物理必修一总结20091121.doc

樊老师高中新课标物理必修一知识点总结第一部分 物体的运动第一节 机械运动一参照物（1）机械运动是一个物体相对于别的物体的位置的变化宇宙万物都在不停地运动着运动是绝对的，一些看起来不动的物体如房屋、树木，都随地球一起在转动（2）为了研究物体的运动而被假定为不动的物体，叫做参照物（3）同一个运动，由于选择的参照物不同，就有不同的观察结果及描述，运动是绝对的，静止是相对的二质点的概念 如果研究物体的运动时，可以不考虑它的大小和形状，就可以把物体看作一个有质量的点用来代替物体的有质量的点叫做质点三、描述运动的物理量（一）时间和时刻 在表示时间的数轴上，时刻对应数轴上的各个点，时间则对应于某一线段；时刻指过程的各瞬时，时间指两个时刻之间的时间间隔。（二）位移和路程 位移和路程是不同的物理量，位移是矢量，用从物体运动初位置指向末位置的有向线段来表示，路程是标量，用物体运动轨迹的长度来表示（三）速度 1速度描述运动快慢的物理量，是位移对时间的变化率。(变化率是表示变化的快慢，不表示变化的大小。)2.平均速度（1）运动物体的位移与发生这段位移所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速度定义式是=s/t国际单位制中的单位是米/秒，符号ms（2）平均速度可以粗略地描述做变速运动的物体运动的快慢3瞬时速度 运动物体在某一时刻或某一位置的速度，叫做瞬时速度瞬时速度能精确地描述变速运动变速运动的物体在各段时间内的平均速度只能粗略地描述各段时间内的运动情况，如果各时间段取情越小，各段时间内的平均速度对物体运动情况的描述就越细致，当把时间段取极小值时，这极小段时间内的平均速度就能精确描述出运动物体各个时刻的速度，这就是瞬时速度4速度和速率 速度是矢量，既有大小又有方向，速度的大小叫速率。 瞬时速率是瞬时速度的大小；但平均速率不是平均速度的大小，而是路程与时间的比值。（四）加速度1加速度（l）在变速运动中，速度的变化和所用时间的比值，叫加速度a=（2）加速度是描述变速运动速度改变的快慢程度的物理量，是速度对时间的变化率。加速度越大，表示在单位时间内运动速度的变化越大（3）加速度是矢量，不但有大小，而且有方向在直线运动中，加速度的方向与速度方向相同，表示速度增大；加速度的方向与速度方向相反，表示速度减小当加速度方向与速度方向不在一直线时，物体作曲线运动（4）加速度的单位是米/秒2，符号ms22加速度与速度、速度变化量的区别（1）加速度与速度的区别：速度描述运动物体位置变化的快慢，加速度则描述速度变化的快慢它们之间没有直接的因果关系，速度很大的物体加速度可以很小，速度很小的物体加速度可以很大；某时刻物体的加速度为零，速度可以不为零，速度为零时加速度也可以不为零（2）加速度与速度变化量的区别：速度变化量指速度变化的多少，加速度描述的是速度变化的快慢而不是速度变化的多少一个物体运动速度变化很大，但发生这一变化的历时很长，加速度可以很小；反之，一个物体运动速度变化虽小，但在很短的时间内即完成了这个变化，加速度却可以很大，加速度是速度的变化率而不是变化量第二节 直线运动1匀速直线运动的定义和特点（1）物体在一条直线上运动，如果在任何相等的时间内位移都相等，这种运动就叫匀速直线运动（2）匀速直线运动是最简单的运动，在匀速直线运动中，速度的大小和方向都不变，加速度为零2匀速直线运动的速度、位移公式的应用（1）匀速直线运动的速度公式是V=x/t匀速直线运动的速度在数值上等于位移与时间的比值（2）匀速直线运动的位移公式x=vt知道了匀速直线运动的速度，利用位移公式可求出给定时间内的位移3匀速直线运动的位移和速度图象 匀速直线运动的位移图象是一条倾斜的直线，利用该图象可以了解任何时间内的位移或发生任一位移所需时间；还可以根据图线的斜率求出运动速度 匀速直线运动的速度大小方向不随时间而改变，所以它的速度图象是一条平行于时间轴的直线第三节 匀变速直线运动一、匀变速直线运动的定义和特点（1）物体在一条直线上运动，如果在任何相等的时间内速度的变化相等，这种运动就叫做匀变速直线运动（2）匀变速直线运动是最简单的变速运动它的轨迹是直线，它的加速度大小和方向均不变匀变速直线运动有两种：一种是匀加速运动，加速度的方向与速度方向相同，速度随时间均匀增加；另一种是匀减速运动，加速度的方向与速度方向相反，速度随时间均匀减小二、匀变速直线运动的公式 1匀变速直线运动的基本公式及其物理意义（1）速度公式vt=v0at该式给出了作匀变速直线运动的物体，其瞬时速度随时间变化的规律（2）位移公式x=v0tat2该式给出了作匀变速直线运动的物体，其位移随时间变化的规律（3）vv=2ax这个公式中，不含时间t (4)x= t,该式给出了单方向匀变速运动的位移规律.说明:以上四个公式中共有五个物理量：x、t、a、v0、vt，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。以上物理量中，除t外，x、v0、vt、a均为矢量。一般以v0的方向为正方向，以t=0时刻的位移为零，这时x、vt和a的正负就都有了确定的物理意义。2匀变速直线运动的基本公式的应用 应用匀变速直线运动的位移公式和速度公式可以得到一些重实的推论： (1)x=aT 2，即任意相邻相等时间内的位移之差相等。可以推广到xm-xn=(m-n)aT 2（2）=匀变速直线运动在一段时间内的平均速度等于这段时间的初、末速度的算术平均(3)，中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。 ，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。（4）对于初速度为零的匀加速运动，由vt=at知v1t；由x=at2知，xt2 前1秒、前2秒、前3秒内的位移之比为149第1秒、第2秒、第3秒内的位移之比为135前1米、前2米、前3米所用的时间之比为1第1米、第2米、第3米所用的时间之比为1（）对末速为零的匀变速直线运动，可以用“时光倒流法”相应的运用这些规律。三、匀变速直线运动的速度图象 匀变速直线运动的速度图象是一条倾斜的直线利用速度图象可以求出运动过程中任何时刻的速度或达到任一速度所历时间t；利用直线与v轴的交点可求出初速度v。；通过直线的斜率求加速度a的大小方向；还可根据直线与对应的一段时间轴之间的“面积”来表示这段时间内发生的位移x四、匀变速直线运动的特例自由落体运动 1自由落体运动的特点和规律（1）自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始的下落运动，它是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例（2）自由落体运动的速度公式为Vt=gt；位移公式为h=gt2（3）自由落体运动的速度图象是一条过原点的倾斜的直线。直线的斜率表示重力加速度g2、自由落体运动的加速度 在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，为重力加速度g，在地球的不同地方，重力加速度不同。通常取g=9.8m/s23自由落体运动规律的应用 由于自由落体运动是一个初速度为零加速度为g的匀加速运动，故有v12=2gx，=vt,vtt,xt2；等由基本规律导出的推论，应用这些关系可方便地解决自由落体运动问题第二部分 力一、力1.概念:力是物体对物体的作用，力不能离开物体而存在.2.力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体.3.力是矢量.既有大小，又有方向，其合成与分解遵从力的平行四边形定则.要完整地表达一个力，除了说明力的大小，还要指明力的方向4.力的单位: 在国际单位制中力的单位名称是牛顿，符号N5.力的作用效果:使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化.6.力的三要素:力的大小、方向和作用点叫力的三要素.通常用力的图示将力的三要素表示出来，力的三要素决定力的作用效果. 7.力的测量:常用测力计来测量，一般用弹簧秤.8.力的分类：按性质命名的力：重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等.按效果命名的力：拉力、压力、动力、阻力、向心力、回复力等.说明:性质相同的力，效果可以相同也可以不同；反之，效果相同的力，性质可能相同也可能不同.二、重力1.产生:由于地球对物体的吸引而产生，但重力不是万有引力.2.大小:G=mg.一般不等于万有引力(两极出外)，通常情况下可近似认为两者相等.3.方向:竖直向下.不能说成是垂直向下.竖直向下是相对于水平面而言，垂直向下是相对于接触面而言.一般不指向地心(赤道和两极除外).4.重心：物体各部分所受重力的合力的作用点叫重心，重心是重力的作用点，重心可能在物体上，也可能在物体外.三、弹力1.物体在外力作用下发生的形状改变叫做形变；在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫做弹性形变2.定义:发生形变的物体会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力.弹力是由于施力物体形变而引起.例如a对b的弹力是由于A形变而引起.3.产生条件:直接接触；发生形变.4.弹力的方向支持面的弹力方向，总是垂直于支持面指向受力物体.绳对物体的拉力总是沿绳且指向绳收缩的方向。 杆对物体的弹力不一定沿杆的方向. 5.弹力的大小: 与物体形变量有关，形变量越大，弹力越大.一般情况下弹力的大小需结合运动状态来计算； 弹簧弹力大小的计算.胡克定律:在弹性限度内，弹簧的弹力F跟弹簧的形变量x成正比，即: F=kx.k是弹簧的劲度系数，单位:N/m.劲度系数由弹簧本身的因素(材料、长度、截面)确定，与F、x无关.说明: 一根弹簧剪断成两根后，每根的劲度k都比原来的劲度大；两根弹簧串联后总劲度变小；两根弹簧并联后，总劲度变大.四、摩擦力1.定义:相互接触的物体间发生相对运动或有相对运动趋势时，在接触面处产生的阻碍物体相对运动的力或相对运动趋势的力.2.产生条件:两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势.这四个条件缺一不可.两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件（没有弹力不可能有摩擦力）.3.滑动摩擦力Ff=FN；其中FN是压力，为动摩擦因数（既跟相互接触的两个物体的材料有关，又跟接触面的情况有关），无单位.在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力.只有滑动摩擦力才能用公式F=FN，其中的FN表示正压力，不一定等于重力G. 4.静摩擦力 发生在两个相互接触、相对静止而又有相对运动趋势的物体接触面之间的阻碍相对运动的力叫静摩擦力5.摩擦力方向摩擦力方向和物体间相对运动（或相对运动趋势）的方向相反. 摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度.通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同（作为动力），可能和物体运动方向相反（作为阻力），可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动的向心力）.在特殊情况下，可能成任意角度. 6.发生范围:滑动摩擦力发生在两个相对运动的物体间，但静止的物体也可以受滑动摩擦力；静摩擦力发生在两个相对静止的物体间，但运动的物体也可以受静摩擦力.7.摩擦力大小计算分清摩擦力的种类：是静摩擦力还是滑动摩擦力.滑动摩擦力由Ff=FN公式计算.最关键的是对相互挤压力FN的分析，它跟研究物体在垂直于接触面方向的力密切相关，也跟研究物体在该方向上的运动状态有关.特别是后者，最容易被人所忽视.注意FN变，则Ff也变的动态关系.最大静摩擦力:最大静摩擦力是物体将发生相对运动这一临界状态时的摩擦力，它只在这一状态下才表现出来.Ffm=mFN，m为最大静摩擦系数，一般可认为等于滑动摩擦力.静摩擦力：静摩擦力的大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，但跟接触面相互挤压力无直接关系.因而静摩擦力具有大小、方向的可变性，即静摩擦力是一种被动力，与物体的受力和运动情况有关.求解静摩擦力的方法是用力的平衡条件或牛顿运动定律.即静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是 0FfFfm（Fm）五、物体受力分析1.明确研究对象在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体。研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（既研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力.2.按顺序找力必须是先场力（重力、电场力、磁场力），后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）.3.只画性质力，不画效果力画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、向心力等）画力，否则将出现重复.4.需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形（或三角形）在解同一个问题时，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力，千万不可重复.六、力的合成与分解 1.合力、分力、力的合成 某一个力作用在物体上所产生的效果与几个力共同作用在物体上所产生的效果相同，这个力就是那几个力的合力，而那几个力就叫做这个力的分力 求几个已知力的合力叫力的合成；求一个已知力的分力叫力的分解力的合成与分解互为逆运算 当两个力没一直线作用在同一物体上时，如果它们的方向相同，则合力的大小等于两分力大小之和，方向与两个分力的方向相同；如果这两个力的方向相反，则合力的大小等于两个分力的大小之差，方向与两分力中数值大的那个分力相同 如果两个分力互成角度地作用在同一物体上，合力的大小与方向由力的平行四边形定则确定 2.力的平行四边形定则求两个互成角度的力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，它的对角线就表示合力的大小和方向.矢量的合成与分解遵从平行四边形定则（可简化成三角形定则）如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形，则这n个力的合力为零.在分析同一个问题时，合矢量和分矢量不能同时使用.也就是说，考虑了合矢量就不能再考虑分矢量；考虑了分矢量就不能再考虑合矢量. 3共点的两个力(F1、F2)的合力(F)的大小，与它们的夹角()有关；越大，合力越小；越小，合力越大.F1与F2同向时合力最大；F1与F2反向时合力最小，合力的取值范围是:F1-F2FF1+F2 4.已知一个分力(F2)大小和另一个分力(F1)的方向(F1与F的夹角为)，则有三种可能:F2Fsin时无解F2=Fsin或F2F时有一组解Fsin F2 mg 超重 物向上减速：mgTma Tm（ga） mg 失重 物向下加速：mgTma Tm（ga） mg 超重 （3）超重：加速度方向向上；失重：加速度方向向下第三节 牛顿第三定律 1牛顿第三定律的内容 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，作用在一条直线上这就是牛顿第三定律 2牛顿第三定律的应用 作用力与反作用力总是成对同时出现的，只要有力，这个力一定有反作用力，根据牛顿第三定律，就可以知道它的反作用力的大小和方向；找到这个力的施力者，就可以知道反作用力的受力者作用力与反作用力相同的