高一物理必修一筆記整理
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高一物理必修一筆記
一、運動學的基本概念
1、參考系： 運動是絕對的，靜止是相對的。一個物體是運動的還是靜止的，都是相對于參考系在而言的。通常以地面為參考系。
2、質(zhì)點：
(1)定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點。質(zhì)點是一種理想化的模型，是科學的抽象。
(2)物體可看做質(zhì)點的條件：研究物體的運動時，物體的大小和形狀對研究結(jié)果的影響可以忽略。且物體能否看成質(zhì)點，要具體問題具體分析。
(3)物體可被看做質(zhì)點的幾種情況:
①平動的物體通?？梢暈橘|(zhì)點。
?、谟修D(zhuǎn)動但相對平動而言可以忽略時，也可以把物體視為質(zhì)點。
③同一物體，有時可看成質(zhì)點，有時不能.當物體本身的大小對所研究問題的影響不能忽略時，不能把物體看做質(zhì)點，反之，則可以。
【注】質(zhì)點并不是質(zhì)量很小的點，要區(qū)別于幾何學中的“點”。
3、時間和時刻：
時刻是指某一瞬間，用時間軸上的一個點來表示，它與狀態(tài)量相對應(yīng);時間是指起始時刻到終止時刻之間的間隔，用時間軸上的一段線段來表示，它與過程量相對應(yīng)。
4、位移和路程：
位移用來描述質(zhì)點位置的變化，是質(zhì)點的由初位置指向末位置的有向線段，是矢量;
路程是質(zhì)點運動軌跡的長度，是標量。
5、速度：
用來描述質(zhì)點運動快慢和方向的物理量，是矢量。
(1)平均速度：是位移與通過這段位移所用時間的比值，其定義式為，方向與位移的方向相同。平均速度對變速運動只能作粗略的描述。
(2)瞬時速度：是質(zhì)點在某一時刻或通過某一位置的速度，瞬時速度簡稱速度，它可以精確變速運動。瞬時速度的大小簡稱速率，它是一個標量。
6、加速度：用量描述速度變化快慢的的物理量，其定義式為。
加速度是矢量，其方向與速度的變化量方向相同(注意與速度的方向沒有關(guān)系)，大小由兩個因素決定。
補充：速度與加速度的關(guān)系
1、速度與加速度沒有必然的關(guān)系，即：
(1)速度大，加速度不一定也大;
(2)加速度大，速度不一定也大;
(3)速度為零，加速度不一定也為零;
(4)加速度為零，速度不一定也為零。
2、當加速度a與速度V方向的關(guān)系確定時，則有：
(1)若a 與V方向相同時，不管a如何變化，V都增大。
(2)若a 與V方向相反時，不管a如何變化，V都減小。
二、勻變速直線運動的規(guī)律及其應(yīng)用：
1、定義：在任意相等的時間內(nèi)速度的變化都相等的直線運動。
2、勻變速直線運動的基本規(guī)律，可由下面四個基本關(guān)系式表示：
(1)速度公式
(2)位移公式
(3)速度與位移式
(4)平均速度公式
3、幾個常用的推論：
(1)任意兩個連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移之差為恒量
△x=x2-x1=x3-x2=……=xn-xn-1=aT2
(2)某段時間內(nèi)時間中點瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，。
(3)一段位移內(nèi)位移中點的瞬時速度v中與這段位移初速度v0和末速度vt的關(guān)系為。
4、初速度為零的勻加速直線運動的比例式(2)初速度為零的勻變速直線運動中的幾個重要結(jié)論：
?、?T末，2T末，3T末……瞬時速度之比為：
v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n
②第一個T內(nèi)，第二個T內(nèi)，第三個T內(nèi)……第n個T內(nèi)的位移之比為：
x1∶x2∶x3∶……∶xn=1∶3∶5∶……∶(2n-1)
③1T內(nèi)，2T內(nèi)，3T內(nèi)……位移之比為：
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶……∶xN=1∶4∶9∶……∶n2
④通過連續(xù)相等的位移所用時間之比為：
t1∶t2∶t3∶……∶tn=
三、自由落體運動，豎直上拋運動
1、自由落體運動：只在重力作用下由靜止開始的下落運動，因為忽略了空氣的阻力，所以是一種理想的運動，是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運動。
2、自由落體運動規(guī)律：
?、偎俣裙剑?/p>
?、谖灰乒剑?/p>
③速度—位移公式：
?、芟侣涞降孛嫠钑r間：
3、豎直上拋運動：
可以看作是初速度為v0，加速度方向與v0方向相反，大小等于的g的勻減速直線運動，可以把它分為向上和向下兩個過程來處理。
(1)豎直上拋運動規(guī)律
?、偎俣裙剑?/p>
②位移公式：
?、鬯俣?mdash;位移公式：
兩個推論：
上升到最高點所用時間：
上升的最大高度：
(2)豎直上拋運動的對稱性
如下圖，物體以初速度v0豎直上拋， A、B為途中的任意兩點，C為最高點，則：
(1)時間對稱性
物體上升過程中從A→C所用時間tAC和下降過程中從C→A所用時間tCA相等，同理tAB=tBA。
(2)速度對稱性
物體上升過程經(jīng)過A點的速度與下降過程經(jīng)過A點的速度大小相等。
【注】在豎直上拋運動中，當物體經(jīng)過拋出點上方某一位置時，可能處于上升階段，也可能處于下降階段，因此這類問題可能造成時間多解或者速度多解。
四、運動的圖象，運動的相遇和追及問題
1、圖象：
(1)x—t圖象
?、傥锢硪饬x：反映了做直線運動的物體的位移隨時間變化的規(guī)律。
?、诒硎疚矬w處于靜止狀態(tài)
?、蹐D線斜率的意義：
圖線上某點切線的斜率的大小表示物體速度的大小;
圖線上某點切線的斜率的正負表示物體方向。
?、軆煞N特殊的x-t圖象
勻速直線運動的x-t圖象是一條過原點的直線;
若x-t圖象是一條平行于時間軸的直線，則表示物體處于靜止狀態(tài)。
(2)v—t圖象
①物理意義：反映了做直線運動的物體的速度隨時間變化的規(guī)律。
②圖線斜率的意義：
a. 圖線上某點切線的斜率的大小表示物體運動的加速度的大小
b. 圖線上某點切線的斜率的正負表示加速度的方向
?、蹐D象與坐標軸圍成的“面積”的意義：
a. 圖象與坐標軸圍成的面積的數(shù)值表示相應(yīng)時間內(nèi)的位移的大小。
b. 若此面積在時間軸的上方，表示這段時間內(nèi)的位移方向為正方向;若此面積在時間軸的下方，表示這段時間內(nèi)的位移方向為負方向。
?、鄢Ｒ姷膬煞N圖象形式：
a. 勻速直線運動的v-t圖象是與橫軸平行的直線
b. 勻變速直線運動的v-t圖象是一條傾斜的直線
2、相遇和追及問題：
這類問題的關(guān)鍵是兩物體在運動過程中，速度關(guān)系和位移關(guān)系，要注意尋找問題中隱含的臨界條件，通常有兩種情況：
(1)物體A追上物體B：開始時，兩個物體相距x0，則A追上B時必有,且。
(2)物體A追趕物體B：開始時，兩個物體相距x0，要使A與B不相撞，則有
易錯現(xiàn)象：
1、混淆x—t圖象和v-t圖象，不能區(qū)分它們的物理意義
2、不能正確計算圖線的斜率、面積
3、在處理汽車剎車、飛機降落等實際問題時注意，汽車、飛機停止后不會后退
五、力 重力 彈力 摩擦力
1、力：
力是物體之間的相互作用，有力必有施力物體和受力物體。力的大小、方向、作用點叫力的三要素。用一條有向線段把力的三要素表示出來的方法叫力的圖示。
按照力命名的依據(jù)不同，可以把力分為：
?、侔葱再|(zhì)命名的力(例如：重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力等。)
②按效果命名的力(例如：拉力、壓力、支持力、動力、阻力等)。
力的作用效果：
?、傩巫?
②改變運動狀態(tài).
2、重力：
由于地球的吸引而使物體受到的力。重力的大小G=mg，方向豎直向下。作用點叫物體的重心;重心的位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)。質(zhì)量均勻分布，形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心處。薄板類物體的重心可用懸掛法確定。
注意：重力是萬有引力的一個分力，另一個分力提供物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力，在兩極處重力等于萬有引力。由于重力遠大于向心力，一般情況下近似認為重力等于萬有引力。
3、彈力：
(1)內(nèi)容：發(fā)生形變的物體，由于要恢復原狀，會對跟它接觸的且使其發(fā)生形變的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力。
(2)條件：①接觸;②形變。但物體的形變不能超過彈性限度。
(3)彈力的方向和產(chǎn)生彈力的那個形變方向相反。(平面接觸面間產(chǎn)生的彈力，其方向垂直于接觸面;曲面接觸面間產(chǎn)生的彈力，其方向垂直于過研究點的曲面的切面;點面接觸處產(chǎn)生的彈力，其方向垂直于面、繩子產(chǎn)生的彈力的方向沿繩子所在的直線。)
(4)大?。?/p>
①彈簧的彈力大小由F=kx計算
?、谝话闱闆r彈力的大小與物體同時所受的其他力及物體的運動狀態(tài)有關(guān)，應(yīng)結(jié)合平衡條件或牛頓定律確定
4、摩擦力：
(1)摩擦力產(chǎn)生的條件：接觸面粗糙、有彈力作用、有相對運動(或相對運動趨勢)，三者缺一不可
(2)摩擦力的方向：跟接觸面相切，與相對運動或相對運動趨勢方向相反，但注意摩擦力的方向和物體運動方向可能相同，也可能相反，還可能成任意角度。
(3)摩擦力的大?。?/p>
?、?滑動摩擦力：
說明：
a. FN為接觸面間的彈力，可以大于G;也可以等于G;也可以小于G
b. 為滑動摩擦系數(shù)，只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān)，與接觸面積大小、接觸面相對運動快慢以及正壓力FN無關(guān)。
② 靜摩擦：由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,與正壓力無關(guān)。
大小范圍0
靜摩擦力的具體數(shù)值可用以下方法來計算：一是根據(jù)平衡條件，二是根據(jù)牛頓第二定律求出合力，然后通過受力分析確定。
(4)注意事項：
a. 摩擦力可以與運動方向相同，也可以與運動方向相反，還可以與運動方向成一定夾角。
b. 摩擦力可以作正功，也可以作負功，還可以不作功。
c. 摩擦力的方向與物體間相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反。
d. 靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用，運動的物體可以受靜摩擦力的作用。
易錯現(xiàn)象:
1. 不會確定系統(tǒng)的重心位置
2. 沒有掌握彈力、摩擦力有無的判定方法
3. 靜摩擦力方向的確定錯誤
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