2010届物理学业水平测试寒假培训教程一(知识点梳理).doc

2010届物理学业水平测试寒假培训教程
力学（知识点梳理部分）

一、直线运动
（一）测试的具体内容和要求：
测试内容
测试要求
质点、参考系、路程和位移
A
速度、平均速度和瞬时速度
A
匀速直线运动、加速度
A
用电火花计时器(或电磁打点计时器)测速度、探究匀变速直线运动的速度随时间变化的规律
A
匀变速直线运动的规律
B
匀速直线运动的x-t图象和v-t图象
A
匀变速直线运动的v-t图象
A
自由落体运动
A
伽利略对自由落体运动的研究
A

（二）知识梳理
1、 五个基本概念
（1）质点：是只具有质量而没有大小和形状的几何点，是一种理想化的模型
（2）参考系：为了研究物体的运动而选定为参考的物体
（3）位移和路程
位移：物体运动的初位置指向末位置的有向线段
路程：指物体运动的轨迹长度，是一个标量；而位移是矢量，与路径无关
（4）速度：表示物体运动的快慢
平均速度：为位移与时间的比值，,矢量；
瞬时速度：指运动物体在某一时刻或某一位置的速度，矢量，它的大小叫速率
（5）加速度：物体速度的变化量与对应时间的比值，矢量，其方向与速度变化量的方向相同，与速度的方向无关
2、二个基本运动
（1）匀速直线运动：在直线运动中，物体在任意相等的时间内位移都相等的运动称为匀速直线运动。匀速直线运动又叫速度不变的运动
（2）匀变速直线运动：在直线运动中，物体在任意相等的时间内速度的变化都相等的运动称为匀变速直线运动。是加速度不变的运动
特例：自由落体运动
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动
运动特点：是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。
伽利略对自由落体运动的研究：
科学研究过程：对现象的一般观察～提出假设～运用逻辑得出推论～通过实验对推论进行检验～对假说进行修正和推广
伽利略科学思想方法的核心：是把实验和逻辑推理和谐结合起来
3、基本规律
（1）基本公式：
速度公式：； 位移公式：；
位移速度公式：； 平均速度公式：
（2）重要推论：
任意两个连续相等的时间间隔（T）内，位移之差为一恒量：即
一段时间的中间时刻的瞬时速度等于这一段时间的平均速度：即
一段过程的中间位移速度公式：
（3）初速度为零的匀加速直线运动的特点（T为等分时间间隔）
①1T末、2T末、3T末…nT末瞬时速度之比为：v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n
②1T内、2T内 、3T内……nT内位移之比为：S1∶S2∶S3……:Sn=12∶22∶32∶……∶n2③第1T内、第2T内 、第3T内…第nT内位移之比为SⅠ∶SⅡ∶SⅢ∶……∶SN=1∶3∶5∶……∶(2N-1)
4、两类基本图象
①
②
③
0
V/(ms-1)
T1
t/s
（1）匀变速直线运动规律的速度时间图像，即v-t图像
纵坐标表示物体运动的速度，横坐标表示时间
图像意义：表示物体速度随时间的变化规律
①表示物体做 ：匀速直线运动
②表示物体做：匀加速直线运动
③表示物体做：匀减速直线运动
①②③交点的纵坐标表示：三个运动物体的速度相等；
①
②
③
0
x/m
t/s
X1
图中阴影部分面积：表示0～T1时间内②的位移
（2）匀速直线运动规律的位移时间图像即x-t图像
纵坐标表示物体运动的位移，横坐标表示时间
图像意义：表示物体位移随时间的变化规律
①表示物体做：静止
②表示物体做：正向匀速运动
③表示物体做：反向匀速运动
①②③交点的纵坐标表示：三个运动物体相遇时的位移相同
5、一个基本实验：用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究匀变速直线运动
（1）电磁打点计时器使用交流电源，工作电压在10V以下。电火花计时器使用交流电源，工作电压220V。当电源的频率是50Hｚ时，它们都是每隔0.02s打一个点。使用电磁打点计时器时，纸带应穿过限位孔，复写纸压在纸带的上面。电火花计时器在纸带上打点的是电火花和墨粉，使用时，墨粉盘套在纸盘轴上，纸带穿过限位孔。
（2）计算速度基本方法：匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度，即点的瞬时速度等于前后两点间的平均速度。
（3）加速度计算基本方法： （为了减小误差可采用逐差法）
注意：对要正确理解：连续、相等的时间间隔位移差
（4）几个注意点：
实验时，放开小车前，小车应停在靠近打点计时器的位置；先接通电源再放开小车
数据处理时，弄清计数时间与打点时间的区别。
6、对末速度零的匀减速运动的一个思维技巧：逆向思维法，即看成是初速为零的反向匀加速直线运动
二、相互作用
（一）测试的具体内容和要求
测 试 内 容
测 试 要 求
力
A
重力
A
形变与弹力
A
滑动摩擦力 静摩擦力
A
力的合成与分解
B

（二）知识梳理
1、力
（1）力是一个物体对另外一个物体的作用，有受力物体必定有施力物体。
（2）力的三要素：力有大小、方向、作用点，是矢量。
（3）力的表示方法：可以用一根带箭头的线段表示力。
2、重力
（1）产生：是由于地球的吸引而使物体受到的力，不等于万有引力，是万有引力的一个分力。
（2）大小：G=mg，g是自由落体加速度。
（3）方向：是矢量，方向竖直向下，不能说垂直向下。
（4）重心：重力的作用点。重心可以不在物体上，对于均匀的规则物体，重心在其几何中心，对不规则形状的薄板状的物体，其重心位置可用悬挂法确定。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外，还跟物体内质量的分布有关。
3、形变与弹力
（1）弹性形变：物体在力的作用下形状或体积发生改变，叫做形变。有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变。
（2）弹力：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力的作用，这种力叫做弹力。
（3）产生条件：直接接触、相互挤压发生弹性形变。
（4）方向：与形变方向相反，作用在迫使这个物体形变的那个物体上，绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向，压力和支持力都是弹力，方向都垂直于物体的接触面。
（5）弹簧弹力的大小：在弹性限度内有，x为形变量，k由弹簧本身性质决定，与弹簧粗细、长短、材料有关。
4、滑动摩擦力和静摩擦力
（1）滑动摩擦力：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体 阻碍它滑动的力，这个力叫做滑动摩擦力。
（2）滑动摩擦力的产生条件：a、直接接触b、接触面粗糙c、有相对运动
（3）滑动摩擦力的方向：总是与相对运动方向相反，可以与运动同方向，可以与运动反方向，可以是阻力，可以是动力。运动物体与静止物体都可以受到滑动摩擦力。
（4）滑动摩擦力的大小：，为正压力，为动摩擦因数，没有单位，由接触面的材料和粗糙程度决定。
（5）静摩擦力：当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势所受到的另一个物体对它的阻碍作用
（6）产生条件：a、直接接触b、接触面粗糙c、有相对运动趋势
（7）方向：总是与相对运动趋势方向相反，可用平衡法来判断。，可以是阻力，可以是动力，运动物体也可以受静摩擦力。
（8）大小：
5、力的合成和力的分解
（1）合力与分力：一个力产生的效果与原来几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力。那几个力就叫这个力的分力。求几个力的合力叫力的合成，求一个力的分力叫力的分解。
（2）力的合成方法：用平行四边形定则。合力随夹角的增大而减小。范围
力的合成是唯一的。
（3）力的分解方法：用平行四边形定则，力的分解是力的合成的逆运算，同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力，一个已知力究竟怎样分解，这要根据实际情况来决定。
（4）在什么情况下力的分解是唯一的？
①已知合力和两分力的方向，求两分力的大小。
②已知合力和一个分力的大小、方向，求另一个分力的大小和方向。
6、探究、实验：力的合成的平行四边形定则
（1）实验原理：此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则
（2）注意事项
①用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。
②同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变
7、共点力作用下物体的平衡
（1）共点力的概念：共点力是指作用于一点或作用线的延长线交于一点的各个力。
（2）共点力作用下物体平衡的概念：物体能够保持静止或者做匀速直线运动状态叫做平衡状态。
（3）共点力作用下物体的平衡条件：物体所受合外力为零，即F合=0，也就是物体的加速度为零。如果用正交分解法，可以立以下两个方程（F 合x=0和F 合y=0）。
（4）求解共点力作用下物体平衡的一般步骤：①灵活选取研究对象；②将研究对象隔离出来，分析物体的受力情况并画受力示意图；③根据物体的受力特点选取适当的方法；④列出方程， 求解方程，并检查答案是否完整，合理。
三、牛顿运动定律
（一）测试的具体内容和要求
测试内容
测试要求
牛顿第一定律
A
探究加速度与力、质量的关系
B
牛顿第二定律
B
牛顿第三定律
A
力学单位制
A

（二）知识梳理
1、 伽利略理想实验
2、牛顿第一定律
（1）内容：一切物体总保持匀速直线运动或者静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止
理解：①“一切物体总保持匀速直线运动或者静止状态”的意思就是说一切物体都有惯性；
②“直到有外力迫使它改变这种状态为止”的意思就是外力是产生加速度的原因。
（2）力与运动的关系：
①历史上错误的认识是“运动必须有力来维持”---------亚里士多德的观点；
②正确的认识是“运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因”。
（3）对“改变物体运动状态”的理解——运动状态的改变就是指速度的改变，速度的改变包括速度大小和速度方向的改变，速度改变就意味着存在加速度。
（4）维持自己的运动状态不变是一切物体的本质属性，这一本质属性就是惯性．质量是惯性大小的量度
3、牛顿第二定律
（1）顿第二定律的内容和及其数学表达式：牛顿第二运动定律的内容是物体的加速度与合外力成正比，与质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。F合=ma。
（2）力和运动的关系：
①物体所受的合外力产生物体的加速度：
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同，则物体做匀加速直线运动。
②加速度的方向就是合外力的方向。
（3）应用牛顿第二定律解题的一般步骤如下
（1）灵活选取研究对象．
（2）将研究对象提取出来，分析物体的受力情况并画受力示意图，分析物体的运动情况并画运动过程简图。
（3）利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。通常用正交分解法：建立正交坐标，并将有关矢量进行分解。取加速度的方向为正方向，题中各物理量的方向与规定的正方向相同时取正值，反之取负值。
（4）列出方程并求解，检查答案是否完整、合理。
说明：关于力和运动有两类基本问题：一类是已知物体的受力情况，确定物体的运动情况；另一类是已知物体的运动情况，确定物体的受力情况。
4、探究、实验：探究加速度与力、质量的关系
实验思路：本实验的基本思路是：采用控制变量法，即先保持质量m不变，研究a与F之间的关系，再保持F不变，研究a与m之间的关系。
数据分析：作a-F图象和a-图象
5、牛顿第三定律
（1）牛顿第三运动定律的内容：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。
（2）要能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力
一对力
比较
项目
一对平衡力
一对作用力与反作用力
不
同
点
两个力作用在同一物体上
两个力分别作用在两个不同物体上
两个力涉及三个物体
两个力涉及两物体
可以求合力，且合力一定为零
不可以求合力
两个力的性质不一定相同
两个力的性质一定相同
两个力共同作用的效果是使物体平衡
两个力的效果分别表现在相互作用的两个物体上
一个力的产生、变化、消失不一定影响另一个力
两个力一定同时产生、同时变化、同时消失
共同点
大小相等、方向相反、作用在一条直线上
6、力学单位制
（1）国际单位制（SI）就是由七个基本单位和用这些基本单位导出的单位组成的单位制。
（2）国际单位制（SI）中的基本单位：
力学中有三个基本单位：长度的单位米，国际符号m、质量的单位千克，国际符号㎏、时间的单位秒，国际符号s。电流强度的单位安培，国际符号A；物质的量的单位摩尔，国际符号mol；热力学温度的单位开尔文，国际符号K；发光强度的单位坎德拉，国际符号cd

四、抛体运动和圆周运动
（一）测试的具体内容和要求
测试内容
测试要求
运动的合成与分解
A
平抛运动
B
匀速圆周运动
B
线速度、角速度和周期
A
向心加速度
A
向心力
B
（二）知识梳理
1．运动的合成与分解
（1）运动合成与分解的运算法则：运动的合成与分解是指描述物体运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解。由于它们都是矢量，所以它们都遵循矢量的合成与分解法则。
（2）合运动和分运动的关系：
①等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动规律有相同的效果。
②独立性：某方向上的运动不会因为其它方向上是否有运动而影响自己的运动性质。
③等时性：合运动通过合位移所需时间和对应的每个分运动通过分位移的时间相等，即各分运动总是同时开始，同时结束的。
2．平抛运动的规律
（1）平抛运动的特点：（1）加速度a=g恒定，方向竖直向下；（2）运动轨迹是抛物线。
（2）平抛运动的处理方法：平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。
（3）运动规律：
加速度：ax=0 ay=g
位移方程 ：SX=Vt
SY=gt2/2
速度方程：VX=V0
Vy=gt

飞行时间：

轨迹：是一条抛物线
3．匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度都相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。
注意匀速圆周运动不是匀速运动,是曲线运动,速度方向不断变化.
4．线速度、角速度和周期
（1）线速度：物体在某时间内通过的弧长与所用时间的比值，其方向在圆周的切线方向上。表达式：
（2）角速度：物体在某段时间内通过的角度与所用时间的比值。
表达式：，其单位为弧度每秒，。
（3）周期：匀速运动的物体运动一周所用的时间。
（4）频率：，单位：赫兹(HZ)
（5）线速度、角速度、周期间的关系： 。
5．向心加速度：做匀速圆周运动的物体，加速度方向指向圆心，这个加速度叫向心加速度。
（1）大小：
（2）方向：指向圆心。
向心加速度是描述匀速圆周运动中物体线速度变化快慢的物理量
6．向心力：产生向心加速度的力。
（1）向心力的方向：指向圆心，与线速度的方向垂直。
（2）向心力的大小：做匀速圆周运动所需的向心力的大小为

（3）向心力的作用：只改变速度的方向，不改变速度的大小。
（4）向心力是效果力。在对物体进行受力分析时，不能认为物体多受了个向心力。向心力是物体受到的某一个力或某一个力的分力或某几个力的合力.
注意：向心力是产生向心加速度的原因，所以向心加速度的方向时刻在变化，匀速圆周运动是变加速运动，而不是匀变速运动。
（5）向心力的来源分析
①、向心力可以由弹力、摩擦力、绳子的拉力等等来提供，也有可能是几个
力的合力来提供。
②、向心力是由物体指向圆心的合力来提供。
③向心力不参与力分析。
7、圆周运动的一般解题思路
（1）明确对象，确定平面，找出圆心和半径
（2）确定对象在某位置所处的状态，进行受力分析作受力图
（3）根据向心力公式列方程求解
（4）检查与讨论
8、中学常见匀速圆周运动向心力来源：
（1）光滑水平面上的圆运动：绳子的拉力
（2）圆锥摆：绳子拉力和重力的合力
（3）随转盘运动的物体：盘对物体的静摩擦力
（4）单摆最低点的向心力：绳拉力和重力的合力
（5）汽车拐弯：车胎与地面之间的静摩擦力
五、经典力学的成就与局限性
（一）测试的具体内容和要求
测试内容
测试要求
万有引力定律
A
人造地球卫星
A
宇宙速度
A
经典力学的局限性
A
（二）知识梳理
1．万有引力定律
自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体质量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比。
表达式：
2．人造地球卫星
首先强调一点：一切涉及环绕运动问题，其解题、推导的出发点均是：F引=F向，然后根据题意将二力展开。
卫星环绕速度v、角速度、周期T与半径的关系：
由，可得：
，r越大，v越小；（记住此公式）
，r越大，越小；
，r越大，T越大。
3．宇宙速度（A）
第一宇宙速度（环绕速度）：；（记住此值）
第二宇宙速度（脱离速度）：；
第三宇宙速度（逃逸速度）：。
会求第一宇宙速度：
卫星贴近地球表面飞行 地球表面近似有
则有
4．经典力学的局限性
牛顿运动定律只适用于解决宏观问题，不适用于高速运动问题，不适用于微观世界。
补充：曲线运动速度方向：质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向
曲线运动的条件：当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动.
六、机械能和能源
（一）测试的具体内容和要求：
测试内容
测试要求
功
A
功率
A
重力势能、重力势能的变化与重力做功的关系
A
弹性势能
A
动能
A
动能定理
B
机械能守恒定律
B
探究、实验：用电火花打点计时器（或电磁打点计时器）验证机械能守恒定律
A
能量守恒定律
A
能源 能量转化和转移的方向性
A
（二）知识梳理
1．功： 力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦三者的乘积。
（1）功的定义式： （适用于恒力做功）
注意：时，；但时，，力不做功；时，.
（2）功虽有正负之分，但功是标量，其负值表示阻力做功。
2．功率：功与完成这些功所用时间的比值。
（1）平均功率： ；
（2）物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量。
（3）力与速度方向一致时：P=Fv
3．重力势能 重力势能的变化与重力做功的关系
（1）重力势能
物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，。重力势能的值与所选取的参考平面有关。
（2）重力势能的变化与重力做功的关系：
重力做多少功重力势能就减少多少，克服重力做多少功重力势能就增加多少，重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量：。
（3）重力做功的特点：重力对物体所做的功只与物体的是始末位置有关，而跟物体的具体运动路径无关。
4．弹性势能
5．动能：物体由于运动而具有的能量。
6．动能定理：合力在某个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
表达式：或。
动能定理适用于恒力作用、变力作用；适用于直线运动、曲线运动；是解决非匀变速运动的最好途径，在动力学问题中应增强运用动能定理解题的主动意识。
7．机械能守恒定律
（1）机械能：机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称，可表示为：
E（机械能）=Ek（动能）+Ep（势能）
（2） 机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

式中是物体处于状态1时的势能和动能， 是物体处于状态2时的势能和动能。使用该式应先选取某个位置作为零势能参考平面。
还可以使用“转化式”△Ek（增）=△Ep（减） （或△Ek（减）=△Ep（增），无需选参考平面）
8．用电火花计时器（或电磁打点计时器）验证机械能守恒定律
实验目的：通过对自由落体运动的研究验证机械能守恒定律。
速度的测量：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。
下落高度的测量:等于纸带上两点间的距离
比较V2与2gh相等或近似相等,则说明机械能守恒
9．能量守恒定律
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
10．能源 能量转化和转移的方向性
能源是人类可以利用的能量，是人类社会活动的物质基础。人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期、煤炭时期、石油时期。
能量的耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用；电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们也无法把这些内能收集起来重新利用。这种现象叫做能量的耗散。能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用变成不利于利用的了。能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。