高中物理人教必修一知识汇总.docx
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高中物理人教必修一知识汇总
20XX级高中物理必须一知识点过关
第一章运动的描述
第一节质点参考系和坐标系
1、机械运动：
一个物体相对于另一个物体______的变化叫做机械运动。
2、质点：
（1）定义：
不考虑物体的_______和_______，把物体简化为一个有_______的点，称为质点。
（2）物体可以看作质点的条件：
如果在研究的问题中，物体的_______、_______以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的无关因素时，就可以把物体当作质点。
提示：
质点是一种科学抽象，是一个理想化模型。
3、参考系：
（1）概念：
在描述一个物体的运动时，用来作为_______的另一个物体称为参考系。
（2）参考系的选择：
描述同一物体的运动时，若以不同的物体作为参考系，观察到的结果可能是不同的，参考系的选择原则上是_______的，但是在实际问题中应当以研究问题的方便、对运动的描述尽可能简单为原则，通常取_______或相对于_______不动的其他物体作参考系比较方便。
4、坐标系：
（1）概念：
为了定量描述物体的_______及_______变化，在_______上建立适当的坐标系。
提示：
画坐标系时必须标上_______、_______和_______。
（2）根据坐标系描述物体的复杂程度，可将坐标系分为_______、_______、_______。
第二节时间和位移
5、时刻：
指某一瞬时，是事物运动发展变化所经历的各个状态先后顺序的标志。
在时间轴上表示为。
时刻与（填“位移”或“位置”）相对应，时间与（填
“位移”或“位置”）相对应。
6、时间：
是两个时刻之间的间隔，时间用来表示事物运动发展变化所经历的过程长短的量度，在时间轴上表示为。
时间的单位有秒、分钟、小时等。
秒是时间的国际制单位。
时间的测量：
常用的测量时间的工具有钟表、秒表、打点计时器等。
7、路程：
物体的长度，有大小，没方向，是标量。
位移：
位移是表示的物理量，可用由运动质点初位置指向末位置的有向线段来表示，是矢量，既有又有。
有向线段的长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向，其国际单位是米（m）。
位移的大小与路程的关系是：
。
8、矢量与标量:
矢量的相加与标量的相加遵从不同的法则，标量相加遵从算术加法法则，而矢量相加
遵从平行四边形定则（第三章中讲述）。
举例：
矢量。
标量。
9、位置与位移
第三节运动快慢的描述－速度
10、坐标与坐标变化量
当质点沿一条直线运动时，我们可以以这条直线为x坐标轴，规定正方向，这样就可以用 表示质点的位置。
用 表示质点的位移。
用 表示位移的方向。
11、速度：
（1）定义：
物理学中用 ，表示物体运动的快慢，这就是速度．
（2）速度公式：
注：
速度是矢量，比较这里的速度与初中所学的速度的区别与联系。
。
12、平均速度：
（1）、定义：
运动物体在某段时间间隔内的 与 的比值．
（2）说明：
①平均速度是矢量，它的方向由位移的方向决定，它的大小表示这段时间内运动的平均快慢．
②平均速度是对变速直线运动快慢的粗略描述．平均速度与一段特定的时间间隔有关。
③区别平均速度的大小与平均速率，平均速度是与的比值；平均速率是
与的比值。
只有在运动中二者的大小才相等。
13、瞬时速度：
概念：
瞬时速度是（或）的速度．
矢量性：
瞬时速度是矢量。
大小：
反映了物体此时刻的运动快慢，方向：
就是物体此时刻的，即物体运动轨迹在该点的．叫做瞬时速率．
14、速度和速率：
速度既有大小，又有方向，是矢量，速率是．
说明：
瞬时速度的大小等于瞬时速率；平均速度的大小不一定等于平均速率。
平均速度=
；平均速率=
第四节实验：
用打点计时器测速度
一、练习使用打点计时器
电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器，其结构如图所示。
它的工作电压是。
电源频率是50Hz时，它每隔s打一个点。
电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，其结构如图所示。
使用时，墨粉纸盘套在低盘轴上，并夹在两条纸带之间。
当接通V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。
于是在运动的纸带上就打出一列点迹。
当电源频率是50Hz时，它每隔s打一次点。
如果把纸带跟运动的物体连接在一起，打点计时器便在纸带上打下一系列的点，这些点既记录了运动物体在不同时刻的，也记录了相应的。
通过对纸带上点子之间距离的研究，可以了解物体运动的情况。
二、注意事项：
①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。
②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。
③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。
④使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。
三、常见计算：
一般就是求加速度
，及某点的速度
。
T为每一段相等的时间间隔，一般是0.1s。
（1）逐差法求加速度
如果有6组数据，则
如果有4组数据，则
如果是奇数组数据，则撤去第一组或最后一组就可以。
（2）求某一点的速度，应用匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度即
比如求A点的速度，则
（3）利用v-t图象求加速度
这个必须先求出每一点的速度，再做v-t图。
值得注意的就是作图问题，根据描绘的这些点做一条直线，让直线通过尽量多的点，同时让没有在直线上的点均匀的分布在直线两侧，画完后适当向两边延长交于y轴。
那么这条直线的斜率就是加速度
，求斜率的方法就是在直线上（一定是直线上的点，不要取原来的数据点。
因为这条直线就是对所有数据的平均，比较准确。
直接取数据点虽然算出结果差不多，但是明显不合规范）取两个比较远的点，则
。
第五节速度变化快慢的描述加速度
16、加速度
1．定义；加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。
用a表示。
2．定义式：
a=（vt-v0）/t或a=△v/△t
3．单位：
国际单位：
m／s2。
，读法：
.
4．物理意义：
表示的物理量，是速度对时间的变化率，数值上等于
单位时间内速度的变化量。
5．加速度的标矢性：
大小：
等于单位时间内速度的改变量。
匀变速直线运动是加速度的运动。
匀
速直线运动是加速度为的直线运动。
方向：
①加速度的方向始终与速度变化vt-v0或△v的方向相同。
②在变速直线运动中速度的方向始终在一条直线上。
若规定v0为正方向，若物体加速运动，vt-v0为正，a为正，a与v0方向相同。
若物体减速运动vt-v0为负，a为负，a与v0方向相反。
在单向直线运动中速度是增大还是减小由加速度方向与速度方向相同或相反决定不是由加速度大小决定，与加速度的正负也没有关系。
③对△v方向的理解
17.速度v、速度的变化量Δv和加速度a的理解及比较
1．速度
（1）速度是描述物体运动快慢的物理量，即指物体位置变化的快慢，其大小等于位移与
所用时间的比值，即位移对时间的变化率．
（2）速度的方向就是物体运动的方向．
（3）速度是状态量，与时刻或位置对应．
2．速度的变化量
（1）速度的变化量是描述速度改变的多少，它等于物体的末速度和初速度的矢量差，即
Δv＝vt－v0，它表示速度变化的大小和变化的方向．
（2）在匀加速直线运动中，vt>v0，Δv的方向与初速度方向相同，在匀减速直线运动中，
vt（3）速度的变化量Δv与速度大小无必然联系，速度大的物体，速度的变化不一定就大．例如，做匀速直线运动的物体，它的速度可以很大，但它在任何一段时间内速度变化均为零．
（4）速度变化是过程量，它对应某一段时间（或某一段位移）．
3．加速度
（1）加速度是速度的变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值，也就是速度对时间的变化率，在数值上等于单位时间内速度的变化．它描述的是速度变化的快慢和变化的方向．
（2）加速度的大小由速度变化量的大小和发生这一变化所用时间的多少共同决定，与速度本身的大小以及速度变化量的大小无必然联系．加速度大表示速度变化快，并不表示速度大，也不表示速度变化量大．例如，小汽车启动时加速度很大，速度却很小，当小汽车高速行驶时，速度很大，加速度却很小，甚至为零．
（3）加速度是矢量，其方向与速度的变化量Δv的方向相同，它与速度v的方向没有必然的联系，a可以与v同向，也可以反向，还可以成一夹角．
（4）加速度是一个状态量，与某一时刻或某一位置相对应．
18.加速度的分类
1．加速度和速度一样，可以分为平均加速度和瞬时加速度，加速度的定义式a＝，表示的是平
均加速度．
2．Δt趋于0时所表示的平均加速度即为某时刻的瞬时加速度．这里仍然采用了数学上极限的方法来定义瞬时加速度的概念．
3．平均加速度在匀变速直线运动中等于瞬时值．
19、从v-t图象看加速度
在v-t图象中，图线的斜率表示物体运动的加速度。
斜率为正，表示加速度方向与所设正方向相同；斜率为负表示加速度方向与所设正方向相反；斜率不变，表示加速度不变。
匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线.
本章知识结构图
第二章
一.匀变速直线运动
1.特点：
⑴轨迹是，加速度。
⑵速度随时间________,即任意相等的时间内__________相等。
⑶其V-t图像是一条。
2.分类：
⑴在匀变速直线运动中，如果物体的速度随时间，这个运动叫做匀加速直线运动。
⑵在匀变速直线运动中，如果物体的速度随时间，这个运动叫做匀减速直线运动。
二.匀变速直线运动的三个基本规律
1.速度与时间的关系：
；若初速度为0，则公式变为
；若加速度为0，则公式变为。
2.位移与时间的关系：
；若初速度为0，则公式变为
；若加速度为0，则公式变为。
3.位移与速度的关系：
；若初速度为0，则公式变为。
4.以上三个公式都是矢量表达式，在解题时必须先，再运用公式。
三.运动图像问题分析
1.x-t图象：
⑴图线①表示物体，图线②表示物体做运动，图线③表示物体做运动。
⑵图线的斜率表示，若斜率为正值说明，若斜率为负值说明。
⑶在t1时刻三条图线交于一点说明；图线与坐标轴所围成的面积无意义。
⑷由x-t图象可以看出任何一个时刻的大小和方向。
2.v-t图象：
⑴图线①表示物体，图线②表示物体做运动，
图线③表示物体做运动。
⑵图线的斜率表示，若斜率为正值说明，若斜率为负值说明。
⑶在t1时刻三条图线交于一点说明；
图线与坐标轴所围成的面积表示物体运动的；若面积在第一象限内说明位移为
，若面积在第四象限内说明位移为。
⑷由v-t图象可以看出任何一个时刻的大小和方向。
初速度为零的匀加速直线运动的几个比例式。
设t=0开始计时，以T为时间单位，
=0，则
⑴1T末、2T末、3T末……瞬时速度之比为
׃
׃
׃……=1：
2:
3:
……
⑵1T内、2T内、3T内……位移之比x1׃x2׃x3׃……=1：
4:
9:
……
⑶第1个T内，第2个T内，第3个T内……位移之比xI׃xII׃xIII׃…=1：
3:
5:
……
⑷通过连续相同的位移所用时间之比t1׃t2׃t3׃…׃tn=1：
:
:
……
例题1.一物体做初速度为v0的匀变速直线运动，经过一段时间后，速度变为v,试求
⑴这段时间内的平均速度。
⑵这段时间内中间时刻的瞬时速度。
总结归纳：
对匀变速直线运动的物体，中间时刻的瞬时速度与这段过程的平均速度有什么关系？
例题2.一物体做初速度为v0的匀变速直线运动，经过一段位移后，速度变为v,试求
这段位移内中间位置的瞬时速度。
例题3.根据例题1与例题2的结果进行比较：
在一段匀变速直线运动过程中，中间时刻的瞬时速度与中间位置的瞬时速度的大小。
（请用作差法、图象法两种方法分析）
（二）匀变速直线运动的一个重要推论
例题4.一个物体以加速度a做匀变速直线运动，试求：
在连续相等的时间间隔T内所通过的位移之差
。
第三章相互作用
1、力：
力是物体之间的，有力必有物体和物体。
力的大小、方向、作用点叫力的三要素。
用一条有向线段把力的三要素表示出来的方法叫力的图示。
按照力命名的依据不同，可以把力分为
①按性质命名的力（例如：
重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。
）
②按效果命名的力（例如：
拉力、压力、支持力、动力、阻力等）。
力的作用效果：
①形变；②改变运动状态．
2、重力：
由于地球的吸引而使物体受到的力。
重力的大小G=mg，方向。
作用点叫物体的重心；重心的位置与物体的质量分布和形状有关。
质量均匀分布，形状规则的物体的重心在其几何中心处。
薄板类物体的重心可用悬挂法确定，
3、弹力：
（1）内容：
，这种力叫弹力。
（2）条件：
①；②。
但物体的形变不能超过弹性限度。
（3）弹力的方向和产生弹力的那个形变方向相反。
（平面接触面间产生的弹力，其方向垂直于接触面；曲面接触面间产生的弹力，其方向垂直于过研究点的曲面的切面；点面接触处产生的弹力，其方向垂直于面、绳子产生的弹力的方向沿绳子所在的直线。
）
（4）大小：
①弹簧的弹力大小由计算，
②一般情况弹力的大小与物体同时所受的其他力及物体的运动状态有关，应结合平衡条件或牛顿定律确定．
4、摩擦力：
（1）摩擦力产生的条件：
、、
（2）摩擦力的方向：
跟接触面相切，与相对运动或相对运动趋势方向相反．但注意摩擦力的方向和物体运动方向可能相同，也可能相反，还可能成任意角度．
（3）摩擦力的大小：
①滑动摩擦力：
说明：
a、FN为接触面间的弹力，可以大于G；也可以等于G；也可以小于G
b、
为滑动摩擦系数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面
积大小、接触面相对运动快慢以及正压力FN无关。
②静摩擦：
由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关.
大小范围0fm
（fm为最大静摩擦力，与正压力有关）
静摩擦力的具体数值可用以下方法来计算：
一是根据平衡条件，二是根据牛顿第二定律求出合力，然后通过受力分析确定．
（4）注意事项：
a、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，还可以与运动方向成一定夹角。
b、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
C、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。
易错现象:
1．不会确定系统的重心位置
2．没有掌握弹力、摩擦力有无的判定方法
3．静摩擦力方向的确定错误
六、力的合成和分解
1、力的合成与分解：
（1）合力与分力:
如果一个力作用在物体上，它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力叫做这个力的分力。
（2）共点力的合成:
1、共点力
几个力如果都作用在物体的同一点上，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫共点力。
2、力的合成方法
求几个已知力的合力叫做力的合成。
①若
和
在同一条直线上
a.
、
同向：
合力
方向与
、
的方向一致
b.
、
反向：
合力
，方向与
、
这两个力中较大的那个力向。
②
、
互成θ角——用力的平行四边形定则
3、平行四边形定则：
两个互成角度的力的合力，可以用表示这两个力的有向线段为邻边，作平行四边形，它的对角线就表示合力的大小及方向，这是矢量合成的普遍法则。
求F
、
的合力公式：
（
为F1、F2的夹角）
注意：
（1）力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。
（2）两个力的合力范围：
F1－F2
F
F1+F2
（3）合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力
（4）两个分力成直角时，用勾股定理或三角函数。
注意事项：
（1）力的合成与分解，体现了用等效的方法研究物理问题．
（2）合成与分解是为了研究问题的方便而引入的一种方法，用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱钩，即考虑合力则不能考虑分力，同理在力的分解时只考虑分力，而不能同时考虑合力．
（3）共点的两个力合力的大小范围是
|F1－F2|≤F合≤Fl+F2．
（4）共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小值可能为零．
（5）力的分解时要认准力作用在物体上产生的实际效果，按实际效果来分解．
七、受力分析
1、受力分析：
要根据力的概念，从物体所处的环境（与多少物体接触，处于什么场中）和运动状态着手，其常规如下：
（1）确定研究对象，并隔离出来；
（2）先画重力，然后弹力、摩擦力，再画电、磁场力；
（3）检查受力图，找出所画力的施力物体，分析结果能否使物体处于题设的运动状态（静止或加速），否则必然是多力或漏力；
（4）合力或分力不能重复列为物体所受的力．
2、整体法和隔离体法
（1）整体法：
就是把几个物体视为一个整体，受力分析时，只分析这一整体之外的物体对整体的作用力，不考虑整体内部之间的相互作用力。
（2）隔离法：
就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来，只分析该物体以外的物体对该物体的作用力，不考虑物体对其它物体的作用力。
（3）方法选择
所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用；当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
3、注意事项：
正确分析物体的受力情况，是解决力学问题的基础和关键，在具体操作时应注意：
（1）弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间，因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在，如果存在，则根据弹力和摩擦力的方向，画好这两个力．
（2）画受力图时要逐一检查各个力，找不到施力物体的力一定是无中生有的．同时应只画物体的受力，不能把对象对其它物体的施力也画进去．
八、共点力作用下物体的平衡
1、物体的平衡：
物体的平衡有两种情况：
一是质点静止或做匀速直线运动；二是物体不转动或匀速转动（此时的物体不能看作质点）．
2、共点力作用下物体的平衡：
①平衡状态：
静止或匀速直线运动状态，物体的加速度为零．
②平衡条件：
合力为零，亦即F合=0或∑Fx=0，∑Fy=0
a、二力平衡：
这两个共点力必然大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
b、三力平衡：
这三个共点力必然在同一平面内，且其中任何两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，即任何两个力的合力必与第三个力平衡
c、若物体在三个以上的共点力作用下处于平衡状态，通常可采用正交分解，必有：
F合x=F1x+F2x+………+Fnx=0
F合y=F1y+F2y+………+Fny=0（按接触面分解或按运动方向分解）
③平衡条件的推论：
（ⅰ）当物体处于平衡状态时，它所受的某一个力与所受的其它力的合力等值反向．
（ⅱ）当三个共点力作用在物体（质点）上处于平衡时，三个力的矢量组成一封闭的三角形按同一环绕方向．
3、平衡物体的临界问题：
当某种物理现象（或物理状态）变为另一种物理现象（或另一物理状态）时的转折状态叫临界状态。
可理解成“恰好出现”或“恰好不出现”。
临界问题的分析方法：
极限分析法：
通过恰当地选取某个物理量推向极端（“极大”、“极小”、“极左”、“极右”）从而把比较隐蔽的临界现象（“各种可能性”）暴露出来，便于解答。
九、牛顿运动三定律
1、牛顿第一定律：
（1）内容：
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．
（2）理解：
①它说明了一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质．质量是物体惯性大小的量度（惯性与物体的速度大小、受力大小、运动状态无关）．
②它揭示了力与运动的关系：
力是改变物体运动状态（产生加速度）的原因，而不是维持运动的原因。
③它是通过理想实验得出的，它不能由实际的实验来验证．
2、牛顿第二定律：
内容：
物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同．
公式：
理解：
①瞬时性：
力和加速度同时产生、同时变化、同时消失．
②矢量性：
加速度的方向与合外力的方向相同。
③同体性：
合外力、质量和加速度是针对同一物体（同一研究对象）
④同一性：
合外力、质量和加速度的单位统一用SI制主单位⑤相对性：
加速度是相对于惯性参照系的。
3、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）理解：
①作用力和反作用力的同时性．它们是同时产生，同时变化，同时消失，不是先有作用力后有反作用力．
②作用力和反作用力的性质相同．即作用力和反作用力是属同种性质的力．
③作用力和反作用力的相互依赖性：
它们是相互依存，互以对方作为自己存在的前提．
④作用力和反作用力的不可叠加性．作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可求它们的合力，两力的作用效果不能相互抵消．
4、牛顿运动定律的适用范围：
对于宏观物体低速的运动（运动速度远小于光速的运动），牛顿运动定律是成立的，但对于物体的高速运动（运动速度接近光速）和微观粒子的运动，牛顿运动定律就不适用了，要用相对论观点、量子力学理论处理．
易错现象：
（1）错误地认为惯性与物体的速度有关，速度越大惯性越大，速度越小惯性越小；另外一种错误是认为惯性和力是同一个概念。
（2）不能正确地运用力和运动的关系分析物体的运动过程中速度和加速度等参量的变化。
（3）不能把物体运动的加速度与其受到的合外力的瞬时对应关系正确运用到轻绳、轻弹簧和轻杆等理想化模型上
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