高中物理必修一基本知识点

第一章运动的描述第一节质点、参考系、坐标系机械运动：物体在空间中所处位置发生变化，这样的运动叫做机械运动。运动的特性：普遍性，永恒性，多样性一、质点1.在研究物体运动的过程中，如果物体的大小和形状在所研究问题中可以忽略是，把物体简化为一个点，认为物体的质量都集中在这个点上，这个点称为质点。2.质点条件：1）物体中各点的运动情况完全相同（物体做平动）2）物体的大小（线度）远远小于它通过的距离3.质点具有相对性，而不具有绝对性。4.理想化模型：根据所研究问题的性质和需要，抓住问题中的主要因素，忽略其次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂的问题得到简化。（为便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体）二、参考系1.任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个参照物称为参考系。2.参考系的选取是自由的。1）比较两个物体的运动必须选用同一参考系。2）参照物不一定静止，但被认为是静止的。三、坐标系在参考系上建立坐标系。直线运动建立一维坐标系，平面运动建立二维坐标系。第二节时间和位移一、时间间隔与时刻1.钟表指示的一个读数对应着某一个瞬间，就是时刻，时刻在时间轴上对应某一点。两个时刻之间的间隔称为时间，时间在时间轴上对应一段。第一秒初、第几秒末都指时刻，第几秒内指时间间隔。△t=t2—t12.时间和时刻的单位都是秒，符号为s，常见单位还有min，h。3.通常以问题中的初始时刻为零点。二、路程和位移1.路程表示物体运动轨迹的长度，但不能完全确定物体位置的变化，是标量。2.位移是衡量物体位置变化的物理量。从物体运动的起点指向运动的重点的有向线段称为位移，是矢量。例如位移、速度、力。3.物理学中，只有大小的物理量称为标量；既有大小又有方向的物理量称为矢量。4.只有在质点做单向直线运动是，位移的大小等于路程。两者运算法则不同。第三节运动快慢的描述－速度1.概念物体通过的路程与所用的时间之比叫做速度（初中时的速度，一般仅指速度的大小）。物体位移变化率是速度（高中时的速度，不仅有大小，而有方向）。2.平均速度：某段时间间隔内（或某段位移）的速度。物体运动的平均速度v是物体的位移x与发生这段位移所用时间t的比值。其方向与物体的位移方向相同。单位是m/s。v=x/t3.瞬时速度：某时刻（或位置）的速度。瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度。其方向是物体在运动轨迹上过该点的切线方向。瞬时速率（简称速率）即瞬时速度的大小。速率≥速度第四节打点计时器测速度1.打点记时器：通过在纸带上打出一系列的点来记录物体运动信息的仪器。（电火花打点记时器——火花打点－－摩擦小－－工作电压220V，电磁打点记时器——电磁打点－－摩擦大－－工作电压4~6V）；一般打出两个相邻的点的时间间隔是0.02s（因为我国生活用电的频率是50Hz）。2.近似测量瞬时速度。第五节速度变化的快慢的描述－加速度1.物体的加速度等于物体速度变化（vt—v0）与完成这一变化所用时间的比值a=（vt—v0）/t2.a不由△v、t决定，而是由F、m决定。3.变化量=末态量值—初态量值……表示变化的大小或多少4.变化率=变化量/时间……表示变化快慢5.如果物体沿直线运动且其速度均匀变化，该物体的运动就是匀变速直线运动（加速度不随时间改变）。6.速度是状态量，加速度是性质量，速度改变量（速度改变大小程度）是过程量。第二章匀变速直线运动的研究第一节用图象描述直线运动一、匀变速直线运动的位移图象1.tx图象是描述做匀变速直线运动的物体的位移随时间的变化关系的曲线。（不反映物体运动的轨迹）2.物理中，斜率k≠tan（2坐标轴单位、物理意义不同）3.图象中两图线的交点表示两物体在这一时刻相遇。二、匀变速直线运动的速度图象1.tv图象是描述匀变速直线运动的物体岁时间变化关系的图线。（不反映物体运动轨迹）2.图象与时间轴的面积表示物体运动的位移，在t轴上方位移为正，下方为负，整个过程中位移为各段位移之和，即各面积的代数和。第二节匀变速直线运动匀变速直线运动规律1.速度与时间：atvv0（注意方向－－速度和加速度的正负号）2.位移与时间：2210atvtx3.位移与速度：2022vvaxt3.推论：1）202tvvvvt2）S2—S1=S3—S2=S4—S3=……=△S=aT2（Sn为连续相等时间内的位移）做题常用此法：a=（Sm—Sn）/（m—n）T2（利用上各段位移，减少误差→逐差法）3）初速度为0的n个连续相等的时间内S之比：S1：S2：S3：……：Sn=1：3：5：……：（2n—1）4）初速度为0的n个连续相等的位移内t之比：t1：t2：t3：……：tn=1：（2—1）：（3—2）：……：（n—1n）第三节自由落体运动一、自由落体运动1.物体仅在重力的作用下，从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动（理想化模型）。在空气中影响物体下落快慢的因素是下落过程中空气阻力的影响，与物体重量无关。自由落体运动是一种初速度为0的匀变速直线运动，加速度为常量，称为重力加速度（g）。g=9.8m/s22.重力加速度g的方向总是竖直向下的。其大小随着纬度的增加而增加，随着高度的增加而减少。221gth二、竖直上抛运动开始v向上，a向下且不变，v减小，物体向上做匀减速直线运动；上升到最高点时v＝0；然后0v＝0，a向下且不变，做匀加速度直线运动（即自由落体运动）1.处理方法：分段法（上升过程a=-g，下降过程为自由落体）整体法（v向上，a向下，选择正方向时，注意矢量性，即正负号）2.上升到最高点时v＝0，所需时间t=0v/g，上升到最高点所用时间与回落到抛出点所用时间相等3.上升的最大高度：h＝20v/2a4.利用匀变速直线运动三个公式解决。第四节实例一、安全行驶（单个物体运动情况）1.停车距离=反应距离（车速×反应时间）+刹车距离（匀减速）2.安全距离≥停车距离3.刹车距离的大小取决于车的初速度和路面的粗糙程度二、追及/相遇问题（两个或两个以上物体运动情况）抓住两物体速度相等时满足的临界条件，时间及位移关系，临界状态（匀减速至静止）。可用图象法解题。追上指位移相等时，追不上距离最小指速度相等时。三、图像问题第三章物体间的相互作用第一节重力、基本相互作用由于受到地球吸引而产生的力。不等于吸引力。（扩展：可想像宇宙内所有星球都会对它表面或表面附近的物体吸引而产生一个“重力”）方向：竖直向下（注意区别垂直向下）大小：G＝mg（扩展：可想像宇宙内所有星球都会有一个“g”）关于g的大小，详见万有引力部分引力相互作用：任何物体间的万有引力电磁相互作用：弹力、摩擦力等接触力弱相互作用和强相互作用：只有在10-16m到10-15m数量级上才有意义第二节弹力一、认识形变1.物体形状和体积发生变化简称形变。2.分类：按形式分：压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。按效果分：弹性形变、塑性形变3.弹力有无的判断：1）定义法（产生条件）2）搬移法：假设其中某一个弹力不存在，然后分析其状态是否有变化。3）假设法：假设其中某一个弹力存在，然后分析其状态是否有变化。二、弹性与弹性限度1.物体具有恢复原状的性质称为弹性。2.撤去外力后，物体能完全恢复原状的形变，称为弹性形变。3.如果外力过大，撤去外力后，物体的形状不能完全恢复，这种现象为超过了物体的弹性限度，发生了塑性形变。三、探究弹力1.产生形变的物体由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力称为弹力。2.弹力方向垂直于两物体的接触面，与引起形变的外力方向相反，与恢复方向相同。绳子弹力沿绳的收缩方向；铰链弹力沿杆方向；硬杆弹力可不沿杆方向。弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。3.在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量x成正比，即胡克定律。kxF4.上式的k称为弹簧的劲度系数（倔强系数），反映了弹簧发生形变的难易程度。5.弹簧的串、并联：串联：1/k=1/k1+1/k2并联：k=k1+k2第三节摩擦力一、滑动摩擦力1.两个相互接触的物体有相对滑动时，物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦。2.在滑动摩擦中，物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力，叫做滑动摩擦力。3.滑动摩擦力f的大小跟正压力N（≠G）成正比。即：f=μN4.μ称为动摩擦因数，与相接触的物体材料和接触面的粗糙程度有关。0＜μ＜1。5.滑动摩擦力的方向总是与物体相对滑动的方向相反，与其接触面相切。6.条件：直接接触、相互挤压（弹力），相对运动/趋势。7.摩擦力的大小与接触面积无关，与相对运动速度无关。8.摩擦力可以是阻力，也可以是动力。9.计算：公式法/二力平衡法。二、研究静摩擦力1.当物体具有相对滑动趋势时，物体间产生的摩擦叫做静摩擦，这时产生的摩擦力叫静摩擦力。2.物体所受到的静摩擦力有一个最大限度，这个最大值叫最大静摩擦力。3.静摩擦力的方向总与接触面相切，与物体相对运动趋势的方向相反。4.静摩擦力的大小由物体的运动状态以及外部受力情况决定，与正压力无关，平衡时总与切面外力平衡。5.最大静摩擦力的大小与正压力接触面的粗糙程度有关。略大于滑动摩擦力，做题时要注意题目中是否有“最大静摩擦力等于滑动摩擦力”的语句。6.静摩擦有无的判断：概念法（相对运动趋势）；二力平衡法；牛顿运动定律法；假设法（假设没有静摩擦）。三、实例1.多个物体叠加2.传送带第四节力的等效和替代一、力的图示1.力的图示是用一根带箭头的线段（定量）表示力的三要素的方法。2.图示画法：选定标度（同一物体上标度应当统一），沿力的方向从力的作用点开始按比例画一线段，在线段末端标上箭头。3.力的示意图：突出方向，不定量。二、共点力的平衡条件1.物体保持静止或者保持匀速直线运动的状态叫平衡状态。2.物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态，就叫做共点力的平衡。3.二力平衡是指物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，其平衡条件是这两个离的大小相等、方向相反。多力亦是如此。三、力的等效/替代1.如果一个力的作用效果与另外几个力的共同效果作用相同，那么这个力与另外几个力可以相互替代，这个力称为另外几个力的合力，另外几个力称为这个力的分力。2.根据具体情况进行力的替代，称为力的合成与分解。求几个力的合力叫力的合成，求一个力的分力叫力的分解。合力和分力具有等效替代的关系。四、实例一个物体受多个力的作用做匀速直线运动，把其中一个力F去掉后，这个物体做什么运动？第五节力的合成与分解一、力的平行四边形定则1.力的平行四边形定则：如果用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形，则这两个邻边的对角线表示合力的大小和方向。2.一切矢量的运算都遵循平行四边形定则。二、合力的计算1.方法：公式法，图解法（平行四边形/多边形/三角形）2.例如三角形定则:将两个分力首尾相接,连接始末端的有向线段即表示它们的合力。3.设F为F1、F2的合力，θ为F1、F2的夹角，则：＝90o时，用勾股定理。≠90o时，利用数学里三角函数、向量解，但是一般不会这样出题考察，用画图的方式判断一下就行了，不用给出具体的数值。F2=F12+F22+2F1F2cosθ1）|F1—F2|≤F≤|F1+F2|2）随F1、F2夹角的增大，合力F逐渐减小。3）当两个分力同向时θ=0，合力最大：F=F1+F24）当两个分力反向时θ=180°，合力最小：F=|F1—F2|5）当两个分力垂直时θ=90°，F2=F12+F22三、分力的计算（受力分析、计算一般步骤）1.分解原则：力的实际效果/解题方便（正交分解）一般方法：按运动方向和垂直运动方向建立坐标系；按最多力放在坐标轴上建立坐标系。2.受力分析顺序：重力→弹力（包括支持力、拉力、压力等）→摩擦力→其它（电磁力）注意：受力分析和运动分析必须相互印证。3.从力的箭头位置分别向x、y轴作垂线，从原点指向垂足的有向线段即为对应力的分力。4.利用数学里三角函数可算出各个分力与原力关系。5.再做其它计算。四、实例1.单个物体受力情况2.斜面上物体在匀速或匀加速情况下的受力分析3.三角形定则运用第四章牛顿运动定律第一节牛顿第