高中物理概念大全

1、精选优质文档-倾情为你奉上第一节 力 学一、知识结构(一)质点的运动1.深刻理解质点、位移、速度等基本概念；质点的概念简单来说就是把具有质量的物体抽象成一个没有体积的点，这样做的目的是不用去考虑体积带来的影响，比如我们在研究平板上的滑块是否会移动到平板外的问题时，把小滑块看作质点，可以不用考虑到底滑块的哪个边缘滑出平板。位移不等于距离，位移是有方向的距离，是运动物体的两个位置间的矢量差。位移并不考虑物体运动的路径是否是直线，而只是单纯研究初末位置之间的差异。这样的概念的好处是，你不需要去研究物体到底是沿着什么路径运动的，却可以方便地知道物体运动的有效距离。例如我们知道在机械能守恒定律问题中，重

2、力做功仅仅和物体两个时刻的的高度差有关，和物体的运动路径毫无关系，所以我们只需要考虑物体在竖直方向的位移，也就是高度差h即可。速度的概念，在高中范畴内，并没有准确给出，是比较模糊的通过匀速直线运动的平均速度概念给出的。但高中物理把它也扩展到加速运动中去使用。高中学生无需知道这种扩展的合理缘由。但应该知道，速度在高中课本中，通常只以3种方式出现：1-匀速直线运动的速度，这是个平均速度，是初末位置差（也就是位移）与时间差的比值。2-匀加速直线运动的初末速度，这两者其实都是瞬时速度，高中物理不去考虑瞬时速度的严格定义，但你需要会根据 v末=v初+at 来计算它们。一旦你遇到匀加速直线运动问题，这个公

3、式是一定要用的，而且也是唯一可用的。3-匀速转动中的线速度，这同样是个瞬时速度，但不再可以使用匀加速直线运动的速度公式，而必须使用v=r这样的专用公式。高中转动问题，只涉及到这一个速度公式，如果你还搞不定，那就说不过去了。它来自于数学中圆弧长公式l=r(为圆弧对应的弧度角)，由于角速度=/t，线速度为v=l/t，因此l=r等号两边同时除以t得到v=r加速度，在高中物理中只有两个分身：1-匀加速直线运动的a=(v末-v初)/t2-匀速转动中的向心加速度a=r=vv/r要注意的是，这两个加速度绝对不能混用。设计到加速度的问题，就这三个公式可用，你还能搞错吗？角速度，高中物理角速度就只有匀速转动的角

4、速度=/t，也就是角度差除以时间差。高中不研究角加速度！2.认识参考系在描述物体运动时的重要作用，学会巧用相对速度；这是高中物理运动学部分真正有点难度的部分。参照系的题目，通常都是给出了一个观察者，让你去求另一个观察者的观察结论，例如已知地面上的人观察火车的速度，让你去求汽车上的人看火车运动多快。高中只有3个公式可能用得到，那就是伽利略速度变换v被观察目标=v被观察目标-v运动观察者v被观察目标=v被观察目标-v静止观察者v静止观察者=0这个公式说明，静止观察者自己看自己是静止的（速度为0）很多时候，你需要用到下面一些结论：1-当 被观察目标 就是 静止观察者自己时，v被观察目标=v静止观察者

5、=v被观察目标-v运动观察者=v静止观察者-v运动观察者=0-v运动观察者=-v运动观察者也就是v被观察目标=-v运动观察者这个结论就是：在运动观察者看静止观察者的速度，刚好和 静止观察者看运动观察者的速度等大反向2-当 被观察目标 就是 运动观察者 时：v被观察目标=v运动观察者=v被观察目标-v运动观察者=v运动观察者-v运动观察者=0也就是 v运动观察者=0注意v带有撇号！这说明，运动观察者也自己看自己是静止的！这两个推论十分重要而且常用！(二)力和运动定律1.理解重力、弹力、摩擦力及物体平衡，掌握物体受力分析的基本方法，会进行力的合成和分解。重力在高中物理中，是个最典型的恒定力G=mg

6、，在受力分析中，你第一步就要确认它，一般情况下，重力默认竖直向下，在题目的配图中总是指向纸面底部的。而重力涉及到的问题只有3类：1-重力与支持力的平衡问题，有平板类型和斜面类型（斜面类型包括了圆弧面槽）在平板（桌面）问题中，重力总是和支持力平衡的（等大反向，这也是牛顿第三定律作用力与反作用力关系的一个实例）而斜面类型的平衡问题中，重力通常对于斜面的压力只是重力的一个垂直斜面的分力，这个要引起重视。重力加速度g既然是恒定加速度，那么重力使物体产生的运动，都应该按照匀加速的直线运动处理。这里比较典型的是自由落体问题和抛物问题。在这类问题中，物体的加速度通常只有g，而速度需要按照水平和竖直方向分别计

7、算。2-重力做功（包含于机械能守恒）的问题。这类问题里面，重力做功永远和物体运动的路径是什么线路没有关系，只和初末位置物体高度差有关：W=mgh3-卫星绕转问题：这里重力加速度充当了向心加速度，所以g=r=vv/r，r为卫星到地心的高度，为卫星角速度，v为卫星线速度。要让一个卫星安全绕地球飞行，其速度不得小于v=2gh这个结论来自机械能守恒定律，后面再说。弹力是一种变力，也就是不一定恒定的力。受力分析中，你要在分析完重力之后，立即着手分析弹力，弹力总垂直于物体的接触面，一个物体所受到的弹力，和有多少物体与之接触有关，一般来说，每个其他物体都给这个物体一个弹力，弹力总是从接触面指向受力物体的质心

8、。弹力一般分为压力和扭转力。高中物理只研究压力。一般来说，压力最好的模型就是理想轻质弹簧，服从胡克定律F=-kx注意负号表明弹力方向和压缩长度x的方向相反。而我们熟知的拉力，推力，支持力都是弹力，它们在高中物理中，大部分时候都是以恒定力的角色出现。惟有弹簧问题，有时涉及到变力，但是高中物理不研究变力做功！分析过弹力之后，就应该分析摩擦力。摩擦力是高中物理力学中很核心的一个力，属于难度较大的部分，因为摩擦力会以三种形态出现：1-静摩擦：根据静摩擦系数可以计算静摩擦，而静摩擦力还有一个特点，在外力不超过最大静摩擦的限度时，静摩擦大小总随着外力大小改变。一旦外力超越最大静摩擦力，则静摩擦转变为滑动摩

9、擦力。2-滑动摩擦力：滑动摩擦力在高中物理中一般来说总是作为恒定力处理，你总可以使用匀加速直线运动公式。3-滚动摩擦力：滚动摩擦力，在某些问题中被作为0忽略，但是更多问题中，滚动摩擦被作为一种特殊的滑动摩擦力来处理。题目通常会给出摩擦系数。摩擦力问题中，经常出现摩擦阻力和摩擦动力的判断问题。例如汽车行进时，受到行进的阻力，但是地面给汽车轮胎的摩擦力却在充当汽车的前进动力。这个问题让很多人困惑。其实，汽车前进的阻力，并不是直接从地面给轮胎的摩擦力来的，高中物理没有详细探讨过这个问题，这个行进阻力是一种综合效果。而单纯从地面给轮胎的摩擦力来看，这个摩擦力实际上是个动力。这个问题的解释是这样的：首先

10、你要弄清，摩擦阻力仅仅对于滑块这样直接和地面接触的物体才存在，因为滑块的底面和地面之间直接存在相对运动，所以可以直接应用“摩擦阻力总是阻碍相对运动”的说法。而对于汽车来说，实际上汽车的车身相对于轮胎来说，是存在相对运动的，所以实际上汽车的阻力来自于轮子对车轴的转动摩擦，而不是直接来自地面！而地面则是在阻碍轮胎面向车后运动，所以地面摩擦力只是对于轮胎是个阻力，对于汽车则是个动力。分析完上述受力之后，一些只有加速度，而没有施力物体的“力”，则应该引起你的重视。例如匀速转动物体存在一个离心加速度，它时刻和向心加速度平衡，但是离心加速度没有施力物体，所以绝对不存在什么“离心力”，但是在受力平衡中，离心

11、加速度的“力”的效果是应该被承认的，也就是ma离心。2.理解物体平衡及力矩等概念，掌握共点力及固定转轴的物体的平衡条件。物体的平衡问题，本质上来说就是力矩平衡原理的应用问题。力矩的功效就是对物体产生转动作用，即使是共点力的平衡问题，实际上也只是力矩原理的一个力臂为0的特例。对于固定转轴的物体来说，常见问题就是以转轴为支点的杠杆平衡问题。杠杆平衡可以是静止的，也可以是匀速转动的，其本质都是动力矩和阻力矩平衡。力矩也可以像力那样进行矢量合成，但是此类问题在高中物理中比较少见。3.掌握万有引力定律及其应用，理解第一、二、三宇宙速度及人造地球卫星的运行原理。万有引力定律其实就是F=GmM/r需要注意的

12、是，这并不和重力G=mg恒定冲突：G=mg恒定，只是在地表高度范围附近有效。如果要计算远离地球的卫星速度，则使用的向心加速度应该是g=GM/r（M为地球质量）如前面所说，要让一个卫星安全绕地球飞行，其速度不得小于v=2gh小于此速度，卫星要坠落，也就是第一宇宙速度大于第二宇宙速度，卫星会飞离地球。大于第三宇宙速度，则卫星可以飞离太阳系。所以说到底，卫星是根据万有引力定律产生的向心加速度，以及匀速转动的向心加速度a=vv/r公式工作的。4.熟练掌握牛顿的三大定律及其应用，具体包括有：理解惯性的概念，学会运用牛顿第一定律及惯性的概念解释有关物理现象。惯性是物体保持自己的运动方式的性质，而所谓的保持

13、运动方式，就是匀速直线运动（对应速度不变，所谓速度不变，是速度大小和方向都不改变，所以是匀速直线运动）。质量是物体的惯性大小的标志。掌握运用牛顿第二定律解题的基本方法。惯性的效果，不仅限于直线运动中惯性越大越难被外力改变速度大小（F=ma），而且在转动中惯性越大越难被外力改变运动方向(F=mr)。要注意：力只能改变物体的运动速度，并不是产生运动的原因。理解作用力与反作用力的概念，注意区分其与平衡力的区别。作用力和反作用力的共同点：大小相等。同时出现。区别：施力物体不同。受力物体不同。方向相反。平衡力和正反作用力的差别：平衡力的受力物体一定相同。正反作用力的受力物体一定不同。理解超重和失重现象，

14、掌握解有关超重、失重问题的方法。所谓失重和超重，就是在电梯内的人和物体的受力分析中（你要清楚地知道，在哪里做受力分析，就等于把这个场所看作静止，例如你在电梯中作受力分析，则应该把电梯看作静止，而大楼则是运动的），不仅原本存在重力，而且 人和物体 还受到另一个 找不到施力物体 的加速度a所产生的“惯性力（注意引号，这不是真的力）”ma。电梯自由落体下降时，电梯和人都是自由落体，他们各自的重力加速度的差为0，则此时，人会认为自己和电梯没有加速度差异，则人对于电梯地板没有相对的加速度，所以人对于电梯地板压力为0，站在人的角度来看，人自以为自己“失重”了。但在电梯加速上升时，电梯对于地面有一个加速度-

15、a（我们以g的竖直向下方向为正），则人的加速度只有g，电梯则是-a，两者之差为g-(-a)=g+ag则此时电梯地板对于人的支持力F=-m(a+g)，比电梯不运动时的支持力要大，在人的感觉来看就是“超重”。此类问题中，通常我们设g为正，和g反向的加速度A=-a(a0)符号都为负，然后用g-A来计算人所受到的合加速度，如果合加速度大于g则是超重。掌握物体受力与运动之间的关系，理解匀速圆周运动的特点及有关的概念，掌握向心力，向心加速度，线速度、角速度、周期之间的关系，了解离心现象及其应用。由于向心加速度a=r=vv/r（离心加速度为-a），所以向心力为F=mr=mvv/r角速度我们在本文开头已经介绍

16、。而所谓周期，就是物体转动整数n周所需要的时间T，其中n=1时，T叫做最小正周期。T最小正=2/=2r/v匀速转动的问题中，比较常见的还有磁场对电子的偏转问题，常用的公式是r=mv/qB此为磁感强度B磁场中，电量为q，速度为v，质量为m的点电荷的偏转半径公式，实际上也来自于向心加速度的公式。磁场力F=qvB=mvv/r即可变形得到这个公式。(三)动量和机械能1.正确理解动量和冲量的概念，知道他们的矢量性及单位。动量P=mv中使用的其实是瞬时速度v，高中物理并没有着重说明。冲量I=Ft则是一个持续冲量，它满足动量定理Ft=P末-P初动量和冲量都是矢量，都可以利用三角形法则或者平行四边形法则合成和

17、分解2.理解动量定理，会用它分析有关的问题。动量定理的主要题目，都是研究力对于物体的速度的持续改变的，实际上你应该知道，根据匀加速运动速度公式和F=ma，你也能计算这类 外力持续改变物体速度 的问题，但是计算量较大，因为等于绕了一个大弯。所以，动量定理Ft=P末-P初=m(v末-v初)提供了一个快捷的解题方式。对于力学问题，如果要研究力对速度的改变，那么你第一个应该选用的就是动量定理，其次才应该去考虑用F=ma和匀加速直线运动的速度公式去解题。考试中，时间就是得分！3.掌握动量守恒定律，会用动量守恒定律较为灵活地处理一维碰撞问题。动量守恒定律(比如MV1+mv1=MV2+mv2)是有应用条件的

18、，不要什么时候都拿出来用。只有系统合外力为0时，它才成立，当然，如果某一运动方向上的合外力分量为零，那么该方向上的系统总动量还是守恒的。这时候你就要分方向来解题了，最后记得把结果速度做矢量合成！4.了解反冲运动及其应用。反冲运动是双体系统的动量守恒定律MV1+mv1=MV2+mv2的直接应用，其中V1=v1（两物体最初为一体，速度相同），而V2和v2速度方向相反。了解这一点，你就可以洞悉反冲运动的所有问题了。5.理解功、功率、动能、重力势能，弹性势能的定义，掌握它们的计算公式；掌握动能定理，会运用动能定理解决力学问题；掌握重力做功与重力势能变化的关系。功W=FS并非看起来这么简单，要注意，S是

19、在F的方向上的位移。很多题目中实际上只有力的一个分量方向上产生了位移，那么此时计算使用的F则应该只是那个分量！功率P=W/t，和能量的差别是：如果你有很多能量，但是功率很低，那么就是说你同一时间内能够拿出来的能量并不多，你所拥有的很多的能量只是长期的，短期做功的效果并不强大。功率问题中，常用的公式是P=Fv，这是一个瞬时功率。常见的有机车以额定功率做功的问题，机车克服摩擦力做功，最终达到额定功率时，牵引力F和行进阻力f相等，则根据P=Fv=fv求得机车最大速度v=P/f再例如一个起重机的功率恒定为P，当吊起重物花费时间为t时，其做功W=Pt=mgh，可据此求出物体被举起的高度。动能的定义是E=

20、mvv/2，这里的v都是瞬时速度。而动能的重要性在于，它指出了力的做功能力与物体运动状态改变的关系。即动能定理：W=FS=E末-E初=mv末v末/2-mv初v初/2我们经常会遇到两类问题：1-已知外力，想要求物体在力的作用下发生了一定速度改变的全过程需要的时间，那么你就要用动量定理I=Ft=P末-P初=m(v末-v初)，动量定理研究的是力对于物体在时间上的累积作用。2-已知外力，想要求物体在力的作用下发生了多大的空间位移，那么就要用动能定理W=FS=E末-E初=mv末v末/2-mv初v初/2，动能定理研究的是力对于物体在空间上的累积作用。而这两个定理研究的都是同一个力对同一物体的影响。高中物理

21、常见的势能，有重力势能和电势能，而且只涉及重力和电场力为恒力的情形E重=mgh或者E电=qEd是非常常用的。弹性势能是个和前两种势能不同的概念：弹性势能典型例子是理想弹簧的弹性势能E=Fx=kxx显然它正比于x，弹簧弹力做功，属于变力做功问题，高中物理不涉及，所以弹性势能通常不会应用到机械能守恒定律问题中去，涉及到这个概念的都是瞬时作用问题。注：虚功原理在部分地区考试中不要求虚功原理：主要用来解决举重运动员持续举着杠铃的做功问题。显然，举重运动员并没有让杠铃产生位移，所以我们不能直接使用W=FS计算举重运动员做功。但是我们可以想象，假如没有举重运动员的支持力，则重力会导致杠铃自由落体，则杠铃在

22、t时间内的“假想”位移为S=gtt/2，此过程全程重力mg做功，则重力在t时间内做功为W=GS=mggtt/2。由于举重运动员对杠铃的支持力用来持续克服重力做功，所以其做功总量等于重力所做的“假想功（虚功）”，即W=GS=mggtt/2。这里我们使用的就是所谓的虚功原理，假想我们撤除支持力后重力所做的虚功，然后借此计算出举重运动员做的功。这个功按照能量守恒定律，等于举重运动员消耗的能量。6.理解功和能的关系，熟练掌握机械能守恒定律及其在解决力学问题中的灵活运用。机械能守恒定律：E总=E动+E势=恒量。机械能守恒定律的适用条件：只有保守力做功（重力和电场力被称为保守力）。当你在一个问题中发现没有

23、其他的力作功的时候，那么机械能守恒定律就是可用的。势能的取值是相对的，因为h和d的数值，与你选择的零势能位置有关，所以在计算中，你要先设定一个零势能的位置，然后时刻检查你使用的h和d的数值是不是按照这个零势能位置获得的。如果不是，则需要修正。(四)机械振动和机械波1.机械振动：理解描述机械振动的物理量：位移、振幅、周期、频率等的意义；机械振动中的位移，是指振动模式传播的位移，和振幅不同，不是往复运动。振幅，振子偏离平衡位置的位移，是往复运动的位移。周期：振子从某一振幅状态开始振动，到下一次重新处于该振幅状态时所经历的时间差，叫做一个周期。频率：周期的倒数。明确简谐振动的特点；熟练掌握并灵活运用

24、重要的简谐运动的模型单摆的周期公式；简谐振动通常引用理想弹簧的模型，根据弹簧形变力公式来描述振动回复力F-kx。另一个模型是理想单摆（摆角小于5度），其周期T2(l/g)了解简谐运动图象的物理意义，学会“读、判、求、画”简谐运动的图象；理解振动能量，自由振动和受迫振动的意义，知道共振产生的条件。此部分仅需要定性解答单摆或弹簧如何储存势能并往复运动（需要机械能守恒定律）。受迫振动相对于自由振动来说，是受到外力干预的，系统机械能不守恒。共振是一种受迫振动现象，但它属于特殊的受迫振动，也可以看作是振动模式的传递，但是，一个可以振动的物体，并不是可以以任何频率振动的，例如墨西哥人浪不可能达到机关枪发射

25、子弹的频率。所以，共振必须是在允许振动频率相近的物体之间才能发生，其中一个物体的振动，引发另一物体随之振动。2.机械波：掌握波长、波速v、频率f的概念及它们之间的关系；首先，你应该知道波是什么。波是振动的传播，一种振动模式如果实现了空间传播，那么就形成了波。机械波特指物体或质点的机械振动的传播所产生的波。一般形式有横波和纵波：横波：振幅和波的传播方向垂直纵波：振幅和波的传播方向在同一直线上波长是指振动的一个周期T时间里，振动传播的距离。波速v是振动的传播速度。则=vT，v=/T频率f为周期的倒数（和振动频率一样）。=v/f，v=f一列波在时间t内传播的总距离x=vt理解波动图象的物理意义，掌握

26、波动图象的“读、判、求、画”，注意波动图象和振动图象的区别；横波波动图象在高中物理中多为正弦和余弦函数图像形式，其方程一般式：y=Asin(t+)=Acos(t+-/2)，A为最大振幅（t+=/2时，sin/2=1取最大值，此时y=A），T=2/为周期。f=/2为频率。所以算出的y其实就是各个时刻波的振幅。在任何一个时刻t都对应一个唯一的弧度值t+（或者t+-/2），叫做该时刻t下的相位（也较位相）。两个时刻之间的相位差为(t2-t1)相位传播的距离通常可以从两个时刻的波形图相同振幅的水平位置差得到例如图中T/4时间内波形向右传播x=3单位的距离，则波形传播距离x=vt=t/T则可以知道波长

27、=xT/t=3T/(t/4)=12了解波的迭加，掌握波的特有现象衍射，干涉产生的条件。波的叠加，实际上就是振幅的叠加。给定两个波动函数y=Asin(t+)和y=Bsin(t+)则它们叠加后的波就是y=Asin(t+)+Bsin(t+)1-如果=，且=那么y=Asin(t+)+Bsin(t+)=Asin(t+)+Bsin(t+)=(A+B)sin(t+)此时由于两波相位同步，振幅相互增强2-如果=，且+=那么y=Asin(t+)+Bsin(t+)=Asin(t+)y+Bsin(t+)=Asin(t+)y-Bsin(t+)=(A-B)sin(t+)此时两波相位相差半周期，波峰和波谷相互抵消波的干涉

28、：就是两列振动模式相同的波的叠加，类似上面第一个例子。干涉现象是两列波的波峰振幅相互增强，波谷振幅也相互叠加增强。干涉发生的条件：两列波的频率必须相同或者有固定的相位差。例如上面第一例。波的衍射：波可以绕过障碍物传播的现象叫做衍射。观察到明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。第二节 热 学一、知识结构(一)透彻理解分子运动理论的三要素:1- 一切物体都是由大量分子构成的，分子之间有空隙2- 分子处于永不停息地，无规则运动状态。这种运动称为热运动3- 分子间存在着相互作用着的引力和斥力要点：1-分子泛指 原子 分子 离子 这些微观

29、粒子，最小的分子应该具有原子核结构（原子 和 原子形成的离子）。2-大量分子的永不停息地，无规则运动=热运动，一旦考你填空，大量 永不停息 和 无规则 这三个词肯定是采分点。少量的分子的无规则运动不叫做热运动，物理学中只要提到热，就必须是对大量分子的统计结果，几十个几百个分子都不能算是大量。热运动是永不停息的，理论上所说的热运动停止的绝对零度，永远达不到。无规则 是热运动的最显著特点，如果一束粒子定向运动，比如一束阿尔法粒子（He氦正离子）的运动就不能叫做热运动，因为它不是无规则的。3-分子之间存在引力和斥力有一种说法：引力可能包含电磁引力和万有引力，斥力通常只包含电磁斥力这句话从力的基本属性

30、角度来说是对的，但是实际上分子间引力是电磁力为主（因为分子间万有引力太弱），而且是多个分子之间的电磁力的错综复杂的综合效果。分子间的引力和斥力：分子间距r，平衡位置r0(1)rr0，f引r0，f引f斥，F分子力表现为引力(4)r10r0，f引f斥0，F分子力0，E分子势能0(二)掌握阿伏加德罗常数NA=6.0210/mol的含义，并能应用NA将物质的宏观量和微观量联系起来。我们回忆阿伏加德罗常数在化学中的意义，化学中经常提到：物质的量：物理学家发现，原子核由中子和质子构成，而这两者具有几乎相等的质量，因此，一种物质含有多少中子和质子，就决定了这种物质的质量大小。那么，我们假设一种元素质量数（中

31、子和质子总数）为k，我们还知道中子和质子质量都是m，则显然这种元素的单个原子核的质量km。如果一种元素的 单质（同一种元素组成的物质），取质量为M的这种单质，测量得知其中含有n个该种元素的原子核（每个原子核质量km），则我们可以知道M=nkm。可见M相当于nk个质子或中子的总质量。那么，如果我恰好称量M质量的该单质，这里的M恰好等于k克，则M=nkm=k克把M=nkm=k克化简得到 nm=1克已知中子和质子质量m=1.67510克则n=1/1.675100.59710=5.9710（个）实际上原子中的质子和中子质量比单独的质子或中子质量要小（这里的内容涉及到核物理，不属于高中内容，我们不作介绍），我们这里按照单独的质子或中子质量计算，所以我们得到的n是偏小的。科学家测定出，考虑到结合成原子核的中子和质子质量较小，得到的标准的n就是NA。所以我们得出一个公式M=NAkm=k对于化合物来说，化合物每个分子仍然可以拆分成k个质子或中子来看待，而k恰好还是这种化合物的分子的质量数，所以M=NAkm=k对化合物也适用，所以它对一切纯净物都适用。所