教科版物理必修一知识点.docx

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教科版物理必修一知识点

教科版高一物理必修1知识点总结

第一章运动的描述

机械运动

一个物体相对于另一个物体的位置的改变，叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等运动形式．

①运动是绝对的，静止是相对的。

②宏观、微观物体都处于永恒的运动中。

注意：

植物开花不是机械运动，为什么？

结合定义好好理解下，还有哪些不是机械运动？

1.1、质点参考系空间时间

1.1.1质点：

研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素，对问题的研究没有影响或影响可以忽略，为使问题简化，就用一个有质量的点来代替物体．用来代替物体的有质量的点做质点．

可视为质点有以下两种情况

①物体的形状和大小在所研究的问题中可以忽略，可以把物体当作质点。

②作平动的物体由于各点的运动情况相同，可以选物体任意一个点的运动来代表整个物体的运动，可以当作质点处理。

物理学对实际问题的简化，叫做科学的抽象。

科学的抽象不是随心所欲的，必须从实际出发。

像这种突出主要因素,排除无关因素,忽略次要因素的研究问题的思想方法,即为理想化方法,质点即是一种理想化模型．

1.1.2参考系（就是初中说的参照物）

参考系：

在描述一个物体运动时，选作标准的物体（假定为不动的物体）

1描述一个物体是否运动,决定于它相对于所选的参考系的位置是否发生变化,由于所选的参考系并不是真正静止的,所以物体运动的描述只能是相对的.

2.描述同一运动时,若以不同的物体作为参考系,描述的结果可能不同,

3.参考系的选取原则上是任意的,但是有时选运动物体作为参考系,可能会给问题的分析、求解带来简便,

一般情况下如无说明,通常都是以地球作为参考系来研究物体的运动．

1.1.3、时间

时刻：

是指某一瞬时，在时间轴上表示为某一点，如第3s末、3s时（即第3s末）、第4s初（即第3s末）均表示为时刻.时刻与状态量相对应:

如位置、速度、动量、动能等。

时间：

两个时刻之间的间隔，在时间轴上表示为两点之间的线段长度，

如：

4s内（即0至第4末）第4s（是指1s的时间间隔）第2s至第4s均指时间。

会时间间隔的换算：

时间间隔=终止时刻－开始时刻。

时间与过程量相对应。

如：

位移、路程、冲量、功等

1.2、位置变化的描述-----位移、

位置：

质点的位置可以用坐标系中的一个点来表示，

在一维、二维、三维坐标系中表示为s（x）、s（x,y）、s（x,y,z）

位移：

①表示物体的位置变化，用从初位置指向末位置的有向线段来表示，线段的长短表示位移的大小，

箭头的方向表示位移的方向。

相对所选的参考点（必一定是出发点）及正方向

②位移是矢量，既有大小，又有方向。

注意：

位移的方向不一定是质点的运动方向。

如：

竖直上抛物体下落时，仍位于抛出点的上方；弹簧振子向平衡位置运动时。

③单位：

m

④位移与路径无关，只由初末位置决定

路程：

物体运动轨迹的实际长度，路程是标量，与路径有关。

说明：

①一般地路程大于位移的大小，只有物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程。

②时刻与质点的位置对应，时间与质点的位移相对应。

③位移和路程永远不可能相等（类别不同，不能比较）

一言以蔽之：

位移是连接起点和终点的有向线段（指向终点）；路程就是物体实际运动轨迹的长度。

注意：

质点在同向直线运动中，质点所经过的位移和路程相等对吗？

这是初学者易犯的错误，矢量和标量。

物理量的表示：

方向+数值+单位

1.3、运动快慢与方向的描述——速度

速度：

表示质点的运动快慢和方向，是矢量。

它的大小用位移和时间的比值定义，

方向就是物体的运动方向，也是位移的变化方向，但不一定与位移方向相同。

平均速度：

定义：

运动物体位移和所用时间的比值叫做平均速度。

定义式：

=s/t

平均速的方向：

与位移方向相同。

说明：

①矢量：

有大小，有方向

②平均速度与一段时间（或位移）相对应

③平均速度与哪一段时间内计算有关

④平均速度计算要用定义式,不能乱套其它公式

⑤只有做匀变速直线运动的情况才有特殊（即是等于初末速度的一半）

此时平均速度的大小等于中时刻的瞬时速度,并且一定小于中位移速度

瞬时速度:

概念的引入:

由速度定义求出的速度实际上是平均速度,它表示运动物体在某段时间内的平均快慢程度,它只能粗略地描述物体的运动快慢,要精确地描述运动快慢,就要知道物体在某个时刻（或经过某个位置）时运动的快慢,因此而引入瞬时速度的概念.

瞬时速度的含义：

运动物体在某一时刻（或经过某一位置）时的速度,叫做瞬时速度.

瞬时速度是矢量，大小等于运动物体从该时刻开始做匀速运动时速度的大小。

方向：

物体经过某一位置时的速度方向，轨迹是曲线，则为该点的切线方向。

瞬时速率就是瞬时速度的大小，是标量。

平均速率表示运动快慢，是标量，指路程与所用时间的比值。

一言以蔽之：

平均速度就是总位移除以总时间；平均速率就是总路程除以总时间；速度、瞬时速度的大小分别等于速率、瞬时速率。

1.4、速度变化快慢的描述——加速度

物理意义：

描述速度变化快慢的物理量（包括大小和方向的变化）,

大小定义：

速度的变化与所用时间的比值。

定义式：

a=

（即单位时间内速度的变化）

加速度是矢量方向：

现象上与速度变化方向相同，本质上与质点所受合外力方向一致。

质点作加速直线运动时，a与v方向相同；作减速直线运动时，a与v方向相反。

1.5、匀速直线运动

1．定义：

在相等的时间里位移相等的直线运动叫做匀速直线运动．

2．特点：

a＝0，v=恒量．

3．位移公式：

S＝vt．

匀变速直线运动概念：

物体在一条直线上运动：

如果在相等时间内速度变化相等，这种运动叫匀变速直线运动。

（可以往返）如竖直上抛）

理解清楚：

速度、速度变化、速度变化的快慢V、△V、a无必然的大小决定关系。

加速度的符号表示方向。

（其正负只表示与规定的正方向比较的结果）。

为正值，表示加速度的方向与规定的正方向相同。

但并不表示加速运动。

为负值，表示加速度的方向与规定的正方向相反。

但并不表示减速运动。

判断质点作加减速运动的方法：

是加速度的方向与速度方向的比较，若同方向表示加速。

并不是由加速度的正负来判断。

有加速度并不表示速度有增加，只表示速度有变化，

是加速还是减速由加速度的方向与速度方向是否相同去判断。

a的矢量性：

a在v方向的分量，称为切向加速度，改变速度大小变化的快慢.

a在与v垂直方向的分量，称为法向加速度，改变速度方向变化的快慢.

所以a与v成锐角时加速，成钝角时减速

注意：

只要加速度恒定，那么物体就做匀变速运动，至于曲线还是直线，看加速度的方向与速度方向是否在同一条直线上，在一条直线便是匀变速直线运动，不在便是匀变速曲线运动。

规律方法1、灵活选取参照物

说明：

灵活地选取参照物，以相对速度求解有时会更方便。

2、明确位移与路程的关系

说明：

位移和路程的区别与联系。

位移是矢量，是由初始位置指向终止位置的有向线段；路程是标量，是物体运动轨迹的总长度。

一般情况位移的大小不等于路程，只有当物体作单向直线运动时路程才等于位移的大小。

3、充分注意矢量的方向性

说明：

特别要注意速度的方向性。

平均速度公式和加速度定义式中的速度都是矢量，要考虑方向。

本题中以返回A点时的速度方向为正，因此AB段的末速度为负。

注意：

平均速度和瞬时速度的区别。

平均速度是运动质点的位移与发生该位移所用时间的比值，它只能近似地描述变速运动情况，而且这种近似程度跟在哪一段时间内计算平均速度有关。

平均速度的方向与位移方向相同。

瞬时速度是运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度。

某时刻的瞬时速度，可以用该时刻前后一段时间内的平均速度来近似地表示。

该段时间越短，平均速度越近似于该时刻的瞬时速度，在该段时间趋向零时，平均速度的极限就是该时刻的瞬时速度。

PS：

在这里我们对于坐标系这样的知识没有提，希望大家能够好好看看坐标系中的X-t图像、V-t图像，并能够学会运用和判断，特别是V-t图像的斜率、面积分别具有什么意义这是要我们掌握的知识

1.6、自由落体运动，竖直上抛运动

1、自由落体运动：

只在重力作用下由静止开始的下落运动，因为忽略了空气的阻力，所以是一种理想的运动，是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。

2、自由落体运动规律

①速度公式：

②位移公式：

③速度—位移公式：

④下落到地面所需时间：

3、竖直上抛运动：

可以看作是初速度为v0，加速度方向与v0方向相反，大小等于的g的匀减速直线运动，可以把它分为向上和向下两个过程来处理。

（1）竖直上抛运动规律

①速度公式：

②位移公式：

③速度—位移公式：

两个推论：

上升到最高点所用时间

上升的最大高度

（2）竖直上抛运动的对称性

如图1－2－2，物体以初速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两点，C为最高点，则：

（1）时间对称性

物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理tAB＝tBA.

（2）速度对称性

物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等．

[关键一点]

在竖直上抛运动中，当物体经过抛出点上方某一位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段，因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解．

易错现象

1、忽略自由落体运动必须同时具备仅受重力和初速度为零

2、忽略竖直上抛运动中的多解

3、小球或杆过某一位置或圆筒的问题

第二章力：

2.1、力：

力是物体之间的相互作用，有力必有施力物体和受力物体。

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．

2.2、重力：

由于地球的吸引而使物体受到的力。

重力的大小G=mg，方向竖直向下。

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，

注意：

重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于万有引力．由于重力远大于向心力，一般情况下近似认为重力等于万有引力．

2.3、弹力：

（1）内容：

发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力的作用，这种力叫弹力。

（2）条件：

①接触；②形变。

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F=kx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．

2.4、摩擦力：

（1）摩擦力产生的条件：

接触面粗糙、有弹力作用、有相对运动（或相对运动趋势），三者缺一不可．

（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0

fm

（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、摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。

c、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。

d、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

2.5、力的合成与分解

标量和矢量：

（1）将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题．

（2）矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则：

标量用代数法；矢量用平行四边形定则或三角形定则．

（3）同一直线上矢量的合成可转为代数法，即规定某一方向为正方向，与正方向相同的物理量用正号代人，相反的用负号代人，然后求代数和，最后结果的正、负体现了方向，但有些物理量虽也有正负之分，运算法则也一样，但不能认为是矢量，最后结果的正负也不表示方向，如：

功、重力势能、电势能、电势等．

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．

（6）力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个互相垂直的坐标轴上，分解最终往往是为了求合力（某一方向的合力或总的合力）．

易错现象:

1．对含静摩擦力的合成问题没有掌握其可变特性

2．不能按力的作用效果正确分解力

3．没有掌握正交分解的基本方法

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．

易错现象：

1．不能正确判定弹力和摩擦力的有无；

2．不能灵活选取研究对象；

3．受力分析时受力与施力分不清。

第三章牛顿运动三定律

3.1、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．

3.2、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。

3.3、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．

3.4、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

3.5、牛顿运动定律的应用

35.1牛顿运动定律的应用

（一）

1、运用牛顿第二定律解题的基本思路

（1）通过认真审题，确定研究对象．

（2）采用隔离体法，正确受力分析．

（3）建立坐标系，正交分解力.

（4）根据牛顿第二定律列出方程．

（5）统一单位，求出答案．

2、解决连接体问题的基本方法是：

（1）选取最佳的研究对象．选取研究对象时可采取“先整体，后隔离”或“分别隔离”等方法．一般当各部分加速度大小、方向相同时，可当作整体研究，当各部分的加速度大小、方向不相同时，要分别隔离研究．

（2）对选取的研究对象进行受力分析，依据牛顿第二定律列出方程式，求出答案．

3、解决临界问题的基本方法是：

（1）要详细分析物理过程，根据条件变化或随着过程进行引起的受力情况和运动状态变化，找到临界状态和临界条件．

（2）在某些物理过程比较复杂的情况下，用极限分析的方法可以尽快找到临界状态和临界条件．

易错现象：

（1）加速系统中，有些同学错误地认为用拉力F直接拉物体与用一重力为F的物体拉该物体所产生的加速度是一样的。

（2）在加速系统中，有些同学错误地认为两物体组成的系统在竖直方向上有加速度时支持力等于重力。

（3）在加速系统中，有些同学错误地认为两物体要产生相对滑动拉力必须克服它们之间的最大静摩擦力。

3.5.2牛顿运动定律的应用

（二）

动力学的两类基本问题：

（1）已知物体的受力情况，确定物体的运动情况．基本解题思路是：

①根据受力情况，利用牛顿第二定律求出物体的加速度．

②根据题意，选择恰当的运动学公式求解相关的速度、位移等．

（2）已知物体的运动情况，推断或求出物体所受的未知力．基本解题思路是：

①根据运动情况，利用运动学公式求出物体的加速度．

②根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力，从而求出未知力．

（3）注意点：

①运用牛顿定律解决这类问题的关键是对物体进行受力情况分析和运动情况分析，要善于画出物体受力图和运动草图．不论是哪类问题，都应抓住力与运动的关系是通过加速度这座桥梁联系起来的这一关键．

②对物体在运动过程中受力情况发生变化，要分段进行分析，每一段根据其初速度和合外力来确定其运动情况；某一个力变化后，有时会影响其他力，如弹力变化后，滑动摩擦力也随之变化．

3.6、关于超重和失重：

在平衡状态时，物体对水平支持物的压力大小等于物体的重力．当物体在竖直方向上有加速度时，物体对支持物的压力就不等于物体的重力．当物体的加速度方向向上时，物体对支持物的压力大于物体的重力，这种现象叫超重现象．当物体的加速度方向向下时，物体对支持物的压力小于物体的重力，这种现象叫失重现象．对其理解应注意以下三点：

（1）当物体处于超重和失重状态时，物体的重力并没有变化．

（2）物体是否处于超重状态或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，即不取决于速度方向，而是取决于加速度方向．

（3）当物体处于完全失重状态（a=g）时，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等．

易错现象：

（1）当外力发生变化时，若引起两物体间的弹力变化，则两物体间的滑动摩擦力一定发生变化，往往有些同学解题时仍误认为滑动摩擦力不变。

（2）些同学在解比较复杂的问题时不认真审清题意，不注意题目条件的变化，不能正确分析物理过程，导致解题错误。

（3）些同学对超重、失重的概念理解不清，误认为超重就是物体的重力增加啦，失重就是物体的重力减少啦。

第四章物体的平衡

4.1、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）．

4.2、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