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高中物理必修一知识框架图


必修 1 知识体系

? ?定义:物体在空间中所处的位置发生变化的运动 ? ? ? ?直线运动 ? ? ?1、 ? ? ? ? ?曲线运动 ? ? ? ?平面运动 ?机械运动 ? ? ? ? ? ?分类 ? 2、空间运动 ? ? ? ? ? ? ?匀速运动 ? ? ?3、 ? ? ? ? ?变速运动 ? ? ? ? ? ?定义:描述物体运动时所选取的参照物(假

定不动) ? ? ?参考系 ?选取原则:任意性、简便性、通常选地面 ? ?例子:小小竹排江中游 ? 青山或两岸 ? ? ? ?定义:在研究物体运动的过程中,如果物体的大小和 ? ? ? 形状在所研究的问题中可以忽略时,我们把物 ? ? ? 体简化为一个点,认为物体的质量都集中在这 ? ? ? 个点上,这个点称为质点。 ? ?质点: ? ? ?判定原则:物体的大小和形状在所研究的问题中能否被忽略 ? ?物理思想:物理建模思想 ? ? ? ?例子:研究武广高铁列车的全程运行时间时——可以 ? ? 研究武广高铁列车通过北江大桥的时间时——不可以 ? ? ? ?钟表指示的读数对应的某一瞬间 ?? ? ? ?时刻: ?例子:2010年1月25日08时01分11秒初、末 ?? ?? 运动的描述 ? ? ?两个时刻之间的间隔 ? ? ?时间: ?例子:2010年、1月、25日、8小时、1分钟、11秒 ?? ? ?两者关系:?t ? t ? t 说明:时间计算的零点,原则上任何时 2 1 ?? ? ?刻都可以作为时刻零点,我们常常以问题中的初始时刻作为零点。 ? ? ?物体运动轨迹的长度 ?? ? ?? ? ? ?路程:属标量:大小——平均速率与时间的乘积,无方向。 ? ?? ?能真实的反映物体的运到情况,但不能完全确定物体位置的变化 ?? ?例子:奥运冠军在400米跑道上跑一圈的路程为400米(m) ?? ? ? ? ?从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段 ?? ? ?? ?属标量:大小——有向线段的长度即平均速度与时间的乘积 ? ? ? ?位移: 方向——起点指向终点 ? ? ? ? ?不能真实的反映物体的运到情况,但能完全确定物体位置的变化 ?? ? ?? ?例子:奥运冠军在400米跑道上跑一圈的位移为0米(m) ? ? ? ? ?一种通过在纸带上打出一系列的点来记录物体运动信息的仪器 ? ? ? ?实验室常用:电磁打点计时器和电火花打点计时器 ? ? ?工作电压——6V交变电流(50Hz) ? ? ? ? ?电磁打点计时器 ?工作方式——振针上下振动打点 ? ?打点计时器: ? ?打点周期——0.02s ? ? ? ? ? ?工作电压——220V交变电流(50Hz) ? ? ? ? ?电火花打点计时器 ?工作方式——电火花打点 ? ? ?打点周期——0.02s ? ? ? ? ?

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必修 1 知识体系

? ?描述物体位置变化快慢(平均速度和瞬时速度) ? ? ?物体的位移S与发生这段位移所用的时间t的比值 ? ? ? ? ? S ? ? ? ? ?大小:v ? , 单位—— m s ?属矢量 ? t ? ? ? ? ?方向:与物体的位移相同 ? ? ? ? ? ? ? ?平均速度:只能粗略描述物体位置变化快慢 ? ? ? ? ? ? ?平均速率是物体的路程S与所用的时间t的比值 ? ? ?例子:刘翔在400米跑道上用50s跑了一圈, ? ? ? ? ? ?v ? S = 0m ? 0;平均速率= 400m ? 8 m ? ?速度: ? s t 50s 50s ? ? ? ? ? ?物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度 ? ? ? ? ?大小=瞬时速率, 单位—— m ? ? ? s ? ? ?属矢量 ? ? ? ? ? ?方向:运动轨迹上过该点的切线方向 ? ? ? ?瞬时速度:能精确反映物体运动快慢和方向 ? ? ? ? ? ? ?例子:姚明起跳投篮时的速度为18 m s , ? ? ? ? 汽车车速里程表、测速仪的示数、 ? ? ? ? ? ? 高速路上的“超速” ? ? ? ?平均速度——抓主要因素;瞬时速度——极限思想 ? ? ? ?物体速度的变化(vt ? v0 )与完成这一变化所用的时间t的比值 ? ? ? v ?v ?v ? ? ? 大小:a ? t 0 ? , 单位—— m 2 ?属矢量 ? s t t ? ? ? ? ?方向:与物体的?v相同 ? ? ? ?描述物体速度变化快慢,即速度变化率 ? ? ? ? ?加速时vt ? v0 , a ? 0 ? ? ?计算时常取物体初速度v0的方向为正方向 ? ? ?减速时vt ? v0 , a ? 0 ? ? ? ? ? m 5 ?例子:物体以5 s 的初速度往斜面上滑,s后返回原来位置时 ? ? ?加速度: ?的速度大小仍为5 m ,则物体的加速度 ? s ? ? ? ? ?5 ? 5 m ? =-2 m (以初速度v0的方向为正方向) ? s2 s2 vt ? v0 ? 5 ? ? ?a ? =? ? ? t ? 5 ?(-5) m 2 =2 m (以末速度v 的方向为正方向) ? ? t s s2 ? 5 ? ? ? ? ? a 的大小与v0、vt、t、?v =vt ? v0的大小无直接关系 ? ? ? ? a恒定时,物体作匀变速直线运动 ? ? ? ? a变化时 ?大小不变、方向变化——变速直线运动 ? ? ? ?大小变化、方向不变——变速直线运动 ? ?

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匀速直线运动位移图象 ?1.某一时刻t ? 某一位置 ? (在时间轴以上部分S ? 0,方向和所选正方向相同; ? ?在时间轴以下部分S ?0,方向和所选正方向相反) ? ?2.某一段时间?t ? 位置变化S ? St ? S0 ? ?3.直线的倾斜程度 ? 速度的大小和方向 ? (s-t图) ? S vt ? v0 ; 方向:同位移S。 ?大小:v ? ? t t ? ?即有倾斜向上——朝正方向作匀速直线运动; ? ?倾斜向下——匀速直线运动的方向与所选正方向相反 ?平行与时间轴——静止不动 ? ?4.相交点——相遇时刻和位置 ?
匀变速直线运动v-t图中 1.某一时刻T ? 某一瞬时速度vT (在时间轴以上部分vT ? 0,方向和所选正方向相同; 在时间轴以下部分vT ? 0,方向和所选正方向相反) 2.某一段时间?t ? 速度变化量?v ? vt ? v0 3.直线的倾斜程度 ? 加速度的大小和方向 vt ? v0 ?v ? ; 方向:同?v。即有 t t 倾斜向上——过一、三象限 ? 大小:a ? 匀加速直线运动,a? 0,方向与所选正方向相同; 倾斜向下——过二、四象限 ? 匀加速直线运动,a ? 0,方向与所选正方向相反 4.某一段时间?t ? 某一段位移S (v0 +vt )t 2 (在时间轴以上部分S ? 0,方向和所选正方向相同; 所围成图形的面积S= 在时间轴以下部分S ? 0,方向和所选正方向相反) 5.某一段时间?t ? 平均速度v ——v ? (根据加速度定义a ? S (v0 +vt ) = t 2

vt ? v0 可得vt =v0 +at;代入即有 t (v +v +at) S (v +v ) t v ? = 0 t ?= 0 0 ? v0 ? a ? v t t 2 2 2 2 v 与这段时间中间时刻的瞬时速度v t 相等)
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也就是说在匀变速直线运动中,某段时间内的平均速度

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? 的作用下,从静止开始下落的运动 ?物体仅在重力 ? ? ? ?忽略空气阻力的作用,物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关 ? ? 1 2 ? ?特征、规律:v0 ? 0、a ? g (重力加速度)、vt =gt、S ? gt 2 ? ? ? 2 ?自由落体运动 ? 2S 2S (n-1)h 2 ? 、vt = 2gS、g= 2 (滴水法测重力加速度)= ?即有t ? g t t2 ? ? ? ? m m ? ?一般计算中 g =9.8 s2 ,有特殊说明、粗略计算中 g =10 s2 ? ? ? g的方向总是竖直向下,其大小在赤道最小,两极最大 ? ? ? ?物体沿直线运动且其速度均匀变化(增加或减少)的运动 ? ? ? vt ? v0 ? ? ? ?由加速度的定义a ? t 可得速度公式:vt =v0 ? at ? ? ? ? ? ?再根据平均速度公式v ? S ? v0 ? vt 可得 ? ? ? ? t 2 ? ? ? ? v0 ? vt v0 ? vt vt ? v0 vt 2 ? v0 2 1 ?位移公式:S=( ? t? ? ? ?)v0 t ? at 2 ? ? ? 2 2 a 2a 2 ? ? ? ? 一个有用的推论:vt 2 ? v0 2 =2aS ? ? ? ?在用纸带研究匀变速直线运动中: ? ? ? ? ? ? S (v0 +vt ) (v0 +v0 +at ) t ? ? ?= ? v0 ? a ? v t ?根据v ? = ? ? t 2 2 2 2 ? ? ? ? ?S=S ? ? Sn ? aT 2 (T 为两计数点间的时间) ? (n+1) ? ? ? ? ?S=Sm ? Sn ? (m-n)aT 2 (m>n) ? ? ? ? ? (1)可以任意两段相连的位移之差与时间的关系 ? ? ? ?或任意两段不相连的位移之差与时间的关系求加速度 ? ? ? ? ? ? S ?S S ?S ?规律 ? (例如a= 3 2 2 ) ? ? a ? (n+1) 2 n ? 匀变速直线运动 ? T T ? ? ? ? ? S ?S S ? Sn 1 ? ? ? 后 前2 ? ?或a ? m 2 (m-n) (m-n)T (m-n)T ? ? ? ? ? ? S5 ? S2 ? 1 (S ? S5 ? S6)(S1 +S2 +S3) ? ? ? 4 ? ?例如a ? 2 3 (5-2)T 3T 2 ? ? ? ? ? ?经验: =0.01s,?S=S m 2 当T (n+1) ? Sn ? Acm时,a ? A ? ? ? s ? ? ? (2)求出加速度后可以求某一段的位移(长度) ? ? ? ? ? ?例如:S ? S ?(3-1)aT 2 3 1 ? ? ? ? ? ? S (3)可以求纸带上某段时间t内的平均速度v ? ? ? ? t ? ? ? ? (4)可以求纸带上(从0以后)的任一计数点的速度 ? ? ? ? ? ? ? ?vn ? v ? sn ? sn ?1 ? sn ?1 ? sn ? sn ?1 ? sn ? 2 ? ? ? 2T 4T ? ? ? s3 ? s4 s2 ? s3 ? s4 ? s5 ? ? ?例如:v3 ? ? ? ? 2T 4T ? ? ? 应用:追击问题 ? ? ?(追上、相撞——位移相等、最值距离——速度相等) ? ? ? “运动类”解题思路: ? ?1、确定研究对象;、分析运动情况并画示意图; 2 ? ?3、选取正方向(一般取v0的方向); ? ?4、根据匀变速直线运动规律列方程; ?5、结合题意推导所求物理量的表达式;、统一单位代数据; 6 ? (特别是负号) ?7、检验计算结果并根据具体情况进行适当讨论、说明 ?
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? ?语言描述 ? ? 力的描述 ?力的示意图:可准确描述力的作用点和力的方向、用于受力分析 ? ?力的图示:可准确描述出力的作用点、力的大小和力的方向 ? ? ? ? ?概念:产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体 ? ? ? ? 产生力的作用,这种力称为弹力 ? ? ? ?产生条件:相互接触、有弹性形变 ? ? ?拉力:沿绳子(弹簧)收缩的方向 ? ? ? ? ?弹力 ?方向 ?压力:垂直于接触面指向被压的物体 ? ? ?即: ? ? ?支持力:垂直于接触面指向被支持的物体 ? ? ? ? ? ? ?与施力物体的形变方向相反 ? ? ? ?胡克定律:弹簧(弹性限度内)弹力的大小F=kx, ? ? N ? ?k为弹簧的劲度系数,单位为 m , 只与弹簧本身有关 ? ? ? ? ?概念:在滑动摩擦中,物体间产生的阻碍 ? ? ? ? 物体相对滑动的作用力 ? ? ? ? ? ?相互接触、接触面不光滑 ? ? ?产生条件: ? ? ? ?滑动摩擦力 ? ?有正压力、有相对运动 ? ? ? ? ? ?方向:与接触面相切、与相对运动方向相反 ? ? ?计算表达式:f=? N 其中?为动摩擦因素,与 ? ? ? ? ? ?相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关 ? ? ?摩擦力 ? ? ?概念:在静摩擦中,物体间产生的阻碍物体 ? ? ? ? 相对滑动趋势的作用力 ? ? ? ? ? ? ?相互接触、接触面不光滑 ? ?产生条件: ? ? ? ? ?有正压力、有相对运动趋势 ?静摩擦力 ? ? ? ? ? 方向:与接触面相切、与相对运动趋势方向相反 ? ? ? ?最大极限:最大静摩擦力f静max ? f=? N ? ? ? ? ? (在粗略计算中可认为二者近似等于) ? ? ? ? ? ?力的等效:力的作用效果(改变物体的形状或运动状态)相同 ? ?力的合成与分解:力的作用效果相同时, ? ?根据具体情况进行力的替代 ?用一个力(合力)替代几个力 ? ? ? ? ?用几个力(分力)替代一个力 ? ? 的思想方法 ?合力与分力的关系体现等效替代 ? ?力的合成:求几个力的合力的过程或求合力的方法 ? ?同直线——同向相加,异向相减,合力范围:|F -F | ? F ? F ? F 1 2 1 2 ?? ?? ?根据力的平行四边形定则作力的图示——P60例题 ?? ? ? ? ? ?不同直线—— ?F= F12 +F22 +2F1F2cos? , ? 为F1和F2 之间的夹角 ?? ? ?? ?正交分解法 ? ? ? ?力的分解:求一个力的分力的过程或求分力的方法 ? ? ?按力的效果分解,根据平行四边形定则计算分力的大小——P66例题 ? ?力的正交分解——力的三角形定则 ?? ? ? “静力学”解题思路: ? ?1、确定研究对象 ? ?2、进行受力分析(重力、弹力、摩擦力、已知外力) ?3、根据共点力的平衡条件(二力平衡)列方程 ? ?4、统一单位代数据求解 ? ?5、检验结果,根据具体情况进行适当讨论、说明 5

必修 1 知识体系

?共点力:如果几个力都作用在物体的同一个点上,或者 ? ?几个力的作用线相交于同一点,这几个力就称为共点力 ?平衡:物体如果受到共点力的作用处于平衡状态(静止或 ? 匀速直线运动状态),就叫共点力的平衡 ? ?平衡条件:为了使物体处于平衡状态,作用在物体上的力所必须满足的 ? ? 条件,叫共点力的平衡条件:合外力 ? F =0( ? Fx =0和 ? Fy =0) ? 推论:若物体受n个共点力共同作用处于平衡状态,则其中 ? ? 任意(n-1)力的合力与第n个力等大反向 ? ? ?思路:1、确定研究对象 2、已知外力 3、重力、弹力、摩擦力 ? ? ?受力分析 ?方法:整体法、隔离法 、先整体后隔离 、先隔离后整体 ? ?类型:水平面、斜面、竖直面 ? ? ? ?可求合力也可以求分力、以更多力在坐标轴上为原则 ? ? ? (或以加速度方向为x轴、垂直加速度方向为y轴) ? 正交分解 ? ? —“牛一”类 、 ?F ? ma —“牛二”类 ? ? F =0 ? ?物体间相互作用——“牛三”类 ? ? ? ? ?大小相等、方向相反、同一直线上、 ? ? ?作用力与相互作用力 ?同种性质、同时产生、变化、消失 ?作用在不同物体上、作用效果不能抵消、无合力 ? ? ? ? ?大小相等、方向相反、同一直线上 ? ? ?一对平衡力 ?不一定同种性质、同时产生、变化、消失 ? ?作用在同一物体上、作用效果能抵消(合力为0) ? ? ?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, ? ? (惯性定律) 直到有外力迫使它改变这种状态为止。 ? ?牛顿第二定律:物体的加速度跟所受合外力成正比,跟物体的质量 ? ? 成反比,加速度的方向跟合外力方向相同。 表达式:F=ma ?牛顿第三定律: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。 ? ?物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质 ? ? ? ?表现为 ?保持平衡状态——不受外力作用时 ? ? ?惯性 ? ? ?运动状态改变的难易程度——受外力作用时 ? ? ? ?惯性不是力,但可以使物体继续运动,物体质量是唯一的量度 ? ?无论物体处与什么状态,都具有惯性,是物体的固有属性 ? ? ?超重:视重大于实重,选取竖直向上为正方向,a方向向上, ? ?根据牛顿第二定律F=ma有T(N)-G=ma,即T(N)=G+ma =m(g+a ) ? ?此时物体可能加速上升或减速下降 ?失重:视重小于实重,选取竖直向上为正方向,a方向向下, ? ?根据牛顿第二定律F=ma有T(N)-G=m(-a), ?即T(N)=G-ma =m(g-a),此时物体可能加速下降或减速上升。 ? ?完全失重:视重为零,选取竖直向上为正方向,a方向向下, ? ?根据牛顿第二定律F=ma有T(N)-G=m(-a),a =g ?即T(N)=G-ma =0,此时物体可能加速下降或减速上升。 ? ?在同一地点不管物体出于什么状态,其重力是不会发生变化的 ? “动力学”解题思路:1、确定研究对象2、进行受力分析(G、N、f、F) ? ?3、根据牛顿第二定律(F=ma)列方程,求和外力 ? 6 ? 根据匀变速直线运动规律列方程,求加速度 ? ?4、统一单位代数据求解、 ?5、检验结果,根据具体情况进行适当讨论、说明 ?


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