矢量三角形求极值问题
若物体受到三个力的作用时该三个力依次首尾相接构成三角形则该物体所受合力为零
若物体受到三个力的作用始终处于平衡状态且一个力为恒力一个力的方向不变另一个力的变化引起的各力的变化情况可由三角形法则判断
5力的分解的唯一性
将一个已知力F进行分解其解是不唯一的要得到唯一的解必须另外考虑唯一性条件常见的唯一性条件有
1已知两个不平行分力的方向可以唯一的作出力的平行四边形对力F进行分解其解是唯一的
2已知一个分力的大小和方向可以唯一的作出力的平行四边形对力F进行分解其解是唯一的
6力的分解有两解的条件
1已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小由图9可知
当F2Fsin时分解是唯一的
当FsinF2F时分解不唯一有两解当F2F时分解是唯一的
2已知两个不平行分力的大小如图10所示分别以F的始端末端为圆心以F1F2为半径作圆两圆有两个交点所以F分解为F1F2有两种情况存在极值的几种情况
①已知合力F和一个分力F1的方向另一个分力F2存在最小值
②已知合力F的方向和一个分力F1另一个分力F2存在最小值
7共点力作用下物体平衡处理方法
要注意运用等效关系合力与分力注意运用力的几何关系注意判断力的方向
1整体法和隔离法
2合成与分解法
3正交分解法
4相似三角形法
5对称法在平衡中的应用
直线运动
一匀变速直线运动公式
1常用公式有以下四个
⑴以上四个公式中共有五个物理量staV0Vt这五个物理量中只有三个是独立的可以任意选定只要其中三个物理量确定之后另外两个就唯一确定了每个公式中只有其中的四个物理量当已知某三个而要求另一个时往往选定一个公式就可以了如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等那么另外的两个物理量也一定对应相等
⑵以上五个物理量中除时间t外sV0Vta均为矢量一般以V0的方向为正方向以t0时刻的位移为零这时sVt和a的正负就都有了确定的物理意义
应用公式注意的三个问题
1注意公式的矢量性
2注意公式中各量相对于同一个参照物
3注意减速运动中设计时间问题
2匀变速直线运动中几个常用的结论
①ΔsaT2即任意相邻相等时间内的位移之差相等可以推广到sm-snm-naT2
②某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度
某段位移的中间位置的即时速度公式不等于该段位移内的平均速度
可以证明无论匀加速还是匀减速都有
3初速度为零或末速度为零的匀变速直线运动做匀变速直线运动的物体如果初速度为零或者末速度为零那么公式都可简化为
以上各式都是单项式因此可以方便地找到各物理量间的比例关系
4初速为零的匀变速直线运动
①前1s前2s前3s内的位移之比为1∶4∶9∶
②第1s第2s第3s内的位移之比为1∶3∶5∶
③前1m前2m前3m所用的时间之比为1∶∶∶
④第1m第2m第3m所用的时间之比为1∶∶∶
5自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动竖直上抛运动是匀减速直线运动可分向上的匀减速运动和竖直向下匀加速直线运动
二匀变速直线运动的基本处理方法
1公式法
课本介绍的公式如等有些题根据题目条件选择恰当的公式即可但对匀减速运动要注意两点一是加速度在代入公式时一定是负值二是题目所给的时间不一定是匀减速运动的时间要判断是否是匀减速的时间后才能用
2比值关系法
初速度为零的匀变速直线运动设T为相等的时间间隔则有
①T末2T末3T末的瞬时速度之比为
v1v2v3vn123n
②T内2T内3T内的位移之比为
s1s2s3sn149n2
③第一个T内第二个T内第三个T内的位移之比为
sⅠsⅡsⅢsN1352N-1
初速度为零的匀变速直线运动设s为相等的位移间隔则有
④前一个s前两个s前三个s所用的时间之比为
t1t2t3tn1
⑤第一个s第二个s第三个s所用的时间tⅠtⅡtⅢtN之比为
tⅠtⅡtⅢtN1
3平均速度求解法
在匀变速直线运动中整个过程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度也等于初末速度和的一半即求位移时可以利用
4图象法
5逆向分析法
6对称性分析法
7间接求解法
8变换参照系法
在运动学问题中相对运动问题是比较难的部分若采用变换参照系法处理此类问题可起到化难为易的效果参照系变换的方法为把选为参照物的物理量如速度加速度等方向移植到研究对象上再对研究对象进行分析求解
三匀变速直线运动规律的应用自由落体与竖直上抛
1自由落体运动是初速度为零加速度为g的匀加速直线运动
2竖直上抛运动
竖直上抛运动是匀变速直线运动其上升阶段为匀减速运动下落阶段为自由落体运动它有如下特点
1上升和下降至落回原处的两个过程互为逆运动具有对称性有下列结论
①速度对称上升和下降过程中质点经过同一位置的速度大小相等方向相反
②时间对称上升和下降经历的时间相等
2竖直上抛运动的特征量①上升最大高度Sm②上升最大高度和从最大高度点下落到抛出点两过程所经历的时间
3处理竖直上抛运动注意往返情况
追及与相遇问题极值与临界问题
一追及和相遇问题
1追及和相遇问题的特点
追及和相遇问题是一类常见的运动学问题从时间和空间的角度来讲相遇是指同一时刻到达同一位置可见相遇的物体必然存在以下两个关系一是相遇位置与各物体的初始位置之间存在一定的位移关系若同地出发相遇时位移相等为空间条件二是相遇物体的运动时间也存在一定的关系若物体同时出发运动时间相等若甲比乙早出发Δt则运动时间关系为t甲t乙Δt要使物体相遇就必须同时满足位移关系和运动时间关系
2追及和相遇问题的求解方法
分析追及与相碰问题大致有两种方法即数学方法和物理方法
首先分析各个物体的运动特点形成清晰的运动图景再根据相遇位置建立物体间的位移关系方程最后根据各物体的运动特点找出运动时间的关系
方法1利用不等式求解利用不等式求解思路有二其一是先求出在任意时刻t两物体间的距离yft若对任何t均存在yft0则这两个物体永远不能相遇若存在某个时刻t使得yft则这两个物体可能相遇其二是设在t时刻两物体相遇然后根据几何关系列出关于t的方程ft0若方程ft0无正实数解则说明这两物体不可能相遇若方程ft0存在正实数解则说明这两个物体可能相遇
方法2利用图象法求解利用图象法求解其思路是用位移图象求解分别作出两个物体的位移图象如果两个物体的位移图象相交则说明两物体相遇
3解追及追碰问题的思路
解题的基本思路是1根据对两物体运动过程的分析画出物体的运动示意图2根据两物体的运动性质分别列出两个物体的位移方程注意要将两物体运动时间的关系反映在方程中3由运动示意图找出两物体间关联方程4联立方程求解
4分析追及追碰问题应注意的问题
1分析追及追碰问题时一定要抓住一个条件两个关系一个条件是两物体的速度满足的临界条件追和被追物体的速度相等的速度相等同向运动是能追上追不上两者距离有极值的临界条件两个关系是时间关系和位移关系其中通过画草图找到两物体位移之间的数量关系是解题的突破口因此在学习中一定要养成画草图分析问题的良好习惯对帮助我们理解题意启迪思维大有裨益
2若被追及的物体做匀减速直线运动一定要注意追上前该物体是否停止
3仔细审题注意抓住题目中的关键字眼充分挖掘题目中的隐含条件如刚好恰巧最多至少等往往对应一个临界状态满足一个临界条件
二极值问题和临界问题的求解方法中各物理量均指同一个研究对象因此应用牛顿第二定律解题时首先要处理好的问题是研究对象的选择与确定
4相对性
在中a是相对于惯性系的而不是相对于非惯性系的即a是相对于没有加速度参照系的
5独立性
理解一F合产生的加速度a是物体的总加速度根据矢量的合成与分解则有物体在x方向的加速度ax物体在y方向的合外力产生y方向的加速度ay牛顿第二定律分量式为
二方法与应用
1整体法与隔离法同体性
选择研究对象是解答物理问题的首要环节在很多问题中涉及到相连接的几个物体研究对象的选择方案不惟一解答这类问题应优先考虑整体法因为整体法涉及研究对象少未知量少方程少求解简便但对于大多数平衡问题单纯用整体法不能解决通常采用先整体后隔离的分析方法
2牛顿第二定律瞬时性解题法瞬时性
牛顿第二定律的核心是加速度与合外力的瞬时对应关系做变加速运动的物体其加速度时刻都在变化某时刻的加速度叫瞬时加速度而加速度由合外力决定当合外力恒定时加速度也恒定合外力变化时加速度也随之变化且瞬时力决定瞬时加速度解决这类问题要注意
1确定瞬时加速度的关键是正确确定瞬时合外力
2当指定某个力变化时是否还隐含着其它力也发生变化
3整体法隔离法的合力应用
3动态分析法
4正交分解法独立性
1平行四边形定则是矢量合成的普遍法则若二力合成通常应用平行四边形定则若是多个力共同作用则往往应用正交分解法
2正交分解法即把力向两个相互垂直的方向分解分解到直角坐标系的两个轴上再进行合成以便于计算解题
5结论求解法结论物体由竖直圆周的顶点从静止出发沿不同的光滑直线轨道运动至圆周上另外任一点所用的时间相同
三牛顿定律的应用
1脱离问题
一起运动的两物体发生脱离时两物体接触物体间的弹力为零两物体的速度加速度相等
曲线运动运动的合成与分解平抛运动
1深刻理解曲线运动的条件和特点
1曲线运动的条件运动物体所受合外力的方向跟其速度方向不在一条直线上时物体做曲线运动
2曲线运动的特点在曲线运动中运动质点在某一点的瞬时速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向②曲线运动是变速运动这是因为曲线运动的速度方向是不断变化的做曲线运动的质点其所受的合外力一定不为零一定具有加速度
3曲线运动物体所受合外力方向和速度方向不在一直线上且一定指向曲线的凹侧
2深刻理解运动的合成与分解
1物体的实际运动往往是由几个独立的分运动合成的由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解
运动的合成与分解基本关系分运动的独立性运动的等效性合运动和分运动是等效替代关系不能并存运动的等时性运动的矢量性加速度速度位移都是矢量其合成和分解遵循平行四边形定则
2互成角度的两个分运动的合运动的判断
合运动的情况取决于两分运动的速度的合速度与两分运动的加速度的合加速度两者是否在同一直线上在同一直线上作直线运动不在同一直线上将作曲线运动
①两个直线运动的合运动仍然是匀速直线运动
②一个匀速直线运动和一个匀加速直线运动的合运动是曲线运动
③两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动
④两个初速度不为零的匀加速直线运动的合运动可能是直线运动也可能是曲线运动当两个分运动的初速度的合速度的方向与这两个分运动的合加速度方向在同一直线上时合运动是匀加速直线运动否则是曲线运动
3怎样确定合运动和分运动
①合运动一定是物体的实际运动
②如果选择运动的物体作为参照物则参照物的运动和物体相对参照物的运动是分运动物体相对地面的运动是合运动
③进行运动的分解时在遵循平行四边形定则的前提下类似力的分解要按照实际效果进行分解
3绳端速度的分解
此类有绳索的问题对速度分解通常有两个原则①按效果正交分解物体运动的实际速度②沿绳方向一个分量另一个分量垂直于绳效果沿绳方向的收缩速度垂直于绳方向的转动速度
4小船渡河问题
17一条宽度为L的河流水流速度为Vs已知船在静水中的速度为Vc那么
1怎样渡河时间最短
2若VcVs怎样渡河位移最小
3若VcVs怎样使船沿河漂下的距离最短
分析与解1如图2甲所示设船上头斜向上游与河岸成任意角θ这时船速在垂直于河岸方向的速度分量V1Vcsinθ渡河所需时间为
可以看出LVc一定时t随sinθ增大而减小当θ900时sinθ1所以当船头与河岸垂直时渡河时间最短
2如图2乙所示渡河的最小位移即河的宽度为了使渡河位移等于L必须使船的合速度V的方向与河岸垂直这是船头应指向河的上游并与河岸成一定的角度θ根据三角函数关系有Vccosθ—Vs0
所以θarccosVsVc因为0≤cosθ≤1所以只有在VcVs时船才有可能垂直于河岸横渡
3如果水流速度大于船上在静水中的航行速度则不论船的航向如何总是被水冲向下游怎样才能使漂下的距离最短呢如图2丙所示设船头Vc与河岸成θ角合速度V与河岸成α角可以看出α角越大船漂下的距离x越短那么在什么条件下α角最大呢以Vs的矢尖为圆心以Vc为半径画圆当V与圆相切时α角最大根据cosθVcVs船头与河岸的夹角应为θarccosVcVs
船漂的最短距离为
此时渡河的最短位移为
5平抛运动
1．物体做平抛运动的条件只受重力作用初速度不为零且沿水平方向物体受恒力作用且初速度与恒力垂直物体做类平抛运动
2．平抛运动的处理方法
通常可以把平抛运动看作为两个分运动的合动动一个是水平方向垂直于恒力方向的匀速直线运动一个是竖直方向沿着恒力方向的匀加速直线运动
3．平抛运动的规律
以抛出点为坐标原点水平初速度V0方向为沿x轴正方向竖直向下的方向为y轴正方向建立如图1所示的坐标系在该坐标系下对任一时刻t
①位移
分位移合位移
为合位移与x轴夹角
②速度
分速度Vygt合速度
为合速度V与x轴夹角
4．平抛运动的性质
做平抛运动的物体仅受重力的作用故平抛运动是匀变速曲线运动
29如图4所示排球场总长为18m设球网高度为2m运动员站在离网3m的线上图中虚线所示正对网前跳起将球水平击出不计空气阻力
1设击球点在3m线正上方高度为25m处试问击球的速度在什么范围内才能使球即不触网也不越界
2若击球点在3m线正上方的高度小余某个值那么无论击球的速度多大球不是触网就是越界试求这个高度
思路分析排球的运动可看作平抛运动把它分解为水平的匀速直线运动和竖直的自由落体运动来分析但应注意本题是环境限制下的平抛运动应弄清限制条件再求解关键是要画出临界条件下的图来
解答1如图设球刚好擦网而过
擦网点x1＝3my1＝h2－h1＝25－2＝05m
设球刚好打在边界线上则落地点x2＝12my2＝h
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