高一物理内容.doc
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1、- 31 -高一物理上期期末复习专题(基本知识复习要点概述)一、力的概念力是物体对物体的作用,力作用于物体可以使受力物体形状发生改变;可以使受力物体运动状态(速度)发生改变。对于抽象的力的概念,通常可以用图示的方法使之形象化:以有向线段表示抽象的力。在研究与力相关的物理现象时,应该把握住力的如下基本特性。1物质性:由于力是物体对物体的作用,所以力是不能脱离物体而独立存在的,任意一个力必然与两个物体密切相关,一个是其施力物体,另一个是其受力物体。2相互性:力的作用总是相互的,物体A施力于物体B的同时,物体B也必将施力于物体A。而两个物体间相互作用的这一对力总是满足大小相等,方向相反,作用点共线,
2、分别作用于两个物体上,同时产生,同种性质等关系。3矢量性:力不仅有大小,而且有方向,在相关的运算中所遵从的是平行四边形定则,也就是说,力是矢量。4瞬时性:力作用于物体必产生一定的效果,力的瞬时性特征,指的是力与其作用效果在同一瞬间产生的。5独立性:力的作用效果是表现在受力物体上的“形状变化”或“速度变化”。而对于某一个确定的受力物体而言,它除了受到某个力作用外,可能还会受到其他力的作用,力的独立性特征指的是某个力的作用效果与其他力是否存在无关,只由该力的三要素来决定。二、力的分类1按性质分重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力(按现代物理学理论,物体间的相互作用分四类:长程相互作用有引力相
3、互作用、电磁相互作用;短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。宏观物体间只存在前两种相互作用。)2按效果分压力、支持力、拉力、动力、阻力3按产生条件分非接触力、接触力、三、力1弹力的概念:发生弹性形变的物体,会对跟它接触并使它发生形变的另一物体产生力的作用,这种作用力叫做弹力。2弹力的产生条件是:两个物体直接接触,并发生弹性形变。3弹力的方向压力、支持力的方向总是垂直于接触面。绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态,则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。4弹力的大小:对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体,弹力的大小可以由胡克
4、定律计算。对没有明显形变的物体,如桌面、绳子等物体,弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。胡克定律可表示为(在弹性限度内):,还可以表示成,即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。“硬”弹簧,是指弹簧的值大。(同样的力作用下形变量小)一根弹簧剪断成两根后,每根的劲度k都比原来的劲度大;两根弹簧串联后总劲度变小;两根弹簧并联后,总劲度变大。四、摩擦力1摩擦力的概念:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动(或相对运动趋势)时,在接触面上所受的阻碍相对运动(或相对运动趋势)的力。2摩擦力产生条件为:两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势。这四个条件缺一不可。
5、两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。(没有弹力不可能有摩擦力)3滑动摩擦力大小在接触力中,必须先分析弹力,再分析摩擦力。只有滑动摩擦力才能用公式,其中的表示正压力,不一定等于重力。4静摩擦力大小必须明确,静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律计算,只有当静摩擦力达到最大值时,其最大值一般可认为等于滑动摩擦力,既。静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定,其可能的取值范围是。5摩擦力方向摩擦力方向和物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度。通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同(作为动力),可能和物体运动方向相反(作为阻力),可能和
6、物体速度方向垂直(作为匀速圆周运动的向心力,下学期将学到)。在特殊情况下,可能成任意角度。五、力的合成与分解1矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则(可简化成三角形定则)平行四边形定则实质上是一种等效替换的方法。一个矢量(合矢量)的作用效果和另外几个矢量(分矢量)共同作用的效果相同,就可以用这一个矢量代替那几个矢量,也可以用那几个矢量代替这一个矢量,而不改变原来的作用效果。由三角形定则还可以得到一个有用的推论:如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形,则这n个力的合力为零。在分析同一个问题时,合矢量和分矢量不能同时使用。也就是说,在分析问题时,考虑了合矢量就不能再考虑分矢量;考虑了分矢量就不能再考虑
7、合矢量。矢量的合成分解,一定要认真作图。在用平行四边形定则时,分矢量和合矢量要画成带箭头的实线,平行四边形的另外两个边必须画成虚线。如图1所示。各个矢量的大小和方向一定要画得合理。在应用正交分解时,两个分矢量和合矢量的夹角一定要分清哪个是大锐角,哪个是小锐角,不可随意画成45。(当题目规定为45时除外)六、物体的受力分析1明确研究对象在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体。在解决比较复杂的问题时,灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确定以后,只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力(既研究对象所受的外力),而不分析研究对象施予外界的力。2按
8、顺序找力必须是先场力(重力、电场力、磁场力),后接触力;接触力中必须先弹力,后摩擦力(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力)。3只画性质力,不画效果力画受力图时,只能按力的性质分类画力,不能按作用效果(拉力、压力、向心力等)画力,否则将出现重复。4需要合成或分解时,必须画出相应的平行四边形(或三角形)在解同一个问题时,分析了合力就不能再分析分力;分析了分力就不能再分析合力,千万不可重复。七、共点力作用下物体的平衡1共点力:几个力作用于物体的同一点,或它们的作用线交于同一点(该点不一定在物体上),这几个力叫共点力。2共点力的平衡条件是:合力为零。3判定定理:物体在三个互不平行的力的作用下处于平
9、衡,则这三个力必为共点力。(表示这三个力的矢量首尾相接,恰能组成一个封闭三角形)4解题途径当物体在两个共点力作用下平衡时,这两个力一定等值反向;当物体在三个共点力作用下平衡时,往往采用平行四边形定则或三角形定则;当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时,往往采用正交分解法。八、描述运动的基本概念1质点:用来代替物体的有质量的点。(当物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略时,物体可作为质点。)2位移:描写物体位置变化的物理量,即由物体初位置指向末位置的有向线段。2速度:描述运动快慢的物理量,是位移对时间的变化率。3加速度:描述速度变化快慢的物理量,是速度对时间的变化率。九、匀变速直线运动公
10、式1常用公式有以下四个以上四个公式中共有五个物理量:、,这五个物理量中只有三个是独立的,可以任意选定。只要其中三个物理量确定之后,另外两个就唯一确定了。每个公式中只有其中的四个物理量,当已知某三个而要求另一个时,往往选定一个公式就可以了。如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等,那么另外的两个物理量也一定对应相等。以上五个物理量中,除时间外,、均为矢量。一般以的方向为正方向,以时刻的位移为零,这时、t和的正负就都有了确定的物理意义。2匀变速直线运动中几个常用的结论,即任意相邻相等时间内的位移之差相等,可以推广到。,某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。,某段位移的中间位置的即
11、时速度公式(不等于该段位移内的平均速度)。可以证明,无论匀加速还是匀减速,都有。3初速度为零(或末速度为零)的匀变速直线运动做匀变速直线运动的物体,如果初速度为零,或者末速度为零,那么公式都可简化为:,以上各式都是单项式,因此可以方便地找到各物理量间的比例关系。4初速为零的匀变速直线运动前1秒、前2秒、前3秒内的位移之比为1:4:9:第1秒、第2秒、第3秒内的位移之比为1:3:5:前1米、前2米、前3米所用的时间之比为1:第1米、第2米、第3米所用的时间之比为1:():对末速为零的匀变速直线运动,倒过来可以相应的运用这些规律。十、运动图象1s-t图象。能读出s、t、v 的信息(斜率表示速度)。
12、2v-t图象。能读出s、t、v、a的信息(斜率表示加速度,曲线下的面积表示位移)。可见v-t图象提供的信息最多,应用也最广。十一、牛顿第一定律1牛顿第一定律导出了力的概念力是改变物体运动状态的原因。(运动状态指物体的速度),又根据加速度定义:,有速度变化就一定有加速度,所以可以说:力是使物体产生加速度的原因。(不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”,也不能说“力是改变加速度的原因”。)2牛顿第一定律导出了惯性的概念一切物体都有保持原有运动状态的性质,这就是惯性。惯性反映了物体运动状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易改变)。质量是物体惯性大小的量度。3牛顿第一定律描述的是
13、理想化状态牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。而不受外力的物体是不存在的。物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的,所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在时的特例。十二、牛顿第三定律1区分一对作用力反作用力和一对平衡力一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有:作用力反作用力作用在两个不同物体上,而平衡力作用在同一个物体上;作用力反作用力一定是同种性质的力,而平衡力可能是不同性质的力;作用力反作用力一定是同时产生同时消失的,而平衡力中的一个消失后,另一个可能仍然存在。十三、牛顿第二定律1定律的表述物体的加速度跟所受的外力的合力成正
14、比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同,既(其中的和、必须相对应)特别要注意表述的第三句话。因为力和加速度都是矢量,它们的关系除了数量大小的关系外,还有方向之间的关系。明确力和加速度方向,也是正确列出方程的重要环节。若F为物体受的合外力,那么a表示物体的实际加速度;若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力,那么a表示物体在该方向上的分加速度;若F为物体受的若干力中的某一个力,那么a仅表示该力产生的加速度,不是物体的实际加速度。2牛顿第二定律确立了力和运动的关系牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带的是加速度。3应用牛顿第
15、二定律解题的步骤明确研究对象。可以以某一个物体为对象,也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为,对应的加速度为,则有:。对这个结论可以这样理解:先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律:,将以上各式等号左、右分别相加,其中左边所有力中,凡属于系统内力的,总是成对出现并且大小相等方向相反的,其矢量和必为零,所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和,即合外力。对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况(包括速度、加速度),并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动,一般用平行四边形定则(或三角形定则)解题;若研究对象
16、在不共线的三个以上的力作用下做加速运动,一般用正交分解法解题(注意灵活选取坐标轴的方向,既可以分解力,也可以分解加速度)。当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时,那就必须分阶段进行受力分析,分阶段列方程求解。解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步骤解题,同时认真画出受力分析图,标出运动情况,那么问题都能迎刃而解。高一物理上期期末复习专题(运动学的基本概念辨析)学好物理,重在理解,理解物理概念,要搞清知识的来龙去脉,弄清其实质,掌握其确切含义,这样才能辨别物理概念的似是而非的说法,而不仅仅是记住几个条文。例如对质点概念,单单记住质点的定义是不够的,重要的是领会其实质,学会物理学的研究方
17、法,即理想模型法。现就几组易混淆基本概念辨析如下:一、时刻和时间时刻指的是某一瞬时,在时间轴上用一个点表示,如第2秒末、第5秒初等均为时刻,对应的是位置、速度等状态量;时间是两时刻间的间隔,在时间轴上用一段线段来表示,如4秒内(04s末)、第4秒内(3s末4s末)等均为时间,对应的是位移、路程、平均速度等过程量。如反映火车等进出车站时刻的表叫“列车时刻表”,不能称为“列车时间表”。而反映我们学习、休息的作息表叫“作息时间表”,不能称为“作息时刻表”。例1 第四次提速后,出现了“星级列车”。从其中的T14次列车时刻表可知,列车在蚌埠到济南区间段运行过程中的平匀速率为 km/h。T14次列车时刻表
18、停靠站到达时刻开车时刻里程(km)上海18:000蚌埠22:2622:34484济南03:1303:21966北京08:001643解析:由T14次列车时刻表可知,蚌埠到济南区间段运行时间为,路程为,则平均速率。二、位移、路程和距离位移是描述质点位置变化的物理量,是矢量,既有大小又有方向,是由初位置指向末位置的有向线段。位移的大小等于质点始末两位置间的距离,与具体运动的路径无关。位移的方向则由初位置指向末位置,在规定正方向的情况下,与正方向相同的位移为正位移,反之为负位移。路程是质点运动轨迹的长度,是标量,只有大小。一般情况下,路程不等于位移的大小,如质点沿曲线ABC从A到C,路程是曲线ABC
19、的长度,而位移大小是线段AC的长度,如图1甲所示。同样,质点沿直线从A点到C点,又从C点折回B点,质点通过和路程是线段AC和长度加CB的长度,而质点的位移大小是线段AB的长度,方向由A指向B,如图1乙所示。只有在质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程。否则,路程总是大于位移的大小。距离是两点间直线的长度,显然,距离就是两点间位移的大小。例2 如图2所示,垒球场的内场是一个边长为的正方形,它的四个角分别设本垒和一、二、三垒,一位击球运动员,由本垒经过一垒,再经过二垒直跑到三垒,他运动的路程为 ,位移大小为 。解析:击球员所走过的路程为三倍边长,即;击球员的位移大小即为从本垒指向三垒这条有向线
20、段的长,即。三、速度和速率速度是表示物体运动快慢和方向的物理量,它等于位移跟发生这段位移所用时间的比值。公式为,是矢量。在变速运动中,随或的选取的不同而不同,这一比值反映了平均速度,只能粗略地描述物体的运动情况,方向为这段时间内的位移方向。对于变速运动的物体,我们在它通过的某一位置附近选取一段很小的位移,只要足够小(即通过该段小位移所用的时间足够短),使的比值在这段小位移上不再发生变化,那么这段小位移上的平均速度,就是物体通过该位置的瞬时速度。即时,。在匀速运动中,由于速度不变,即不变,所以是平均速度,也是各个时刻的瞬时速度。平均速率是路程和时间的比值,是标量,仅能粗略地描述物体运动的快慢而不
21、能描述物体运动的方向。只有在无往复的直线运动中,平均速度的大小才等于平均速率,对于有往复的直线运动和一切曲线运动,平均速度的大小均小于平均速率。瞬时速率精确描述物体通过某位置或在某时刻的运动快慢,实质是瞬时速度的大小。例3 如图3所示,一质点沿半径为的圆周自A点出发,逆时针运动,运动圆周到达B点,求质点的位移、路程、平均速度大小和平均速率。解析:质点的位移是由A点指向B点的有向线段,位移大小为线段AB的长度,由图中几何关系可知,位移方向由A指向B质点的路程为质点绕圆周的轨迹长度,则路程。均速度大小:,方向由A指向B平均速率为:。四、速度、速度变化和加速度速度的变化,描述速度变化的大小和方向,是
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