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高中物理必修一公式总结


物理公式及图像总结
高一物理必修 1 知识点总结 章节 具体内容
①参考系 ②建立一维、二维坐标系描述空 间位置 ③时间和时刻

主要相关公式

1、运动、空间 和时间 二 运 动 的 描 述

2、 质点和位移

①质点 ②位移和路程 ③矢量和标量

3、 速

度和加速 度

①平均速度和瞬时速度 ②加速度 ③匀速直线运动的位移图象 ④匀速直线运动的速度图象

?s ?t vt ? vo ▲加速度 a ? t
▲平均速度 v

?

①匀变速直线运动的特点 ②匀变速直线运动的公式、规律 ③匀变速直线运动的速度图象 ④匀变速直线运动的位移图象

▲ t o ▲ 匀 变 速 直 线 运 动 平 均 速 度

v ? v ? at
vt ? vo 2

1、 匀变速直线 运动的规律 三 匀 变 速 直 线 运 动 的 研 究

v?

▲匀变速直线运动的位移

vo ? vt 1 t ? vot ? at 2 2 2 2 2 ▲ vt ? vo ? 2as s ? vt ?
①用打点计时器或频闪照相方法 研究匀变速直线运动。 ②利用纸带会计算某点的瞬时速 度和物体运动的加速度 ③经历匀变速直线运动的实验研 究过程 ▲相同时间间隔内位移差

2、 匀变速直线 运动的实验研 究

?s ? aT 2 vt ? v0 t ▲v ? ? vo ? a 2 2
▲各个点的瞬时速度

vn ?
①自由落体运动的特点 ②自由落体运动的性质 ③自由落体运动的公式、规律 ④自由落体运动规律探索的回眸 ▲ vt

sn ? sn ?1 2T

3、 自由落体运 动

? gt 1 2 ▲ s ? gt 2 2 ▲ vt ? 2 gs



1、 重力与重心

①力的图示与力的示意图 ②重力及其测量,弹簧测力计

▲G

? mg

相 互 作 用

③重心和稳定 ①形变、弹性 ②胡克定律 ③弹力的应用 ①滑动摩擦、动摩擦因数 ②静摩擦 ③摩擦力的调控 ①力的平行四边形定则 ②合力的计算 ①力的作用效果及分解 ②力的正交分解 ③力的分解的应用 ①共点力作用下的平衡条件 ②平衡的种类和稳度 ①平衡条件的应用 ▲弹力 F

2、 形变与弹力 3、摩擦力 1、力的合成

? kx (胡克定律)
f ? ?N

▲滑动摩擦力

五 力 与 平 衡



力的正交分解

2、力的分解

Fx ? F cos ? Fy ? F sin ?
▲ 共点力下物体平衡条件:

3、力的平衡 4、 平衡条件的 应用 1、 牛顿第一定 律 2、 牛顿第二定 律 3、 牛顿第三定 律 4、 超重与失重

F合 ? 0

六 力 与 运 动

①伽利略的理想实验 ②牛顿第一定律 ③物体的惯性 ①牛顿第二定律及其应用 ②力学单位制 ①牛顿第三定律



牛顿第二定律

F ? ma
▲ 作用力和反作用力

F ? ?F ?
①超重和失重的解释 ②完全失重现象

补充:直线运动的图象
运动种类 位移—时间图象(S—t 图象) S 匀速直线运动 t V 匀变速直线 运动 t 1、从 S—t 图象中可求: ⑴、任一时刻物体运动的位移 ⑵、物体运动速度的大小(直线或切线的斜率大小) ........ ⑴、图线向上倾斜表示物体沿正向作直线运动,图线向下倾斜表示物体沿反向作直线运动。 ⑵、两图线相交表示两物体在这一时刻相遇 ⑶、比较两物体运动速度大小的关系(看两物体 S—t 图象中直线或切线的斜率大小) ........ 2、从 V—t 图象中可求: t 速度—时间图象(V—t 图象 V

⑴、任一时刻物体运动的速度 ⑵、物体运动的加速度(a>0 表示加速,a<0 表示减速) ....... . .... . .. ⑴、图线纵坐标的截距表示 t=0 时刻的速度(即初速度 V0 ) .................... . ⑵、图线与横坐标所围的面积表示相应时间内的位移。 t 轴上方的位移为正, t 轴下方 .... .. 在 ......... 在 .... 的位移为负。某段时间内的总位移等于各段时间位移的代数和。 ..... ..................... ⑶、两图线相交表示两物体在这一时刻速度相同 ⑷、比较两物体运动加速度大小的关系

补充:匀速直线运动和匀变速直线运动的比较
种类 匀直线运动 联系 区别(特点) V=恒量 a=0

S ? Vt
Vt ? V0 ? at
1、匀速直线运动是匀变速直 线运动的一种特殊形式。 2、当物体运动的加速度为零 时,物体做匀速直线运动。 a=恒量

匀变速直线 运动

S ? V0 t ?
2

1 2 1 at = (V0 ? Vt )t 2 2
2

=

Vt ? V0 2a

a 与 V0 同向为加速 a 与 V0 反向为减速

补充:速度与加速度的关系 .........
1、速度与加速度没有必然的关系,即: ⑴速度大,加速度不一定也大; ⑵加速度大,速度不一定也大; ⑶速度为零,加速度不一定也为零; ⑷加速度为零,速度不一定也为零。 2、当加速度 a 与速度 V 方向的关系确定时,则有: ⑴若 a 与 V 方向相同时,不管 a 如何变化,V 都增大。 .... ........ ... . ⑵若 a 与 V 方向相反时,不管 a 如何变化,V 都减小。 .... ........ ... . ★思维拓展:有大小和方向的物理量一定是矢量吗?如:电流强度

高中物理必修一、二公式总结
一、运动的描述
1、速度:位移与发生这个位移所用时间的比值

v?

?x ?t

2、平均速度:物体运动的总位移和所用总时间的比值

v?

x总 t总

3、瞬时速度:物体在某位置(某时刻)的速度

v?

?x (?t ? 0) ?t ?v v ? v0 ? ?t t

4、加速度:指速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值

a?

二、匀变速直线运动的研究
1、探究小车速度随时间变化的规律 (1) 、打点时间间隔: (2) 、电源:低压交流电

0 . 0s 2
电压:6V 以下

(3) 、纸袋处理:解题思想:设相邻两个计数点间的时间为 T 纸带上点的求法:该点的瞬时速度等于该点前后相邻的两点间的平均速度。 加速度的求法: a 2、匀变速直线运动 (1) 、速度: v

?

?x ( ?x :纸带上连续两段的差) T2

? v0 ? at
1 ? v0t ? at 2 2
2 2 ? v0 ? 2ax

(2) 、位移: x

(3) 、速度与位移: v

(4) 、自由落体运动:速度: v

? gt

位移: h ?

1 gt 2 2

三、相互作用
(1) 、重力: G

? mg

(2) 、胡克定律(弹簧的弹力) F :

? kx
F ? Fmax 。

(3) 、两个物体间的静摩擦力 F 在 0 与最大静摩擦力 Fmax 之间: 0 ? 根据平衡力特点计算 (4) 、滑动摩擦力:

f ? ? FN

(5) 、力的合成:两个力 F1 , F2 的合力 F合 的范围: F1 ? F2 ? F合 ? F1 ? F2

F合 的大小: F合 =
四、牛顿运动定律
(1) 、牛顿第二定律: F合 =ma (2) 、超重: FN ? G

F12 ? F22 ? 2 F1 F2 cos ?

失重: FN ? G

五、曲线运动
(1) 、平抛运动: ①、规律:水平方向:做匀速直线运动 位移: x

? v0t


x

竖直方向:做自由落体运动 速度: v y

v0

X

? gt
1 2 gt 2

h

位移: h ? ②、合速度的大小: v

v0


2 2 ? v0 ? v y

?

方向: tan ? ? (2) 、圆周运动:

vy v0

y

vy

线速度:物体运动过的弧长( ?s )与所用时间( ?t )的比值

v?

?s ?t

角速度:物体运动转过的角度( ?? )与所用时间( ?t )的比值

w?

?? ?t

线速度与角速度的关系:

v ? wr (r:圆周的半径)

v2 ? rw2 (3) 、向心加速度: an ? r
v2 ? mrw2 (4) 、向心力: F ? m 向 r
(5) 、生活中的圆周运动

①汽车平弯道转弯:摩擦力提供向心力,即

v2 f摩 =m ? mrw2 r

②轨道的弯道(图 1 所示) :火车重力 G 和轨道对 火车的支持力 FN 的合力提供向心力。

F向 =F合
v2 F向 =m r
③拱形桥(图 2 所示) :重力 G 和支持力 FN 的和合
(图 1)

力提供向心力。

v2 G ? FN =m r

(图 2)

④凹形桥 (如图 3 所示) 重力 G 和支持力 FN 的和合力 :

提供向心力。

v2 FN -G ? m r
(图 3)

⑤航天器中的失重现象: 航天员重力 G=mg 和航天器对航天 员支持力 FN 的和合力提供向心力。

v2 mg ? FN ? m r

(当 v ?

gR 时,航天员对航天器座舱的压力 FN ? 0 )

(6) 、匀速圆周运动:线速度大小不变的圆周运动。设周期为 T,在以上知识的基础上做 如下补充。

①、线速度: v

?

2? r T

角速度: w

?

2? T

频率:

f ?

1 T

②、线速度,向心加速度,向心力(合力)大小不变,方向时刻发生变化。

角速度,动能,周期,频率不变。

六、万有引力与航天
(1) 开普勒第三定律: 、 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比 值都相等。

a3 ?k T2

(2) 、万有引力定律:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在他们的连线上, 引力的大小与物体的质量 m1和m2 的乘积成正比,与他们之间距离 r 的二次方成反比。

F ?G

m1m2 (引力常量G ? 6.67 ?10?11 N ? m2 / kg 2 ) 2 r

(3) 、计算地球的质量(M) :不考虑地球转的影响,以地面上的物体(m)为研究对象,其 重力等于地球对它的引力。 mg ? G Mm (黄金代换) 2
R

gR 2 M? G
(4) 、计算太阳的质量(M) :设 M 为太阳的质量,m 是某个行星的质量,r 是行星与太 阳之间的距离,v,w 分别表示行星绕太阳公转的线速度和角速度,太阳的对行星的引力提

Mm v2 ?m r2 r 得: M 供行星运动的向心力。则: 2? r v? T G
Mm ? mrw2 2 r 或者: 得: M 2? w? T G

4? 2 r 3 ? GT 2
4? 2 r 3 ? GT 2

(5) 、第一宇宙速度(v) :物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度,叫做第一宇 宙速度。 ①、计算:地球质量为 M,地球附近的物体的质量为 m,其速度为 v,有万有引力提供 向心力。则:
G Mm v2 ?m R2 R

得: v ?

GM ? 7.9km / s R

v2 ? mg 或者: m R

得: v

? gR ? 7.9km / s

②、理解:第一宇宙速度是最小发射速度,也是最大环绕速度。

七、机械能守恒定律
(1) 、功的计算式: W

? Fl (力F 与位移l同向)
W ;功率与速度的关系:P ? t

W ? Fl cos? ( ? 是 F 与 l 的夹角)
(2)功率 、 (P)单位时间内完成的功。 : 定义式: ? P (3) 、重力是能( EP ) EP :

Fv

?m g h



重力做功与重力势能的关系: WG (4) 、弹性势能( EP ) EP ? k : x

? EP1 ? EP 2 ? mgh1 ? mgh2

1 2

2

(x 是弹簧的改变量 )

(5) 、功与速度的关系: W ? v 2 (功正比与速度的平方)

(6) 、动能( Ek ) Ek :

1 ? m v 2

2

(7) 、动能定理:合外力做的功等于物体动能的变化。 公式: W合

? Ek 2 ? Ek1 ?

1 2 1 2 mv2 ? mv1 2 2

(8) 、机械能守恒定律: 表述 1:在只有重力(弹力)做功的物体系统内,动能和势能可以相互转化,而 总的机械能保持不变。 公式: Ek 2

1 2 1 ? E p 2 ? Ek1 ? E p1或者 mv2 ? mgh2 ? mv12 ? mgh1 2 2

表述 2:在只有重力(弹力)做功的物体系统内,重力势能的减少量等于动能的 增加量。 公式: EP1 ? EP 2 =Ek 2

1 2 1 ? Ek1或者mgh1 ? mgh2 = mv2 ? mv12 2 2


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