高一物理必修一知识点归纳(整理).pdf

物理必修一知识点总结物理必修一知识点总结一一一 运动的描述质点物体的大小和形状对所研究的问题没有影响，可把该物体看作一个质点。参考系定义：用来作参考的物体。一一一 质点、参考系和坐标系坐标系分类：直线坐标系、平面直角坐标系、空间立体坐标系时刻和时间间隔在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间间隔用线段表示。路程物体运动轨迹的长度。路程和位移位移表示物体（质点）的位置变化。从初位置到末位置作一条有向线段表示位移。矢量既有大小又有方向。矢量和标量标量只有大小没有方向。一一一 时间和位移直线运动的位置和位移公式：x=x1-x2坐标与坐标的变化量公式：t=t2-t1定义：用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢。公式：v=x/t单位：米每秒（m/s）速度速度是矢量，既有大小，又有方向。速度的方向也就是物体运动的方向。一一一 运动快慢的描述速度平均速度和平均速度物体在时间间隔内的平均快慢程度。瞬时速度时间间隔非常非常小，在这个时间间隔内的平均速度。瞬时速度速率瞬时速度的大小。电磁打点计时器：低压交流(6V)，0.02s电火花计时器：低压交流（220V），0.02 s练习使用打点计时器：先开启电源，再释放小车用打点计时器测量瞬时速度第四节 实验：用打点计时器测速度用图象表示速度速度时间图像（v-t 图象）：描述速度 v 与时间 t 关系的图象。斜率表示加速度，面积表示位移。定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。公式：a=v/t加速度单位：米每二次方秒（m/s2）加速度方向与速度方向的关系在直线运动中，如果物体加速运动，则加速度的方向与速度的方向相同；如果物体减速运动，则加速度的方向与速度的方向相反。第五节 速度变化快慢的描述加速度从 v-t 图象看加速度从曲线的倾斜程度就能判断加速度的大小。第二章 匀变速直线运动的研究进行实验处理数据一一一 实验：探究小车速度随时间变化的规律作出速度时间图象匀变速直线运动沿着一条直线，且加速度不变的运动。一一一 匀变速直线运动的速度与时间的关系速度与时间的关系式速度公式：v=v0+at匀速直线运动的位移：x=vt一一一 匀变速直线运动的位移与时间的关系匀变速直线运动的位移位移公式：x=v0t+at2/2 x=（v0+v）t/2一一一 匀变速直线运动的位移与速度的关系公式：v2-v02=2ax定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。自由落体运动自由落体运动是初速度为 0 的匀加速直线运动。在同一地点，一切物体自由下落的加速度相同。用 g 表示。一般的计算中，可以取 g=9.8m/s2或g=10m/s2一一一 自由落体运动自由落体加速度（重力加速度）公式：v=gth=gt2/2 v2=2gh h=gT2纠正了绵延两千年的错误理想斜面实验一一一 伽利略对自由落体运动的研究伽利略的科学方法：提出问题，猜想与假说，实验验证，合理外推，得出结论第三章 相互作用一一一 重力 基本相互作用力和力的图力定义：物体与物体之间的相互作用。单位：牛顿，简称牛（N）。示力的图示定义：用带箭头的线段表示力。它的长短表示力的大小，它的指向表示力的方向，箭尾（或箭头）表示力的作用点。定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。公式：G=mg重力的方向：竖直向下重力重力是矢量，既有大小，又有方向重力的等效作用点。重力重心外形规则、质量均匀分布的物体，重心在物体的几何中心。质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关，还跟物体内质量的分布有关。四种基本相互作用万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用定义：物体在力的作用下形状或体积发生改变。形变弹性形变：物体在形变后能恢复原状的形变。定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力的作用。一一一 弹力弹性形变和弹力弹力弹性限度：物体受到外力作用，发生弹性形变的极限值称为“弹性限度”。产生弹力的物体是发生弹性形变的物体。方向：垂直于接触面，指向形变物体恢复原状的方向。几种弹力压力和支持力、拉力弹簧的弹力大小跟形变的大小有关系，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力随之消失。胡克定律公式：F=kxk弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米（N/m）。摩擦力：连个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上所产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力。滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。定义：两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动时产生的摩擦力。方向：沿着接触面，跟物体相对运动趋势的方向相反。静摩擦力的增大有个限度，最大静摩擦力等于物体刚刚开始运动时的拉力。静摩擦力静摩擦力的大小随着与之相平衡的外力的增大而增大，并与这个力大小相等。一一一 摩擦力滑动摩擦力定义：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，所受到的另一个物体阻碍它滑动的力。方向：沿着接触面，跟物体的相对运动方向的方向相反。滑动摩擦力的大小跟压力成正比。公式：F=FN动摩擦因数，跟相互接触的两个物体的材料有关。合力：一个力，如果它产生的效果与几个力共同作用时产生效果相同，那么这个力就叫做几个力的合力。分力：如果一个力作用于某一物体，对物体运动产生的效果相当于另外的几个力同时作用于该物体时产生的效果，则这几个力就是原先那个作用力的分力。定义：求几个力的合力的过程。平行四边形定则：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。共点力一个物体受到几个外力的作用，如果这几个力有共同的作用点或者这几个力的作用线交于一点，这几个外力称为共点力。一一一 力的合成力的合成非共点力既不作用在同一点上，延长线也不交于一点的一组力。力的分解定义：求一个力的分力的过程。一一一 力的分解矢量相加的正交分解将一个力沿着相互垂直的两个方向进行分解的方法称为正交分解。正交分解的好处是可以创造直角三角形，以便运用三角函数来求解分力。三角形定则把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的方法。矢量既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则（或三角形定则）的物理量。法则标量只有大小没有方向，求和时按照算术法则相加的物理量。第四章 牛顿运动定律理想实验的魅力牛顿第一定律（惯性定律）定义：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。牛顿物理学的基石惯性定律惯性定义：物体具有的保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。质量是物体惯性大小的量度。质量是标量，只有大小，没有方向。第一节 牛顿第一定律惯性与质量质量单位：千克（kg）第二节 实验：探究加速度与力的关系基本思路：保持物体质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系。加速度与质量的关系基本思路：保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。制定实验方案时的两个问题：平衡摩擦力，m 钩码M 小车加速度与力、质量的关系怎样由实验结果得出结论aF，a1/m定义：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。牛顿年第二定律的数学表达式：F=ma F 指的是物体所受的合力。力是产生加速度的原因第三节 牛顿第二定律牛顿第二定律加速度的方向取决于合外力的方向基本量：被选定的、可以利用物理量之间的关系推导出其他物理量的物理量。在力学中，把“长度”、“质量”、“时间”作为基本量。基本单位：基本量的单位。在力学中，把“m”、“Kg”、“s”作为基本单位。导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其它物理量的单位。单位制：由基本单位和导出单位组成。第四节 力学单位制国际单位制（SI）：国际计量大会制订的一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制。第五节 牛顿第三定律作用力和反作用力定义：物体间相互作用的这一对力。作用力和反作用力总是同时产生，同时变化，同时消失的。牛顿第三定律定义：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，作用在同一条直线上。从受力确定运动情况：运用牛顿第二定律作为桥梁第六节 用牛顿运动定律解决问题（一）从运动情况确定受力：运用牛顿第二定律作为桥梁平衡状态：一个物体在几个力的共同作用下保持静止或匀速直线运动状态时所处的状态。共点力的平衡条件在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0。即：任意某一条直线上的合力均为 0。定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。超重加速度方向：竖直向上。定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。加速度方向：竖直向下。第七节 用牛顿运动定律解决问题（二）超重和失重失重完全失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为 0，此时物体仅受到重力，加速度为重力加速度 g。补充：直线运动的图象补充：直线运动的图象运动种类位移时间图象（Xt 图象）速度时间图象（Vt 图象匀速直线运动tX匀变速直线运动Vt1、从 Xt 图象中可求：、任一时刻物体运动的位移、图线的斜率表示物体运动速度的大小1、图线向上倾斜表示物体沿正向作直线运动，图线向下倾斜表示物体沿反向作直线运动。2、两图线相交表示两物体在这一时刻相遇 3、比较两物体运动速度大小的关系（看两物体 Xt 图象中图线的斜率）2、从 Vt 图象中可求：、任一时刻物体运动的速度：在 t 轴上方表示物体运动方向为正，在 t 轴下方表示物体运动方向为负。、图线的斜率表示物体加速度的大小1、图线纵坐标的截距表示 t=0 时刻的速度（即初速度）0V2、图线与横坐标所围的面积表示相应时间内的位移。在 t 轴上方的位移为正，在 t 轴下方的位移为负。某段时间内的总位移等于各段时间位移的代数和。3、两图线相交表示两物体在这一时刻速度相同4、比较两物体运动加速度大小的关系（比较图线的斜率大小）补充一：匀速直线运动和匀变速直线运动的比较补充一：匀速直线运动和匀变速直线运动的比较种类区别（特点）联系V=恒量a=0匀直线运动x=vtv=v0+ata=恒量x=v0t+at2/2=tVVt)(210 =aVVt2202匀变速直线运动a 与 V0同向为加速1、匀速直线运动是匀变速直线运动的一种特殊形式。2、当物体运动的加速度为零时，物体做匀速直线运动。Vta 与 V0反向为减速补充二：速度与加速度的关系补充二：速度与加速度的关系1、速度与加速度没有必然的关系，即：速度大，加速度不一定也大；加速度大，速度不一定也大；速度为零，加速度不一定也为零；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：若 a 与 V 方向相同时，不管 a 如何变化，V 都增大。若 a 与 V 方向相反时，不管 a 如何变化，V 都减小。补充三：利用纸带求解匀变速直线运动的速度和加速度补充三：利用纸带求解匀变速直线运动的速度和加速度分析纸带问题的核心公式：分析纸带问题的核心公式：（1 1）求某点瞬时速度）求某点瞬时速度 V V：Vt/2=VstTSSNN21（2 2）由）由 求加速度求加速度 a a；21aTsssnn 逐差法求加速度：逐差法求加速度：高一物理下知识点总结高一物理下知识点总结1.曲线运动曲线运动1曲线运动的特征曲线运动的特征（1）曲线运动的轨迹是曲线。曲线。（2）由于运动的速度方向速度方向总沿轨迹的切线方向切线方向，又由于曲线运动的轨迹是曲线，所以曲线运动的速度方向速度方向时刻变化。即使其速度大小保持恒定，由于其方向不断变化，所以说：曲线运动一定是变速运动一定是变速运动。（3）由于曲线运动的速度一定是变化的速度一定是变化的，至少其方向方向总是不断变化的，所以，做曲线运动的物体的中速度必不为零速度必不为零，所受到的合外力必不为零合外力必不为零，必定有加速度加速度。（注意：合外力为零只有两种状态：静止和匀速直线运动。）曲线运动速度方向一定变化，曲线运动一定是变速运动，反之，变速运动不一定是曲线运动速度方向一定变化，曲线运动一定是变速运动，反之，变速运动不一定是曲线运动。曲线运动。2物体做曲线运动的条件物体做曲线运动的条件(1)从动力学角度看：物体所受合外力合外力方向跟它的速度方向不在同一条直线上不在同一条直线上。(2)从运动学角度看：物体的加速度加速度方向跟它的速度方向不在同一条直线上。不在同一条直线上。3匀变速运动：匀变速运动：加速度（大小和方向）不变的运动。也可以说是：合外力不变的运动。4 曲线运动的合力、轨迹、速度之间的关系曲线运动的合力、轨迹、速度之间的关系（1）轨迹特点：轨迹在速度方向和合力方向之间，且向合力方向一侧弯曲。（2）合力的效果：合力沿切线方向切线方向的分力 F2改变速度的大小速度的大小，沿径向的分力径向的分力 F1改变速度的方向方向。当合力方向与速度方向的夹角为锐角锐角时，物体的速率将增大增大。当合力方向与速度方向的夹角为钝角钝角时，物体的速率将减小减小。当合力方向与速度方向垂直垂直时，物体的速率不变不变。（举例：匀速圆周运动）2.绳拉物体绳拉物体合运动：合运动：实际的运动。对应的是合速度合速度。方法：方法：把合速度分解为沿绳方向沿绳方向和垂直于绳方向垂直于绳方向。3.小船渡河小船渡河例 1:一艘小船在 200m 宽的河中横渡到对岸，已知水流速度是 3m/s，小船在静水中的速度是 5m/s，求：（1）欲使船渡河时间最短，船应该怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？（2）欲使航行位移最短，船应该怎样渡河？最短位移是多少？渡河时间多长？船渡河时间：船渡河时间：主要看小船垂直于河岸的分速度垂直于河岸的分速度，如果小船垂直于河岸没有分速度，则不能渡河。mincosddttvv船船（此时=0，即船头的方向应该垂直于河岸）船头的方向应该垂直于河岸）解：（1）结论：结论：欲使船渡河时间最短，船头的方向应该垂直于河岸。渡河的最短时间最短时间为：合速度为：合速度为：mindtv船22vvv合船水合位移为：合位移为：或者 2222()ABBCxxxdv t水xvt合 （2）分析：怎样渡河：船头与河岸成向上游航行。最短位移为：最短位移为：minxd合速度为：合速度为：对应的时间为：对应的时间为：22sinvvvv合船船水dtv合例 2:一艘小船在 200m 宽的河中横渡到对岸，已知水流速度是 5m/s，小船在静水中的速度是 4m/s，求：（1）欲使船渡河时间最短，船应该怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？（2）欲使航行位移最短，船应该怎样渡河？最短位移是多少？渡河时间多长？解：（1）结论：欲使船渡河时间最短，船头的方向应该垂直于河结论：欲使船渡河时间最短，船头的方向应该垂直于河岸。岸。渡河的最短时间最短时间为：合速度为：合速度为：mindtv船22vvv合船水合位移为：合位移为：或者 2222()ABBCxxxdv t水xvt合（2）方法：方法：以水速的末端点为圆心，以船速的大小为半径做圆，过水速的初端点做圆的切线，切线即为所求合速度方向。如左图左图所示：AC 即为所求的合速度方向。相关结论：22minmincossincossinACvvvvvvdvdxxvxdttvv船水合水船水水船合船或4.平抛运动基本规律平抛运动基本规律1 速度：合速度:方向：0 xyvvvgt22yxvvvoxyvgtvvtan2位移 合位移：方向：0212xv tygt22xxy合ovgtxy21tan3时间由:得（由下落的高度 y 决定）221gty gyt24平抛运动竖直方向做自由落体运动，匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立。5 速度与水平方向夹角的正切值为位移与水平方向夹角正切值的 2 倍。tan2tan6.平抛物体任意时刻瞬时速度瞬时速度方向的反向延长线与初速度方向延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半。（A 是 OB 的中点）。5.匀速圆周运动匀速圆周运动1.线速度：质点通过的圆弧长跟所用时间的比值。单位：米/秒，m/s222svrrfrnrtT2.角速度：质点所在的半径转过的角度跟所用时间的比值。单位：弧度/秒，rad/s222fntT3.周期：物体做匀速圆周运动一周所用的时间。单位：秒，s22rTv4.频率：单位时间内完成圆周运动的圈数。单位：赫兹，Hz1fT5.转速：单位时间内转过的圈数。单位：转/秒，r/s (条件是转速 n 的单位必须为转转/秒秒)Nntnf6.向心加速度：22222()(2)varvrfrrT7.向心力：22222()(2)vFmammrm vmrmfrrT三种转动方式三种转动方式6.竖直平面的圆周运动竖直平面的圆周运动“绳模型绳模型”如上图所示，小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。如上图所示，小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。（注意：绳对小球只能产生拉力拉力）（1）小球能过最高点的临界条件：绳子和轨道对小球刚好没有力的作用mg=2vmRv临界Rg（2）小球能过最高点条件：v （当 v 时，绳对球产生拉力，轨道对球产生RgRg压力）（3）不能过最高点条件：v （实际上球还没有到最高点时，就脱离了轨道）Rg“杆模型杆模型”，小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况，小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况（注意：轻杆和细线不同，轻杆对小球既能产生拉力拉力，又能产生推力推力。）（1）小球能过最高点的临界条件：v=0，F=mg （F 为支持力）（2）当 0vF0（F 为支持力支持力）Rg（3）当 v=时，F=0Rg（4）当 v时，F 随 v 增大而增大，且 F0（F 为拉力拉力）Rg7.万有引力定律万有引力定律绳绳模型模型1.开普勒第三定律开普勒第三定律：行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一个常量。（K 值只与中心天体的质量有关）32rkT2.万有引力定律：万有引力定律：122mrFGm万 （1）赤道上万有引力：（是两个不同的物理量，）FmgFmgma引向向ga向和 （2）两极上的万有引力：Fmg引3.忽略地球自转，地球上的物体受到的重力等于万有引力。(黄金代换黄金代换)22GMmmgGMgRR4.距离地球表面高为 h 的重力加速度：222GMmGMmgGMgRhgRhRh5.卫星绕地球做匀速圆周运动：万有引力提供向心力 2GMmFFr万向（轨道处的向心加速度向心加速度 a 等于轨道处的重力加速度重力加速度）22GMmGMmaarrg轨22GMmvGMmvrrr223GMmGMmrrr223224GMmrmrTrTGM6.中心天体质量的计算：方法 1：（已知 R 和 g）22gRGMgRMG方法 2：（已知卫星的 V 与 r）2GMv rvMrG方法 3：（已知卫星的与 r）233GMrMrG方法 4：（已知卫星的周期 T 与 r）2323244rrTMGMGT方法 5：已知（已知卫星的 V 与 T）32324GMvrv TMGrTGM方法 6：已知 （已知卫星的 V 与，相当于已知 V 与 T）33GMvvrMGGMr7.地球密度计算：球的体积公式：343VR 近地卫星 (r=R)2233232322()3434rMMrRVmMGmGT RrrGTTM23GT8.发射速度：发射速度：采用多级火箭发射卫星时，卫星脱离最后一级火箭时的速度。运行速度：运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动时的线速度当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度第一宇宙速度。第一宇宙速度第一宇宙速度(环绕速度）：7.9km/s。卫星环绕地球飞行的最大运行速度最大运行速度。地球上发射卫星的最小发射速度最小发射速度。第二宇宙速度第二宇宙速度（脱离速度）：11.2km/s。使人造卫星脱离地球的引力束缚脱离地球的引力束缚，不再绕地球运行，从地球表面发射所需的最小速度。第三宇宙速度第三宇宙速度（逃逸速度）：16.7km/s。使人造卫星挣脱太阳引力的束缚挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，从地球表面发射所需要的最小速度。8.机械能机械能1.功的计算。cosWFx123cosnFFFFWWWWWF xL合合2.计算平均功率：计算瞬时功率：PvWtPFPF v瞬瞬（力力 F 的方向与速度的方向与速度 v 的方向夹角的方向夹角）cosPF v 3.重力势能：PEmgh重力做功计算公式：12GPPWmghmghEE初末 重力势能变化量：21PPPEEEmghmgh末初 重力做功与重力势能变化量之间的关系：GPWE 重力做功特点：重力做正功正功(A 到到 B)，重力势能减小减小。重力做负功负功(C 到到 D)，重力势能增增加加。4弹簧弹性势能：（弹簧的变化量）（弹簧的变化量）212PEk x0 xll 弹簧弹力做的功等于弹性势能变化量的负值负值：PPPWEEE 弹初末 特点：特点：弹力对物体做正功正功，弹性势能减小减小。弹力对物体做负功负功，弹性势能增加增加。5.动能：212KEmv 动能变化量：22211122KKKEEEmvmv末初6.动能定理：KKKWEEE 合末初常用变形：123nFFFFKKKEWWEWEWL末初7.机械能守恒：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能会发生相互转化，但机械能的总量保持不变。表达式：(初状态的势能和动能之和等于末状态的势能和动能之和)1122PKPKEEEE(动能的增加量等于势能的减少量)KPEE (A 物体机械能的增加量等于 B 物体机械能的减少量)ABEE