高考物理知识归纳(一二)

高考物理知识归纳(一二) 高考物理知识归纳（一）-基本的力和运动。 力的种类:（13个性质力）这些性质力是受力分析不可少的“受力分析的基础”重力G=mg(g随高度、纬度、不同星球上不同)弹簧的弹力F=Kx滑动摩擦力F滑=静摩擦力O A B?N?f静?f m=Gm1m22rud万有引力F引电场力F电=q E=q q1q2r2(真空中、点电荷)库仑力F=K磁场力 (1)、安培力磁场对电流的作用力。 公式F=BIL（B?I）方向:左手定则 (2)、洛仑兹力磁场对运动电荷的作用力。 公式f=BqV(B?V)方向:左手定则分子力分子间的引力和斥力同时存在,都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,但斥力变化得快。 核力只有相邻的核子之间才有核力，是一种短程强力。 。 运动分类（各种运动产生的力学和运动学条件及运动规律）是高中物理的重点、难点匀速直线运动F合=0V00匀变速直线运动初速为零，初速不为零，匀变速直、曲线运动(决于F合与V0的方向关系)但F合=恒力只受重力作用下的几种运动自由落体，竖直下抛，竖直上抛，平抛，斜抛等圆周运动竖直平面内的圆周运动(最低点和最高点)；匀速圆周运动(关键搞清楚是向心力的)简谐运动单摆运动，弹簧振子；波动及共振；分子热运动；类平抛运动;带电粒在电场力作用下的运动情况；带电粒子在f洛作用下的匀速圆周运动。 物理解题的依据 （1）力的公式 （2）各物理量的定义 （3）各种运动规律的公式 （4）物理中的定理、定律及数学几何关系几类物理基础知识要点凡是性质力要知施力物体和受力物体；对于位移、速度、加速度、动量、动能要知参照物；状态量要搞清那一个时刻（或那个位置）的物理量；过程量要搞清那段时间或那个位侈或那个过程发生的；（如冲量、功等）如何判断物体作直、曲线运动；如何判断加减速运动；如何判断超重、失重现象。 。 知识分类举要1力的合成与分解求F 1、F2两个共点力的合力的公式F1?F2?2F1F2COS?F222F合力的方向与F1成?角F2sin?tan?=F1?F2cos?F1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?F1F2?F?F1+F2 (3)合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。 2.共点力作用下物体的平衡条件静止或匀速直线运动的物体，所受合外力为零。 ?F=0或?F x=0?F y=0推论1非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。 按比例可平移为一个封闭的矢量三角形2几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力(一个力)的合力一定等值反向三力平衡F3=F1+F2摩擦力的公式 (1)滑动摩擦力f=?N说明a、N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N无关. (2)静摩擦力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O?f静?f m(f m为最大静摩擦力，与正压力有关)说明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。 3.力的独立作用和运动的独立性当物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就象其它力不存在一样，这个性质叫做力的独立作用原理。 一个物体同时参与两个或两个以上的运动时，其中任何一个运动不因其它运动的存在而受影响，物体所做的合运动等于这些相互独立的分运动的叠加。 根据力的独立作用原理和运动的独立性原理，可以分解加速度，建立牛顿第二定律的分量式，常常能解决一些较复杂的问题。 VI.几种典型的运动模型1匀变速直线运动两个基本公式(规律)V t=V0+a tS=v ot+2212a t及几个重要推论2 (1)推论V tV0=2as（匀加速直线运动a为正值匀减速直线运动a为正值）V0?V t s (2)A B段中间时刻的即时速度:V t/2=2t（若为匀变速运动）等于这段的平均速度 (3)AB段位移中点的即时速度:V s/2=v o?v t222V?V ts S N?1?S NV t/2=V=0=V N?V s/2=2t2T匀速V t/2=V s/2;匀加速或匀减速直线运动V t/2 (4)S第t秒=S t-S t-1=(v ot+v o?v t2221211a t)v o(t1)+a(t1)2=V0+a(t)222 (5)初速为零的匀加速直线运动规律在1s末、2s末、3s末?ns末的速度比为123?n；在1s、2s、3s?ns内的位移之比为123?n2；在第1s内、第2s内、第3s内?第ns内的位移之比为135?(2n-1);从静止开始通过连续相等位移所用时间之比为1(通过连续相等位移末速度比为12222?1)3?2)?(n?n?1)23?n (6)匀减速直线运动至停可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动.(先考虑减速至停的时间).实验规律 (7)通过打点计时器在纸带上打点(或照像法记录在底片上)来研究物体的运动规律此方法称留迹法。 初速无论是否为零,只要是匀变速直线运动的质点,就具有下面两个很重要的特点在连续相邻相等时间间隔内的位移之差为一常数；?s=aT2（判断物体是否作匀变速运动的依据）。 中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度（运用V可快速求位移）注意是判断物体是否作匀变速直线运动的方法。 ?s=aT求的方法V N=V=2v?v ts s n?1?sns S N?1?S N?=v t/2?v平?0t2t2T2T222求a方法?s=aTSN?3一SN=3a TS m一S n=(m-n)a T画出图线根据各计数点的速度,图线的斜率等于a；识图方法:一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点探究匀变速直线运动实验:右图为打点计时器打下的纸带。 选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点A、B、C、D?。 （或相邻两计数点间有四个点未画出）测出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s3?（v/(ms-1)s1s2s3C DA B利用打下的纸带可以0T2T3T4T5T6T t/s求任一计数点对应的即时速度v如v c?s2?s3(其中记数周期T=50.02s=0.1s）2TT2利用上图中任意相邻的两段位移求a如a?s3?s2利用“逐差法”求a a?s4?s5?s6?2?s1?s2?s3?9T利用v-t图象求a求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度，画出如图的v-t图线，图线的斜率就是加速度a。 注意点a.打点计时器打的点还是人为选取的计数点距离b.纸带的记录方式，相邻记数间的距离还是各点距第一个记数点的距离。 纸带上选定的各点分别对应的米尺上的刻度值，周期c.时间间隔与选计数点的方式有关(50Hz,打点周期0.02s,常以打点的5个间隔作为一个记时单位)即区分打点周期和记数周期。 d.注意单位。 一般为cm例试通过计算出的刹车距离s的表达式说明公路旁书写“严禁超载、超速及酒后驾车”以及“雨天路滑车辆减速行驶”的原理。 解 （1）、设在反应时间内，汽车匀速行驶的位移大小为s1；刹车后汽车做匀减速直线运动的位移大小为s2，加速度大小为a。 雨天道路较滑，动摩擦因数?将减小，由式，在其他物理量不变的情况下刹车距离就越因此为了提醒司机朋友在公路上行车安全，在公路旁设置“严禁超载、超速及酒后驾车”以及“雨天路滑车辆减速行驶”的警示牌是非常有必要的。 思维方法篇1平均速度的求解及其方法应用用定义式v?一?s?t普遍适用于各种运动；V0?V tv=2只适用于加速度恒定的匀变速直线运动2巧选参考系求解运动学问题3追及和相遇或避免碰撞的问题的求解方法关键在于掌握两个物体的位置坐标及相对速度的特殊关系。 基本思路分别对两个物体研究，画出运动过程示意图，列出方程，找出时间、速度、位移的关系。 解出结果，必要时进行讨论。 追及条件追者和被追者v相等是能否追上、两者间的距离有极值、能否避免碰撞的临界条件。 讨论1.匀减速运动物体追匀速直线运动物体。 两者v相等时，S追 追被追若位移相等时，V追V被追则还有一次被追上的机会，其间速度相等时，两者距离有一个极大值2.初速为零匀加速直线运动物体追同向匀速直线运动物体两者速度相等时有最大的间距位移相等时即被追上4利用运动的对称性解题5逆向思维法解题6应用运动学图象解题7用比例法解题8巧用匀变速直线运动的推论解题某段时间内的平均速度=这段时间中时刻的即时速度连续相等时间间隔内的位移差为一个恒量位移=平均速度?时间解题常规方法公式法(包括数学推导)、图象法、比例法、极值法、逆向转变法2竖直上抛运动(速度和时间的对称)分过程上升过程匀减速直线运动,下落过程初速为0的匀加速直线运动.全过程是初速度为V0加速度为?g的匀减速直线运动。 V o (1)上升最大高度:H=2g (2)上升的时间:t=2V og (3)上升、下落经过同一位置时的加速度相同，而速度等值反向 (4)上升、下落经过同一段位移的时间相等。 (5)从抛出到落回原位置的时间:t=2V og (6)适用全过程S=V ot12g t;V t=V og t;V t2V o2=2gS(S、V t的正、负号的理解)23.匀速圆周运动线速度:V=?2?s2?R?2?f=?R=2?f R角速度?=?T tT t追及问题?A tA=?B tB+n2v24?22?R?2R?4?2f2R向心加速度a=R Tv24?22?m?R=m2R?m4?2n2R向心力F=ma=mR T注意 (1)匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力，总是指向圆心. (2)卫星绕地球、行星绕太阳作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。 (3)氢原子核外电子绕原子核作匀速圆周运动的向心力由原子核对核外电子的库仑力提供。 4.平抛运动匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动的合运动 （1）运动特点a、只受重力；b、初速度与重力垂直尽管其速度大小和方向时刻在改变，但其运动的加速度却恒为重力加速度g，因而平抛运动是一个匀变速曲线运动。 在任意相等时间内速度变化相等。 （2）平抛运动的处理方法平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 水平方向和竖直方向的两个分运动既具有独立性，又具有等时性 （3）平抛运动的规律以物体的出发点为原点，沿水平和竖直方向建成立坐标。 a x=0?a y=0?水平方向v x=v0?竖直方向v y=gt?x=v0t?y=?gt2?tan?V=v yv x2?gt V y=V otg?V o=V yctgv0V o?V y2V o=Vcos?V y=Vsin在V o、V y、V、X、y、t、?七个物理量中,如果已知其中任意两个,可根据以上公式求出其它五个物理量。 证明做平抛运动的物体，任意时刻速度的反向延长线一定经过此时沿抛出方向水平总位移的中点。 证平抛运动示意如图设初速度为V0，某时刻运动到A点，位置坐标为(x,y),所用时间为t.此时速度与水平方向的夹角为?,速度的反向延长线与水平轴的交点为x,位移与水平方向夹角为?.依平抛规律有:速度V x=V0Vy=gt22v?vx?v ytan?v yvx?gt y?v0x?x12gt2位移:S x=V otsy?2x2y2y11gt2gts?s?s tan?x v0t2v0由得tan?1y1ytan?即?2x2(x?x)1x2式说明做平抛运动的物体，任意时刻速度的反向延长线一定经过此时沿抛出方向水总位移的中点。 所以:x?5.竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动研究物体通过最高点和最低点的情况，并且经常出现临界状态。 (圆周运动实例)火车转弯汽车过拱桥、凹桥3飞机做俯冲运动时，飞行员对座位的压力。 物体在水平面内的圆周运动（汽车在水平公路转弯，水平转盘上的物体，绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转）和物体在竖直平面内的圆周运动（翻滚过山车、水流星、杂技节目中的飞车走壁等）。 万有引力卫星的运动、库仑力电子绕核旋转、洛仑兹力带电粒子在匀强磁场中的偏转、重力与弹力的合力锥摆、（关健要搞清楚向心力怎样提供的） （1）火车转弯设火车弯道处内外轨高度差为h，内外轨间距L，转弯半径R。 由于外轨略高于内轨，使得火车所受重力和支持力的合力F合提供向心力。 v h由F合?mg tan?mg sin?mg?m0L Rv0Rgh得v0?（v0为转弯时规定速度）L2?g tan?R(是内外轨对火车都无摩擦力的临界条件)当火车行驶速率V等于V0时，F合=F向，内外轨道对轮缘都没有侧压力当火车行驶V大于V0时，F合F向，内轨道对轮缘有侧压力，F合v2-N=mR即当火车转弯时行驶速率不等于V0时，其向心力的变化可由内外轨道对轮缘侧压力自行调节，但调节程度不宜过大，以免损坏轨道。 （2）无支承的小球，在竖直平面内作圆周运动过最高点情况临界条件由mg+T=mv/L知，小球速度越小，绳拉力或环压力T越小，但T的最小值只能为零，此时小球以重力提供作向心力，恰能通过最高点。 即mg=m2v临2R结论绳子和轨道对小球没有力的作用（可理解为恰好通过或恰好通不过的速度），只有重力提供作向心力，临界速度V临=gR能过最高点条件VV临（当VV临时，绳、轨道对球分别产生拉力、压力）不能过最高点条件V （3）有支承的小球，在竖直平面作圆周运动过最高点情况U2临界条件杆和环对小球有支持力的作用当V=0时，N=mg（可理解为小球恰（由mg?N?m知）R好转过或恰好转不过最高点）当0?v?gR时，支持力N向上且随v增大而减小，且mg?N?0当v?gR时，N?0当v?gR时，N向下(即拉力)随v增大而增大，方向指向圆心。 当小球运动到最高点时，速度v?gR时，受到杆的作用力N（支持）但N?mg，（力的大小用有向线段长短表示）当小球运动到最高点时，速度v?gR时，杆对小球无作用力N?0当小球运动到最高点时，速度vgR时，小球受到杆的拉力N作用恰好过最高点时，此时从高到低过程mg2R=12mv2低点T-mg=mv2/R?T=5mg注意物理圆与几何圆的最高点、最低点的区别(以上规律适用于物理圆,不过最高点,最低点,g都应看成等效的)2解决匀速圆周运动问题的一般方法 （1）明确研究对象，必要时将它从转动系统中隔离出来。 （2）找出物体圆周运动的轨道平面，从中找出圆心和半径。 （3）分析物体受力情况，千万别臆想出一个向心力来。 （4）建立直角坐标系（以指向圆心方向为x轴正方向）将力正交分解。 ?v22?22?F?m?m?R?m（）R x （5）建立方程组?R T?F y?0?3离心运动在向心力公式F n=mv/R中，F n是物体所受合外力所能提供的向心力，mv/R是物体作圆周运动所需要的向心力。 当提供的向心力等于所需要的向心力时，物体将作圆周运动；若提供的向心力消失或小于所需要的向心力时，物体将做逐渐远离圆心的运动，即离心运动。 其中提供的向心力消失时，物体将沿切线飞去，离圆心越来越远；提供的向心力小于所需要的向心力时，物体不会沿切线飞去，但沿切线和圆周之间的某条曲线运动，逐渐远离圆心。 22牛顿第二定律F合=ma（是矢量式）或者?F x=m ax?F y=m a y理解 (1)矢量性 (2)瞬时性 (3)独立性 (4)同体性 (5)同系性 (6)同单位制力和运动的关系物体受合外力为零时，物体处于静止或匀速直线运动状态；物体所受合外力不为零时，产生加速度，物体做变速运动若合外力恒定，则加速度大小、方向都保持不变，物体做匀变速运动，匀变速运动的轨迹可以是直线，也可以是曲线物体所受恒力与速度方向处于同一直线时，物体做匀变速直线运动根据力与速度同向或反向，可以进一步判定物体是做匀加速直线运动或匀减速直线运动；若物体所受恒力与速度方向成角度，物体做匀变速曲线运动物体受到一个大小不变，方向始终与速度方向垂直的外力作用时，物体做匀速圆周运动此时，外力仅改变速度的方向，不改变速度的大小物体受到一个与位移方向相反的周期性外力作用时，物体做机械振动表1给出了几种典型的运动形式的力学和运动学特征综上所述判断一个物体做什么运动，一看受什么样的力，二看初速度与合外力方向的关系力与运动的关系是基础，在此基础上，还要从功和能、冲量和动量的角度，进一步讨论运动规律6.万有引力及应用与牛二及运动学公式1思路和方法:卫星或天体的运动看成匀速圆周运动,F心=F万(类似原子模型)GM GMr3v22?2Mm22公式G2=ma n，又a n=，?，T=2?r?()r，则v=r GMr3r T r3求中心天体的质量M和密度2?2Mm4?2r3由G2=m()r可得M=，2TrGT3?r33?=当r=R，即近地卫星绕中心天体运行时，=?3224GR T GT3?R3M4?2Mm v22?m?R=m2R?m4?2n2R轨道上正常转F引=G2=F心=ma心=mr RTMm v22地面附近G=mg?GM=gR(黄金代换式)mg=m?v?gR=v2R R=7.9km/s第一宇宙题目中常隐含(地球表面重力加速度为g)；这时可能要用到上式与其它方程联立来求解。 Mm v2轨道上正常转G2=m?v?r RGMr【讨论】(v或E K)与r关系，r最小时为地球半径时，v第一宇宙=7.9km/s(最大的运行速度、最小的发射速度)；T最小=84.8min=1.4h MmGr24?24?2r3r?M=m?r=m2TGT22233?r34?r?恒量（）?T2=?GT2T2gR2（M=?V球=?4?r3）s球面=4?r2s=?r2(光的垂直有效面接收，球体推进辐射)s3第一宇宙球冠=2?Rh3理解近地卫星来历、意义万有引力重力=向心力、r最小时为地球半径、最大的运行速度=v=7.9km/s(最小的发射速度)；T最小=84.8min=1.4h4同步卫星几个一定三颗可实现全球通讯(南北极仍有盲区)轨道为赤道平面T=24h=86400s离地高h=3.56104km(为地球半径的5.6倍)V同步=3.08km/sV第一宇宙=7.9km/s?=15/h(地理上时区)a=0.23m/s5运行速度与发射速度的区别6卫星的能量:r增?v减小(E K减小 解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。 整体法是指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。 F F FF1B AAB2m1m22斜面模型（搞清物体对斜面压力为零的临界条件）斜面固定物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定?=tg?物体沿斜面匀速下滑或静止?tg?物体静止于斜面? 杆对球的作用力由运动情况决定只有?=arctg(最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度?，杆的拉力?若小球带电呢？ag)时才沿杆方向mLE122gR?mgR=mv B2R1122整体下摆2mgR=mg+mvA?mv B222假设单B下摆,最低点的速度V B=V B?2V A?V A=3gR5；=V B?2V A62gRV B=2gR5所以AB杆对B做正功，AB杆对A做负功若V0 而不能够整个过程用机械能守恒。 求水平初速及最低点时绳的拉力？换为绳时:先自由落体,在绳瞬间拉紧(沿绳方向的速度消失)有能量损失(即v1突然消失),再v2下摆机械能守恒例摆球的质量为m，从偏离水平方向30的位置由静释放，设绳子为理想轻绳，求小球运动到最低点A时绳子受到的拉力是多少？4超重失重模型系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量ay)向上超重(加速向上或减速向下)F=m(g+a)；向下失重(加速向下或减速上升)F=m(g-a)难点一个物体的运动导致系统重心的运动1到2到3过程中( 1、3除外)超重状态绳剪断后台称示数系统重心向下加速斜面对地面的压力?地面对斜面摩擦力?导致系统重心如何运动？铁木球的运动用同体积的水去补充a F?图9m5碰撞模型特点，动量守恒；碰后的动能不可能比碰前大；对追及碰撞，碰后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度。 弹性碰撞m1v1+m2v2=m1v1?m2v2 (1)1111222mv1?mv2?mv?mv212 (2)2222一动一静且二球质量相等的弹性正碰速度交换大碰小一起向前；质量相等，速度交换；小碰大，向后返。 一动一静的完全非弹性碰撞（子弹打击木块模型）mv0+0=(m+M)v1122mv0=(m?M)v+E损222mMv011M12M22E损=mv0一(m?M)v=?mv0?E k0222(m?M)(M?m)2M?mE损可用于克服相对运动时的摩擦力做功转化为内能E损=fd相=?mgd相=s1122mv0一(m?M)v221v A v0B A“碰撞过程”中四个有用推论L vM v0Av02B弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外，还具备碰前、碰后系统的总动能相等的特征，设两物体质量分别为m 1、m2，碰撞前速度分别为 1、2，碰撞后速度分别为u 1、u2，即有m11+m22=m1u1+m1u21m1212+111m222=m1u12+m1u22222碰后的速度u1和u2表示为u1=m1?m22m21+2m1?m2m1?m22m1m?m11+22m1?m2m1?m2u2=推论一如对弹性碰撞的速度表达式进行分析，还会发现弹性碰撞前、后，碰撞双方的相对速度大小相等，即u2u1=12推论二如对弹性碰撞的速度表达式进一步探讨，当m1=m2时，代入上式得u1?v2,u2?v1。 即当质量相等的两物体发生弹性正碰时，速度互换。 推论三完全非弹性碰撞碰撞双方碰后的速度相等的特征，即u1=u2由此即可把完全非弹性碰撞后的速度u1和u2表为u1=u2=例3证明完全非弹性碰撞过程中机械能损失最大。 证明碰撞过程中机械能损失表为E=m1?1?m2?2m1?m21111m112+m222m1u12m2u222222由动量守恒的表达式中得u2=1(m11+m22m1u1)m2代入上式可将机械能的损失E表为u1的函数为E=m1(m