高考物理必备知识大全.docx

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1、高考物理必备知识大全第一单元直 线 运 动1.匀变速直线运动:(1)平均速度(定义式)v=st。(2)有用推论vt2-v02=2as。(3)中间时刻速度vt2=(vt+v0)2。(4)末速度vt=v0+at。(5)中间位置速度vs2=v02+vt22。(6)位移s=v0t+12at2。(7)加速度a=vt-v0t(以v0为正方向,a与v0同向(加速)则a0;反向则a0,a0时,物体做加速运动;当加速度与速度反方向,如v00,a0时,物体做减速运动。3.刹车类问题中,对运动过程不清,盲目套用公式(1)对刹车的过程要清楚。当速度减为零后,汽车会静止不动,不会反向加速,要结合现实生活中的刹车过程分析

2、。(2)对位移公式的物理意义理解要深刻。位移x对应时间t,这段时间内a必须存在,而当a不存在时,求出的位移则毫无意义。1.平均速度求解平均速度的常用计算方法有:(1)利用定义式v=xt,这种方法适用于任何运动形式。(2)利用v=v0+v2,只适用于匀变速直线运动。(3)利用vt=vt2 (某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度),也只适用于匀变速直线运动。2.两个中点速度(1)中间时刻的瞬时速度vt2=vt=12(v0+v)。(2)中点位移的瞬时速度vx2=12(v02+vt2)。无论是匀加速还是匀减速,都有vt2F2)。(2)互成角度力的合成:F=F12+F22+2F1F2cos

3、(余弦定理),当F1F2时,F=F12+F22。(3)合力大小范围:|F1-F2|F|F1+F2|。(4)力的正交分解:Fx=Fcos ,Fy=Fsin (为合力与x轴之间的夹角,tan =FyFx)。易错提醒:(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则。(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立。(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图。(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(角)越大,合力越小。(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。1.将F=FN错误地理解为F=mg(1)未能深刻理解

4、公式F=FN中FN表示接触面间的压力。(2)当物体在水平面滑动且不受其他力时接触面间的压力大小等于物体的重力。(3)当物体在斜面上滑动时接触面间的压力可以小于物体的重力。2.将接触面间的“相对滑动方向”错误地理解为物体的运动方向(1)“相对滑动方向”是指以接触面上另一个物体为参考系时的运动方向。(2)物体的运动方向通常是指以地面为参考系时的运动方向。3.误认为“静止的物体才受到静摩擦力,运动的物体才受到滑动摩擦力”(1)静摩擦力发生在相互接触且存在相对运动趋势的两个物体之间。如用传送带斜向上输送物品时,物品和传送带相对静止一起向上运动,物品受到传送带对它的静摩擦力。(2)滑动摩擦力发生在相互接

5、触且存在相对运动的两个物体之间,如黑板擦擦黑板时,黑板虽静止,但黑板擦对它有滑动摩擦力,静止的物体可以受到滑动摩擦力。(3)判断是静摩擦力还是滑动摩擦力的关键是接触面间两物体是相对运动还是有相对运动趋势,与物体的运动状态无关。1.胡克定律的另一种表达式为F=kx,其中F为弹力的改变量,而x为弹簧形变量的变化量。2.F1与F2的夹角不变,使其中一个力增大时,合力F的变化,分90和90时,若F2增大,其合力的大小变化无规律。(2)当0G,失重:FNG(加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重)。6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于

6、微观粒子。1.误认为“惯性与物体的运动速度有关,速度大、惯性就大;速度小,惯性就小”(1)物体的质量是惯性大小的唯一量度,与物体的速度无关。(2)刹车过程中力相同时,初速度越大,停下来速度变化量越大,所用时间越长;速度越小,停下来所用时间越短。因此速度越大的汽车越难停下来,不是因为运动状态难改变,而是因为运动状态改变量大。2.将“牛顿第一定律”错误地理解为“牛顿第二定律的特例”(1)牛顿第一定律是建立在大量的实验现象的基础上,通过思维的逻辑推理而发现的,不能用实验直接定性指出力和运动的关系。(2)牛顿第二定律是实验定律,当F、m、a均采用国际单位时有F=ma,定量指出了力和运动的关系,它们是两

7、个不同的定律。3.将“超重或失重”错误地理解为“物体重力变大或变小了”(1)物体处于超重或失重状态时,物体的重力始终存在,大小也没有变化。(2)发生超重或失重现象是由于物体竖直方向有加速度,使得物体对水平支持物的压力(或对悬绳的拉力)大于或小于物体的重力。4.误认为“物体受到哪个方向的合外力,则物体就向哪个方向运动”(1)物体的合外力方向决定了加速度的方向,物体的运动情况由力和运动决定。(2)初速度为零的物体。受到恒定的合外力作用,将沿合外力方向做匀加速直线运动。(3)初速度不为零的物体,若受到与初速度反向的恒定合外力作用,将沿初速度方向做匀减速直线运动;若合外力方向与初速度方向不在同一直线上

8、,物体做曲线运动。1.物体在粗糙水平面上滑行的加速度:a=g;欲推动放在粗糙平面上的物体,物体与平面间的动摩擦因数为,推力方向与水平面成角,tan =时最省力,Fmin=mg1+2。2.“等时圆”物理模型:质点由静止开始从竖直圆周顶端沿不同斜面无摩擦地滑到该圆周上任一点所需的时间相等。利用该等时圆的性质,可以简解物理题。3.一起加速运动的物体(如图所示),物体间相互作用力按质量正比例分配,即N12=m2m1+m2F,与有无摩擦(相同)无关。物体在平面、斜面、竖直方向运动都一样。4.几个临界问题:a=gtan 。5.物体做变加速直线运动,速度最大时合力为零,加速度为零。6.若由质量为m1、m2、

9、m3组成的系统,它们的加速度分别为a1、a2、a3则系统的合外力F=m1a1+m2a2+m3a3+。第四单元曲 线 运 动1.平抛运动(1)水平方向速度vx=v0。(2)竖直方向速度vy=gt。(3)水平方向位移x=v0t。(4)竖直方向位移y=12gt2。(5)运动时间t=2yg(通常又表示为2g)。(6)合速度vt=vx2+vy2=v02+(gt)2。合速度方向与水平方向夹角为,则有tan =vyvx=gtv0。(7)合位移s=x2+y2位移方向与水平方向夹角为,则有tan =yx=gt2v0。(8)水平方向加速度ax=0;竖直方向加速度ay=g。易错提醒:(1)平抛运动是匀变速曲线运动,

10、加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成。(2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关。(3)与的关系为tan =2tan 。(4)在平抛运动中时间t是解题关键。2.匀速圆周运动(1)线速度v=st=2rT。(2)角速度=t=2T=2f。(3)向心加速度a=v2r=2r=2T2r。(4)向心力F向=mv2r=m2r=mr2T2=mv=F合。(5)周期与频率:T=1f。(6)角速度与线速度的关系:v=r。(7)角速度与转速的关系:=2n(此处频率与转速意义相同)。易错提醒:(1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终

11、与速度方向垂直,指向圆心。(2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功。1.误认为物体做曲线运动的条件中物体所受合外力为“恒力”(1)只要满足合力的方向跟速度的方向不在一条直线上,物体就做曲线运动。(2)合力的大小可以是变化的(变加速曲线运动),也可以是不变的(匀变速曲线运动)。(3)合力的方向可以是变化的(如匀速圆周运动),也可以是不变的(如平抛运动)。2.误认为“船渡河过程中水流速度突然变大了,会影响渡河时间”由合运动和分运动的等时性可知,渡河时间取决于河宽与垂直河岸的分速度,与水流速度无关。3.误将“绳牵

12、引船的速度”当作合速度进行分解例如图甲所示的问题,一人站在岸上,利用绳和定滑轮,拉船靠岸,在某一时刻绳的速度为v,绳AO段与水平面夹角为,不计摩擦和滑轮的质量,则此时小船的水平速度多大?有些同学错误地将绳的速度按如图乙所示的方法分解,得vA即为船的水平速度,vA=vcos 。实际上船是在做平动,每一时刻船上各点都有相同的水平速度。以连接船上的A点来说,它有沿绳的平动分速度v,也有与v垂直的法向速度vB,即转动分速度,如图丙所示,A点的合速度vA即为两个分速度的合速度,也就是船的平动速度,vA=vcos。1.渡河问题的特点: (1)不论水流速度多大,总是船身垂直于河岸航行时,渡河时间最短,t=d

13、v1sin,且这个时间与水流速度大小无关。(2)当v1v2(v1为船的速度,v2为水流速度,下同)时,合运动方向垂直河岸时,航程最短。(3)当v1v1v4v3。2.天体质量可用绕它做圆周运动的行星或者卫星求出:M=42r3GT2。3.天体密度可用近地卫星的周期求出:=3GT2。4.卫星因受阻力损失机械能:高度下降、速度增加、周期减小。5.双星:引力是双方的向心力,两星体角速度相同,星体与旋转中心的距离、星体的线速度都跟星体的质量成反比。6.开普勒三大定律(1)行星绕恒星沿椭圆轨道运动,恒星位于椭圆的一个焦点上。(2)连接行星与恒星的矢径在相同时间内扫过相同的面积。所以,近地点速度大而远地点速度

14、小。两处的速度与到地心的距离成反比:v1r1=v2r2。(3)行星轨道的半长轴的三次方与运动周期的二次方成正比:a3T2=k。7.卫星引力势能:Ep=-GMmr,卫星动能Ek=GMm2r,卫星机械能E=-GMm2r。同一卫星在半长轴a=R的椭圆轨道上运动的机械能等于半径为R的圆周轨道上的机械能。第六单元机械能1.功W=Fscos (定义式)。2.重力做功W=mgh。3.功率P=Wt(定义式)。4.汽车牵引力的功率P=Fv;P平=Fv平。5.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度vmax=P额f。6.动能Ek=12mv2。7.重力势能Ep=mgh。8.电势能EA=qA。9.动能定

15、理(对物体做正功,物体的动能增加)W合=12mvt2-12mv02或W合=Ek。10.机械能守恒定律:E=0或Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,也可以是12mv12+mgh1=12mv22+mgh2。11.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-Ep。易错提醒:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少。(2)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少。(3)重力做功和电场力做功均与路径无关。(4)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其他力不做功,只是动能和势能之间的转化。(5)能的其他单位换算:1 kWh(度)=3.6106 J

16、,1 eV=1.6010-19 J。(6)弹簧弹性势能与劲度系数和形变量有关(E=12kx2,可用于定性分析,定量计算不作要求)。1.误认为“斜面对物体的支持力始终不做功”公式Flcos 中的l是力的作用点的对地位移,斜面对物体的支持力方向是垂直于接触面,但不一定垂直于物体的位移方向,例如静止在斜面上的物体和斜面一起向左运动的过程中,支持力FN对物体做正功。2.误认为“一对摩擦力做功之和一定为零”(1)一对静摩擦力是作用力与反作用力,等大、反向、共线,存在于两个相对静止的物体之间,两个物体位移始终相同,一对静摩擦力做功大小相等,一正一负,做功之和一定为零。(2)一对滑动摩擦力虽然是作用力与反作

17、用力,但存在于两个相对运动的物体之间,由于两个物体之间一定有相对位移,故它们之间的一对摩擦力做功之和一定不为零,且为负功。3.误认为“静摩擦力总是不做功,滑动摩擦力总是做负功”滑动摩擦力一定与相对运动方向相反,但不一定与运动方向相反,所以,滑动摩擦力可能做正功,也可能做负功,还可能不做功;产生静摩擦力的两物体保持相对静止,但不一定都处于静止状态,所以,静摩擦力可能对物体做功。4.判断机械能是否守恒时,将“只看重力做功”错误地理解为“物体所受合外力为零”。只有重力做功时机械能守恒,物体所受合外力为零时,物体的机械能不一定守恒,如用起重机匀速提升重物时,物体所受的合外力为零,但物体的机械能不守恒。

18、5.将守恒条件“只有重力做功”错误地理解为“只受重力作用”(1)功是能量转化的量度,通过做功手段实现不同形式的能的转化,因此物体能量是否变化应从做功的角度来判断。(2)物体除了受重力和系统内弹力作用外,还可以受别的力,别的力也做功,但做功的代数和为零,系统的机械能仍然守恒。6.误认为“Q=fs”中的s是物体对地位移(1)关系式“Q=fs”是对应于相互作用的两个物体系,f表示滑动摩擦力,s是两个物体的相对路程。(2)滑动摩擦力做功与路径有关,相互作用的滑动摩擦力等大、反向,相互作用的两个物体的位移大小不一定相等,方向不一定相反,做功之和可能是-f(s1+s2)、-f(s1-s2)、-fs1或-f

19、s2,总之W总=-fs相对,据功能关系有Q=fs相对。1.判断一个力对物体是否做功、做正功还是做负功,可以从以下几个方面来考虑(1)根据力与位移的夹角判断,一般适用于恒力做功情况。(2)根据力与速度的夹角判断,一般适用于变力做功情况。(3)根据能量的转化情况判断,一般适用于两个相联系的物体,总机械能守恒,根据它们各自机械能的变化情况确定。2.动能定理表达式W合=12mv22-12mv12W合的意义W合是所有外力对物体做的总功,等于所有外力对物体做功的代数和,即W合=W1+W2+W3+若物体所受外力为恒力,则W合=F合xcos W合0,则表示合外力作为动力对物体做功,物体的动能增加,Ek0W合0

20、,则表示合外力作为阻力对物体做功,物体的动能减少,Ekm2,则v10,v20,碰后二者同向运动。(3)若m1m2,则v10,碰后m1反向弹回,m2沿m1碰前方向运动(续表)碰撞类型特征描述及重要关系式或结论非弹性碰撞发生非弹性碰撞时,内力是非弹性力,部分机械能转化为物体的内能,机械能有损失,动量守恒,总动能减少。满足:m1v1+m2v2=m1v1+m2v212m1v12+12m2v2212m1v12+12m2v22完全非弹性碰撞发生完全非弹性碰撞时,机械能向内能转化得最多,机械能损失最大。碰后物体粘在一起,以共同速度运动,动量守恒,损失的机械能转化为内能。满足:m1v1+m2v2=(m1+m2

21、)vE=12m1v12+12m2v22-12(m1+m2)v2处理碰撞问题的思路和方法(1)对一个给定的碰撞,首先要看动量是否守恒,其次再看总动能是否增加。(2)一个符合实际的碰撞,除动量守恒外还满足能量守恒,注意碰撞完成后关于不可能发生二次碰撞的速度关系的判定。(3)要灵活运用Ek=p22m或p=2mEk,Ek=12pv或p=2Ekv转换动能与动量。3.人船模型人船模型是一个很典型的模型,当人在无阻力的船上向某一方向走动时,船向相反方向移动,此时人和船组成的系统动量守恒。若人船系统在全过程中动量守恒,则这一系统在全过程中的平均动量也守恒。如果系统由两个物体组成,且相互作用前均静止,相互作用后

22、均发生运动,则由m1v1=-m2v2得m1x1=-m2x2,该式的适用条件是:(1)系统的总动量守恒或某一方向上的动量守恒。(2)构成系统的两物体原来静止,因相互作用而反向运动。(3)x1、x2均为沿动量方向相对于同一参考系的位移。4.爆炸和反冲(1)爆炸现象的三个规律动量守恒由于爆炸是在极短的时间内完成的,爆炸物体间的相互作用力远远大于系统受到的外力,所以在爆炸过程中,系统的总动量守恒动能增加在爆炸过程中,由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能,所以爆炸后系统的总动能增加位置不变爆炸的时间极短,因而爆炸过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以认为爆炸后的物体仍然从爆炸前的位置以新的动量

23、开始运动(2)对反冲运动的三点说明作用原理反冲运动是系统内物体之间的作用力和反作用力产生的效果动量守恒反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力,所以反冲运动遵循动量守恒定律机械能增加反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的总机械能增加5.“子弹打木块”模型问题子弹打木块(未射穿)实际上是一种完全非弹性碰撞,作为一个典型模型,它的特点是:子弹以水平速度射向处于静止的木块,并留在木块中跟木块以共同速度运动。以下将从动量、能量和牛顿运动定律等多个角度对这一模型进行分析。设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上且质量为M的木块,最终子弹留在木块中不再射出。已知子弹射入木块中的深度

24、为d,求木块对子弹的平均阻力大小和该过程中木块前进的距离。动量分析子弹和木块最后以共同速度运动,相当于完全非弹性碰撞,从动量的角度看,子弹射入木块过程中系统动量守恒:mv0=(M+m)v。能量分析从能量角度看,该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大小为f,子弹、木块的位移大小分别为s1、s2,如图所示,有s1-s2=d;对子弹应用动能定理:-fs1=12mv2-12mv02;对木块应用动能定理:fs2=12Mv2;联立解得fd=12mv02-12(M+m)v2=Mmv022(M+m)。式中fd恰好等于系统动能的损失量,根据能量守恒定律,系统动能的损失量等于系统内能的增加量,则有

25、Ek=fd=Q=Mmv022(M+m),由此可得结论:两物体由于摩擦产生的热量(机械能转化为内能),数值上等于摩擦力大小与两物体相对滑动路程的乘积。由上面各式联立可得f=Mmv022(M+m)d,s2=mM+md。动力学分析从牛顿运动定律和运动学公式出发,也可以得出同样的结论。由于子弹和木块都在恒力作用下做匀变速运动,位移与平均速度成正比,有s2+ds2=v0+v2v2=v0+vv,所以有ds2=v0v=M+mm,解得s2=mM+md。说明:(1)由s2=mM+md,若Mm,则s2d,即在子弹射入木块过程中,木块的位移很小,可以忽略不计,这就为木块的下一段运动过程提供了条件。(2)当子弹速度很

26、大时,可能射穿木块,这时末状态子弹和木块的速度大小不再相等,但子弹穿透木块的过程中系统动量仍然守恒,系统动能损失量仍然是Ek=fd(其中d为木块的厚度)。第八单元力 学 实 验1.刻度尺的使用方法简介:刻度尺的使用可用“一认、二选、三放、四看、五读、六记”来概括。“认”是指认清零刻线、量程和分度值;“选”是指根据测量要求选择适当分度值和量程的刻度尺;“放”要求做到三点:“正、贴、齐”,即刻度尺位置要放正,贴紧待测物体,对齐零刻线;“看”要求正对刻度尺,视线与尺面垂直;“读”即是读数,要估读到分度值的下一位;“记”是指记录时既要记录准确值,还要记录估读值,最后还要注明单位。2.游标卡尺的原理及读

27、数:(1)原理:游标卡尺由主尺和游标尺组成,主尺上的最小分度与游标尺上的最小分度有一个差值,差值不同,尺的精确度就不同。游标卡尺主尺的最小分度为1 mm,游标尺有10、20、50等不同格数,不同规格游标尺上的最小分刻度为0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm,因此10个小分度的可精确到0.1 mm,20个小分度的可精确到0.05 mm,50个小分度的可精确到0.02 mm。(2)读数:由主尺读数和游标尺读数组成,读数=主尺读数+精确度对齐游标尺格数。3.螺旋测微器的原理及读数:(1)原理:测微器螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮每旋转一周,测微螺杆前进或后退0.5

28、mm,而可动刻度上的刻度为50等份,每转动一小格,测微螺杆前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。(2)读数:被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出,测量值(毫米)=固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)+可动刻度(估读一位)0.01(毫米),注意读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。4.天平的原理和读数:(1)原理:天平是利用等臂杠杆来称量物体质量的,每一天平都配有一盒标准质量的砝码,当加、减最小砝码还不能使平衡时,可移动游码使天平横梁平衡。(2)读数:物体的质量等于右盘中砝码的总质量加上游码所对应的刻度值,如游码标尺满刻度为5 g,刻度线分5大格、每大格分5小格,每大格为1 g,每小格为0.2 g。(3)注意:游码对应刻度读数应是游码左端所对刻度线的示数。5.电磁打点计时器的原理和计时方法:(1)原理:电磁打点计时器是使用低压交流电源的计时仪器,工作电压是4 V6 V,电源频率是50 Hz,它每隔0.02 s打一次点,通过计算打点数来计算时间,精确度为0.02 s。(2)计时方法:如果第一个点记为0,后面的点依次为1、2、3、n。则从打0点到打第n点的时间为:t=0.02n秒。通常每相邻5个点取1个计数点,相邻两个计数点的时间间隔为0.1 s,则从第一个计数点到第n个计数点的时