1、 1 物理必修一知识点 一、运动学的基本概念 1、 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。 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
2、情况 : (1)平动的物体通常可视为质点 (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 (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 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
3、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，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=。 2 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。 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
4、t0vv ta=+ （ 2）位移公式201vt2xat=+ （ 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 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+= 。 （ 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 220tv vv=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， 3
5、T末瞬时速度之比为： v1 v2 v3 vn 1 2 3 n 1T内， 2T内， 3T内 位移之比为： x1 x2 x3 xn 1 3 5（ 2n 1） 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： x x x xN 1 4 9 n2通过连续相等的位移所用时间之比为： t1 t2 t3 tn 1: ( 2 1):( 3 2): :( 1)nn 3 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=
6、位移公式：21h2gt= 速度 位移公式：2tv2gh= 下落到地面所需时间：2htg= 3、 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 vt2gt= 速度 位移公式：22t0v v 2gh= 两个推论： 上 升到最高点所用时间0vtg= 上升的最大高度20vh2g= （ 2）竖直上抛运动的对称性 如图 1 2 2，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 4
7、物体上升过程中从 A C所用时间 tAC和下降过程中从 C A所用时间 tCA相等，同理 tAB tBA. (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 四、运动的图象 运动的相遇和追及问题 1、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 x t图象和 v t图象 . (1) x t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
8、向 两种特殊的 x t图象 (1)匀速直线运动的 x t图象是一条过原点的直线 (2)若 x t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） v t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
9、线运动的 v t图象是与横轴平行的直线 (2)匀变速直线运动的 v t图象是一条倾斜的直线 5 2、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： （ 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AB0xxx=， 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AB0 A BxVVxx= ,且 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
10、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
11、 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
12、弹力的方向沿绳子所在的直线。 ) （ 4）大小： 6 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
13、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 0f静fm (fm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 (4) 注意事项： a、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。 b、摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。 c、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。 d、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。 六、
14、力的合成和分解 1、标量和矢量： (1)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 (2)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 (3)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，7 如：功、重力势能、电势能、电势等 2、力的合成与分解： (1)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，
15、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。 (2)共点力的合成 : 1、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。 2、力的合成方法 求几个已知力的合力叫做力的合成。 若1F和2F 在同 一条直线上 a.1、2F 同向：合力21FFF += 方向与1、2F 的方向一致 b.1、2F 反向：合力21FFF = ，方向与1、2F 这两个力中较大的那个力向。 1、2F 互成角 用力的平行四边形定则 3、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
16、的普遍法则。 求 F1、2的合力公式：COSFFFFF2122212-+= （为 F1、 F2的夹角） 注意： (1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。 (2) 两个力的合力范围： F1 F2 F F1+F2 (3) 合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力 (4)两个分力成直角时，用勾股定理或三角函数。 注意事项： (1)力的合成与分解，体现了用等效的方法研究物理问题 (2)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 O F1F2F 图 1 5 1 8 (
17、3)共点的两个力合力的大小范围是 |F1 F2| F合 Fl+F2 (4)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 (5)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 (6)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 ) 七、受力分析 1、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： (1)确定研究对象，并隔离出来； (2)先画重力，然后弹力、摩擦力，再画电、磁场力； (3)检查受力图，找出所画力的施力物体，分析结果
18、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； (4)合力或分力不能重复 列为物体所受的力 2、整体法和隔离体法 （ 1）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。 （ 2）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。 （ 3）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
19、为各个独立物体 的外力。 八、共点力作用下物体 的平衡 1、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 ) 2、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 9 平衡条件： 合力为零，亦即 F合 =0或 Fx=0， Fy=0 a、 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。 b、 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 c、 若物体 在三个以上的共点力作用
20、下处于平衡状态，通常可采用正交分解，必有： F合x= F1x+ F2x+ + Fnx=0 F合y= F1y+ F2y+ + Fny=0 （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 3、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”、“
21、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。 九、牛顿运动三定律 1、牛顿第一定律 ： （ 1）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 （ 2） 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 2、牛顿第二定律 ： 内容：物体的加速度 a跟物体所受的合外力 F成正比，跟物体的质量 m成
22、反比，加速度的方向跟合外力的方向相同 10 公式： Fma合 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 SI制主单位相对性：加速度是相对于惯性参照系的。 3、牛顿第三定律 ： (1)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 （ 2）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
23、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 4、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 十、牛顿运动定律的应用（一） 1、运用牛顿第二定律解题的基本思路 (1)通过认真审题，确定研究对象 (2)采用隔离体法，正确受力分析 (3)建立坐标系
24、，正交分解力 . (4)根据牛顿第二定律列出方程 (5)统一单位，求出答案 2、解决连接体问题的基本方法是 ： (1)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 (2)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 3、解决临界问题的基本方法是 ： (1)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11 临界状态和临界条件 (2)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
25、临界条件 十一、牛顿运动定律的应用（二） 1、动力学的两类基本问题 ： （ 1）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 （ 2）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 （ 3）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
26、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 2、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： (1)当物体处于超重和失重状态时，物体的重力并没有变化 (2)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 (3)当物体处于完全失重状态 (a=g)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
