2023年上海市高中物理知识点总结.pdf
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1、直线运动知识点拨:1 .质点用一个只有质量没有形状的几何点来代替物体。这个点叫质点。一个实际的物体能否看作质点解决的两个基本原则:(1 )做平动的物体。(2)物体的几何尺寸相对研究的距离可以忽略不计、2.位 置、路程和位移(1 )位置:质点在空间所相应的点。(2 )路程:质点运动轨迹的长度。它是标量。(3)位移:质点运动位置的变化,即运动质点从初位置指向末位置的有向线段。它是矢量。3.时刻和时间(1)时刻:是时间轴上的一个拟定的点。如“3秒末”和“4秒初”就属于同一时刻。(2 )时间:是时间轴上的一段间隔,即是时间轴上两个不同的时刻之差。t=t2-t,4.平均速度、速度和速率(1 )平均速度(
2、U):质点在一段时间内的位移与时间的比值,即V=竺 。它是矢量,它 的 方 向 与/s的方向相同。在S f图中是割线的斜率。(2 )瞬时速度(r):当平均速度中的4-0时,生 趋近一个拟定的值。它是矢量,&t它的方向就是运动方向。在S f图中是切线的斜率。(3 )速率:速度的大小。它是标量。5.加速度描写速度变化的快慢。它是速度的变化量与变化所用的时间之比值,即:a=。它是矢量,它 的 方 向 与 的 方 向 相 同。当加速度方向与速度方向一致时,质加点作加速运动;当加速度方向与速度方向相反时,质点作减速运动。6 .匀变速直线运动规律(特点:加速度是一个恒量)(1 )基本公式:S=V o t+
3、a t2 vt vo+at(2)导出公式:-y 0 J=2a S S=v,t-F(1,2 )a t2=山12初速无论是否为零,匀变速直线运动的质点,在连续相邻的相等的时间间隔内的位移之差为一常数:S n-S i=a 7也一匀变速直线运动的加速度7 每个时间间隔的时间)可导出:SM-SN=(M N)aT2 A B 段中间时刻的即时速度:AB 段位移中点的即时速度:注:无论是匀加速还是匀减速直线运动均有:V,/2 初速为零的匀加速直线运动,在 第 1 s内、第 2 s 内、第 3 s内第 n s 内的位移之比为:S :Sn:Sm:.:S =1 :3 :5.:(2n-1 );=1、2,3、.初速为零
4、的匀加速直线运动,在 第 1 米内、第 2 米内、第 3 米内第 n 米内的时间之比为:t :t ii.-r m;.;tn:(V 3 -V 2).(;“=1、2、3、7 .匀减速直线运动至停止:可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动。(例如:竖直上抛运动)注 意“刹车陷井”假时间问题:先考虑减速至停的时间。8 .自由落体运动(1)条件:初速度为零,只 受 重 力 作 用.(2 )性质:是一种初速为零的匀加速直线运动,a=g.1 ,(3)公式:v,=gf,h=gr-,vt=2 g h9 .运动图像(1 )位移图像(s-t 图像):图像上一点切线的斜率表达该时刻所相应速度;图像是直线表达物体做匀
5、速直线运动,图像是曲线则表达物体做变速运动;图像与横轴交叉,表达物体从参考点的一边运动到另一边.(2)速度图像(v t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.公笠土物位的速度图像与这段时.回弛所.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相应的点的切线的斜率.图线与横轴交叉,表达物体运动的速度反向.图线是直线表达物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表达物体做变加速运动.曲线运动 运动的合成与分解平抛运动知识点点拨1 .曲线运动(1)物体的运动轨迹是一条曲线,称曲线运动。做曲线运动的物体在某一点的速度方向就是曲线
6、那一点的切线方向。(2)物体做曲线运动的条件:物体所受合外力(加速度)方向与它的速度方向不在一条直线上。2 .运动的合成与分解(1)一个物体同时参与两个运动,则这个物体的实际运动是这两个运动的合运动。这两个运动称分运动,物体的实际运动称合运动。巳知分运动求合运动称运动的合成;巳知合运动求分运动称运动的分解。(2)运动的合成与分解,指运动的位移、速度和加速度这三个矢量的合成与分解,它同样遵守平行四边形法则(三角形法则)。(3)物体在不同方向上的运动是互相独立的(独立性),但运动时间是相同的(等时性)。(4)研究曲线运动的方法就是将曲线运动分解为两个简朴的分运动来解决。3.平抛运动(1)物体只在重
7、力作用下,以一定的水平速度抛出的运动。平抛运动是一种匀变速曲线运动。(2)平抛运动是以平抛初速为水平方向速度的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。(3)平抛运动公式:水 平 方 向 “=1Vx=%,1 2 4 _,竖直方向5 g 广=g物体在某一时刻的速度:大小 v=J v;+v;方向 tgO 匕%xtg6=2tga轨迹方程:y=-x2 是一条抛物线。2诏注:平抛运动中在任何/。时间内加=g 4,其方向总是竖直向下的。平抛运动飞行时间取决于下落高度,水平射程由初速度和下落高度共同决定。力、共点力的平衡知识点点拨:1.力的概念:(1)力是物体之间的互相作用。互相作用的一对力称为作用力与
8、反作用力,它们大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,是性质相同的一对力,是作用在互相作用的两个物体上,因此作用力与反作用力不会互相抵消。(2)力的大小、方向和作用点称力的三要素,这是研究力的出发点。(3)力的作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态。(4)力的形象表达:力的图示法。2.常见的性质力:(1)重力:源自地球的万有引力。(2)弹力:弹性形变的物体在恢复原状时产生的力。对于弹簧:/=日 为形变量,它由弹簧自身的因素所决定。(3)摩擦力:互相挤压的不光滑物体间,对相对运动或相对运动趋势的阻碍作用力。阻 碍 相 对 运 动 趋 势 的 力 称 静 摩 擦 力:大 小f,ax-HSN
9、,为静摩擦因数。判断静摩擦力的方向一般用假设法:假设光滑的情况下,看物体的相对运动方向来拟定。阻碍相对运动的力称滑动摩擦力:大 小于=/JN 为摩擦因数。注:凡 ,在一般情况下可认为产。3.力的合成和分解(矢量运算法则):目的是将矢量运算转化为几何运算。平行四边形定则(1 )力的合成:F =y/+2FF2COS0合力的方向与R成a角:E,s i n 6 1t g a =-=-耳 +E,c o s 0两个力的合力范围:F,-F2 I F(F;+F2)合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。(2 )力的分解:力的分解要按实际效果来分解。一个力分解为两个力的唯一性条件:已知两个分力的大
10、小。已知两个分力的方向。已知一个分力的大小和方向。(3 )一个力拟定,还已知一个分力的方向,求另一个分力:若 g P s i n。:则无解。若 月=F s i n 6:则只有一个解,且是最小值。若尸s i n 6 尸:则只有一个解。(4 )力的正交分解:就是把各力沿着两个经选定的互相垂直的方向进行分解,其目的是运用代数运算来解决矢量运算,它是解决合成和分解的复杂问题时的一种较简便方法。4 .共点力作用下物体的平衡(1)假如几个力的作用线相交于一点,这几个力就叫做共点力。(2)平衡状态:静态平衡状态:V =0 2 =0 o动态平衡状态:丫。0、a=0,注:题目出现“缓慢移动”都可理解为物体处在动
11、态平衡状态。(3 )平衡条件:合力为零。即 七=0。解决共点力作用下物体的平衡问题一般有两种方法:力的合成法(解决三力平衡时常用此法:运用合成法则作出一个封闭三角形,运用三角函数知识或正弦定理、余弦定理、三角形相似性求解)。正交分解法:工合=5+工2+一 =。、4令=。+与2+=。注:坐标系方向的选择原则是:要使坐标轴尽也许和更多的力相重合,以免去力分解的麻烦.力矩有固定转轴物体的平衡知识点点拨:一、力矩的概念1 .力 臂(L):力的作用线到转轴的垂直距离。注:转轴(也称矩心),在平衡问题上,一般可以任意选择。2.力矩(”):河=包 牛 米力矩方向:按效果分顺时针方向(正)和逆时针方向(负)。
12、F一定:心越大,越大;”一定1越大,F就越小。一个力的力矩,也可以用这个力的两个分力力矩来替代。计算力矩时,作用点的位置要找对的。力矩是使物体绕轴转动状态发生改变的因素。二、有固定转轴物体的平衡1 .转动平衡:静止或匀速转动。2.有固定转轴物体的平衡条件:合力矩为零,即 2M=0或 M项 时 针=A/a H rti-3.解答有固定转轴物体平衡条件问题时的注意事项:在有固定转轴物体平衡条件中,所有力的力臂均针对同一转轴。在解答有固定转轴物体平衡时,对其进行受力分析,作用点的位置要找准,力臂计算是关键。转轴处的力可以回避。使物体转动的最小力,就是寻找最大的力臂,最大力臂就是此力作用点到转轴的距离。
13、有固定转轴物体平衡条件与共点力作用下物体平衡条件是一致的。所以对有一些物体平衡的问题可有两种解法。fV F=0将两个平衡条件合在一起:4之 就是物体平衡的充要条件。2_,M=0牛顿运动定律知识点拨:1.力是改变物体运动状态的因素描写物体运动状态的物理量是速度,速度改变即为物体运动状态改变。而描写物体运动状态改变的物理量是加速度,力是产生加速度的因素。2.惯性和惯性定律惯性:一切物体保持静止状态和匀速直线运动状态的性质,称惯性。惯性是物体的一种属性,惯性大小用质量来量度。惯性定律:即牛顿第一定律。一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。3 .牛顿第二定律物体的
14、加速度跟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。数学表达式:F -m a根据力的独作用原理,可以在两个互相垂直的方向上分别列出牛顿第二定律方程:工=叫=-(D=-t R(3)周期:质点完毕一次圆周运动所用的时间。T =-=V 0)(4)转速:质点1秒内完毕圆周运动的次数。=_l=_ L =&T 2兀R 2万3.向心加速度向心加速度是描写线速度方向变化快慢的物理量。(X .V.2=2K =COVn 口 /X二 户 证+干 I二 击 扃 国;石 小 壬 口 北 人1:由扃国丹型(A m大小:Ra=-=co2R=a)v=()2/?=Q i)。R行如土 口八中与油闾国片
15、办AL方向:始终指向圆心。注:匀速圆周运动只有向心加速度而没有切向加速度。而非匀速圆周运动不仅有向心加速度,尚有切向加速度,切向加速度是改变线速度大小的。4.向心力:提供向心加速度所需要的力。(向心力是效果力)大小:F =m a =m =m a r R =mcov 方向:始终指向圆心。R注:对于匀速圆周运动是合外力提供向心力。对于非匀速圆周运动是合外力的法向分力提供向心力,而切向分力是产生切向加速度的。5.皮带传动问题解决方法:结论:1).固定在同一根转轴上的物体转动的角速度相同。2).传动装置的轮边沿的线速度大小相等。6.万有引力定律宇宙间的一切物体都是互相吸引的,这个吸引力称万有引力。大小
16、:F=G瞥 方向:两个物体连线上、相吸。r其中G=6.67xl()T牛米2/千克2称为万有引力恒量,由卡文迪许钮秆测定。机械能知识点拨:1.功的概念:功是能量转化的量度。(1 )力做功的计算公式:W=FScos6。为力与位移之间夹角。在0二。90。时:爪 0力对物体做正功,此力为动力。反映物体机械能增长。在9=0时:IV=0力对物体不做功。物体机械能不变。在90。5180。时:%0 力对物体做负功,即物体克服此力做功,此力为阻力。反映物体机械能减少。(2 )求功的几条途径:(I )运 用W=F S c o s 6求功,此式一般用来求恒力的功,但对于力尸随位移S变化是一次函数的,可以用力对位移的
17、算术平均|/|值F计算功。T 7|(I I)运用求功,此式一般用来求恒功率的功。S示功图(i n)运 用 动 能 定 理 求 功,此式不仅可求恒力的功,也可求变力的功(I V)运用示功图(即尸一s图)求 功,(3)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.漫动.摩擦力做功泮二典.8 悬两物便回.的根对.位移)旦.归 摩 擦 生 热).2.功率:表达做功的快慢,即能量转化快慢的物理量。W(1)功率定义式:P=(2)功率的一个导出公式:P=F vcosO。为力与速度之间夹角。W注:计算平均功率:P=或P=F V 8 s 6其中万为平均速度。t计算瞬时功率:P=F vcosO 其中v为
18、瞬时速度。(3)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。(4)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P 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V F P/f 作匀速直线运动。V-t图像。以恒定牵引力F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V,=P/F,而后开始作加速度减小的加速运动,最后以最大速度v 产P/f 作匀速直线运动。v-t图像。3.动能定理:外力对物体做功的代数和等于物体动能的增量。即 Z W=AK=恿 2
19、 一 4=1 mv-在Z%0:A EK0 动能增长;在Z%=0:AEK=0 动能不变;在Z%0 :AEK0:AEP 0即重力做正功,重力势能减少;当 =0:AEP=0即重力不做功,重力势能不变;当也;0,正势能。在参考平面下方EP 0,负势能。5.机械能守恒定律在只有重力和弹力(这里指遵守胡克定律f=k x的弹力)做功的情形下,物体的动能和势能发生互相转化,在转化过程中机械能的总量保持不变。(1)表达式:EKI+E pi EKZ-E 户 2 或&EK=b EP 或 mv+mghx=mv+mgh2(2)机械能守恒条件:只有重力和弹力(这里指遵守胡克定律/=k x 的弹力)做功,而其他力不做功.(
20、3)应用机械能守恒解题的环节:选择研究对象,进行受力分析;判断是否满足机械能守恒条件;拟定研究过程中始、末状态的机械能,涉及动能、重力势能、弹性势能。根据机械能守恒定律列方程求解。6.功能关系(1 )当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒.(2 )重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:综=-叱;(势能定理)(3)合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:A 4=皿总(动能定理)(4)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:%G=E(功能原理-机械能定理)机械振动与机械波知识点点拨:一、振动部分1 .表征机械振动的物理量 位 移(X):振动物体始终以平衡位置为
21、参考点的位移。回复力(F):振动物体偏离平衡位置后,受到一个始终指向平衡位置的力称回复力。注:回复力是效果力是根据力的作用效果来命名的,不是性质力。回复力总是沿作振动物体运动的切线方向,它是振动物体在切线方向上的合力。振 幅(A):振动物体离开平衡位置的最大距离,用来描写振动的强弱。周 期(T):振动物体完毕一次全振动所需要的时间,用来描写振动的快慢。频 率):振动物体1 秒内完毕全振动的次数,它也是用来描写振动的快慢2 .简谐振动简谐振动的动力学特点:“=-kx“一”表 达 F 回与x的方向相反。a 回=2 =&一”表 达 a 回 与 x的方向相反。m m其中为振动系数,它是一个常数。x为相
22、对平衡位置的位移。简谐振动的图象:振动图象表达振动物体相对平衡位置的位移 X 随时间。的变化规律。简谐振动的图象是一条余弦(或正弦)的曲线。从图象中可直接得知振幅A、周 期T以及振动物体在任意时刻相对平衡位置的位移。根据曲线的切线斜率变化可定性得知振体的速度变化。作简谐振动的物体它的位移、速度及加速度的关系和与之相应的回复力、动能及势能的关系:在平衡位置:x =0;a =0;y =丫”,最大;?=0;=凡,最大;E p=O。k在振幅位置:x =A最大:a-A最大;v =0;0=kA最大;Ek=O;Ep=Ek,最大。m(4)简谐振动的两个特例 弹簧振子:弹簧振子的周期T与振幅无关,与振子质量m和
23、弹簧的劲度系数上 有关川大k小,T就大;m小女大,T就大。a)位移x :由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量。Bb)回 复 力F:使振动物体回到平衡位置的力。回复力始终指向平衡位置,回复力是以效果命名的力。此模型中的回复力是由弹簧的弹力提供。c)加 速 度a:由 于a=F合/m,此模型中的振子所受的合力就是弹簧的弹力,即回复力,所以a的大小和方向与F相同。速度v:在平衡位置时,速度最大,加速度为斐;在最大位移处,速度为重,加速度最先所以,远离平衡位置的过程是加速度变度的减速运动,靠近平衡位置的过程是加速度变小的加速运动,是一种变加速运动。单 摆:a.一个可视为质点的小球与一根不能伸
24、长的轻绳相连组成一个单摆,单摆是抱负模型。使单摆振动的回复力是重力在切线方向上的分力。.在摆角。4 5 时,单摆的振动才是简谐振动。d.单摆的周期公式:T=2兀T 与振幅、单摆的质量m 无关。e.周 期 T=2秒的单摆称秒摆。3.振动的能量振动的动能与势能之和即为振动的能量E振=Ek+Ep=Ehn=Epm在 平 衡 位 置:Ep=O、Ek=E1m 4=Ehn在 振 幅 位 置 =0、Ep=Epm:.4.受迫振动物体在周期性策动力作用下的振动。稳定期,受迫振动的频率与策动力的频率相同。在策动力的频率与物体的固有频率相等时,振动的振幅达成最大,即发生共振。二、波动部分1.机械波:机械振动在介质中的
25、传播。产生条件:作机械振动的波源;传播振动的介质。机械波传播的是振动的运动形式和振动的能量,介质不会随波迁移。机 械 波 的 种 类:横波与纵波。注:介质中每个质点都在自己的平衡位置附近作振动,并不随波迁移。介质中后振动的质点振动情况,总是落后于相邻先振动质点的振动。2.表征机械波的物理量(1)波长(九):两个相邻的、在振动过程中振动情况完全相同的质点之间的距离叫波长。在波的图象中即是两个相邻波峰(或波谷)之间的距离。频 率(/)和周期(7):波的频率和周期由波源的振动频率和周期决定,在任何介质中波的频率和周期是不变的。波 速(”):单位时间内,振动在介质中传播的距离。它的大小由介质决定。公式
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