高一物理知识点总结【热】
总结是事后对某一阶段的学习、工作或其完成情况加以回顾和分析的一种书面材料,它可以提升我们发现问题的能力,让我们一起认真地写一份总结吧。那么总结要注意有什么内容呢?以下是小编精心整理的高一物理知识点总结,仅供参考,希望能够帮助到大家。
高一物理知识点总结1
研究静摩擦力
1.当物体具有相对滑动趋势时,物体间产生的摩擦叫做静摩擦,这时产生的摩擦力叫静摩擦力。
2.物体所受到的静摩擦力有一个限度,这个值叫静摩擦力。
3.静摩擦力的方向总与接触面相切,与物体相对运动趋势的方向相反。
4.静摩擦力的大小由物体的运动状态以及外部受力情况决定,与正压力无关,平衡时总与切面外力平衡。0≤F=f0≤fm
5.静摩擦力的大小与正压力接触面的粗糙程度有关。fm=μ0?N(μ≤μ0)
6.静摩擦有无的判断:概念法(相对运动趋势);二力平衡法;牛顿运动定律法;假设法(假设没有静摩擦)。
力的.等效/替代
1.如果一个力的作用效果与另外几个力的共同效果作用相同,那么这个力与另外几个力可以相互替代,这个力称为另外几个力的合力,另外几个力称为这个力的分力。
2.根据具体情况进行力的替代,称为力的合成与分解。求几个力的合力叫力的合成,求一个力的分力叫力的分解。合力和分力具有等效替代的关系。
力的平行四边形定则
1.力的平行四边形定则:如果用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形,则这两个邻边的对角线表示合力的大小和方向。
2.一切矢量的运算都遵循平行四边形定则。
高一物理知识点总结2
1.电容定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势U的比值,叫做电容器的电容
C=Q/U,式中Q指每一个极板带电量的绝对值
①电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量,跟电容器是否带电无关。
②电容的单位:在国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号是F。
常用单位有微法(μF),皮法(pF)1μF=10-6F,1pF=10-12F
2.平行板电容器的电容C:跟介电常数成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的.距离d成反比。
是电介质的介电常数,k是静电力常量;空气的介电常数最小。
3.电容器始终接在电源上,电压不变;电容器充电后断开电源,带电量不变。
高一物理知识点总结3
第5章
1、曲线运动:物体的运动轨迹为一条曲线的运动。曲线运动中,质点在某一点的速度(运动方向),沿曲线在这一点的切线方向。
2、曲线运动是变速运动。(速度方向时刻改变)
3、物体做曲线运动的条件:当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
4、类似力的合成与分解,运动也可以进行合成与分解。物体的一个运动结果可以和它参与几个运动的共同结果是相同的,我们把这个运动称为那几个运动的合运动,那几个运动称为这个运动的分运动。求几个运动的合运动叫运动的合成,求一个运动的几个分运动叫运动的分解。运动的合成与分解遵循平行四边形定则和三角形定则。在高中阶段,运动的合成与分解通常指运动学量(x,v,a,F)的合成与分解。
重要结论:
(1)两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动。
(2)一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动。
(3)两个直线运动的合运动可以是曲线运动也可以是直线运动。
(4)合运动与分运动具有同时性,独立性,同体性
5、抛体运动:物体只在重力作用下,以一定的初速度抛出所发生的运动。分类:平抛运动,竖直上抛,斜抛运动。
特别注意:做抛体运动的物体只受重力,加速度都为g,它们都是匀变速运动。研究抛体运动的方法:
运动的合成与分解、化曲为直的思想
Omv0x6、平抛运动:物体只在重力作用下,以一定的水平初速度v0抛出所发生的运动。如右图所示:s平抛运动的规律:
hv水平方向的分运动:速度为v00的匀速直线运动分速度:v0;分位移:xv0tvyv竖直方向的分运动:自由落体运动分速度:vgt;v22gh;分位移:h1gt2yy2
y平抛运动的速度:vv2v2vy0y方向:tanv0平抛运动的位移:sx2h2方向:tanhx7、圆周运动:物体沿着圆周运动。描述圆周运动的物理学量及其单位:
v(m/s),(rad/s),n(r/s),T(s),an,a(m/s2)
各物理量间关系:vlt,t,n圈数时间,v2rT,2T,vr,n1T向心加速度表达式:av22nr2r(T)2rxmv22m2rm()2r向心力表达式:FnmanrT特别说明:匀速圆周运动中,质点的线速度大小、向心加速度大小、角速度、周期不变,
但是线速度方向、向心加速度方向时刻变化,所以匀速圆周运动是变加速运动。匀速圆周运动中,物体所受合力完全等于向心力。
变速圆周运动、一般的曲线运动中,物体所受合力一部分提供向心力,一部分提供切向力。
第6章
1、日心说比地心说更完善,但是日心说的观点并非都正确。
2、开普勒行星运动定律:
(1)所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。(2)对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。(3)所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。3、在高中阶段,把行星运动当做匀速圆周运动来处理。
4、万有引力定律:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在他们的连线上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比,与它们之间的距离r的二次方成反比。即:FGm1m21122,其中G叫做引力常量,G6.6710Nm/kg2r5、两个重要的等量关系:
(1)设天体M表面的重力加速度为g,忽略该天体自转,则一质量为m的物体在该天体表面所受重力等于该天体对物体的万有引力。即:
mgGMm,其中r为物体到天体中心的距离2r(2)在高中阶段,天体的运动当做匀速圆周运动来处理,环绕天体所受万有引力提供向心力。即:
Gma向2r
2MmvGm2rr
MmG2mr2rMm22)G2mr(rT
6、宇宙速度:
MmF万有引力Fn
a向GMr2卫星轨道半径越大,向心加速度越小。卫星轨道半径越大,速度越小。卫星轨道半径越大,角速度越小。
vGMrGMr3r3GMT2卫星轨道半径越大,周期越大。
第一宇宙速度:物体在天体表面附近做匀速圆周运动的速度。vGM,其中M、RR为天体的质量、半径。
对于地球来说,第一宇宙速度为7.9km/s又叫最小的发射速度、最大的环绕速度;第二宇宙速度为11.2km/s又叫脱离速度,挣脱地球的引力,绕太阳运动;第三宇宙速度为16.7km/s又叫逃逸速度,挣脱太阳的引力,逃离太阳系。
第7章
1、功:力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。即:
WFlcos
功是标量,在SI单位制中单位是焦耳,1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。即:1J=1Nm
2、正功、负功取决于公式中力与运动方向的夹角:当02时,力对物体做正功,该力一定是动力;当2时,力对物体做负功,该力一定是阻力;当2时,力对物体不做功,该力一定垂直物体运动方向。
3、求总功的方法:
(1)求各个力做的功的代数和WW1W2W3
(2)先求合力,再求合力做的功WF合lcos
4、功率:描述做功快慢的物理量,我们把功W跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率。即:PW功率是标量,在SI单位制中单位是瓦特,1W=1J/st额定功率:在正常情况下可以长时间工作的最大功率。
功率与速度的关系:一个力对物体做功的功率,等于这个力的大小、受力物体运动速度大小、力与速度方向夹角余弦三者的乘积,即:P解决汽车的两种启动问题关键:1、正确分析物理过程。2、抓住两个基本公式:
(1)功率公式:PFv,其中P是汽车的功率,F是汽车的牵引力,v是汽车的速度。
(2)牛顿第二定律:Ffma,如图1所示。
mg正确分析启动过程中P、F、f、v、a的变化抓住不变量、变图1化量及变化关系。
5、重力势能:物体凭借其位置而具有的能量,物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的.乘积。即:Epmgh
重力做功的特点:重力对物体做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体的运动路径无关。
重力做功与重力势能变化量的关系:WGEp1Ep2Ep(功是能量转化的量度)
(1)重力做正功,物体的重力势能一定减少,减少量等于重力做功的大小
(2)重力做负功,物体的重力势能一定增加,增加量等于重力做功的绝对值
重力势能是标量,它的大小与参考平面选取有关,在参考面上物体的重力势能为0,在fFNFvcos参考面以上物体具有的重力势能为正值,在参考面以下其值为负。
重力势能的系统性指一个物体的重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的。
6、弹簧弹力做功与弹簧的弹性势能关系:
W弹Ep1Ep2Ep(功是能量转化的量度)
(1)弹力做正功,弹簧的弹性势能一定减少,减少量等于弹力做功的大小(2)弹力做负功,弹簧的弹性势能一定增加,增加量等于弹力做功的绝对值弹性势能的表达式:Ep12kx212mv2
7、动能:物体由于运动而具有的能量,动能的表达式:Ek动能定理:力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化,即:
W总Ek2Ek1(功是能量转化的量度)
8、机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。即:E1E2机械能守恒条件:只有重力或弹簧弹力做功
9、验证机械能守恒定律:
实验器材:铁架台、打点计时器、纸带、学生电源(低压交流电源)、重锤(重物)、复写纸、刻度尺、导线
实验原理:重力势能的减少量等于动能的增加量,即:mgh12mv其中h为下落的高2度,v为某点的瞬时速度,v等于与该点相邻的两点间的平均速度实验误差分析:实验中由于阻力的存在,所以mgh12mv2实验数据:若以
12v为纵轴,以gh为横轴做图像,图像应该是过原点的倾斜直线,斜2率为重力加速度g
10、能量守恒定律:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。能源耗散过程中反映能量转化的方向性。
选修3-1第1章
1、两种电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。物体带电的三种方式:摩擦起电、感应起电、接触起电
使物体带电的实质:电荷从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分。
静电感应:靠近带电体一端带异种电荷(近异),远离带电体一端带同种电荷(远同)
2、电荷守恒定律:电荷既不能创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中,电荷的总量保持不变。一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。
3、电荷量(电量):电荷的多少,用Q、q表示,单位:库仑,用C表示。自然界最小的电荷量叫元电荷,用e表示,e1.61019C,自然界中任何带电体所带电量都是e的整数倍。
比荷(荷质比):带电体的电量与质量的比值
4、库仑定律:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。即:Fkq1q2922其中k为静电力常量,k9.010Nm/C2r
5、电场强度(场强):描述电场强弱和方向的物理量,电场中某点的场强等于试探电荷所受电场力与该电荷电量的比值。即:EF,国际单位:V/m、N/Cq特别说明:电场强度与F、q无关
方向规定:电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同,跟负电荷在该点受力方向相反。
电荷间的相互作用是通过电场发生的,电场是客观存在的一种物质。真空中点电荷产生的电场场强表达式:EkQ,其中Q是场源电荷的电量r2若场源电荷是多个点电荷,电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
6、电场线:电场线上某点切线方向为该点的电场强度的方向,电场线的疏密表示电场的强弱。
电场线的特点:
(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。
(2)电场线在电场中不相交,电场线是假想的曲线。
7、匀强电场:电场中各点电场强度的大小相等、方向相同。匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。
8、静电力做功的特点:静电力做的功与电荷的起点到终点沿电场方向的距离有关,与电荷的运动路径无关。
静电力做的功等于电势能的减少量:WABEpAEpB
电荷在某点的电势能等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。
9、电势:电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值。即:Epq式中各个量数值有正负之分,电势是标量,单位:伏特用V表示
特别说明:电势与EP、q无关
零电势(零电势能)位置的选取:通常选取无限远处或大地,电势和电势能都有正负值。
10、等势面:电场中电势相同的各点构成的面
电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
11、电势差:电场中两点间电势的差值。记作:
UABAB,UBABA
电场力做功与电势差的关系:WABqUAB
12、电势差与电场强度的关系:UABEd
13、静电现象的应用:静电除尘、静电喷涂、静电复印
静电平衡状态:指导体处于静电平衡状态,其内部场强为0。
处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,它的表面是个等势面。静电屏蔽就是利用了静电平衡原理。
静电平衡时,导体上的电荷分布有两个特点:
(1)导体内没有电荷,电荷只分布在导体的外表面;
(2)在导体表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷。
C
14、电容器的电容:电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值,即:
其中C的大小与Q、U无关。单位:法拉,用F表示,还有常用单位:F,pF1F106F1012pF
电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。对于平行板电容器的电容:CQUs,是极板间电介质的相对介电常数,s是两极4kd板相对面积,d为极板间距,k为静电力常量,C的大小取决于,s,k,d的大小。有关结论:
(1)正电荷沿电场线的方向,电场力做正功,电势能减少,电场的电势降低
(2)正电荷逆电场线的方向,电场力做负功,电势能增加,电场的电势升高
(3)负电荷沿电场线的方向,电场力做负功,电势能增加,电场的电势降低
(4)负电荷逆电场线的方向,电场力做正功,电势能减少,电场的电势升高
(5)在匀强电场中电场线的方向就是电场的方向
(6)沿电场线的方向,电场的电势逐渐降低。
高一物理知识点总结4
1.物体做功的条件:①力②在力的`方向上发生位移
2.公式:W=FLcosα F—力L—位移α—力与位移的夹角
3.单位:焦耳J 1J=1N·m标量
4.正功与负功①α=π/2不做功②α<π/2正功③π/2 <α<=π负功
5.当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力对物体所做的总功,等于各个力分别对物体所做功的代数和。
高一物理知识点总结5
一、时刻与时间间隔的关系
时间间隔能展示运动的一个过程,时刻只能显示运动的一个瞬间。对一些关于时间间隔和时刻的表述,能够正确理解。例如:第3s末、3s时、第4s初……均为时刻;3s内、第3s、第2s至第3s内……均为时间间隔。区别:时刻在时间轴上表示一点,时间间隔在时间轴上表示一段。
二、路程与位移的关系
位移表示位置变化,用由初位置到末位置的有向线段表示,是矢量。路程是运动轨迹的长度,是标量。只有当物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程。一般情况下,路程≥位移的大小。
三、运动图像的含义和应用
由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的.关系,所以在解题的过程中被广泛应用。在运动学中,经常用到的有x-t图象和v—t图象。
1.理解图象的含义:(1)x-t图象是描述位移随时间的变化规律。(2)v—t图象是描述速度随时间的变化规律。
2.了解图象斜率的含义:(1)x-t图象中,图线的斜率表示速度。(2)v—t图象中,图线的斜率表示加速度。
高一物理知识点总结6
1.库仑定律电荷力,万有引力引场力,好像是孪生兄弟,kQq与r平方比。
2.电荷周围有电场,F比q定义场强。KQ比r2点电荷,U比d是匀强电场。
3.电场强度是矢量,正电荷受力定方向。描绘电场用场线,疏密表示弱和强。
4.场能性质是电势,场线方向电势降。场力做功是qU,动能定理不能忘。
5.电场中有等势面,与它垂直画场线。方向由高指向低,面密线密是特点。
高一物理知识点
力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则(三角形法则,很少用):把一个已知力作为平行四边形的对角线,那么与已知力共点的平行四边形的两条邻边就表示已知力的两个分力。然而,如果没有其他限制,对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形。
为此,在分解某个力时,常可采用以下两种方式:
①按照力产生的实际效果进行分解——先根据力的实际作用效果确定分力的方向,再根据平行四边形定则求出分力的大小。
②根据“正交分解法”进行分解——先合理选定直角坐标系,再将已知力投影到坐标轴上求出它的两个分量。
关于第②种分解方法,我们将在这里重点讲一下按实际效果分解力的几类典型问题:放在水平面上的物体所受斜向上拉力的分解将物体放在弹簧台秤上,注意弹簧台秤的示数,然后作用一个水平拉力,再使拉力的方向从水平方向缓慢地向上偏转,台秤示数逐渐变小,说明拉力除有水平向前拉物体的效果外,还有竖直向上提物体的.效果。
所以,可将斜向上的拉力沿水平向前和竖直向上两个方向分解。斜面上物体重力的分解所示,在斜面上铺上一层海绵,放上一个圆柱形重物,可以观察到重物下滚的同时,还能使海绵形变有压力作用,从而说明为什么将重力分解成F1和F2这样两个分力。
1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1>F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)
注:
(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;
(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;
(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。
高一物理知识点总结7
1.在曲线运动中,质点在某一时刻(某一位置)的速度方向是在曲线上这一点的切线方向。
2.物体做直线或曲线运动的条件:
(已知当物体受到合外力F作用下,在F方向上便产生加速度a)(1)若F(或a)的方向与物体速度v的方向相同,则物体做直线运动;(2)若F(或a)的方向与物体速度v的方向不同,则物体做曲线运动。
3.物体做曲线运动时合外力的方向总是指向轨迹的凹的一边。
4.平抛运动:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,不计空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动。分运动:
(1)在水平方向上由于不受力,将做匀速直线运动;
(2)在竖直方向上物体的初速度为零,且只受到重力作用,物体做自由落体运动。
5.以抛点为坐标原点,水平方向为x轴(正方向和初速度的方向相同),竖直方向为y轴,正方向向下.
6.速度
①水平分速度:
②竖直分速度:
③t秒末的合速度
④任意时刻的运动方向可用该点速度方向与x轴的正方向的夹角表示
7.匀速圆周运动:质点沿圆周运动,在相等的时间里通过的圆弧长度相同。
8.描述匀速圆周运动快慢的物理量
(1)线速度v:质点通过的弧长和通过该弧长所用时间的比值,即v=s/t,单位m/s;属于瞬时速度,既有大小,也有方向。方向为在圆周各点的切线方向上
9.匀速圆周运动是一种非匀速曲线运动,因而线速度的方向在时刻改变
(2)角速度:ω=φ/t(φ指转过的角度,转一圈φ为),单位rad/s或1/s;对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度是恒定的(3)周期T,频率:f=1/T
(4)线速度、角速度及周期之间的关系:
10.向心力:向心力就是做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力,向心力只改变运动物体的速度方向,不改变速度大小。
11.向心加速度:描述线速度变化快慢,方向与向心力的方向相同,
12.注意:
(1)由于方向时刻在变,所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变加速运动。
(2)做匀速圆周运动的物体,向心力方向总指向圆心,是一个变力。
(3)做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力。
13.离心运动:做匀速圆周运动的物体,在所受的合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的'向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动万有引力定律及其应用
1.万有引力定律:引力常量G=6.67×Nm2/kg2
2.适用条件:可作质点的两个物体间的相互作用;若是两个均匀的球体,r应是两球心间距.(物体的尺寸比两物体的距离r小得多时,可以看成质点)
3.万有引力定律的应用:(中心天体质量M,天体半径R,天体表面重力加速度g
(1)万有引力=向心力(一个天体绕另一个天体作圆周运动时)
(2)重力=万有引力
地面物体的重力加速度:mg=Gg=G≈9.8m/s2高空物体的重力加速度:mg=Gg=G0.这表示力F对物体做正功。如人用力推车前进时,人的推力F对车做正功。
(3)当α大于90度小于等于180度时,cosα例如,竖直向上抛出的球,在向上运动的过程中,重力对球做了-6J的功,可以说成球克服重力做了6J的功。说了“克服”,就不能再说做了负功
4.动能是标量,只有大小,没有方向。表达式
5.重力势能是标量,表达式
(1)重力势能具有相对性,是相对于选取的参考面而言的。因此在计算重力势能时,应该明确选取零势面。
(2)重力势能可正可负,在零势面上方重力势能为正值,在零势面下方重力势能为负值。
6.动能定理:
W为外力对物体所做的总功,m为物体质量,v为末速度,为初速度解答思路:
①选取研究对象,明确它的运动过程。
②分析研究对象的受力情况和各力做功情况,然后求各个外力做功的代数和。
③明确物体在过程始末状态的动能和。
④列出动能定理的方程。
7.机械能守恒定律:(只有重力或弹力做功,没有任何外力做功。)解题思路:
①选取研究对象----物体系或物体
②根据研究对象所经历的物理过程,进行受力,做功分析,判断机械能是否守恒。
③恰当地选取参考平面,确定研究对象在过程的初、末态时的机械能。
④根据机械能守恒定律列方程,进行求解。
8.功率的表达式:,或者P=FV功率:描述力对物体做功快慢;是标量,有正负
9.额定功率指机器正常工作时的最大输出功率,也就是机器铭牌上的标称值。实际功率是指机器工作中实际输出的功率。机器不一定都在额定功率下工作。实际功率总是小于或等于额定功率。
10、能量守恒定律及能量耗散
高一物理知识点总结8
主要知识点
(一)运动的描述
1.内容标准
(1)通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。
例1了解亚里士多德?关于力与运动的主要观点和研究方法。
例2了解伽利略?的实验研究工作,认识伽利略有关实验的科学思想和方法?。
(2)通过对质点?的认识,了解物理学研究中物理模型的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用。
例3认识在哪些情况下,可以把物体看成质点。
(3)经历匀变速直线运动?的实验研究过程,理解位移、速度和加速度,了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。
例4用打点计时器?、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动。
例5通过史实,了解伽利略研究自由落体运动?所用的实验和推理方法。
(4)能用公式和图像描述?匀变速直线运动,体会数学在研究物理问题中的重要性。
2.活动建议
(1)通过实验研究质量相同、大小不同的物体在空气中下落的情况,从中了解空气对落体运动的影响。
(2)通过查找资料等方式,了解并讨论伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。
(二)相互作用与运动规律
1.内容标准
(1)通过实验认识滑动摩擦?、静摩擦?的规律,能用动摩擦因数?计算摩擦力。
(2)知道常见的形变,通过实验了解物体的弹性,知道胡克定律?。
例1调查日常生活和生产中所用弹簧的形状及使用目的(如获得弹力或减缓振动等)。
例2制作一个简易弹簧秤?,用胡克定律解释其工作原理。
(3)通过实验,理解力的合成与分解,知道共点力的平衡条件,区分矢量与标量,用力的合成与分解分析日常生活中的问题。
例3研究两个大小相等的共点力在不同夹角时的合力大小。
(4)通过实验,探究加速度与物体质量、物体受力的关系。理解牛顿运动定律?,用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。通过实验认识超重和失重现象。
例4通过实验测量加速度、力、质量,分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像,根据图像写出加速度与力、质量的关系式。体会探究过程中所用的科学方法?。
例5根据牛顿第二定律?说明物体所受的重力与质量的关系。
(5)认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。
例6在等式?中给定k= 1,从而定义力的单位。
2.活动建议
(1)调查日常生活和生产中利用静摩擦?的事例。
(2)通过各种活动,例如乘坐电梯、到游乐场乘坐过山车等,了解和体验失重与超重。
(3)根据牛顿第二定律,设计一种能显示加速度大小的装置。
(4)通过听讲座、看录像等活动,了解宇航员的生活,了解在人造卫星上进行微重力?条件下的实验,尝试设计一种在人造卫星或宇宙飞船上进行微重力条件下的实验方案。
高一物理必修一知识点总结
一、运动学的基本概念
1、参考系:运动是绝对的,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系在而言的。通常以地面为参考系。
2、质点:
(1)定义:用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型,是科学的抽象。
(2)物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。且物体能否看成质点,要具体问题具体分析。
(3)物体可被看做质点的几种情况:
①平动的物体通常可视为质点。
②有转动但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点。
③同一物体,有时可看成质点,有时不能.当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时,不能把物体看做质点,反之,则可以。
【注】质点并不是质量很小的点,要区别于几何学中的“点”。
3、时间和时刻:
时刻是指某一瞬间,用时间轴上的一个点来表示,它与状态量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔,用时间轴上的一段线段来表示,它与过程量相对应。
4、位移和路程:
位移用来描述质点位置的变化,是质点的由初位置指向末位置的有向线段,是矢量;
路程是质点运动轨迹的长度,是标量。
5、速度:
用来描述质点运动快慢和方向的物理量,是矢量。
(1)平均速度:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其定义式为,方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。
(2)瞬时速度:是质点在某一时刻或通过某一位置的速度,瞬时速度简称速度,它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。
6、加速度:用量描述速度变化快慢的的物理量,其定义式为
加速度是矢量,其方向与速度的变化量方向相同(注意与速度的方向没有关系),大小由两个因素决定。
补充:速度与加速度的关系
1、速度与加速度没有必然的关系,即:
(1)速度大,加速度不一定也大;
(2)加速度大,速度不一定也大;
(3)速度为零,加速度不一定也为零;
(4)加速度为零,速度不一定也为零。
2、当加速度a与速度V方向的关系确定时,则有:
(1)若a与V方向相同时,不管a如何变化,V都增大。
(2)若a与V方向相反时,不管a如何变化,V都减小。
二、匀变速直线运动的规律及其应用
1、定义:在任意相等的时间内速度的变化都相等的直线运动。
2、匀变速直线运动的基本规律,可由下面四个基本关系式表示:
(1)速度公式
(2)位移公式
(3)速度与位移式
(4)平均速度公式
3、几个常用的推论:
(1)任意两个连续相等的时间T内的'位移之差为恒量
△x=x2-x1=x3-x2=……=xn-xn-1=aT2
(2)某段时间内时间中点瞬时速度等于这段时间内的平均速度。
(3)一段位移内位移中点的瞬时速度v中与这段位移初速度v0和末速度vt的关系为
。
4、初速度为零的匀加速直线运动的比例式(2)初速度为零的匀变速直线运动中的几个重要结论:
①1T末,2T末,3T末……瞬时速度之比为:
v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n
②第一个T内,第二个T内,第三个T内……第n个T内的位移之比为:
x1∶x2∶x3∶……∶xn=1∶3∶5∶……∶(2n-1)
③1T内,2T内,3T内……位移之比为:
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶……∶xN=1∶4∶9∶……∶n2
④通过连续相等的位移所用时间之比为:
t1∶t2∶t3∶……∶tn=
三、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
如下图,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。
【注】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。
四、运动的图象,运动的相遇和追及问题
1、图象:
(1)x—t图象
①物理意义:反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。
②表示物体处于静止状态
③图线斜率的意义:
图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小;
图线上某点切线的斜率的正负表示物体方向。
④两种特殊的x-t图象
匀速直线运动的x-t图象是一条过原点的直线;
若x-t图象是一条平行于时间轴的直线,则表示物体处于静止状态。
(2)v—t图象
①物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律。
②图线斜率的意义:
a.图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小
b.图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向
③图象与坐标轴围成的“面积”的意义:
a.图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小。
b.若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向。
③常见的两种图象形式:
a.匀速直线运动的v-t图象是与横轴平行的直线
b.匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线
2、相遇和追及问题:
这类问题的关键是两物体在运动过程中,速度关系和位移关系,要注意寻找问题中隐含的临界条件,通常有两种情况:
(1)物体A追上物体B:开始时,两个物体相距x0,则A追上B时必有,且。
(2)物体A追赶物体B:开始时,两个物体相距x0,要使A与B不相撞,则有
易错现象:
1、混淆x—t图象和v-t图象,不能区分它们的物理意义
2、不能正确计算图线的斜率、面积
3、在处理汽车刹车、飞机降落等实际问题时注意,汽车、飞机停止后不会后退
五、力/重力/弹力/摩擦力
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、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。
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
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 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 六、力的合成和分解 1、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。 2、力的合成与分解: (1)合力与分力 (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。 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、的合力公式: 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: (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 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 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。 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: 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; 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。 易错现象: (1)不能灵活应用整体法和隔离法; (2)不注意动态平衡中边界条件的约束; (3)不能正确制定临界条件。 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。 1)匀变速直线运动 1.平均速度V平=s/t(定义式)2.有用推论Vt2-Vo2=2as 3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at 5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t 7.加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0} 8.实验用推论Δs=aT2{Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差} 9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。 注: (1)平均速度是矢量; (2)物体速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式; (4)其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。 2)自由落体运动 1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt2=2gh 注: (1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律; (2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。 (3)竖直上抛运动 1.位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2) 3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs4.上升高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起) 5.往返时间t=2Vo/g(从抛出落回原位置的时间) 注: (1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值; (2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性; (3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。 二、质点的运动 (2)----曲线运动、万有引力 1)平抛运动 1.水平方向速度:Vx=Vo2.竖直方向速度:Vy=gt 3.水平方向位移:x=Vot4.竖直方向位移:y=gt2/2 5.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0 7.合位移:s=(x2+y2)1/2, 位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo 8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g 注: (1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成; (2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关; (3)θ与β的关系为tgβ=2tgα; (4)在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。 2)匀速圆周运动 1.线速度V=s/t=2πr/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf 3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合 5.周期与频率:T=1/f6.角速度与线速度的关系:V=ωr 7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同) 8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。 注: (1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心; (2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变。 3)万有引力 1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)} 2.万有引力定律:F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在它们的连线上) 3.天体上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2{R:天体半径(m),M:天体质量(kg)} 4.卫星绕行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天体质量} 5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s 6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半径} 注: (1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万; (2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等; (3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同; (4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反); (5)地球卫星的环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。 三、力(常见的力、力的合成与分解) 1)常见的力 1.重力G=mg(方向竖直向下,g=9.8m/ s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近) 2.胡克定律F=kx{方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m)} 3.滑动摩擦力F=μFN{与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)} 4.静摩擦力0≤f静≤fm(与物体相对运动趋势方向相反,fm为静摩擦力) 5.万有引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在它们的连线上) 6.静电力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109Nm2/C2,方向在它们的连线上) 7.电场力F=Eq(E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同) 8.安培力F=BILsinθ(θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L时:F=0) 9.洛仑兹力f=qVBsinθ(θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0) 注: (1)劲度系数k由弹簧自身决定; (2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定; (3)fm略大于μFN,一般视为fm≈μFN; (4)其它相关内容:静摩擦力(大小、方向)〔见第一册P8〕; (5)物理量符号及单位B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V:带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C); (6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。 2)力的合成与分解 1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1>F2) 2.互成角度力的合成: F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2 3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2| 4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx) 注: (1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则; (2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立; (3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图; (4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小; (5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。 四、动力学(运动和力) 1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,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.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致} 3.牛顿第三运动定律:F=-F{负号表示方向相反,F、F各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动} 4.共点力的平衡F合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理} 5.超重:FN>G,失重:FN 6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子〔见第一册P67〕 注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。 五、振动和波(机械振动与机械振动的传播) 1.简谐振动F=-kx{F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向} 2.单摆周期T=2π(l/g)1/2{l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ<100;l>>r} 3.受迫振动频率特点:f=f驱动力 4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用〔见第一册P175〕 5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕 6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定} 7.声波的波速(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波) 8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大 9.波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同) 10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小〔见第二册P21〕} 注: (1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,取决于振动系统本身; (2)加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处,减弱区则是波峰与波谷相遇处; (3)波只是传播了振动,介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式; (4)干涉与衍射是波特有的; (5)振动图象与波动图象; (6)其它相关内容:超声波及其应用〔见第二册P22〕/振动中的能量转化〔见第一册P173〕。 六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化) 1.动量:p=mv{p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同} 3.冲量:I=Ft{I:冲量(Ns),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F决定} 4.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo{Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式} 5.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’也可以是m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0{即系统的动量和动能均守恒} 7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm{ΔEK:损失的动能,EKm:损失的动能} 8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm{碰后连在一起成一整体} 9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰: v1=(m1-m2)v1/(m1+m2)v2=2m1v1/(m1+m2) 10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒) 11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对{vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移}注: (1)正碰又叫对心碰撞,速度方向在它们“中心”的连线上; (2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算; (3)系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力,则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等); (4)碰撞过程(时间极短,发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒; (5)爆炸过程视为动量守恒,这时化学能转化为动能,动能增加;(6)其它相关内容:反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行〔见第一册P128〕。 七、功和能(功是能量转化的量度) 1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角} 2.重力做功:Wab=mghab{m:物体的质量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)} 3.电场力做功:Wab=qUab{q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb} 4.电功:W=UIt(普适式){U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)} 5.功率:P=W/t(定义式){P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)} 6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平{P:瞬时功率,P平:平均功率} 7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车行驶速度(vmax=P额/f) 8.电功率:P=UI(普适式){U:电路电压(V),I:电路电流(A)} 9.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)} 10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt 11.动能:Ek=mv2/2{Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)} 12.重力势能:EP=mgh{EP:重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)} 13.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)} 14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加): W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK {W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)} 15.机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2 16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP 注: (1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少; (2)O0≤α<90O做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该 力不做功); (3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少 (4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV= 1.60×10-19J;_(7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。 八、分子动理论、能量守恒定律 1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米 2.油膜法测分子直径d=V/s{V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积(m)2} 3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。 4.分子间的引力和斥力(1)r (2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子势能=Emin(最小值) (3)r>r0,f引>f斥,F分子力表现为引力 (4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0 5.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的),W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕} 6.热力学第二定律 克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性); 开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕} 7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)}注: (1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈; (2)温度是分子平均动能的标志; 3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快; (4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小; (5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0;温度升高,内能增大δu>0;吸收热量,Q>0 (6)物体的`内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零; (7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离; (8)其它相关内容:能的转化和定恒定律〔见第二册P41〕/能源的开发与利用、环保〔见第二册P47〕/物体的内能、分子的动能、分子势能〔见第二册P47〕。 九、气体的性质 1.气体的状态参量: 温度:宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志, 热力学温度与摄氏温度关系:T=t+273{T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)} 体积V:气体分子所能占据的空间,单位换算:1m3=103L=106mL 压强p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力,标准大气压:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2) 2.气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大 3.理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=恒量,T为热力学温度(K)} 注: (1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关; (2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的单位,t为摄氏温度(℃),而T为热力学温度(K)。 十、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109Nm2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引} 3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)} 4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量} 5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)} 6.电场力:F=qE{F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)} 7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q 8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)} 9.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)} 10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值} 11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值) 12.电容C=Q/U(定义式,计算式){C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)} 13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器〔见第二册P111〕 14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d) 抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m 注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分; (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直; (3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98]; (4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关; (5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面; (6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF; (7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J; (8)其它相关内容:静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕。 十一、恒定电流 1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)} 2.欧姆定律:I=U/R{I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ωm),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)} 4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外 {I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)} 5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)} 6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)} 7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R 8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率} 9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比) 电阻关系(串同并反)R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+ 电流关系I总=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+ 电压关系U总=U1+U2+U3+U总=U1=U2=U3 功率分配P总=P1+P2+P3+P总=P1+P2+P3+ 10.欧姆表测电阻 (1)电路组成(2)测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小 (3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。 (4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。 11.伏安法测电阻 电流表内接法: 电压表示数:U=UR+UA 电流表外接法: 电流表示数:I=IR+IV Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R) 选用电路条件Rx>>RA[或Rx>(RARV)1/2] 选用电路条件Rx< 12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法 限流接法 电压调节范围小,电路简单,功耗小 便于调节电压的选择条件Rp>Rx 电压调节范围大,电路复杂,功耗较大 便于调节电压的选择条件Rp 注1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω (2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大; (3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻; (4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大;5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率,此时的输出功率为E2/(2r); (6)其它相关内容:电阻率与温度的关系半导体及其应用超导及其应用〔见第二册P127〕。 十二、磁场 1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T),1T=1N/Am 2.安培力F=BIL;(注:L⊥B){B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)} 3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第二册P155〕{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)} 4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种): (1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0 (2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。注: (1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负; (2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握〔见图及第二册P144〕;(3)其它相关内容:地磁场/磁电式电表原理〔见第二册P150〕/回旋加速器〔见第二册P156〕/磁性材料 十三、电磁感应 1.[感应电动势的大小计算公式] 1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率} 2)E=BLV垂(切割磁感线运动){L:有效长度(m)} 3)Em=nBSω(交流发电机的感应电动势){Em:感应电动势峰值} 4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)} 2.磁通量Φ=BS{Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)} 3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极} _4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),ΔI:变化电流,t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)} 注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点〔见第二册P173〕;(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:1H=103mH=106μH。(4)其它相关内容:自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。 十四、交变电流(正弦式交变电流) 1.电压瞬时值e=Emsinωt电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf) 2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总 3.正(余)弦式交变电流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/2 4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系 U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出 5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损=(P/U)2R;(P损:输电线上损失的功率,P:输送电能的总功率,U:输送电压,R:输电线电阻)〔见第二册P198〕; 6.公式1、2、3、4中物理量及单位:ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);S:线圈的面积(m2);U输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。 运动图象(只研究直线运动) 1、x—t图象(即位移图象) (1)、纵截距表示物体的初始位置。 (2)、倾斜直线表示物体作匀变速直线运动,水平直线表示物体静止,曲线表示物体作变速直线运动。 (3)、斜率表示速度。斜率的绝对值表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向。 2、v—t图象(速度图象) (1)、纵截距表示物体的初速度。 (2)、倾斜直线表示物体作匀变速直线运动,水平直线表示物体作匀速直线运动,曲线表示物体作变加速直线运动(加速度大小发生变化)。 (3)、纵坐标表示速度。纵坐标的绝对值表示速度的大小,纵坐标的正负表示速度的方向。 (4)、斜率表示加速度。斜率的绝对值表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向。 (5)、面积表示位移。横轴上方的面积表示正位移,横轴下方的面积表示负位移。 实验:用打点计时器测速度 1、两种打点即使器的异同点 2、纸带分析; (1)、从纸带上可直接判断时间间隔,用刻度尺可以测量位移。 (2)、可计算出经过某点的瞬时速度 (3)、可计算出加速度 高一物理必修一知识点归纳6 1、功 (1)功的概念:一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生一段位移,我们就说这个力对物体做了功。力和在力的方向上发生位移,是做功的两个不可缺少的因素。 (2)功的计算式:力对物体所做的功的大小,等于力的大小、位移的.大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积:W=Fscosα。 (3)功的单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J。1J就是1N的力使物体在力的方向上发生lm位移所做的功。 2、功的计算 ⑴恒力的功:根据公式W=Fscosα,当00≤a<900时,cosα>0,W>0,表示力对物体做正功;当α=900时,cosα=0,W=0,表示力的方向与位移的方向垂直,力不做功;当900<α<1800时,cosα<0,W<0,表示力对物体做负功,或者说物体克服力做了功。 (2)合外力的功:等于各个力对物体做功的代数和,即:W合=W1+W2+W3+…… (3)用动能定理W=ΔEk或功能关系求功。功是能量转化的量度。做功过程一定伴随能量的转化,并且做多少功就有多少能量发生转化。 3、功和冲量的比较 (1)功和冲量都是过程量,功表示力在空间上的积累效果,冲量表示力在时间上的积累效果。 (2)功是标量,其正、负表示是动力对物体做功还是物体克服阻力做功。冲量是矢量,其正、负号表示方向,计算冲量时要先规定正方向。 (3)做功的多少由力的大小、位移的大小及力和位移的夹角三个因素决定。冲量的大小只由力的大小和时间两个因素决定。力作用在物体上一段时间,力的冲量不为零,但力对物体做的功可能为零。 4、一对作用力和反作用力做功的特点 ⑴一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零。 ⑵一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零(静摩擦力)、可能为负(滑动摩擦力),但不可能为正。 一、质点 1、定义:用来代替物体而具有质量的点。 2、实际物体看作质点的条件:当物体的大小和形状相对于所要研究的问题可以忽略不计时,物体可看作质点。 二、描述质点运动的物理量 1、时间:时间在时间轴上对应为一线段,时刻在时间轴上对应于一点。与时间对应的物理量为过程量,与时刻对应的物理量为状态量。 2、位移:用来描述物体位置变化的物理量,是矢量,用由初位置指向末位置的有向线段表示。路程是标量,它是物体实际运动轨迹的长度。只有当物体作单方向直线运动时,物体位移的大小才与路程相等。 3、速度:用来描述物体位置变化快慢的物理量,是矢量。 (1)平均速度:运动物体的位移与时间的比值,方向和位移的方向相同。 (2)瞬时速度:运动物体在某时刻或位置的速度。瞬时速度的大小叫做速率。 (3)速度的测量(实验) ①原理:当所取的时间间隔越短,物体的平均速度v越接近某点的瞬时速度v。然而时间间隔取得过小,造成两点距离过小则测量误差增大,所以应根据实际情况选取两个测量点。 ②仪器:电磁式打点计时器(使用4∽6V低压交流电,纸带受到的阻力较大)或者电火花计时器(使用220V交流电,纸带受到的阻力较小)。若使用50Hz的交流电,打点的时间间隔为0.02s。还可以利用光电门或闪光照相来测量。 4、加速度 (1)意义:用来描述物体速度变化快慢的物理量,是矢量。 (2)定义:其方向与Δv的方向相同或与物体受到的合力方向相同。 (3)当a与v0同向时,物体做加速直线运动;当a与v0反向时,物体做减速直线运动。加速度与速度没有必然的联系。 高一物理知识点总结的变化。 表达式:或。 6、机械能守恒定律(B) 机械能:机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称,可表示为: E(机械能)=Ek(动能)+Ep(势能)。 机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。 式中是物体处于状态1时的势能和动能,是物体处于状态2时的势能和动能。 7、用电火花计时器(或电磁打点计时器)验证机械能守恒定律(A) 实验目的:通过对自由落体运动的研究验证机械能守恒定律。 速度的测量:做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度,等于相邻两点间的平均速度。 下落高度的测量:等于纸带上两点间的距离。 比较V2与2gh相等或近似相等,则说明机械能守恒。 8、能量守恒定律(A) 能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。 9、能源能量转化和转移的方向性(A) 能源是人类可以利用的能量,是人类社会活动的物质基础。人类利用能源大致经历了三个时期,即柴薪时期、煤炭时期、石油时期。 能量的耗散:燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用;电池中的化学能转化为电能,它又通过灯泡转化成内能和光能,热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能,我们也无法把这些内能收集起来重新利用。这种现象叫做能量的耗散。能量耗散表明,在能源的'利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用变成不利于利用的了。能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。 10、运动的合成与分解(A) 如果某物体同时参与几个运动,那么这物体的实际运动就叫做那几个运动的合运动,那几个运动叫做这个实际运动的分运动。已知分运动情况求合运动情况叫运动的合成,已知合运动情况求分运动情况叫运动的分解。 运动合成与分解的运算法则:运动的合成与分解是指描述物体运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解。由于它们都是矢量,所以它们都遵循矢量的合成与分解法则。 合运动和分运动的关系: (1)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动规律有相同的效果。 (2)独立性:某方向上的运动不会因为其它方向上是否有运动而影响自己的运动性质。 (3)等时性:合运动通过合位移所需时间和对应的每个分运动通过分位移的时间相等,即各分运动总是同时开始,同时结束的。 11、平抛运动的规律(B) 将物体以一定的水平速度抛出,在不计空气阻力的情况下,物体所做的运动。 平抛运动的特点: (1)加速度a=g恒定,方向竖直向下; (2)运动轨迹是抛物线。 平抛运动的处理方法:平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。x=v0ty=gt2 12、匀速圆周运动(A) 质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度都相等,这种运动就叫做匀速圆周运动。 注意匀速圆周运动不是匀速运动,是曲线运动,速度方向不断变化。 13、线速度、角速度和周期(A) 线速度:物体在某时间内通过的弧长与所用时间的比值,其方向在圆周的切线方向上。 表达式: 角速度:物体在某段时间内通过的角度与所用时间的比值。 表达式:其单位为弧度每秒。 周期:匀速运动的物体运动一周所用的时间。 频率:单位:赫兹(HZ) 1、万有引力定律:引力常量G=6.67×N?m2/kg2 2、适用条件:可作质点的两个物体间的相互作用;若是两个均匀的球体,r应是两球心间距。(物体的尺寸比两物体的距离r小得多时,可以看成质点) 3、万有引力定律的应用:(中心天体质量M,天体半径R,天体表面重力加速度g) (1)万有引力=向心力(一个天体绕另一个天体作圆周运动时) (2)重力=万有引力 地面物体的重力加速度:mg=Gg=G≈9.8m/s2 高空物体的'重力加速度:mg=Gg=G<9.8m/s2 4、第一宇宙速度————在地球表面附近(轨道半径可视为地球半径)绕地球作圆周运动的卫星的线速度,在所有圆周运动的卫星中线速度是的。 由mg=mv2/R或由==7.9km/s 5、开普勒三大定律 6、利用万有引力定律计算天体质量 7、通过万有引力定律和向心力公式计算环绕速度 8、大于环绕速度的两个特殊发射速度:第二宇宙速度、第三宇宙速度(含义) 力的合成与分解 (1)若处于平衡状态的物体仅受两个力作用,这两个力一定大小相等、方向相反、作用在一条直线上,即二力平衡 (2)若处于平衡状态的物体受三个力作用,则这三个力中的任意两个力的合力一定与另一个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上 (3)若处于平衡状态的物体受到三个或三个以上的力的作用,则宜用正交分解法处理,此时的平衡方程可写成 ①确定研究对象; ②分析受力情况; ③建立适当坐标; ④列出平衡方程 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。 自由落体 1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt^2/2(从Vo位置向下计算) 4.推论Vt^2=2gh 注: (1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速度直线运动规律。 (2)a=g=9.8m/s^2≈10m/s^2重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下。 (3)竖直上抛 探究弹力 1.产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。 2.弹力方向垂直于两物体的接触面,与引起形变的外力方向相反,与恢复方向相同。 绳子弹力沿绳的收缩方向;铰链弹力沿杆方向;硬杆弹力可不沿杆方向。 弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。 3.在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量x成正比,即胡克定律。 F=kx 4.上式的k称为弹簧的劲度系数(倔强系数),反映了弹簧发生形变的难易程度。 5.弹簧的串、并联:串联:1/k=1/k1+1/k2并联:k=k1+k2 用图象描述直线运动 匀变速直线运动的位移图象 1.s-t图象是描述做匀变速直线运动的物体的位移随时间的变化关系的曲线。(不反映物体运动的轨迹) 2.物理中,斜率k≠tanα(坐标轴单位、物理意义不同) 3.图象中两图线的交点表示两物体在这一时刻相遇。 匀变速直线运动的速度图象 1.v-t图象是描述匀变速直线运动的物体岁时间变化关系的图线。(不反映物体运动轨迹) 2.图象与时间轴的面积表示物体运动的位移,在t轴上方位移为正,下方为负,整个过程中位移为各段位移之和,即各面积的代数和。 1、热力学第二定律 (1)常见的两种表述 ①克劳修斯表述(按热传递的方向性来表述):热量不能自发地从低温物体传到高温物体。 ②开尔文表述(按机械能与内能转化过程的方向性来表述):不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。 a、“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性,不需要借助外界提供能量的帮助。 b、“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环境不产生热力学方面的影响。如吸热、放热、做功等。 (2)热力学第二定律的实质 热力学第二定律的每一种表述,都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。 (3)热力学过程方向性实例 特别提醒:热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,但在有外界影响的条件下,热量可以从低温物体传到高温物体,如电冰箱;在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能,如气体的等温膨胀过程。 2、能量守恒定律 能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一物体,在转化和转移的过程中其总量不变。 第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律; 第二类永动机:违背宏观热现象方向性的`机器被称为第二类永动机。这类永动机不违背能量守恒定律,不可制成是因为其违背了热力学第二定律(一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行)。 熵是分子热运动无序程度的定量量度,在绝热过程或孤立系统中,熵是增加的。 3、能量耗散:系统的内能流散到周围的环境中,没有办法把这些内能收集起来加以利用。 平抛运动 1、水平方向速度V_x=V_o 2、竖直方向速度V_y=gt 3、水平方向位移S_x=V_ot 4、竖直方向位移S_y=gt2/2 5、运动时间t=(2S_y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 6、合速度V_t=(V_x2+V_y2)1/2=[V_o2+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β:tgβ=V_y/V_x=gt/V_o 7、合位移S=(S_x2+S_y2)1/2,位移方向与水平夹角α:tgα=S_y/S_x=gt/(2V_o) 注: (1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成。 (2)运动时间由下落高度h(S_y)决定与水平抛出速度无关。 (3)θ与β的关系为tgβ=2tgα。 (4)在平抛运动中时间t是解题关键。 (5)曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时物体做曲线运动。 2)匀速圆周运动 1、线速度V=s/t=2πR/T 2、角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf 3、向心加速度a=V2/R=ω2R=(2π/T)2R 4、向心力F心=mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R 5、周期与频率T=1/f 6、角速度与线速度的关系V=ωR 7、角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同) 8、主要物理量及单位:弧长(S):米(m)角度(Φ):弧度(rad)频率(f):赫(Hz)周期(T):秒(s)转速(n):r/s半径(R):米(m)线速度(V):m/s 角速度(ω):rad/s向心加速度:m/s2 注: (1)向心力可以由具体某个力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直。 (2)做匀速度圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的`大小,因此物体的动能保持不变,但动量不断改变。 (3)万有引力 1、开普勒第三定律T2/R3=K(4π2/GM)R:轨道半径T:周期K:常量(与行星质量无关) 2、万有引力定律F=Gm_1m_2/r2G=6.67×10-11N·m2/kg2方向在它们的连线上 3、天体上的重力和重力加速度GMm/R2=mgg=GM/R2R:天体半径(m) 4、卫星绕行速度、角速度、周期V=(GM/R)1/2 ω=(GM/R3)1/2T=2π(R3/GM)1/2 5、第一(二、三)宇宙速度V_1=(g地r地)1/2=7.9Km/sV_2=11.2Km/sV_3=16.7Km/s 6、地球同步卫星GMm/(R+h)2=m4π2(R+h)/T2 h≈36000km/h:距地球表面的高度 注: (1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F心=F万。 (2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等。 (3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同。 (4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小。 (5)地球卫星的环绕速度和最小发射速度均为7.9Km/S. 【高一物理知识点总结】相关文章: 高一物理知识点总结10-11 (精选)高一物理知识点总结10-14 高一物理知识点总结范例11-23 【热】高一物理知识点总结10-15 高一物理知识点总结之物理公式整理12-02 高一必修二物理知识点总结笔记09-20 高一必修二物理复习知识点总结08-24 高一物理必考知识点11-02 高一物理知识点梳理07-25 物理高一必修二知识点08-04高一物理知识点总结9
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