人教版高中物理必修一：基本知识点总结

1高中物理必修一的基本知识点第一章运动的描述一、质点1.定义：用来代替物体的有质量的点．2.特点（1）质点没有形状和大小．（2）质点具有物体的全部质量．（3）质点是一种理想化的模型，实际生活中并不存在．3.将物体看成质点的条件：物体的形状、大小对所研究问题的影响可以忽略不计时，可视物体为质点．二、参考系1.定义：在描述一个物体运动时，选来作为标准的假定不动的另一物体叫参考系．2．选择参考系的原则(1)理论上讲，参考系的选取是任意的．(2)选取参考系以描述运动尽可能简单为原则，通常选地面或相对地面静止的物体为参考系．(3)在解题过程中，如果选地面作为参考系可以不指明，但选其他物体作为参考系时必须指明．3.参考系的四性：（1）相对性：任何物体都在运动，所以用来做参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的．（2）任意性：参考系的选取是任意的（任何物体都可以选来做参考系），但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。研究地面上物体的运动时，通常选地面或相对地面静止的物体为参考系。在以后研究的问题中，在没有特别说明的情况下我们默认地面或相对地面静止的物体为参考系．（3）统一性：在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一个物体的不同阶段的运动和比较两个物体的运动时，必须选择同一参考系．（4）差异性：同一运动选择不同的参考系，观察结果一般不同．三、坐标系1.建立坐标系的物理意义：为了定量描述物体的位置及位置的变化，需要要在参考系上建立适当的坐标系．2.分类及建立原则（1）直线坐标系（一维坐标系）：物体在一直线上运动（2）平面直接坐标系（二维坐标系）：物体在平面内运动（3）空间直角坐标系（三维坐标系）：物体在三维空间内运动四、时刻和时间间隔1.时刻：是指某一瞬时，在表示时间的数轴上用一个点表示．2.时间间隔：是指两个时刻之间的间隔叫时间间隔，简称时间。在时间坐标轴上用一线段表示．3.时间的单位和测量（1）国际单位秒（S）常用的有：分钟（min）小时（h）毫秒（ms）1S=1000ms（2）测量时间的仪器：①生活中常用的各种钟表，如石英钟、摆钟等；②实验室里常用停表；③研究物体运动情况，常用电磁打点计时器或点火花计时器；④物理实验室中还常用频闪照相机2或光电门记录时间．4.常用来表示时刻的关键词是：初、末、时等；常用来表示时间间隔的关键词有：内、经历、历时等．5.时刻和时间间隔的表示方法：在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间间隔用线段表示．如图所示，0～3s表示3s的时间间隔即前3s；4～5s表示第5s内，是1s的时间间隔.1所对应的刻度线记为第1s末，也为第2s初，是时刻．五、位置、路程和位移1．位置：位置就是物体（质点）在某时刻时所在的空间的一点，其位置可由坐标系中的坐标确定．2．路程：物体运动时经过轨迹的长度。只有大小，没有方向．3．位移(1)定义：从初位置指向末位置的一条有向线段．(2)物理意义：表示物体(质点)位置变化的物理量．(3)大小：初、末位置间线段的长度．(4)方向：由初位置指向末位置．4．位移和路程的区别和联系六、直线运动的位置和位移1．直线坐标系中物体的位置直线运动中物体的位置在直线坐标系中可以用某点的坐标表示，如图所示x1、x2都表示物体的位置．2．直线运动中物体的位移如图所示，设物体在时刻t1处于“位置”x1，在时刻t2运动到“位置”x2．那么坐标的变化量位移路程区别物理意义表示物体的位置变化表示物体运动轨迹的长度大小等于物体由初位置到末位置的距离，与运动路径无关按运动轨迹计算的实际长度标、矢量矢量标量联系（1）二者单位相同，国际单位：米（m）常用有千米（km）、厘米（cm）等（2）同一运动过程的路程不小于位移大小，在单向直线运动中，位移大小等于路程3(x2－x1)就是物体的“位移”，记为Δx＝x2－x1．时间的变化量Δt=t2－t13．同一直线上矢量的运算方法（1）规定某一方向为正方向．（2）与正方向相同的矢量用正号表示；相反的用负号表示．（3）将各矢量连同正、负符号代入运算公式求代数和．（4）所求矢量若是正值，则方向与规定正方向相同；反之则相反．七、速度1．意义：描述物体运动快慢和运动方向的物理量．2．定义：位移与发生这个位移所用时间的比值．3．定义式：v＝ΔxΔt.4．单位：国际单位制中是米每秒，符号m/s；常用单位有千米每时，符号km/h；1m/s＝3.6km/h.5．方向：速度是矢量．速度方向就是物体运动的方向．八、平均速度和瞬时速度1．平均速度(1)定义：在某段时间的位移△x与发生这段位移所用的时间△t的比值，叫做这段时间(或位移)内的平均速度．(2)公式：v＝ΔxΔt(3)物理意义：平均速度只能粗略地描述运动的快慢，即平均快慢程度．(4)方向：平均速度是矢量，其方向与位移△x方向相同．(5)描述平均速度时，必须指明是哪一段位移上的平均速度；或是哪一段时间间隔内的平均速度．2．瞬时速度(1)定义：物体在某一时刻(或通过某一位置时)的速度，叫做瞬时速度．(2)物理意义：精确地描述物体的运动快慢．(3)方向：与物体经过某一位置的运动方向相同．(4)物体在从t到t+△t时间间隔内，若△t非常小，以至于△t0，则可以认为表示的是物体在t时刻的瞬时速度．3．速率和平均速率(1)速率为瞬时速度的大小，是瞬时速率的简称，而平均速率为路程与时间的比值，不是速率的平均值，也不是平均速度的大小．两者均是标量，前者是状态量，后者是过程量．(2)速率与平均速率没有确定的必然关系，某一运动过程中，速率可能大于平均速率，也有可能小于或者等于平均速率．九、加速度1.物理意义：表示速度变化快慢的物理量．2.定义：速度的变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值，也就是速度对时间的变化率．3.定义式：tva4.单位：在国际单位制中，加速度的单位为米每二次方秒，符号是：m/s25.方向：加速度是矢量，其方向与速度变化量的方向相同．与速度的方向无关，可以与速度方向相同，也可以相反，还可以成任意角度．6．物体加、减速的判定4tvx(1)当a与v同向或夹角为锐角时，物体加速．(2)当a与v垂直时，物体速度大小不变．(3)当a与v反向或夹角为钝角时，物体减速．十、两种图像问题1．直线运动的x－t图像(1)定义：用纵轴表示位移x，用横轴表示时间t，建立平面直角坐标系而画出的位移x随时间t的变化图像叫位移――时间图像，简称x－t图像．(2)物理意义：反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律，不是物体运动的轨迹．(3)匀速直线运动的x－t图像特征对于做匀速直线运动的物体，由于它的位移与时间成正比，即x是t的一次函数，所以匀速直线运动的x－t图像是一条倾斜的直线．(4)x－t图像中斜率的物理意义：斜率反映图像的倾斜程度，图线上某点切线的斜率大小表示物体速度的大小，斜率正负表示物体速度的方向．斜率为正，表示物体沿正方向运动，斜率为负，表示物体沿负方向运动．所以x－t图像中斜率表示物体的运动速度．变速直线运动的x－t图像不是直线而是曲线，斜率在不断变化．2．直线运动的v－t图像(1)定义：用纵轴表示速度v，用横轴表示时间t，建立平面直角坐标系而画出的速度v随时间t的变化图像叫速度――时间图像，简称v－t图像．(2)物理意义：反映了物体做直线运动的速度随时间变化的规律，不是物体运动的轨迹．(3)匀变速直线运动的v－t图像特征：对于做匀变速直线运动的物体，由于v是t的一次函数，所以匀速直线运动的v－t图像是一条倾斜的直线；匀速直线运动的v－t图像是一条平行于时间轴的直线．(4)v－t图像中斜率的物理意义斜率反映图像的倾斜程度，图线上某点切线的斜率大小表示物体加速度的大小，斜率正负表示物体加速度的方向．斜率为正，表示物体加速度沿正方向，斜率为负，表示物体加速度沿负方向．所以，v－t图像中斜率表示物体的加速度．非匀变速（变加速）直线运动的v－t图像不是直线而是曲线，斜率在不断变化．(5)“面积”的意义①图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移大小．②若面积在时间轴的上方，表示位移方向为正方向；若面积在时间轴的下方，表示位移方向为负方向．第二章匀变速直线运动的规律及应用一、匀变速直线运动的基本公式1．平均速度公式：v＝v0＋vt22．速度公式：vt＝v0＋at3．位移—时间公式：x＝v0t＋12at24．位移—速度公式：vt2－v20＝2ax5．公式的矢量性(1)公式中的v0、vt、a、x均为矢量，应用公式解题时，一般取v0的方向为正方向，a、vt、x与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值，物体做匀加速运动时，a与v0同向，a取正值；物体做匀5202ttvvtxvv减速运动时，a与v0反向，a取负值．(2)对计算结果中的正、负，应根据正方向的规定加以说明，若a、vt、x为正值，表示a、vt、x与v0同向；若a、vt、x为负值，表示a、vt、x与v0反向．二、匀变速直线运动的推论1．物体做匀变速直线运动，相等时间间隔，相邻位移之差为一常量．即：Δx＝x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－1＝aT22．物体做匀变速直线运动，某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度．即：3．物体做匀变速直线运动，某段时间中间位置的瞬时速度与初、末速度的关系为：22021()2xtvvv三、自由落体运动和竖直上抛运动1．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叫做自由落体运动．(2)条件：①初速度为0②只受重力(3)运动性质：自由落体运动是初速度为零的竖直向下的匀加速直线运动．(4)运动的加速度：在同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫做重力加速度。通常用符号“g”来表示．g的方向竖直向下，大小随不同地点而略有变化．尽管在不同地点加速度g值略有不同，但通常的计算中一般都取g=9.8m/s2，在粗略的计算中还可以取g=10m/s2．(5)自由落体运动规律及推论：vt＝gt，h＝12gt2，vt2＝2gh，v＝v2，Δh＝gT2.2．竖直上抛运动(1)定义：物体具有竖直向上的初速度，只在重力作用下的运动．(2)运动性质：先做竖直向上的匀减速运动，上升到最高点后，又开始做自由落体运动，整个过程中加速度始终为g.(3)处理方法①分段法：可以把竖直上抛运动分成上升阶段的匀减速直线运动和下降阶段的自由落体运动处理．有:上升阶段：vt＝v0－gt，h＝v0t－12gt2，vt2－v20＝－2gh下落阶段：vt＝gt，h＝12gt2，vt2＝2gh②整体法：将竖直上抛运动视为初速度为v0，加速度为－g的匀减速直线运动．取整个过程分析，选竖直向上为正方向，则有:vt＝v0－gt，h＝v0t－12gt2，vt2－v20＝2ghv0，上升阶段；v0，下落阶段；h0，在抛出点上方；h0，在抛出点下方．(4)竖直上抛运动的重要特性作出竖直上抛运动的过程图，如图所示，结合图象分析，可知6①对称性a．时间对称性：对同一段距离，上升过程和下降过程时间相等，tAB＝tBA，tOC＝tCO；b．速度对称性：上升过程和下降过程通过同一点时速度大小相等，方向相反．②多解性通过某一点对应两个时刻，即：物体可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段．(5)几个典型的物理量上升的最大高度：h＝02－v20－2g＝v202g；上升时间：t＝0－v0－g＝v0g；在t＝2v0g时刻，整个过程位移为零，即回到抛出点．四、对追及、相遇问题的计算1．讨论追及和相遇问题要抓住一个条件、两个关系(1)一个条件：速度相等．是两物体是否追上(或相撞)、距离最大、距离最小的临界点，这是解题的切入点．(2)两个关系：时间关系和位移关系．其中通过画示意图找出两物体位移之间的数量关系，是解题的突破口．若同时出发，则两物体时间相等，则需要列速度相等方程和位移关系方程．2．解答追及与相遇问题的常用方法(1)物理分析法：抓住“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键，认真审题，挖掘题中的隐含条件，在头