2022年高中物理必修知识点-整理版 .pdf

物理必修一知识点一、运动学的基本概念1、参考系： 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。通常以地面为参考系。对同一物体的运动，选不同的参考系，对运动的描述一般是不同的。2、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: (1) 平动的物体通常可视为质点（平动：物体上的一条线运动时时时刻刻平行）(2) 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（如滚动的石头）(3) 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（如地球绕太阳公转，地球的自转） 关键一点 (1) 质点并不是质量很小的点，要区别于几何学中的“点”3、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。4、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。5、速度：用来描述质点运动快慢和方向的物理量，是矢量。（1）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vxt，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。（2）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，其方向与物体的运动方向相同，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。6、加速度 ：用量描述速度变化快慢的的物理量，其定义式为vat。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。补充：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。二、匀变速直线运动的规律及其应用：1、定义 ：在任意相等的时间内速度的变化都相等的直线运动2、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：（1）速度公式t0vvta（2）位移公式201v t2xat（3）速度与位移式22t0v=2axv（4）平均速度公式0tvvv2xt平均3、几个常用的推论 ：（1）任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量（处理纸带求加速度）x=x2-x1=x3-x2=xn-xn-1=aT2（2）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，0t2vvv2t。 （处理纸带求速度）（3）一段位移内位移中点的瞬时速度v中与这段位移初速度v0和末速度 vt的关系为220t vvv =2中4、初速度为零的匀加速直线运动的比例式(2) 初速度为零的匀变速直线运动中的几个重要结论1T 末，2T末，3T 末瞬时速度之比为：v1v2v3 vn123 n 第一个 T内，第二个 T内，第三个 T内第 n 个 T内的位移之比为：x1x2x3 xn135（ 2n1）1T 内，2T内，3T 内位移之比为：xxx xN149 n2通过连续相等的位移所用时间之比为：t1t2t3 tn1: (21): (32) : (1)nn三、自由落体运动，竖直上抛运动1、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g 的匀加速直线运动。2、自由落体运动规律速度公式：tvgt位移公式：21h2gt速度位移公式：2tv2gh下落到地面所需时间：2htg3、竖直上抛运动 ：可以看作是初速度为v0，加速度方向与 v0方向相反，大小等于的g 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。（1）竖直上抛运动规律速度公式：t0vvgt位移公式：201h v t2gt速度位移公式：22t0vv2gh两个推论：上升到最高点所用时间0vtg上升的最大高度20vh2g精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页（2）竖直上抛运动的对称性如图 122，物体以初速度 v0 竖直上抛，A、B为途中的任意两点， C为最高点，则：(1) 时间对称性物体上升过程中从AC所用时间 tAC 和下降过程中从 CA所用时间 tCA相等，同理 tABtBA. (2) 速度对称性物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A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四、运动的图象运动的相遇和追及问题1、图象： (1) xt 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 xt 图象(1) 匀速直线运动的 xt 图象是一条过原点的直线(2) 若 xt 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（2）vt 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 a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. b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 a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。 b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(1) 匀速直线运动的 vt 图象是与横轴平行的直线(2) 匀变速直线运动的vt 图象是一条倾斜的直线2、相遇和追及问题：（难）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：（1）物体 A追上物体 B：开始时，两个物体相距x0，则 A追上 B时必有AB0 xxx，且ABVV（2）物体 A追赶物体 B：开始时，两个物体相距 x0，要使 A与 B不相撞，则有AB0ABxVVxx , 且易错现象：1、混淆 xt 图象和 v-t 图象，不能区分它们的物理意义2、不能正确计算图线的斜率、面积3、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1、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2、重力 ：由于地球的吸引而使物体受到的力。重力的大小G=mg ，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3、弹力：（1）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。（2）条件：接触；形变。但物体的形变不能超过弹性限度。（3） 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。) （4）大小：弹簧的弹力大小由F=kx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4、摩擦力：(1) 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(2) 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(3) 摩擦力的大小： 滑动摩擦力：fN说明： a、FN为接触面间的弹力，可以大于G；也可以等于 G；也可以小于 G b、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FN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 0Rg时，绳对球产生拉力，轨道对球产生压力）（3）不能过最高点条件： v Rg（实际上球还没有到最高点时，就脱离了轨道） “杆模型”，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，又能产生 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 ）（3）当 v=Rg时， F=0（4）当 vRg时，F随 v 增大而增大，且 F0（F为拉力）7. 万有引力定律1.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。32rkT（K 值只与中心天体的质量有关）2.万有引力定律：122mrFGm万（1）赤道上万有引力：FmgFmgma引向向（ga向和是两个不同的物理量， ）（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。22GMmmgGMgRR(黄金代换 )4.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2G M mFFr万向22GMmGMmaarr（轨道处的 向心加速度 a 等于轨道处的 重力加速度g轨）22GMmvGMmvrrr223GMmGMmrrr223224GMmrmrTrTGM6.中心天体质量的计算：方法 1：22gRGMgRMG（已知 R和 g）方法 2：2GMv rvMrG（已知卫星的 V 与 r）方法 3：233GMrMrG（已知卫星的与 r）绳模型精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页方法 4：2323244rrTMGMGT（已知卫星的周期T与 r）方法 5：已知32324GMvrv TMGrTGM（已知卫星的 V 与 T）方法 6：已知33GMvvrMGGMr（已知卫星的 V 与，相当于已知 V 与 T）7.地球密度计算：球的体积公式：343VR2233232322()3434rMMrRVmMGmGT RrrGTTM近地卫星23GT(r=R)8. 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： 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 (环绕速度）：7.9km/s。卫星环绕地球飞行的 最大运行速度 。地球上发射卫星的 最小发射速度 。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 ，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 （逃逸速度）：16.7km/s。使人造卫星 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1.功的计算。cosWFx123cosnFFFFWWWWWFx合合2. 计算平均功率：PvWtPF计算瞬时功率：PF v瞬瞬cosPF v（力 F的方向与速度 v 的方向夹角 ）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 (A到 B)，重力势能 减小。重力做 负功(C到 D)，重力势能 增加 。4弹簧弹性势能：212PEk x0 xll（弹簧的变化量）弹簧弹力做的功等于弹性势能变化量的负值：PPPWEEE弹初末特点： 弹力对物体做 正功，弹性势能 减小。弹力对物体做 负功，弹性势能 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：123nFFFFKKKEWWEWEW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：1122PKPKEEEE(初状态的势能和动能之和等于末状态的势能和动能之和)KPEE(动能的增加量等于势能的减少量)ABEE(A物体机械能的增加量等于B 物体机械能的减少量 )精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页