高一物理上学期期末复习提纲

高一物理上学期总结 知识网络 重难点聚焦 1、匀变速直线运动的规律及其应用 2、三种性质力的分析，尤其是摩擦力的分析 3、牛顿运动定律及其应用 4、共点力的平衡及其应用 知识要点回扣 一、质点、位移、速度、加速度的物理意义 1、质点 用来代替物体的有质量的点称为质点。注意质点是一个理想化的模型，真正的质点是不存在的。 在实际所研究的问题中，如果物体的形状和大小对所研究运动的影响可以忽略不计时，可将物体视为质点。 2、位移与路程 位移是由初位置指向末位置的有向线段，是矢量； 路程是质点运动所通过的实际轨迹的长度，是标量。 一般情况下，路程不等于位移的大小，只有在单向直线运动中，路程才等于位移的大小。 3、速度与加速度 速度是描述物体运动快慢的物理量， ；而加速度是描述物体速度变化快慢的物理量， 。 要特别注意加速度与速度、速度变化量是不同的：v 大， 不一定大； 大，a 也不一定大。反之亦然。 二、匀变速直线运动规律 1、匀变速直线运动规律 2、匀变速直线运动的推论 a．相邻的相等时间间隔的位移差： b．任意一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度 c．初速度为零的匀变速直线运动 ①前 1T、前 2T、前 3T……内通过的位移之比为 1∶4∶9∶…… ②第 1T、第 2T、第 3T……内通过的位移之比为 1∶3∶5∶…… ③通过前 1x、前 2 x、前 3x……所用的时间之比为 ④通过第 1x、第 2x、第 3x……所用的时间之比为 3、自由落体运动 （1）定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动 （2）特点：初速度 v0=0，加速度 a=g 的匀加速直线运动 （3）自由落体的运动规律：只需将 v0=0，a=g 带入匀变速直线运动的公式中即可。 三、质点运动规律的图象描述 用图象表述物理规律是物理学中常用的一种处理方法，图象具有简明、直观等特点．对于物理图象需要从图象上的轴、 点、线、面、斜率、截距等方面来理解它的物理意义，因为不同的物理函数图象中，这几方面所对应的物理意义不同， 下表给出了 x－t 图和 v－t 图在这几方面的具体物理意义． 图象内容 坐标轴 横轴表示时间 纵轴表示位移 横轴表示时间 纵轴表示速度 点 表示某时刻质点所处的位置 表示某时刻质点的速度 线 表示一段时间内质点位置的变化情况 表示一段时间内质点速度的变化情况 面 图线与坐标轴所围的面积表示在一段时间内质 点所通过的位移 图线的斜率 表示质点运动的速度 表示质点运动的加速度 图线在 y 轴的截距 表示质点的初始位置 表示质点的初速度 两条图线的交点 表示两质点相遇的时刻和位置 表示两质点在此时刻速度相同 四、三种性质力 1．重力 （1）物体由于地球的吸引而受到的力，是万有引力的一种。 （2）重力的方向总是竖直向下；大小 G=mg。 （3）物体的重力的作用点叫做物体的重心。重心不一定在物体上，如游泳圈。 2．弹力 （1）产生条件：物体直接接触而且发生弹性形变。 （2）弹力的方向：和物体形变的方向相反或与使物体发生形变的外力方向相反。 常见的有以下几种情况： （a）如果两物体的接触面是平面，弹力将垂直于此平面；如果是一个点和一个面接触，则弹力方向过接触点垂直那个 平面或曲面在该处的切平面。 如图中杆 AB 架于半球形的碗状容器中，O 是球的球心，杆与碗边相接触于 C 点，杆 AB 在接触点 A、C 两处要受到 两个弹力 F1 和 F2 作用，C 点处为点面接触，接触面与 AB 平行，弹力 F2 方向与 AB 相垂直；A 点处为点与曲面接触， 接触面是过点 A 的球的切平面，因此 F1 的方向指向球心，与该切平面垂直。 （b）绳子的拉力方向：绳子的拉力总是沿着绳子并指向绳子收缩的方向，因为绳只能发生拉伸形变。 （c）杆弹力的方向：杆可以发生各种形变，故杆作用在物体上的弹力可以是沿杆方向的拉力和支持力，也可以是不沿 方向的弹力。 （3）弹力的大小：与物体形变的大小有关；弹簧的弹力可用胡克定律 F=kx 表示。式中的 k 为劲度系数，x 为弹簧的 形变量。 3．摩擦力 （1）摩擦力分为以下两种： 静摩擦力——发生在两个相互接触而且相对静止的物体之间，阻碍着它们发生相对运动。静摩擦力随着外加动力的增 大而增大，但存在一个最大值——最大静摩擦力。 滑动摩擦力——发生在两个相互接触而有相对运动的物体之间，阻碍着它们之间相对运动。 （2）摩擦力产生的条件： 接触面粗糙、接触且有正压力、有相对运动（或相对运动趋势） （3）摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势方向相反，而不是与物体的运动方向相反。 摩擦力可作为动力也可作为阻力。 （4）摩擦力的大小 计算摩擦力的大小时，应先判断该摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力。再用相应方法求出。 滑动摩擦力的大小计算公式为 f =μN ，式中的μ叫动摩擦因数，它只跟材料、接触面粗糙程度有关，注意跟接触面 积无关；N 为正压力。 静摩擦力大小不能用 f=μN 计算，而要从物体受到的其它外力和物体的运动状态来判断，根据平衡条件或牛顿定律求 出。 五、力的合成和分解 1、力的合成与分解遵循平行四边形法则，平行四边形对角线对应合力，平行四边形的两邻边对应两个分力。 2、进行力的分解注意结合实际情况确定。 3、力的合成与分解是根据等效原理进行的，实际上在合成过程中的合力和分解过程中的分力不是真实存在的力，在分 析和解决具体问题时，一定要注意它们与真实力的区别和联系。 六、牛顿运动定律 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）惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。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唯一量度。 （3）牛顿第一定律说明了物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或静止，所以说力不是维持物体运动状态的原因， 而是使物体改变运动状态的原因，即产生加速度的原因。 2、牛顿第二定律 （1）内容：物体运动的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力相同。表达式为 。 （2）牛顿第二定律的瞬时性与矢量性 对于一个质量一定的物体来说，它在某一时刻加速度的大小和方向，只由它在这一时刻所受到的合外力的大小和方向 来决定。当它受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，这便是牛顿第二定律的瞬时性的含义。 （3）运动和力的关系 牛顿运动定律指明了物体运动的加速度与物体所受外力的合力的关系，即物体运动的加速度是由合外力决定的。但是 物体究竟做什么运动，不仅与物体的加速度有关还与物体的初始运动状态有关。比如一个正在向东运动的物体，若受 到向西方向的外力，物体即具有向西方向的加速度，则物体向东做减速运动，直至速度减为零后，物体再在向西方向 的力的作用下，向西做加速运动。由此说明，物体受到的外力决定了物体运动的加速度，而不是决定了物体运动的速 度，物体的运动情况是由所受的合外力以及物体的初始运动状态共同决定的。 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、作用在同一条直线上。 （2）作用力和反作用力与一对平衡力的区别与联系 关系 类 别 作用力和反作用力 一对平衡力 相同 大 小 相等 相等 方 向 相反、作用在同一条直线上 相反、作用在同一条直线上 不同 作用点 作用在两个不同的物体上 作用在同一个物体上 性 质 相同 不一定相同 作用时间 同时产生同时消失 一个力的变化，不影响另一个力的变化 七、牛顿运动定律的应用 1、有关运用牛顿运动定律解决的问题常常可以分为两种类型： 已知物体的受力情况，求物体的运动情况（物体运动的位移、速度及时间等）； 已知物体的运动情况，求物体的受力情况（求力的大小和方向）。 不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案。也就是说加速度是解 决问题的桥梁。 2、运用牛顿第二定律解决问题的一般步骤是： （1）确定研究对象； （2）分析物体的受力情况和运动情况，画出被研究对象的受力分析图； （3）用平行四边形定则或正交分解法求出合力； （4）根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解。 3、受力分析 对物体进行正确的受力分析是分析、求解力学问题的关键，受力分析就是要明确周围物体对研究对象施加的性质力的 方向，并画出力的示意图。能够对物体进行受力分析的基础是正确而深刻地理解力的概念。对物体进行受力分析，一 般有两种途径：其一是从力的概念出发，根据力的产生条件，判断力是否存在以及力的方向等；其二是根据物体的运 动状态来判断物体的受力情况。 通常采用隔离法分析，具体方法是： （1）确定研究对象：即确定所研究的问题中，要研究的是哪一个物体； （2）隔离研究对象； （3）分析物体受力：按照重力、弹力、摩擦力的次序依次进行受力分析，防止漏力和添力； （4）画好受力图。 说明： ①所有的力都是周围物体给研究对象的，而不是研究对象给周围物体的。不要错把其他物体受到的力画在该物体 上； ②注意不要多画力。常见的错误有：将不存在的力画入；合力或分力重复画入等。如分析斜面上向下滑动的物体 受力时，在画了重力时，又画出了沿斜面向下的“下滑力”（该力不存在），或者在分析了重力时，又分析了它的两个 分力即沿斜面向下的力和垂直斜面的力（合力和分力重复画出）。要知道，分析受力时，考虑了合力就不要再考虑它的 分力，若考虑了分力就不要再考虑它的合力。 ③防止“缺力”和“多力”的方法是：牢记研究对象，按正确顺序进行受力分析，一般是“一重，二弹，三摩擦” 的顺序，所画的每一个力都必须同时找到受力物体和施力物体。 ④三种常见的力中，较难分析的是摩擦力，尤其是静摩擦力。滑动摩擦力的大小可由 求出，在复习过程 中要注意理解正压力 是两接触面之间的弹力。静摩擦力分析较为困难的原因是它的大小在一定数值范围内变化，方 向与相对运动的趋势方向相反。而相对运动的趋势又必须通过物体所受其他外力的状况或物体的运动状态来判定。因 此从物体的运动状态和牛顿运动定律来分析静摩擦力更容易些，即从物体的运动情况去分析物体受力或根据物体的受 力去分析物体的运动状态，这就是动力学的基本思路，也是对“力是使物体运动状态改变的原因”这句话的深刻理解。 4、超重和失重 引起超重和失重现象的原因是系统加速度，加速度的方向决定着是超重还是失重。在分析超重和失重现象时，对 加速度方向的分析是关键。 运动情况 超重、失重 视重 平衡状态 不超重、不失重 具有向上的加速度 a 超重 具有向下的加速度 a 失重 向下的加速度为 g 完全失重 F=0 5、共点力的平衡 （1）共点力 作用于一点或作用线相交于一点的几个力称为共点力。 （2）共点力的平衡条件 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即 或 。 （3）解共点力平衡问题的一般步骤 ①选取研究对象。 ②对所选研究对象进行受力分析，并画出受力图。 ③对研究对象所受力进行处理,一般情况下需要建立合适的直角坐标系，用正交分解法处理。 ④建立平衡方程，若各力作用在同一直线上，可直接用 的代数式列方程，若几个力不在同一直线上，可用 联立列出方程组。 ⑤解方程，必要时对结果进行讨论。 （4）解题方法 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，一般根据“任意两个力的合力与第三力等大反向”的关系，借助三角函数、 相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到这两个分力必与另外两个力等大、反向； 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。用力的正交分解法解答时，尽量选取坐标 轴的方向与尽量多的作用力的方向重合，可以减少需要分解的力的个数。 八、实验 1、研究匀变速直线运动的规律 （1）打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔 0.02s 打一次点，因此纸带上的点就表示了和纸带相连 的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。 （2）由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，x1、x2、 x3、……为相邻两计数点间的距离，若△x=x2-x1=x3-x2=……=恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量， 则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。 （3）由纸带求物体运动加速度的方法： ①用“逐差法”求加速度 即根据 (T 为相邻两计数点间的时间间隔）求出 ，再算出平均值即为物体运动的加速度。 ②用 图象求加速度 即先根据 求出打第 n 点时纸带的瞬时速度，然后作出 图象，图线的斜率即为物体运动的加速度。 2、研究加速度和力、质量的关系 （1）实验原理 在所研究的问题中，有两个以上的参量在发生关连变化时，可以控制某个或某些量不变，只研究其中两个量之间 的变化关系的方法即为控制变量法，这也是物理学中研究问题经常采用的方法。本实验中，研究的参量有 ， 在实验时，可以控制参量 一定，研究 与 的关系；控制参量 一定，研究 与 的关系。 实验装置如图所示，保持小车质量不变，改变小桶内砂的质量，从而改变细线对小车的牵引力，测出小车的对应 加速度，作出加速度和力的关系图线，研究加速度和外力的关系；保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改 变小车的质量，测出小车的对应加速度，研究加速度和质量的关系。 （2）注意事项 ①砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的 。 ②在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出 的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。 ③作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个 别特别偏离的点可舍去。s