高中物理学考前知识点总结.docx

高中物理学考前知识点总结一运动学的基本概念参考系描述一个物体的运动时选来作为标准的的另外的物体运动是绝对的静止是相对的一个物体是运动的还是静止的都是相对于参考系在而言的参考系的选择是任意的被选为参考系的物体我们假定它是静止的选择不同的物体作为参考系可能得出不同的结论但选择时要使运动的描述尽量的简单通常以地面为参考系质点定义用来代替物体的有质量的点质点是一种理想化的模型是科学的抽象物体可看做质点的条件研究物体的运动时物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略且物体能否看成质点要具体问题具体分析物体可被看做质点的几种情况平动的物体通常可视为质点有转动但相对平动而言可以忽略时也可以把物体视为质点同一物体有时可看成质点有时不能当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时不能把物体看做质点反之则可以关键一点不能以物体的大小和形状为标准来判断物体是否可以看做质点关键要看所研究问题的性质当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时物体可视为质点质点并不是质量很小的点要区别于几何学中的点时间和时刻时刻是指某一瞬间用时间轴上的一个点来表示它与状态量相对应时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔用时间轴上的一段线段来表示它与过程量相对应位移和路程位移用来描述质点位置的变化是质点的由初位置指向末位置的有向线段是矢量路程是质点运动轨迹的长度是标量速度用来描述质点运动快慢和方向的物理量是矢量平均速度是位移与通过这段位移所用时间的比值其定义式为方向与位移的方向相同平均速度对变速运动只能作粗略的描述瞬时速度是质点在某一时刻或通过某一位置的速度瞬时速度简称速度它可以精确变速运动瞬时速度的大小简称速率它是一个标量加速度用量描述速度变化快慢的的物理量其定义式为加速度是矢量其方向与速度的变化量方向相同注意与速度的方向没有关系大小由两个因素决定易错现象忽略位移速度加速度的矢量性只考虑大小不注意方向错误理解平均速度随意使用混淆速度速度的增量和加速度之间的关系二匀变速直线运动的规律及其应用定义在任意相等的时间内速度的变化都相等的直线运动匀变速直线运动的基本规律可由下面四个基本关系式表示速度公式位移公式速度与位移式平均速度公式几个常用的推论任意两个连续相等的时间内的位移之差为恒量某段时间内时间中点瞬时速度等于这段时间内的平均速度一段位移内位移中点的瞬时速度中与这段位移初速度和末速度的关系为初速度为零的匀加速直线运动的比例式初速度为零的匀变速直线运动中的几个重要结论末末末瞬时速度之比为内内内位移之比为第一个内第二个内第三个内第个内的位移之比为通过连续相等的位移所用时间之比为易错现象在一系列的公式中不注意的正负纸带的处理是这部分的重点和难点也是易错问题滥用初速度为零的匀加速直线运动的特殊公式三自由落体运动竖直上抛运动自由落体运动只在重力作用下由静止开始的下落运动因为忽略了空气的阻力所以是一种理想的运动是初速度为零加速度为的匀加速直线运动自由落体运动规律速度公式位移公式速度位移公式下落到地面所需时间竖直上抛运动可以看作是初速度为加速度方向与方向相反大小等于的的匀减速直线运动可以把它分为向上和向下两个过程来处理竖直上抛运动规律速度公式位移公式速度位移公式两个推论上升到最高点所用时间上升的最大高度竖直上抛运动的对称性如图物体以初速度竖直上抛为途中的任意两点为最高点则时间对称性物体上升过程中从所用时间和下降过程中从所用时间相等同理速度对称性物体上升过程经过点的速度与下降过程经过点的速度大小相等关键一点在竖直上抛运动中当物体经过抛出点上方某一位置时可能处于上升阶段也可能处于下降阶段因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解易错现象忽略自由落体运动必须同时具备仅受重力和初速度为零忽略竖直上抛运动中的多解小球或杆过某一位置或圆筒的问题四运动的图象运动的相遇和追及问题图象图像在中学物理中占有举足轻重的地位其优点是可以形象直观地反映物理量间的函数关系位移和速度都是时间的函数在描述运动规律时常用图象和图象图象物理意义反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律表示物体处于静止状态图线斜率的意义图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小图线上某点切线的斜率的正负表示物体方向两种特殊的图象匀速直线运动的图象是一条过原点的直线若图象是一条平行于时间轴的直线则表示物体处于静止状态图象物理意义反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律图线斜率的意义图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向图象与坐标轴围成的面积的意义图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小若此面积在时间轴的上方表示这段时间内的位移方向为正方向若此面积在时间轴的下方表示这段时间内的位移方向为负方向常见的两种图象形式匀速直线运动的图象是与横轴平行的直线匀变速直线运动的图象是一条倾斜的直线相遇和追及问题这类问题的关键是两物体在运动过程中速度关系和位移关系要注意寻找问题中隐含的临界条件通常有两种情况物体追上物体开始时两个物体相距则追上时必有且物体追赶物体开始时两个物体相距要使与不相撞则有易错现象混淆图象和图象不能区分它们的物理意义不能正确计算图线的斜率面积在处理汽车刹车飞机降落等实际问题时注意汽车飞机停止后不会后退五力重力弹力摩擦力力力是物体之间的相互作用有力必有施力物体和受力物体力的大小方向作用点叫力的三要素用一条有向线段把力的三要素表示出来的方法叫力的图示按照力命名的依据不同可以把力分为按性质命名的力例如重力弹力摩擦力分子力电磁力等按效果命名的力例如拉力压力支持力动力阻力等力的作用效果形变改变运动状态重力由于地球的吸引而使物体受到的力重力的大小方向竖直向下作用点叫物体的重心重心的位置与物体的质量分布和形状有关质量均匀分布形状规则的物体的重心在其几何中心处薄板类物体的重心可用悬挂法确定注意重力是万有引力的一个分力另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力在两极处重力等于万有引力由于重力远大于向心力一般情况下近似认为重力等于万有引力弹力内容发生形变的物体由于要恢复原状会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力的作用这种力叫弹力条件接触形变但物体的形变不能超过弹性限度弹力的方向和产生弹力的那个形变方向相反平面接触面间产生的弹力其方向垂直于接触面曲面接触面间产生的弹力其方向垂直于过研究点的曲面的切面点面接触处产生的弹力其方向垂直于面绳子产生的弹力的方向沿绳子所在的直线大小弹簧的弹力大小由计算一般情况弹力的大小与物体同时所受的其他力及物体的运动状态有关应结合平衡条件或牛顿定律确定摩擦力摩擦力产生的条件接触面粗糙有弹力作用有相对运动或相对运动趋势三者缺一不可摩擦力的方向跟接触面相切与相对运动或相对运动趋势方向相反但注意摩擦力的方向和物体运动方向可能相同也可能相反还可能成任意角度摩擦力的大小滑动摩擦力说明为接触面间的弹力可以大于也可以等于也可以小于为滑动摩擦系数只与接触面材料和粗糙程度有关与接触面积大小接触面相对运动快慢以及正压力无关静摩擦由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解与正压力无关大小范围静为最大静摩擦力与正压力有关静摩擦力的具体数值可用以下方法来计算一是根据平衡条件二是根据牛顿第二定律求出合力然后通过受力分析确定注意事项摩擦力可以与运动方向相同也可以与运动方向相反还可以与运动方向成一定夹角摩擦力可以作正功也可以作负功还可以不作功摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反静止的物体可以受滑动摩擦力的作用运动的物体可以受静摩擦力的作用易错现象不会确定系统的重心位置没有掌握弹力摩擦力有无的判定方法静摩擦力方向的确定错误六力的合成和分解标量和矢量将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则标量用代数法矢量用平行四边形定则或三角形定则同一直线上矢量的合成可转为代数法即规定某一方向为正方向与正方向相同的物理量用正号代人相反的用负号代人然后求代数和最后结果的正负体现了方向但有些物理量虽也有正负之分运算法则也一样但不能认为是矢量最后结果的正负也不表示方向如功重力势能电势能电势等力的合成与分解合力与分力如果一个力作用在物体上它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同这个力就叫做那几个力的合力而那几个力叫做这个力的分力共点力的合成共点力几个力如果都作用在物体的同一点上或者它们的作用线相交于同一点这几个力叫共点力力的合成方法求几个已知力的合力叫做力的合成若和在同一条直线上同向合力方向与的方向一致反向合力方向与这两个力中较大的那个力向互成角用力的平行四边形定则平行四边形定则两个互成角度的力的合力可以用表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形它的对角线就表示合力的大小及方向这是矢量合成的普遍法则求的合力公式为的夹角注意力的合成和分解都均遵从平行四边行法则两个力的合力范围合力可以大于分力也可以小于分力也可以等于分力两个分力成直角时用勾股定理或三角函数注意事项力的合成与分解体现了用等效的方法研究物理问题合成与分解是为了研究问题的方便而引入的一种方法用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱钩即考虑合力则不能考虑分力同理在力的分解时只考虑分力而不能同时考虑合力共点的两个力合力的大小范围是合共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和最小值可能为零力的分解时要认准力作用在物体上产生的实际效果按实际效果来分解力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个互相垂直的坐标轴上分解最终往往是为了求合力某一方向的合力或总的合力易错现象对含静摩擦力的合成问题没有掌握其可变特性不能按力的作用效果正确分解力没有掌握正交分解的基本方法七受力分析受力分析要根据力的概念从物体所处的环境与多少物体接触处于什么场中和运动状态着手其常规如下确定研究对象并隔离出来先画重力然后弹力摩擦力再画电磁场力检查受力图找出所画力的施力物体分析结果能否使物体处于题设的运动状态静止或加速否则必然是多力或漏力合力或分力不能重复列为物体所受的力整体法和隔离体法整体法就是把几个物体视为一个整体受力分析时只分析这一整体之外的物体对整体的作用力不考虑整体内部之间的相互作用力隔离法就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来只分析该物体以外的物体对该物体的作用力不考虑物体对其它物体的作用力方法选择所涉及的物理问题是整体与外界作用时应用整体分析法可使问题简单明了而不必考虑内力的作用当涉及的物理问题是物体间的作用时要应用隔离分析法这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力注意事项正确分析物体的受力情况是解决力学问题的基础和关键在具体操作时应注意弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在如果存在则根据弹力和摩擦力的方向画好这两个力画受力图时要逐一检查各个力找不到施力物体的力一定是无中生有的同时应只画物体的受力不能把对象对其它物体的施力也画进去易错现象不能正确判定弹力和摩擦力的有无不能灵活选取研究对象受力分析时受力与施力分不清八共点力作用下物体的平衡物体的平衡物体的平衡有两种情况一是质点静止或做匀速直线运动二是物体不转动或匀速转动此时的物体不能看作质点共点力作用下物体的平衡平衡状态静止或匀速直线运动状态物体的加速度为零平衡条件合力为零亦即合或二力平衡这两个共点力必然大小相等方向相反作用在同一条直线上三力平衡这三个共点力必然在同一平面内且其中任何两个力的合力与第三个力大小相等方向相反作用在同一条直线上即任何两个力的合力必与第三个力平衡若物体在三个以上的共点力作用下处于平衡状态通常可采用正交分解必有合合按接触面分解或按运动方向分解平衡条件的推论当物体处于平衡状态时它所受的某一个力与所受的其它力的合力等值反向当三个共点力作用在物体质点上处于平衡时三个力的矢量组成一封闭的三角形按同一环绕方向平衡物体的临界问题当某种物理现象或物理状态变为另一种物理现象或另一物理状态时的转折状态叫临界状态可理解成恰好出现或恰好不出现临界问题的分析方法极限分析法通过恰当地选取某个物理量推向极端极大极小极左极右从而把比较隐蔽的临界现象各种可能性暴露出来便于解答易错现象不能灵活应用整体法和隔离法不注意动态平衡中边界条件的约束不能正确制定临界条件九牛顿运动三定律牛顿第一定律内容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理解它说明了一切物体都有惯性惯性是物体的固有性质质量是物体惯性大小的量度惯性与物体的速度大小受力大小运动状态无关它揭示了力与运动的关系力是改变物体运动状态产生加速度的原因而不是维持运动的原因它是通过理想实验得出的它不能由实际的实验来验证牛顿第二定律内容物体的加速度跟物体所受的合外力成正比跟物体的质量成反比加速度的方向跟合外力的方向相同公式理解瞬时性力和加速度同时产生同时变化同时消失矢量性加速度的方向与合外力的方向相同同体性合外力质量和加速度是针对同一物体同一研究对象同一性合外力质量和加速度的单位统一用制主单位相对性加速度是相对于惯性参照系的牛顿第三定律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理解作用力和反作用力的同时性它们是同时产生同时变化同时消失不是先有作用力后有反作用力作用力和反作用力的性质相同即作用力和反作用力是属同种性质的力作用力和反作用力的相互依赖性它们是相互依存互以对方作为自己存在的前提作用力和反作用力的不可叠加性作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上各产生其效果不可求它们的合力两力的作用效果不能相互抵消牛顿运动定律的适用范围对于宏观物体低速的运动运动速度远小于光速的运动牛顿运动定律是成立的但对于物体的高速运动运动速度接近光速和微观粒子的运动牛顿运动定律就不适用了要用相对论观点量子力学理论处理易错现象错误地认为惯性与物体的速度有关速度越大惯性越大速度越小惯性越小另外一种错误是认为惯性和力是同一个概念不能正确地运用力和运动的关系分析物体的运动过程中速度和加速度等参量的变化不能把物体运动的加速度与其受到的合外力的瞬时对应关系正确运用到轻绳轻弹簧和轻杆等理想化模型上十牛顿运动定律的应用一运用牛顿第二定律解题的基本思路通过认真审题确定研究对象采用隔离体法正确受力分析建立坐标系正交分解力根据牛顿第二定律列出方程统一单位求出答案解决连接体问题的基本方法是选取最佳的研究对象选取研究对象时可采取先整体后隔离或分别隔离等方法一般当各部分加速度大小方向相同时可当作整体研究当各部分的加速度大小方向不相同时要分别隔离研究对选取的研究对象进行受力分析依据牛顿第二定律列出方程式求出答案解决临界问题的基本方法是要详细分析物理过程根据条件变化或随着过程进行引起的受力情况和运动状态变化找到临界状态和临界条件在某些物理过程比较复杂的情况下用极限分析的方法可以尽快找到临界状态和临界条件易错现象加速系统中有些同学错误地认为用拉力直接拉物体与用一重力为的物体拉该物体所产生的加速度是一样的在加速系统中有些同学错误地认为两物体组成的系统在竖直方向上有加速度时支持力等于重力在加速系统中有些同学错误地认为两物体要产生相对滑动拉力必须克服它们之间的最大静摩擦力十一牛顿运动定律的应用二动力学的两类基本问题已知物体的受力情况确定物体的运动情况基本解题思路是根据受力情况利用牛顿第二定律求出物体的加速度根据题意选择恰当的运动学公式求解相关的速度位移等已知物体的运动情况推断或求出物体所受的未知力基本解题思路是根据运动情况利用运动学公式求出物体的加速度根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力从而求出未知力注意点运用牛顿定律解决这类问题的关键是对物体进行受力情况分析和运动情况分析要善于画出物体受力图和运动草图不论是哪类问题都应抓住力与运动的关系是通过加速度这座桥梁联系起来的这一关键对物体在运动过程中受力情况发生变化要分段进行分析每一段根据其初速度和合外力来确定其运动情况某一个力变化后有时会影响其他力如弹力变化后滑动摩擦力也随之变化关于超重和失重在平衡状态时物体对水平支持物的压力大小等于物体的重力当物体在竖直方向上有加速度时物体对支持物的压力就不等于物体的重力当物体的加速度方向向上时物体对支持物的压力大于物体的重力这种现象叫超重现象当物体的加速度方向向下时物体对支持物的压力小于物体的重力这种现象叫失重现象对其理解应注意以下三点当物体处于超重和失重状态时物体的重力并没有变化物体是否处于超重状态或失重状态不在于物体向上运动还是向下运动即不取决于速度方向而是取决于加速度方向当物体处于完全失重状态时平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失如单摆停摆天平失效浸在水中的物体不再受浮力液体柱不再产生向下的压强等易错现象当外力发生变化时若引起两物体间的弹力变化则两物体间的滑动摩擦力一定发生变化往往有些同学解题时仍误认为滑动摩擦力不变些同学在解比较复杂的问题时不认真审清题意不注意题目条件的变化不能正确分析物理过程导致解题错误些同学对超重失重的概念理解不清误认为超重就是物体的重力增加啦失重就是物体的重力减少啦物理必修知识点一力物体的平衡力是物体对物体的作用是物体发生形变和改变物体的运动状态即产生加速度的原因力是矢量重力重力是由于地球对物体的吸引而产生的注意重力是由于地球的吸引而产生但不能说重力就是地球的吸引力重力是万有引力的一个分力但在地球表面附近可以认为重力近似等于万有引力重力的大小地球表面离地面高处其中重力的方向竖直向下不一定指向地心重心物体的各部分所受重力合力的作用点物体的重心不一定在物体上弹力产生原因由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的产生条件直接接触有弹性形变弹力的方向与物体形变的方向相反弹力的受力物体是引起形变的物体施力物体是发生形变的物体在点面接触的情况下垂直于面在两个曲面接触相当于点接触的情况下垂直于过接触点的公切面绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向且一根轻绳上的张力大小处处相等轻杆既可产生压力又可产生拉力且方向不一定沿杆弹力的大小一般情况下应根据物体的运动状态利用平衡条件或牛顿定律来求解弹簧弹力可由胡克定律来求解胡克定律在弹性限度内弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比即为弹簧的劲度系数它只与弹簧本身因素有关单位是摩擦力产生的条件相互接触的物体间存在压力接触面不光滑接触的物体之间有相对运动滑动摩擦力或相对运动的趋势静摩擦力这三点缺一不可摩擦力的方向沿接触面切线方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反与物体运动的方向可以相同也可以相反判断静摩擦力方向的方法假设法首先假设两物体接触面光滑这时若两物体不发生相对运动则说明它们原来没有相对运动趋势也没有静摩擦力若两物体发生相对运动则说明它们原来有相对运动趋势并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向平衡法根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向大小先判明是何种摩擦力然后再根据各自的规律去分析求解滑动摩擦力大小利用公式进行计算其中是物体的正压力不一定等于物体的重力甚至可能和重力无关或者根据物体的运动状态利用平衡条件或牛顿定律来求解静摩擦力大小静摩擦力大小可在与之间变化一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解物体的受力分析确定所研究的物体分析周围物体对它产生的作用不要分析该物体施于其他物体上的力也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过力的传递作用在研究对象上按性质力的顺序分析即按重力弹力摩擦力其他力顺序分析不要把效果力与性质力混淆重复分析如果有一个力的方向难以确定可用假设法分析先假设此力不存在想像所研究的物体会发生怎样的运动然后审查这个力应在什么方向对象才能满足给定的运动状态力的合成与分解合力与分力如果一个力作用在物体上它产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同这个力就叫做那几个力的合力而那几个力就叫做这个力的分力力合成与分解的根本方法平行四边形定则力的合成求几个已知力的合力叫做力的合成共点的两个力和合力大小的取值范围为力的分解求一个已知力的分力叫做力的分解力的分解与力的合成互为逆运算在实际问题中通常将已知力按力产生的实际作用效果分解为方便某些问题的研究在很多问题中都采用正交分解法共点力的平衡共点力作用在物体的同一点或作用线相交于一点的几个力平衡状态物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态是加速度等于零的状态共点力作用下的物体的平衡条件物体所受的合外力为零即若采用正交分解法求解平衡问题则平衡条件应为解决平衡问题的常用方法隔离法整体法图解法三角形相似法正交分解法等等二直线运动机械运动一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动简称运动它包括平动转动和振动等运动形式为了研究物体的运动需要选定参照物即假定为不动的物体对同一个物体的运动所选择的参照物不同对它的运动的描述就会不同通常以地球为参照物来研究物体的运动质点用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点它是一个理想化的物理模型仅凭物体的大小不能做视为质点的依据位移和路程位移描述物体位置的变化是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段是矢量路程是物体运动轨迹的长度是标量路程和位移是完全不同的概念仅就大小而言一般情况下位移的大小小于路程只有在单方向的直线运动中位移的大小才等于路程速度和速率速度描述物体运动快慢的物理量是矢量平均速度质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间或位移的平均速度即平均速度是对变速运动的粗略描述瞬时速度运动物体在某一时刻或某一位置的速度方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧瞬时速度是对变速运动的精确描述速率速率只有大小没有方向是标量平均速率质点在某段时间内通过的路程和所用时间的比值叫做这段时间内的平均速率在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率只有在单方向的直线运动二者才相等加速度加速度是描述速度变化快慢的物理量它是矢量加速度又叫速度变化率定义在匀变速直线运动中速度的变化跟发生这个变化所用时间的比值叫做匀变速直线运动的加速度用表示方向与速度变化的方向一致但不一定与的方向一致注意加速度与速度无关只要速度在变化无论速度大小都有加速度只要速度不变化匀速无论速度多大加速度总是零只要速度变化快无论速度是大是小或是零物体加速度就大匀速直线运动定义在任意相等的时间内位移相等的直线运动叫做匀速直线运动特点恒量位移公式匀变速直线运动定义在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动特点恒量公式速度公式位移公式速度位移公式平均速度以上各式均为矢量式应用时应规定正方向然后把矢量化为代数量求解通常选初速度方向为正方向凡是跟正方向一致的取值跟正方向相反的取值重要结论匀变速直线运动的质点在任意两个连续相等的时间内的位移差值是恒量即恒量匀变速直线运动的质点在某段时间内的中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度即自由落体运动条件初速度为零只受重力作用性质是一种初速为零的匀加速直线运动公式运动图像位移图像图像图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度图像是直线表示物体做匀速直线运动图像是曲线则表示物体做变速运动图像与横轴交叉表示物体从参考点的一边运动到另一边速度图像图像在速度图像中可以读出物体在任何时刻的速度在速度图像中物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值在速度图像中物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率图线与横轴交叉表示物体运动的速度反向图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动图线是曲线表示物体做变加速运动三牛顿运动定律牛顿第一定律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运动状态为止运动是物体的一种属性物体的运动不需要力来维持定律说明了任何物体都有惯性不受力的物体是不存在的牛顿第一定律不能用实验直接验证但是建立在大量实验现象的基础之上通过思维的逻辑推理而发现的它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法通过观察大量的实验现象利用人的逻辑思维从大量现象中寻找事物的规律牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系惯性物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质惯性是物体的固有属性即一切物体都有惯性与物体的受力情况及运动状态无关因此说人们只能利用惯性而不能克服惯性质量是物体惯性大小的量度牛顿第二定律物体的加速度跟所受的外力的合力成正比跟物体的质量成反比加速度的方向跟合外力的方向相同表达式合牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系即知道了力可根据牛顿第二定律分析出物体的运动规律反过来知道了运动可根据牛顿第二定律研究其受力情况为设计运动控制运动提供了理论基础对牛顿第二定律的数学表达式合合是力是力的作用效果特别要注意不能把看作是力牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系力变加速度就变力撤除加速度就为零注意力的瞬间效果是加速度而不是速度牛顿第二定律合合是矢量也是矢量且与合的方向总是一致的合可以进行合成与分解也可以进行合成与分解牛顿第三定律两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等方向相反作用在同一直线上牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的因而力总是成对出现的它们总是同时产生同时消失作用力和反作用力总是同种性质的力作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上各产生其效果不可叠加牛顿运动定律的适用范围宏观低速的物体和在惯性系中超重和失重超重物体有向上的加速度称物体处于超重处于超重的物体对支持面的压力或对悬挂物的拉力大于物体的重力即失重物体有向下的加速度称物体处于失重处于失重的物体对支持面的压力或对悬挂物的拉力小于物体的重力即当时物体处于完全失重对超重和失重的理解应当注意的问题不管物体处于失重状态还是超重状态物体本身的重力并没有改变只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力不等于物体本身的重力超重或失重现象与物体的速度无关只决定于加速度的方向加速上升和减速下降都是超重加速下降和减速上升都是失重在完全失重的状态下平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失如单摆停摆天平失效浸在水中的物体不再受浮力液体柱不再产生压强等处理连接题问题通常是用整体法求加速度用隔离法求力四曲线运动万有引力曲线运动物体作曲线运动的条件运动质点所受的合外力或加速度的方向跟它的速度方向不在同一直线曲线运动的特点质点在某一点的速度方向就是通过该点的曲线的切线方向质点的速度方向时刻在改变所以曲线运动一定是变速运动曲线运动的轨迹做曲线运动的物体其轨迹向合外力所指一方弯曲若已知物体的运动轨迹可判断出物体所受合外力的大致方向如平抛运动的轨迹向下弯曲圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等运动的合成与分解合运动与分运动的关系等时性独立性等效性运动的合成与分解的法则平行四边形定则分解原则根据运动的实际效果分解物体的实际运动为合运动平抛运动特点具有水平方向的初速度只受重力作用是加速度为重力加速度的匀变速曲线运动运动规律平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动建立直角坐标系一般以抛出点为坐标原点以初速度方向为轴正方向竖直向下为轴正方向由两个分运动规律来处理如右图圆周运动描述圆周运动的物理量线速度描述质点做圆周运动的快慢大小是时间内通过弧长方向为质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向角速度描述质点绕圆心转动的快慢大小单位是连接质点和圆心的半径在时间内转过的角度其方向在中学阶段不研究周期频率做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率向心力总是指向圆心产生向心加速度向心力只改变线速度的方向不改变速度的大小大小注意向心力是根据力的效果命名的在分析做圆周运动的质点受力情况时千万不可在物体受力之外再添加一个向心力匀速圆周运动线速度的大小恒定角速度周期和频率都是恒定不变的向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动变速圆周运动速度大小方向都发生变化不仅存在着向心加速度改变速度的方向而且还存在着切向加速度方向沿着轨道的切线方向用来改变速度的大小一般而言合加速度方向不指向圆心合力不一定等于向心力合外力在指向圆心方向的分力充当向心力产生向心加速度合外力在切线方向的分力产生切向加速度如右上图情景中小球恰能过最高点的条件是临临由重力提供向心力得临如右下图情景中小球恰能过最高点的条件是万有引力定律万有引力定律宇宙间的一切物体都是互相吸引的两个物体间的引力的大小跟它们的质量的乘积成正比跟它们的距离的平方成反比公式应用万有引力定律分析天体的运动基本方法把天体的运动看成是匀速圆周运动其所需向心力由万有引力提供即引向得应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算天体质量密度的估算三种宇宙速度第一宇宙速度它是卫星的最小发射速度也是地球卫星的最大环绕速度第二宇宙速度脱离速度使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度第三宇宙速度逃逸速度使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度地球同步卫星所谓地球同步卫星是相对于地面静止的这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上且绕地球运动的周期等于地球的自转周期即离地面高度同步卫星的轨道一定在赤道平面内并且只有一条所有同步卫星都在这条轨道上以大小相同的线速度角速度和周期运行着卫星的超重和失重超重是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程此情景与升降机中物体超重相同失重是卫星进入轨道后正常运转时卫星上的物体完全失重因为重力提供向心力此时在卫星上的仪器凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用五动量动量和冲量动量运动物体的质量和速度的乘积叫做动量即是矢量方向与的方向相同两个动量相同必须是大小相等方向一致冲量力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量即冲量也是矢量它的方向由力的方向决定动量定理物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化表达式或上述公式是一矢量式运用它分析问题时要特别注意冲量动量及动量变化量的方向公式中的是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力动量定理的研究对象可以是单个物体也可以是物体系统对物体系统只需分析系统受的外力不必考虑系统内力系统内力的作用不改变整个系统的总动量动量定理不仅适用于恒定的力也适用于随时间变化的力对于变力动量定理中的力应当理解为变力在作用时间内的平均值动量守恒定律一个系统不受外力或者所受外力之和为零这个系统的总动量保持不变表达式动量守恒定律成立的条件系统不受外力或系统所受外力的合力为零系统所受的外力的合力虽不为零但系统外力比内力小得多如碰撞问题中的摩擦力爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多可以忽略不计系统所受外力的合力虽不为零但在某个方向上的分量为零则在该方向上系统的总动量的分量保持不变动量守恒的速度具有四性矢量性瞬时性相对性普适性爆炸与碰撞爆炸碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生作用时间很短作用力很大且远大于系统受的外力故可用动量守恒定律来处理在爆炸过程中有其他形式的能转化为动能系统的动能爆炸后会增加在碰撞过程中系统的总动能不可能增加一般有所减少而转化为内能由于爆炸碰撞类问题作用时间很短作用过程中物体的位移很小一般可忽略不计可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动反冲现象反冲现象是指在系统内力作用下系统内一部分物体向某方向发生动量变化时系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象喷气式飞机火箭等都是利用反冲运动的实例显然在反冲现象里系统的动量是守恒的六机械能功功的定义力和作用在力的方向上通过的位移的乘积是描述力对空间积累效应的物理量是过程量定义式其中是力是力的作用点位移对地是力与位移间的夹角功的大小的计算方法恒力的功可根据进行计算本公式只适用于恒力做功根据计算一段时间内平均做功利用动能定理计算力的功特别是变力所做的功根据功是能量转化的量度反过来可求功摩擦力空气阻力做功的计算功的大小等于力和路程的乘积发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功是两物体间的相对路程且摩擦生热功率功率的概念功率是表示力做功快慢的物理量是标量求功率时一定要分清是求哪个力的功率还要分清是求平均功率还是瞬时功率功率的计算平均功率定义式表示时间内的平均功率不管是恒力做功还是变力做功都适用瞬时功率和分别表示时刻的功率和速度为两者间的夹角额定功率与实际功率额定功率发动机正常工作时的最大功率实际功率发动机实际输出的功率它可以小于额定功率但不能长时间超过额定功率交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率以恒定功率启动机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动后以最大速度作匀速直线运动以恒定牵引力启动机车先作匀加速运动当功率增大到额定功率时速度为而后开始作加速度减小的加速运动最后以最大速度作匀速直线运动动能物体由于运动而具有的能量叫做动能表达式动能是描述物体运动状态的物理量动能和动量的区别和联系动能是标量动量是矢量动量改变动能不一定改变动能改变动量一定改变两者的物理意义不同动能和功相联系动能的变化用功来量度动量和冲量相联系动量的变化用冲量来量度两者之间的大小关系为动能定理外力对物体所做的总功等于物体动能的变化表达式动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的但它也适用于变力及物体作曲线运动的情况功和动能都是标量不能利用矢量法则分解故动能定理无分量式应用动能定理只考虑初末状态没有守恒条件的限制也不受力的性质和物理过程的变化的影响所以凡涉及力和位移而不涉及力的作用时间的动力学问题都可以用动能定理分析和解答而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷当物体的运动是由几个物理过程所组成又不需要研究过程的中间状态时可以把这几个物理过程看作一个整体进行研究从而避开每个运动过程的具体细节具有过程简明方法巧妙运算量小等优点重力势能定义地球上的物体具有跟它的高度有关的能量叫做重力势能重力势能是地球和物体组成的系统共有的而不是物体单独具有的重力势能的大小和零势能面的选取有关重力势能是标量但有之分重力做功的特点重力做功只决定于初末位置间的高度差与物体的运动路径无关做功跟重力势能改变的关系重力做功等于重力势能增量的负值即弹性势能物体由于发生弹性形变而具有的能量机械能守恒定律动能和势能重力势能弹性势能统称为机械能机械能守恒定律的内容在只有重力和弹簧弹力做功的情形下物体动能和重力势能及弹性势能发生相互转化但机械能的总量保持不变机械能守恒定律的表达式系统机械能守恒的三种表示方式系统初态的总机械能等于末态的总机械能即系统减少的总重力势能减等于系统增加的总动能增即减增若系统只有两物体则物体减少的机械能等于物体增加的机械能即减增注意解题时究竟选取哪一种表达形式应根据题意灵活选取需注意的是选用式时必须规定零势能参考面而选用式和式时可以不规定零势能参考面但必须分清能量的减少量和增加量判断机械能是否守恒的方法用做功来判断分析物体或物体受力情况包括内力和外力明确各力做功的情况若对物体或系统只有重力或弹簧弹力做功没有其他力做功或其他力做功的代数和为零则机械能守恒用能量转化来判定若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化则物体系统机械能守恒对一些绳子突然绷紧物体间非弹性碰撞等问题除非题目特别说明机械能必定不守恒完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒功能关系当只有重力或弹簧弹力做功时物体的机械能守恒重力对物体做的功等于物体重力势能的减少合外力对物体所做的功等于物体动能的变化合动能定理除了重力或弹簧弹力之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化物理选修复习提纲一电场两种电荷电荷守恒定律元电荷带电体电荷量等于元电荷的整数倍库仑定律真空中的点电荷点电荷间的作用力静电力常量两点电荷的电量两点电荷间的距离作用力与反作用力方向在它们的连线上同种电荷互相排斥异种电荷互相吸引电场强度定义式计算式电场强度是矢量电场的叠加原理检验电荷的电量真空点源电荷形成的电场源电荷到该位置的距离源电荷的电量匀强电场的场强两点间的电压两点在场强方向的距离电场力电场力受到电场力的电荷的电量电场强度电势与电势差减电场力做功减带电体由到时电场力所做的功带电量电场中两点间的电势差电场力做功与路径无关匀强电场强度两点沿场强方向的距离减带电体由到时势能的减少量电势能带电体在点的电势能电量点的电势电势能的变化减带电体在电场中从位置到位置时电势能的减少量电场力做功与电势能变化减电场力所做的功等于电势能的减少量电容定义式计算式电容电量电压两极板电势差平行板电容器的电容两极板正对面积两极板间的垂直距离介电常数常见电容器带电粒子在电场中的加速增或带电粒子沿垂直电场方向以速度进入匀强电场时的偏转不考虑重力作用类平抛运动在带等量异种电荷的平行极板中垂直电场方向匀速直线运动平行电场方向初速度为零的匀加速直线运动注两个完全相同的带电金属小球接触时电量分配规律原带异种电荷的先中和后平分原带同种电荷的总量平分电场线从正电荷出发终止于负电荷电场线不相交切线方向为场强方向电场线密处场强大顺着电场线电势越来越低电场线与等势线垂直常见电场的分布要求熟记电场强度矢量与电势标量均由电场本身决定而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关处于静电平衡导体是个等势体表面是个等势面导体外表面附近的电场线垂直于导体表面导体内部合场强为零导体内部没有净电荷净电荷只分布于导体外表面电容单位换算电子伏是能量的单位其它相关内容静电屏蔽示波管示波器及其应用等势面二恒定电流电流强度电流强度在时间内通过导体横载面的电量时间欧姆定律导体电流强度导体两端电压导体阻值电阻电阻定律电阻率导体的长度导体横截面积闭合电路欧姆定律或纯电阻电路内外外普通适用电路中的总电流电源电动势外电路电阻电源内阻电功与电功率电功电压电流时间电功率焦耳定律电热通过导体的电流导体的电阻值通电时间纯电阻电路和非纯电阻电路电源总动率总电源输出功率出电源效率出总电路总电流电源电动势路端电压电源效率电路的串并联串联电路与成正比并联电路与成反比欧姆表测电阻伏安法测电阻电压表和电流表的接法滑动变阻器的两种接法注单位换算各种材料的电阻率都随温度的变化而变化金属电阻率随温度升高而增大半导体和绝缘体的电阻率随温度升高而减小串联时总电阻大于任何一个分电阻并联时总电阻小于任何一个分电阻当外电路电阻等于电源电阻时电源输出功率最大此时的输出功率为三磁场磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量是矢量单位安培力注磁感应强度安培力电流强度导线长度洛仑兹力注质谱仪洛仑兹力带电粒子电量带电粒子速度在重力忽略不计不考虑重力的情况下带电粒子进入磁场的运动情况掌握两种带电粒子沿平行磁场方向进入磁场不受洛仑兹力的作用做匀速直线运动带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场做匀速圆周运动规律如下洛向运动周期与圆周运动的半径和线速度无关洛仑兹力对带电粒子不做功任何情况下解题关键画轨迹找圆心定半径圆心角弦切角的二倍注安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握其它相关内容地磁场磁电式电表原理回旋加速器磁性材料