高中物理必修一、必修二、选修3-1及选修3-2知识点汇总

高中物理必修一、必修二、选修3-1和选修3-2知识点总结1 .弹力(1)大小：只有弹簧中的弹力可以用钩子定律F=kx计算，但支撑力、压力、轻绳中的拉力、轻杆中的弹力等必须根据问题中的物理情况应用牛顿运动定律和平衡条件。(2)方向：压力和支撑力的方向垂直于接触面，如果接触面是曲面，则弹性力的作用线必须垂直于曲面通过接触点的切线，轻绳中的弹性力的方向必须沿绳，指轻绳收缩的方向的光杆，只要一端通过铰链连接， 另一端的弹力只能向杆的方向拉伸或按压，如果杆的一端被固定，则杆的弹力的方向能够与杆成任意角度。2 .摩擦力(1)发生条件：两物体相互接触弹性变形的接触面有粗糙的相对运动或相对运动的倾向。(2)方向：与物体的相对运动和相对运动倾向的方向相反，沿着接触面的切线方向。(3)类别：滑动摩擦力和静摩擦力。滑动摩擦力F=FN，式中压力FN一般不等于重力，滑动摩擦力的大小与速度无关。静摩擦力的大小和方向根据运动状态和外力的状况而变化，与压力FN无关。 静摩擦力大小的范围：0FFmax，其中最大静摩擦力Fmax与压力FN成比例。3 .力的合成和分解基于平行四边形定律(可简化为三角形定律)而非两个力的数值加减的向量合成与分解运算。 本质是等价交换的方法，合力或分力等价于力。(1)合力大于分力，小于分力，可能等于分力，合力与分力的大小关系类似于三角形边的长度关系。(2)力的合成只适用于作用于同一物体的力，力的分解得到的两个分力具有与力相同的性质。4 .受力分析找到指定物体(研究对象)在特定物理情况下受到的所有外力，并将其描绘出来。 受力分析的一般方法如下：(1)隔离法：将研究对象(可以是某个物体，也可以是由几个物体组成的系统)与周围物体隔离，只分析实际受到的力，不分析施加给周围物体的力。 隔离法一般适用于分析物体之间的相互作用力，将相互作用的内力转化为外力。(2)整体法：将具有相同加速度的多个连接体或者重叠体作为整体受力进行解析的方法。 整体法一般适用于分析外界对整体的力量。(3)假说法：不知道是否存在某种力量时，首先建立是否存在的假说，根据假说判断物体的运动状况，看是否符合实际情况。 如果一致的话，说明假设是正确的，否则说明假设错误。5 .基于共同点力的物体平衡条件合力为零，即f合=0。 当物体处于平衡状态时，受力在任意方向上分力的合力为零，即Fx=0、Fy=0。 根据3个共同点力解决物体平衡的基本想法是合成法和分解法。(1)合成法：对物体进行受力分析，制作受力分析图。 受力中的两个力采用平行四边形定律合成一个同等效力，平衡条件表明该同等效力必定与第三力大小相同的方向相反。(2)分解法：绘制物体受力分析、受力分析的图，一个力应用平行四边形法则，在另一个力的相反方向分解，从平衡条件可知，这两个分力必定与另一个力大为相反。6 .通过共同点力推理物体的平衡条件(1)物体受到共同点力的作用平衡的话，任何一个力和其他所有力的合力大大相反。(2)三个以上的力作用于处于平衡状态的物体时，用正交分解法进行处理。 绘制物体所受到的力的矢量图，将物体作为坐标原点，确立直角坐标系，若沿着x、y轴正交分解所受到的各力，则在x、y轴方向上分力的合力为0，即Fx=0、Fy=0。(3)物体受到3个非平行力平衡时，这3个力的作用线必须在一点相交。(4)通过3个共同点力使物体处于平衡状态时，该3个力必定在同一平面内，如果将表示这3个力的矢量线段依次连接起来，则构成闭合的三角形，各个力与对角的正弦值成比例。7 .描述运动基本概念的比较(1)位移(矢量)是运动物体从起点到终点的有向线段的行程(标量)是运动轨迹的长度。(2)速度是记述质点的运动速度的物理量，它是位移的变化率，即等于v=x/t的加速度是记述质点速度的变化速度的物理量，等于质点速度的变化率，即等于a=v/t。(3)偏移时间图像和速度时间图像说明对象倾斜纵向切片面积速度-时间图像描述直线运动，不描述曲线运动加速度物体的初速相应时间段内物体的位移移位时间图像描述直线运动，不描述曲线运动速度物体相对于计时开始时基准点的位移没有意义8 .均匀变速直线运动规律的三个重要公式(1)速度式： vt=v0 at。(2)位移式： x=v0t at2。(3)位移和速度的关系： v-v=2ax。9 .均匀变速直线运动的三个重要推论(1)平均速度式：=。(2)进行均匀的变速直线运动的物体在连续相等的时间(t )的位移之差为一定值，即x=aT2(也称为均匀的变速直线运动的判别式)。(3)进行一定变速直线运动的物体在某个时间内的中间时刻的瞬时速度是该时间内的平均速度vt/2=。10 .解决均匀变速直线运动问题的一般方法(1)一般的公式法：适用均匀的变速直线运动规则的3个重要的公式解题，在问题与时间没有关系的情况下，用v-v=2ax解。(2)中间时刻速度法：式vt/2=适用于任意均匀的变速直线运动，某个主题通过应用它，能够避免对位移式应用包含t2的复杂的方程式，简化解题。(3)平均速度法：对于初末速度、运动时间、位移，可以适用=和x=t的解答。(4)比例法：对于初速度为零的均匀加速直线运动可以用比例关系求解。前1 s、前2 s、前3 s内的变位之比为1:4:9:第1 s、第2 s、第3 s内的变位之比为1:3:5:前1 m、前2 m、前3 m花费的时间之比为1:第1 m、第2 m、第3 m花费的时间之比为1:(-1 ):-(5)图像法：应用v-t图像，可以把复杂的直线运动问题变成比较简单的数学问题。 特别是利用图像定性分析对选择问题进行分析，能避免复杂的数学计算。(6)反思法：把运动过程的“末态”作为“初态”的反研究问题的方法。 一般适用于终端速度为零的情况，将终端速度为零的均匀减速直线运动反转为初始速度为零的均匀加速直线运动。(7)巧用间隙式xm-xn=(m-n)aT2求解. 对于一般的均匀变速直线运动问题，在问题中出现了与两个相等的时间间隔对应的位移的情况下(特别是在处理胶带、闪光灯照片等问题的情况下)，使用间隙式xm-xn=(m-n)aT2来解决问题变得简单。11 .研究均匀变速直线运动的方法(1)通过“在连续相等的时间内位移差是否相等”，判断该运动是否进行均匀的变速直线运动。(2)“进行均匀变速直线运动的物体在某个时间内的中间时刻的瞬时速度与该时间内的平均速度相等”用式vn=打点计时器求出打n点时的胶带的速度。(3)用“逐步法”求出加速度，所有实验数据均可被利用，可以提高实验测量的准确性。 从x=aT2到a1=，a2=，a3=，并且平均值a=(a1 a2 a3)/3=( )=。(4)用图像法处理实验数据求出加速度。 将通过式vn=计算的各时刻的速度设为v-t图像，将该v-t图像的倾斜度设为运动的加速度。12 .追究邂逅的规律追究相遇问题一般涉及两个物体，必须选择相同的参考系统来研究运动情况。(1)“追击”或“相遇”意味着两个物体在同一时刻处于“同一位置”，由此可以建立位移关系方程式。(2)明确两个物体运动的时间关系，根据是同时开始运动还是前后开始运动，建立时间关系方程式。(3)两物体“速度相等”通常是重要的临界条件。 关于追究问题要注意区分两种情况。速度大的人用减速运动追踪等速运动的物体，当两者的速度相等时，如果追踪者的位移还小于被追踪者的位移，就永远追不上。 此时，之所以能够在两者之间具有最小距离而两者的速度相等时追加，是因为在两者为避免冲突的临界条件即两者的速度相等的情况下，如果追加者超过追加者，则追加者有机会追加追加者，在其间的速度相等的情况下，两者之间的距离有较大的值。速度小的一方加速等速运动的速度大，两者的速度相等时，两者之间有最大的距离。13 .自由落体运动(1)仅受重力作用的物体静止后下落的运动实质上是初速为零且加速度为g的一般加速直线运动。(2)落下t时刻的速度式vt=gt； 落下高度式h=gt2； 落下高度h时速度vt=。14 .垂直投掷运动(1)仅受重力作用的垂直上抛运动实质上是初速为v0、加速度为-g的均匀减速直线运动。(2)上升和下落两个过程是相互反向运动，具有速度对称(上升过程和下落过程通过同一点的速度大小相等，方向相反)和时间对称(上升过程和下落过程通过同一区间的时间相同)的特征。(3)以初始速度v0上升到垂直投掷最大高度H=v/2g最高点的时间t=v0/g。15 .牛顿三大定律(1)牛顿第一定律：所有物体始终保持等速直线运动状态或静止状态，直到外力改变该状态。 牛顿第一定律揭示了运动与力量的关系。 力不是维持物体速度(运动状态)的原因，而是改变物体速度的原因。(2)牛顿的第二定律：物体的加速度a与物体承受的合力f成正比，与物体的质量m成反比，加速度的方向与合力的方向相同。 公式： F=ma。 牛顿第二定律揭示了力的瞬时效应，定量描述了力与运动(加速度)的关系。 从法则可以看出，力和加速度是瞬时对应的关系，即加速度和力同时发生变化，同时消失的力与加速度有因果关系。 力是加速度的原因，加速度是力的结果。(3)牛顿的第三定律：力和反作用力始终大小相同，方向相反，作用在一条直线上。 牛顿第三定律揭示了物体与物体的相互作用定律。 两个物体之间的力和反作用力总是同时发生，同时变化，同时消失，必定是同一性质的力，作用于两个物体上分别产生效应，不会相互抵消。16 .过重和失重(1)过重：物体对支撑物的压力(或对悬挂物的拉力)大于重力。 原因：物体有向上的加速度。(2)重量减少：物体对支撑体的压力(或对悬挂体的拉力)小于重力。 原因：物体有向下的加速度。(3)完全减轻重量：物体对支撑体的压力(或对悬挂体的拉伸力)为零。 原因：物体有向下的加速度，大小为重力加速度g。17 .一般曲线运动(1)速度方向：沿着曲线的切线方向。(2)特征：速度方向经常变化。 曲线运动一定是变速运动，受的外力不一定是零。(3)条件：物体受到的外力的方向和物体的速度方向不在一条直线上。 外力的方向一定指向轨迹弯曲的一侧。(4)研究方法：将曲线运动分解为两个简单的分运动。 合成运动和分体运动之间有等时性、独立性、等价性。等时性：合成运动和分运动经验的时间相等，即同时开始、同时进行、同时结束。独立性：各运动在其方向力的作用下独立运动，不受其他方向运动的影响。等效性：各运动按平行四边形规律合成，与物体的实际运动效果相同。18 .平放运动(1)特征：初速沿水平方向，仅作用于垂直方向的重力，其轨迹为抛物线。 平投运动是均匀变速(加速度为g不变)曲线运动。(2)研究方法：分解为水平方向的等速直线运动(x=v0t )和垂直方向的自由落体运动(y=gt2)。(3)平定运动物体的速度变化量v=gt，方向始终为上下方向，且在相等的时间内速度变化量始终相等。19 .一些典型运动的分解(1)垂直落下运动可分解为垂直向下的等速直线运动和自由落下运动。(2)垂直向上的投掷运动可以分解为垂直向上的等速直线运动和自由下落运动。(3)水平投掷运动可以分解为水平方向的等速直线运动和垂直方向的自由下落运动。(4)斜研运动可分解为水平方向等速直线运动和垂直方向的垂直上研运动.(5)船舶渡河运动可以分解为船只自身的行程和沿水流方向的漂流运动。(6)绳索端物体的运动可以分解为绳索方向的运动和垂直绳索方向的运动。20 .平放运动的两个推理(1)从进行平移运动的物体的任意时刻的瞬时速度方向的逆延长线与初始延长线的交点到慢点的距离等于水平位移的一半。(2)任意时刻的速度方向与水平方向的角度的正切值等于位移方向与水平方向的角度的正切值的2倍。证明：平投运动规则x=v0t、y=gt2、tan=gt/v0=gt2/v0t=2y/x=y/x ，从进行平投运动物体的任意时刻的瞬时速度方向的逆延长线与初始延长线的交点到慢点的距离等于水平位移x的一半. (图3-1-1 )平移运动规则x=v0t，y=gt2，tan =y/x=tan，图3-1-1即tan=2tan ，任意时刻的速度方向与水平方向所成的正切值等于位移方向与水平方向所成的正切值的2倍。21 .等速圆周运动(1)特征：外力的大小不变，方向始终指圆心。 等速圆周运动是在加速度(方向)时刻变化的变速曲线运动。(2)角速度：=/t=2/T，角速度单位： rad/s； 线速度： v=s/t=2r/T； v=r。(3)向心加速度： a=v2/r=r2=v.(4)进行等速圆周运动的物体受到的外力的合力称为向心力。 向心力是一种效力，任何力或某些力的合力，只要其效果使物体等速圆周运动，这些力的合力就是向心力。 向心力与向心加速度的关系遵循牛顿第二定律。(5)只要物体受到的外力的大小一定，方向始终指向圆心(与速度方向垂直)，物体就一定进行等速圆周运动。(6)转速n的单位为r/s (每秒)或r/min分钟)。 设转速n的单位为r/s时，转速n与角速度的关系为=2n。22 .一般圆周运动(1)作为圆运动的物体受到的外力的合力不指向圆心时，将其与半径方向和切线方向正交分解，将半径方向的分力作为向心力，只能改变速度方向的切线方向的分力只能改变速度的大小。(2)若半径方向的外力大于