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高中物理教案

发表时间:2021-04-01

高中物理知识点归纳总结。

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高中物理知识点归纳总结

高中物理知识点总结
一、力物体的平衡
1.力是物体对物体的作用,是物体发生形变和改变物体的运动状态(即产生加速度)的原因.力是矢量。
2.重力(1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的.
[注意]重力是由于地球的吸引而产生,但不能说重力就是地球的吸引力,重力是万有引力的一个分力.
但在地球表面附近,可以认为重力近似等于万有引力
(2)重力的大小:地球表面G=mg,离地面高h处G/=mg/,其中g/=[R/(R+h)]2g
(3)重力的方向:竖直向下(不一定指向地心)。
(4)重心:物体的各部分所受重力合力的作用点,物体的重心不一定在物体上.
3.弹力(1)产生原因:由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的.
(2)产生条件:①直接接触;②有弹性形变.
(3)弹力的方向:与物体形变的方向相反,弹力的受力物体是引起形变的物体,施力物体是发生形变的物体.在点面接触的情况下,垂直于面;
在两个曲面接触(相当于点接触)的情况下,垂直于过接触点的公切面.
①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向,且一根轻绳上的张力大小处处相等.
②轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向不一定沿杆.
(4)弹力的大小:一般情况下应根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解.弹簧弹力可由胡克定律来求解.
★胡克定律:在弹性限度内,弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比,即F=kx.k为弹簧的劲度系数,它只与弹簧本身因素有关,单位是N/m.
4.摩擦力
(1)产生的条件:①相互接触的物体间存在压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力),这三点缺一不可.
(2)摩擦力的方向:沿接触面切线方向,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,与物体运动的方向可以相同也可以相反.
(3)判断静摩擦力方向的方法:
①假设法:首先假设两物体接触面光滑,这时若两物体不发生相对运动,则说明它们原来没有相对运动趋势,也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动,则说明它们原来有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同.然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向.
②平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向.
(4)大小:先判明是何种摩擦力,然后再根据各自的规律去分析求解.
①滑动摩擦力大小:利用公式f=μFN进行计算,其中FN是物体的正压力,不一定等于物体的重力,甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解.
②静摩擦力大小:静摩擦力大小可在0与fmax之间变化,一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解.
5.物体的受力分析
(1)确定所研究的物体,分析周围物体对它产生的作用,不要分析该物体施于其他物体上的力,也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上.
(2)按“性质力”的顺序分析.即按重力、弹力、摩擦力、其他力顺序分析,不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析.
(3)如果有一个力的方向难以确定,可用假设法分析.先假设此力不存在,想像所研究的物体会发生怎样的运动,然后审查这个力应在什么方向,对象才能满足给定的运动状态.
6.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产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力就叫做这个力的分力.(2)力合成与分解的根本方法:平行四边形定则.
(3)力的合成:求几个已知力的合力,叫做力的合成.
共点的两个力(F1和F2)合力大小F的取值范围为:|F1-F2|≤F≤F1+F2.
(4)力的分解:求一个已知力的分力,叫做力的分解(力的分解与力的合成互为逆运算).
在实际问题中,通常将已知力按力产生的实际作用效果分解;为方便某些问题的研究,在很多问题中都采用正交分解法.
7.共点力的平衡
(1)共点力:作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力.
(2)平衡状态:物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态,是加速度等于零的状态.
(3)★共点力作用下的物体的平衡条件:物体所受的合外力为零,即∑F=0,若采用正交分解法求解平衡问题,则平衡条件应为:∑Fx=0,∑Fy=0.
(4)解决平衡问题的常用方法:隔离法、整体法、图解法、三角形相似法、正交分解法等等.
二、直线运动
1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动,转动和振动等运动形式.为了研究物体的运动需要选定参照物(即假定为不动的物体),对同一个物体的运动,所选择的参照物不同,对它的运动的描述就会不同,通常以地球为参照物来研究物体的运动.
2.质点:用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点,它是一个理想化的物理模型.仅凭物体的大小不能做视为质点的依据。
3.位移和路程:位移描述物体位置的变化,是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段,是矢量.路程是物体运动轨迹的长度,是标量.
路程和位移是完全不同的概念,仅就大小而言,一般情况下位移的大小小于路程,只有在单方向的直线运动中,位移的大小才等于路程.
4.速度和速率
(1)速度:描述物体运动快慢的物理量.是矢量.
①平均速度:质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间(或位移)的平均速度v,即v=s/t,平均速度是对变速运动的粗略描述.
②瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧.瞬时速度是对变速运动的精确描述.
(2)速率:①速率只有大小,没有方向,是标量.
②平均速率:质点在某段时间内通过的路程和所用时间的比值叫做这段时间内的平均速率.在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在单方向的直线运动,二者才相等.
5.加速度
(1)加速度是描述速度变化快慢的物理量,它是矢量.加速度又叫速度变化率.
(2)定义:在匀变速直线运动中,速度的变化Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比值,叫做匀变速直线运动的加速度,用a表示.
(3)方向:与速度变化Δv的方向一致.但不一定与v的方向一致.
[注意]加速度与速度无关.只要速度在变化,无论速度大小,都有加速度;只要速度不变化(匀速),无论速度多大,加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大、是小或是零,物体加速度就大.
6.匀速直线运动(1)定义:在任意相等的时间内位移相等的直线运动叫做匀速直线运动.
(2)特点:a=0,v=恒量.(3)位移公式:S=vt.
7.匀变速直线运动(1)定义:在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动.
(2)特点:a=恒量(3)★公式:速度公式:V=V0+at位移公式:s=v0t+at2
速度位移公式:vt2-v02=2as平均速度V=
以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.

8.重要结论
(1)匀变速直线运动的质点,在任意两个连续相等的时间T内的位移差值是恒量,即
ΔS=Sn+l–Sn=aT2=恒量
(2)匀变速直线运动的质点,在某段时间内的中间时刻的瞬时速度,等于这段时间内的平均速度,即:

9.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.
(3)公式:
10.运动图像
(1)位移图像(s-t图像):①图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度;
②图像是直线表示物体做匀速直线运动,图像是曲线则表示物体做变速运动;
③图像与横轴交叉,表示物体从参考点的一边运动到另一边.
(2)速度图像(v-t图像):①在速度图像中,可以读出物体在任何时刻的速度;
②在速度图像中,物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值.
③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对应的点的切线的斜率.
④图线与横轴交叉,表示物体运动的速度反向.
⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动.
三、牛顿运动定律
★1.牛顿第一定律: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运动状态为止.
(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持.
(2)定律说明了任何物体都有惯性.
(3)不受力的物体是不存在的.牛顿第一定律不能用实验直接验证.但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的.它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律.
(4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系.
2.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.
(1)惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关.因此说,人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.(2)质量是物体惯性大小的量度.
★★★★3.牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表达式F合=ma
(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础.
(2)对牛顿第二定律的数学表达式F合=ma,F合是力,ma是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力.
(3)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果.即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬间效果是加速度而不是速度.
(4)牛顿第二定律F合=ma,F合是矢量,ma也是矢量,且ma与F合的方向总是一致的.F合可以进行合成与分解,ma也可以进行合成与分解.
4.★牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上.
(1)牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失.(2)作用力和反作用力总是同种性质的力.
(3)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,不可叠加.
5.牛顿运动定律的适用范围:宏观低速的物体和在惯性系中.
6.超重和失重
(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重.处于超重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg,即FN=mg+ma.(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重.处于失重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg.即FN=mg-ma.当a=g时FN=0,物体处于完全失重.(3)对超重和失重的理解应当注意的问题
①不管物体处于失重状态还是超重状态,物体本身的重力并没有改变,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)不等于物体本身的重力.②超重或失重现象与物体的速度无关,只决定于加速度的方向.“加速上升”和“减速下降”都是超重;“加速下降”和“减速上升”都是失重.
③在完全失重的状态下,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、液体柱不再产生压强等.
6、处理连接题问题----通常是用整体法求加速度,用隔离法求力。
四、曲线运动万有引力
1.曲线运动
(1)物体作曲线运动的条件:运动质点所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直线(2)曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向,就是通过该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动.
(3)曲线运动的轨迹:做曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指一方弯曲,若已知物体的运动轨迹,可判断出物体所受合外力的大致方向,如平抛运动的轨迹向下弯曲,圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等.
2.运动的合成与分解
(1)合运动与分运动的关系:①等时性;②独立性;③等效性.
(2)运动的合成与分解的法则:平行四边形定则.
(3)分解原则:根据运动的实际效果分解,物体的实际运动为合运动.
3.★★★平抛运动
(1)特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动.
(2)运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.
①建立直角坐标系(一般以抛出点为坐标原点O,以初速度vo方向为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向);
②由两个分运动规律来处理(如右图).
4.圆周运动
(1)描述圆周运动的物理量
①线速度:描述质点做圆周运动的快慢,大小v=s/t(s是t时间内通过弧长),方向为质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向
②角速度:描述质点绕圆心转动的快慢,大小ω=φ/t(单位rad/s),φ是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度.其方向在中学阶段不研究.
③周期T,频率f---------做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期.
做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率.
⑥向心力:总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小.大小[注意]向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力.
(2)匀速圆周运动:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的,是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动.
(3)变速圆周运动:速度大小方向都发生变化,不仅存在着向心加速度(改变速度的方向),而且还存在着切向加速度(方向沿着轨道的切线方向,用来改变速度的大小).一般而言,合加速度方向不指向圆心,合力不一定等于向心力.合外力在指向圆心方向的分力充当向心力,产生向心加速度;合外力在切线方向的分力产生切向加速度.①如右上图情景中,小球恰能过最高点的条件是v≥v临v临由重力提供向心力得v临②如右下图情景中,小球恰能过最高点的条件是v≥0。
5★.万有引力定律
(1)万有引力定律:宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间的引力的大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比.
公式:
(2)★★★应用万有引力定律分析天体的运动
①基本方法:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即F引=F向得:
应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算:
(3)三种宇宙速度
①第一宇宙速度:v1=7.9km/s,它是卫星的最小发射速度,也是地球卫星的最大环绕速度.
②第二宇宙速度(脱离速度):v2=11.2km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度.
③第三宇宙速度(逃逸速度):v3=16.7km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.
(4)地球同步卫星
所谓地球同步卫星,是相对于地面静止的,这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上,且绕地球运动的周期等于地球的自转周期,即T=24h=86400s,离地面高度同步卫星的轨道一定在赤道平面内,并且只有一条.所有同步卫星都在这条轨道上,以大小相同的线速度,角速度和周期运行着.
(5)卫星的超重和失重
“超重”是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程,此情景与“升降机”中物体超重相同.“失重”是卫星进入轨道后正常运转时,卫星上的物体完全“失重”(因为重力提供向心力),此时,在卫星上的仪器,凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用.
五、动量
1.动量和冲量
(1)动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即p=mv.是矢量,方向与v的方向相同.两个动量相同必须是大小相等,方向一致.
(2)冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量,即I=Ft.冲量也是矢量,它的方向由力的方向决定.
2.★★动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.表达式:Ft=p′-p或Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向.
(2)公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力.
(3)动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统.对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量.
(4)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力.对于变力,动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值.
★★★3.动量守恒定律:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变.
表达式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
(1)动量守恒定律成立的条件
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零.
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计.
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变.
(2)动量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性.
4.爆炸与碰撞
(1)爆炸、碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统受的外力,故可用动量守恒定律来处理.
(2)在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能爆炸后会增加,在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,一般有所减少而转化为内能.
(3)由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.
5.反冲现象:反冲现象是指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.显然,在反冲现象里,系统的动量是守恒的.
六、机械能
1.功
(1)功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积.是描述力对空间积累效应的物理量,是过程量.
定义式:W=Fscosθ,其中F是力,s是力的作用点位移(对地),θ是力与位移间的夹角.
(2)功的大小的计算方法:
①恒力的功可根据W=FScosθ进行计算,本公式只适用于恒力做功.②根据W=Pt,计算一段时间内平均做功.③利用动能定理计算力的功,特别是变力所做的功.④根据功是能量转化的量度反过来可求功.
(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.
发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功:W=fd(d是两物体间的相对路程),且W=Q(摩擦生热)
2.功率
(1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是标量.求功率时一定要分清是求哪个力的功率,还要分清是求平均功率还是瞬时功率.
(2)功率的计算①平均功率:P=W/t(定义式)表示时间t内的平均功率,不管是恒力做功,还是变力做功,都适用.②瞬时功率:P=FvcosαP和v分别表示t时刻的功率和速度,α为两者间的夹角.
(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.
①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vm=P/f作匀速直线运动,.
②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v1=P/F,而后开始作加速度减小的加速运动,最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。
3.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能.表达式:Ek=mv2/2(1)动能是描述物体运动状态的物理量.(2)动能和动量的区别和联系
①动能是标量,动量是矢量,动量改变,动能不一定改变;动能改变,动量一定改变.
②两者的物理意义不同:动能和功相联系,动能的变化用功来量度;动量和冲量相联系,动量的变化用冲量来量度.③两者之间的大小关系为EK=P2/2m
4.★★★★动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.表达式
(1)动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的.但它也适用于变力及物体作曲线运动的情况.(2)功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解,故动能定理无分量式.
(3)应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.
(4)当物体的运动是由几个物理过程所组成,又不需要研究过程的中间状态时,可以把这几个物理过程看作一个整体进行研究,从而避开每个运动过程的具体细节,具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点.
5.重力势能
(1)定义:地球上的物体具有跟它的高度有关的能量,叫做重力势能,.
①重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有的.②重力势能的大小和零势能面的选取有关.③重力势能是标量,但有“+”、“-”之分.
(2)重力做功的特点:重力做功只决定于初、末位置间的高度差,与物体的运动路径无关.WG=mgh.
(3)做功跟重力势能改变的关系:重力做功等于重力势能增量的负值.即WG=-.
6.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量.
★★★7.机械能守恒定律
(1)动能和势能(重力势能、弹性势能)统称为机械能,E=Ek+Ep.
(2)机械能守恒定律的内容:在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变.(3)机械能守恒定律的表达式
(4)系统机械能守恒的三种表示方式:
①系统初态的总机械能E1等于末态的总机械能E2,即E1=E2
②系统减少的总重力势能ΔEP减等于系统增加的总动能ΔEK增,即ΔEP减=ΔEK增
③若系统只有A、B两物体,则A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能,即ΔEA减=ΔEB增
[注意]解题时究竟选取哪一种表达形式,应根据题意灵活选取;需注意的是:选用①式时,必须规定零势能参考面,而选用②式和③式时,可以不规定零势能参考面,但必须分清能量的减少量和增加量.
(5)判断机械能是否守恒的方法
①用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或弹簧弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒.
②用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒.
③对一些绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等问题,除非题目特别说明,机械能必定不守恒,完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒.
8.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:WG=Ep1-Ep2.
(3)合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W合=Ek2-Ek1(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:WF=E2-E1
9.能量和动量的综合运用
动量与能量的综合问题,是高中力学最重要的综合问题,也是难度较大的问题.分析这类问题时,应首先建立清晰的物理图景,抽象出物理模型,选择物理规律,建立方程进行求解.这一部分的主要模型是碰撞.而碰撞过程,一般都遵从动量守恒定律,但机械能不一定守恒,对弹性碰撞就守恒,非弹性碰撞就不守恒,总的能量是守恒的,对于碰撞过程的能量要分析物体间的转移和转换.从而建立碰撞过程的能量关系方程.根据动量守恒定律和能量关系分别建立方程,两者联立进行求解,是这一部分常用的解决物理问题的方法.

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曲线运动:物体运动轨迹为曲线的运动。

做曲线运动的条件:物体所受合外力的方向与速度方向不在一条直线上。(F与不共线)

合运动与分运动:如果物体同时参与了几个运动,那么物体实际发生的运动就叫做那几个运动的合运动(物体的实际运动),那几个运动叫做这个实际运动的分运动。

平抛运动:沿水平方向抛出的物体,如果物体只受重力作用,这个运动就叫做平抛运动。

平抛运动的运动规律和结论

水平方向:x=

竖直方向:=gty=

圆周运动:物体运动的轨迹为圆的运动称为圆周运动。

描述圆周运动的基本物理量

线速度:质点通过的圆弧长跟所用时间的比值。线速度用v表示,即v=Δs/Δt

角速度:质点所在的半径转过的角度跟所用的时间比值。角速度用ω表示,单位rad/s,即ω=Δθ/Δt

周期:物体做匀速圆周运动一周所用的时间。周期用T表示,

频率:单位时间内完成圆周运动的圈数。频率用f表示,单位Hz,

转速:单位时间内转过的圈数。用n表示,单位为n/s,n=N/t。(当频率单位为n/s时,频率数值上等于转速f=n)

向心加速度:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心,我们把这个加速度叫做向心加速度。

向心力:做匀速圆周运动的物体具有指向圆心的加速度,把产生向心加速度的指向圆心的合力叫做向心力。

开普勒三大定律

1、开普勒第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。

2、开普勒第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。

3、开普勒第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方和它的公转周期的二次方的比值都相等。即。

万有引力定律:自然界任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量M和m的乘积成正比,与它们之间的距离r的平方成反比。

万有引力常量:

宇宙速度

1、第一宇宙速度(环绕速度):卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度,第一宇宙速度大小为7.9km/s。

2、第二宇宙速度(脱离速度):如果卫星的速度继续增大,增大到等于或者大于11.2km/s时,卫星会克服地球的引力,逃离地球,11.2km/s称为第二宇宙速度。

3、第三宇宙速度(逃逸速度):到达第二宇宙速度的卫星还受到太阳的引力,如果卫星的速度还继续增大,增大到等于或者大于16.7km/s,卫星就会挣脱太阳引力的束缚,飞离太阳系,16.7km/s称为第三宇宙速度。

功:一个力作用在物体上,并且让物体在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。

功的计算:功等于力乘以物体在力方向上的位移。W=FLcosα。(α为力与位移之间的夹角)

功率:功与完成这些功所用时间的比值叫做功率。P=W/t。

功率与速度:一个力对物体做功的功率,等于这个力与受力物体在这个力方向上运动速度的乘积。P=FVcosθ,其中θ表示力F与速度V之间的夹角。

重力势能:物体由于被举高而具有的能量。=mgh

重力做功与重力势能的关系

1、重力做正功,重力势能减小,重力势能转化成其他形式的能。

2、重力做负功,重力势能增加,其他形式的能转化成重力势能。

弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫做弹性势能。(一般用Ek表示)。

动能:我们把物体的质量乘以物体速度平方的一半叫做物体的动能。

动能定理:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。(简单的说就是合外力所做的功,等于动能的变化量),公式表述为:

势能:我们把重力势能和弹性势能统称为势能。

机械能:我们把势能和动能统称为机械能。

机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。

数学表达式:

能量守恒定律:能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移过程中,能量的总量保持不变。

高中物理知识点汇总整理归纳


高中物理知识点汇总整理归纳

导读:高中物理的确难,实用口诀能帮忙。物理公式、规律主要通过理解和运用来记忆,本口诀也要通过理解,发挥韵调特点,能对高中物理重要知识记忆起辅助作用。

一、运动的描述

1.物体模型用质点,忽略形状和大小;地球公转当质点,地球自转要大小。物体位置的变化,准确描述用位移,运动快慢S比t,a用Δv与t比。

2.运用一般公式法,平均速度是简法,中间时刻速度法,初速度零比例法,再加几何图像法,求解运动好方法。自由落体是实例,初速为零a等g.竖直上抛知初速,上升最高心有数,飞行时间上下回,整个过程匀减速。中心时刻的速度,平均速度相等数;求加速度有好方,ΔS等aT平方。

3.速度决定物体动,速度加速度方向中,同向加速反向减,垂直拐弯莫前冲。

二、力

1.解力学题堡垒坚,受力分析是关键;分析受力性质力,根据效果来处理。

2.分析受力要仔细,定量计算七种力;重力有无看提示,根据状态定弹力;先有弹力后摩擦,相对运动是依据;万有引力在万物,电场力存在定无疑;洛仑兹力安培力,二者实质是统一;相互垂直力最大,平行无力要切记。

3.同一直线定方向,计算结果只是“量”,某量方向若未定,计算结果给指明;两力合力小和大,两个力成q角夹,平行四边形定法;合力大小随q变,只在最大最小间,多力合力合另边。

多力问题状态揭,正交分解来解决,三角函数能化解。

4.力学问题方法多,整体隔离和假设;整体只需看外力,求解内力隔离做;状态相同用整体,否则隔离用得多;即使状态不相同,整体牛二也可做;假设某力有或无,根据计算来定夺;极限法抓临界态,程序法按顺序做;正交分解选坐标,轴上矢量尽量多。

三、牛顿运动定律

1.F等ma,牛顿二定律,产生加速度,原因就是力。

合力与a同方向,速度变量定a向,a变小则u可大,只要a与u同向。

2.N、T等力是视重,mg乘积是实重;超重失重视视重,其中不变是实重;加速上升是超重,减速下降也超重;失重由加降减升定,完全失重视重零。

四、曲线运动、万有引力

1.运动轨迹为曲线,向心力存在是条件,曲线运动速度变,方向就是该点切线。

2.圆周运动向心力,供需关系在心里,径向合力提供足,需mu平方比R,mrw平方也需,供求平衡不心离。

3.万有引力因质量生,存在于世界万物中,皆因天体质量大,万有引力显神通。卫星绕着天体行,快慢运动的卫星,均由距离来决定,距离越近它越快,距离越远越慢行,同步卫星速度定,定点赤道上空行。

五、机械能与能量

1.确定状态找动能,分析过程找力功,正功负功加一起,动能增量与它同。

2.明确两态机械能,再看过程力做功,“重力”之外功为零,初态末态能量同。

3.确定状态找量能,再看过程力做功。有功就有能转变,初态末态能量同。

六、电场〖选修3--1〗

1.库仑定律电荷力,万有引力引场力,好像是孪生兄弟,kQq与r平方比。

2.电荷周围有电场,F比q定义场强。KQ比r2点电荷,U比d是匀强电场。

电场强度是矢量,正电荷受力定方向。描绘电场用场线,疏密表示弱和强。

场能性质是电势,场线方向电势降。场力做功是qU,动能定理不能忘。

4.电场中有等势面,与它垂直画场线。方向由高指向低,面密线密是特点。

高中物理知识点总结:力学部分


高中物理知识点总结:力学部分
力学的基本规律之:匀变速直线运动的基本规律(12个方程);
三力共点平衡的特点;
牛顿运动定律(牛顿第一、第二、第三定律);
力学的基本规律之:万有引力定律;
天体运动的基本规律(行星、人造地球卫星、万有引力完全充当向心力、近地极地同步三颗特殊卫星、变轨问题);
力学的基本规律之:动量定理与动能定理(力与物体速度变化的关系—冲量与动量变化的关系—功与能量变化的关系);
动量守恒定律(四类守恒条件、方程、应用过程);
功能基本关系(功是能量转化的量度)
力学的基本规律之:重力做功与重力势能变化的关系(重力、分子力、电场力、引力做功的特点);
功能原理(非重力做功与物体机械能变化之间的关系);
力学的基本规律之:机械能守恒定律(守恒条件、方程、应用步骤);
简谐运动的基本规律(两个理想化模型一次全振动四个过程五个物理量、简谐运动的对称性、单摆的振动周期公式);简谐运动的图像应用;
简谐波的传播特点;波长、波速、周期的关系;简谐波的图像应用。

高中物理易错易忘知识点总结


高中物理易错易忘知识点总结

1.受力分析,往往漏“力”百出

对物体受力分析,是物理学中最重要、最基本的知识,分析方法有“整体法”与“隔离法”两种。

对物体的受力分析可以说贯穿着整个高中物理始终,如力学中的重力、弹力(推、拉、提、压)与摩擦力(静摩擦力与滑动摩擦力),电场中的电场力(库仑力)、磁场中的洛伦兹力(安培力)等。在受力分析中,最难的是受力方向的判别,最容易错的是受力分析往往漏掉某一个力。在受力分析过程中,特别是在“力、电、磁”综合问题中,第一步就是受力分析,虽然解题思路正确,但考生往往就是因为分析漏掉一个力(甚至重力),就少了一个力做功,从而得出的答案与正确结果大相径庭,痛失整题分数。

还要说明的是在分析某个力发生变化时,运用的方法是数学计算法、动态矢量三角形法(注意只有满足一个力大小方向都不变、第二个力的大小可变而方向不变、第三个力大小方向都改变的情形)和极限法(注意要满足力的单调变化情形)。

2.对摩擦力认识模糊

摩擦力包括静摩擦力,因为它具有“隐敝性”、“不定性”特点和“相对运动或相对趋势”知识的介入而成为所有力中最难认识、最难把握的一个力,任何一个题目一旦有了摩擦力,其难度与复杂程度将会随之加大。

最典型的就是“传送带问题”,这问题可以将摩擦力各种可能情况全部包括进去,建议高三党们从下面四个方面好好认识摩擦力:

(1)物体所受的滑动摩擦力永远与其相对运动方向相反。这里难就难在相对运动的认识;说明一下,滑动摩擦力的大小略小于最大静摩擦力,但往往在计算时又等于最大静摩擦力。还有,计算滑动摩擦力时,那个正压力不一定等于重力。

(2)物体所受的静摩擦力永远与物体的相对运动趋势相反。显然,最难认识的就是“相对运动趋势方”的判断。可以利用假设法判断,即:假如没有摩擦,那么物体将向哪运动,这个假设下的运动方向就是相对运动趋势方向;还得说明一下,静摩擦力大小是可变的,可以通过物体平衡条件来求解。

(3)摩擦力总是成对出现的。但它们做功却不一定成对出现。其中一个最大的误区是,摩擦力就是阻力,摩擦力做功总是负的。无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,都可能是动力。

(4)关于一对同时出现的摩擦力在做功问题上要特别注意以下情况:

可能两个都不做功。(静摩擦力情形)

可能两个都做负功。(如子弹打击迎面过来的木块)

可能一个做正功一个做负功但其做功的数值不一定相等,两功之和可能等于零(静摩擦可不做功)、可能小于零(滑动摩擦)也可能大于零(静摩擦成为动力)。

可能一个做负功一个不做功。(如,子弹打固定的木块)

可能一个做正功一个不做功。(如传送带带动物体情形)

(建议结合讨论“一对相互作用力的做功”情形)

3.对弹簧中的弹力要有一个清醒的认识

弹簧或弹性绳,由于会发生形变,就会出现其弹力随之发生有规律的变化,但要注意的是,这种形变不能发生突变(细绳或支持面的作用力可以突变),所以在利用牛顿定律求解物体瞬间加速度时要特别注意。

还有,在弹性势能与其他机械能转化时严格遵守能量守恒定律以及物体落到竖直的弹簧上时,其动态过程的分析,即有最大速度的情形。

1、对“细绳、轻杆”要有一个清醒的认识

在受力分析时,细绳与轻杆是两个重要物理模型,要注意的是,细绳受力永远是沿着绳子指向它的收缩方向,而轻杆出现的情况很复杂,可以沿杆方向“拉”、“支”也可不沿杆方向,要根据具体情况具体分析。

/2、关于小球“系”在细绳、轻杆上做圆周运动与在圆环内、圆管内做圆周运动的情形比较

这类问题往往是讨论小球在最高点情形。其实,用绳子系着的小球与在光滑圆环内运动情形相似,刚刚通过最高点就意味着绳子的拉力为零,圆环内壁对小球的压力为零,只有重力作为向心力;而用杆子“系”着的小球则与在圆管中的运动情形相似,刚刚通过最高点就意味着速度为零。因为杆子与管内外壁对小球的作用力可以向上、可能向下、也可能为零。还可以结合汽车驶过“凸”型桥与“凹”型桥情形进行讨论。

/3、对物理图像要有一个清醒的认识

物理图像可以说是物理考试必考的内容。可能从图像中读取相关信息,可以用图像来快捷解题。随着试题进一步创新,现在除常规的速度(或速率)-时间、位移(或路程)-时间等图像外,又出现了各种物理量之间图像,认识图像的最好方法就是两步:一是一定要认清坐标轴的意义;二是一定要将图像所描述的情形与实际情况结合起来。(关于图像各种情况我们已经做了专项训练。)

4.对牛顿第二定律F=ma要有一个清醒的认识

第一、这是一个矢量式,也就意味着a的方向永远与产生它的那个力的方向一致。(F可以是合力也可以是某一个分力)

第二、F与a是关于m一一对应的,千万不能张冠李戴,这在解题中经常出错。主要表现在求解连接体加速度情形。

第三、将“F=ma”变形成F=mv/t,其中,a=v/t得出v=at这在“力、电、磁”综合题的“微元法”有着广泛的应用(近几年连续考到)。

第四、验证牛顿第二定律实验,是必须掌握的重点实验,特别要注意:

(1)注意实验方法用的是控制变量法;

(2)注意实验装置和改进后的装置(光电门),平衡摩擦力,沙桶或小盘与小车质量的关系等;

(4)注意数据处理时,对纸带匀加速运动的判断,利用“逐差法”求加速度。(用“平均速度法”求速度)

(5)会从“a-F”“a-1/m”图像中出现的误差进行正确的误差原因分析。

5.对“机车启动的两种情形”要有一个清醒的认识

机车以恒定功率启动与恒定牵引力启动,是动力学中的一个典型问题。这里要注意两点:

(1)以恒定功率启动,机车总是做的变加速运动(加速度越来越小,速度越来越大);以恒定牵引力启动,机车先做的匀加速运动,当达到额定功率时,再做变加速运动。最终最大速度即“收尾速度”就是vm=P额/f.

(2)要认清这两种情况下的速度-时间图像。曲线的“渐近线”对应的最大速度。

还要说明的,当物体变力作用下做变加运动时,有一个重要情形就是:当物体所受的合外力平衡时,速度有一个最值。即有一个“收尾速度”,这在电学中经常出现,如:“串”在绝缘杆子上的带电小球在电场和磁场的共同作用下作变加速运动,就会出现这一情形,在电磁感应中,这一现象就更为典型了,即导体棒在重力与随速度变化的安培力的作用下,会有一个平衡时刻,这一时刻就是加速度为零速度达到极值的时刻。凡有“力、电、磁”综合题目都会有这样的情形。