物理基础知识

高中物理总复习基础知识要点第一部分力学一、力和物体的平衡：1．力⑴力是物体之间的相互作用：①成对出现，力不能离开物体而独立存在；②力是物体的运动状态改变（产生加速度）和发生形变的原因；③力是矢量，其三要素是力的大小、方向、作用点。⑵力的分类：①按力的性质分类（重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力）。②按力的效果分类（拉力、压力、支持力、阻力）。⑶力的图示：①由作用点开始画，②沿力的方向画直线。③选定标度，并按大小结合标度分段。④在末端画箭头并标出力的符号。⑷力的示意图：用带箭头的线段表示物体实际受力作用点和方向大概情况的图（用于物体受力分析）2．重力⑴产生：①由于地球吸引而产生（但不等于万有引力）。②方向竖直向下。③作用点在重心。⑵大小：①G=mg，在地球上不同地点g不同。②重力的大小可用弹簧秤测出。⑶重心：①质量分布均匀的有规则形状物体的重心，在它的几何中心。②质量分布不均匀或不规则形状物体的重心，除与物体的形状有关外，还与质量的分布有关。③重心可用悬挂法测定。④物体的重心不一定在物体上。3．弹力⑴产生：①物体直接接触且产生弹性形变时产生。②压力或支持力的方向垂直于支持面而指向被压或被支持的物体；③绳的拉力方向沿着绳而指向绳收缩的方向。有接触的物体间不一定有弹力，弹力是否存在可用假设法判断，即假设弹力存在，通过分析物体的合力和运动状态判断。⑵胡克定律：在弹性限度内，F=KX，X－是弹簧的伸长量或缩短量。4．摩擦力⑴静摩擦力：①物接触、相互挤压（即存在弹力）、有相对运动趋势且相对静止时产生。②方向与接触面相切，且与相对运动趋势方向相反。③除最大静摩擦力外，静摩擦力没有一定的计算式，只能根据物体的运动状态按力的平衡或F=ma方法求。判断它的方向可采用“假设法”，即如无静摩擦力时物体发生怎样的相对运动。⑵滑动摩擦力：①物接触、相互挤压且在粗糙面上有相对运动时产生。②方向与接触面相切且与相对运动方向相反（不一定与物的运动方向相反）②大小f=μFN。（FN不一定等于重力）。滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动，但不一定阻碍物体的运动。摩擦力既可能起动力作用，也可能起阻力作用。5．力的合成与分解⑴合成与分解：①合力与分力的效果相同，可以根据需要互相替代。①力的合成和分解遵循平行四边形法则，平行四边形法则对任何矢量的合成都适用，力的合成与分解也可用正交分解法。③两固定力只能合成一个合力，一个力可分解成无数对分力，但力的分解要根据实际情况决定。⑵合力与分力关系：①两分力与合力F1+F2≥F≥F1－F2，但合力不一定大于某一分力。②对于三个分力与合力的关系，它们同向时为最大合力，但最小合力则要考虑其中两力的合力与第三个力的关系，例如3N、4N、5N三个力，其最大合力F＝3＋4＋5＝12N，但最小合力不是等于三者之差，而是等于0。6．在共点力作用下物体的平衡⑴物体所处状态：①此时物体所受合力=0。②物处于静止或匀速运动状态，即平衡状态。⑵两平衡力与作用反作用力：①平衡力作用在同一物体上，其效果可互相抵消，它们不一定是同一性质的力；②作用与反作用力分别作用在两不同的物体上，其效果不能互相抵消（其效果要结合各个物体的其他受力情况分析），但必是同一性质的力。7．物体的受力分析⑴确定研究对象：①隔离法：研究对象只选一个物体。②整体法：研究对象是几个物体组成的系统。③应用整体法一般要求这几个物体的运动加速度相同，包括系统中各物体均处于平衡状态（当加速度不同时，也可应用）。⑵作力的示意图（力图）：①选择对象。②按顺序画：一般按重力、弹力、摩擦力的顺序画受力图，应用整体法时系统中各物体间相互作用力（内力）不要画。③注意摩擦力：是否存在，方向如何。④注意效果力：它是由其他的“性质力”如弹力、重力等提供的，不要把这些“效果力”再重复作为一个单独的力参与受力分析。⑤作图准确。二、直线运动：1．基本概念⑴时刻与时间：时刻对应的是位置、瞬时速度、动量、动能等状态量，时间对应的是位移、路程、冲量、功等过程量。⑵位移与路程：位移是起点至终点的直线距离，是矢量。路程是起点至终点的实际长度，是标量。2．匀速度直线运动⑴速度：①对应的位移，只要位移大小或方向改变，速度即改变。②匀速直线运动中的速度是一个恒量，即大小和方向都不变。⑵速率：①对应的路程。在曲线运动中，路程是曲线的长度。⑶平均速度：①是总位移与总时间的比值，tStSV路②在速度不同的几个运动中，它不是速度的平均值（总位移/总时间）。⑷匀速直线运动图象：①S－t图象，是过原点的一条直线，直线的斜率=速度。②V－t图象，是平行于t轴的一条直线，图线所包围的面积＝物体的位移。3．匀变速直线运动⑴加速度：①用来描述速度变化的快慢，是矢量。②在其他运动中，它不一定指速度变化的大小，速度大，加速度不一定大，速度为零，加速度不一定为零。⑵匀变速直线运动的公式：Vt=V0+atS=V0t+at2/2as2VV202t2VVVt0在匀加速直线运动中，a为正，a与V同向，匀减速直线运动中，a为负，a与V反向。⑶v－t图象：①是一条倾斜的直线，图线的斜率=a。②图线与X轴包围的面积表示物体的位移。⑷自由落体和竖直上抛运动：①是匀变速直线运动的特例，加速度都是g。②竖直上抛可分为上、下两个运动求解，也可直接应用匀减速直线运动公式计算，当速度为负值时，表示物体处于下降阶段，当位移为负值时，表示物体在抛出点下方⑸匀变速直线运动的一些特点：①ΔS＝aT2：相邻两相等时间内的位移之差是个恒量。②位移之比：V0＝0时，从起点算起，1t、2t、3t……nt时间内的位移之比S1︰S2︰S3︰…︰Sn=1︰4︰9︰…︰n2。V0＝0时，从起点算起，第1t秒、第2t秒、第3t秒……第nt秒时间内的位移之比△S1︰△S2︰△S3︰…︰△Sn=1︰3︰5︰…︰（2n－1）；③从V0＝0算起，通过连续相等位移的时间之比t1︰t2︰t3︰……tn＝1︰)23(:)12(……)1nn(④速度关系：时间中点的速度=该段的平均速度。位移中点速度VB与该位移起点速度VA和终点速度VC关系：2VVVCAB。在匀加速直线运动或匀减速直线运动中，位移中点的速度都比时间中点速度大。4．注意点⑴匀减速直线运动：有下面三种情况：①物体可以返回且加速度不变时，如竖直上抛运动，公式Vt=V0－at和S=V0t－at2/2适用于整个过程。如果已知返回过程某时刻的速度，可以负值代入速度公式计算，如果已知返回过程某位置处于抛出点的另一侧，其位移可以负值代入位移公式。②物体不能返回的运动，如汽车刹车后t秒的位移和速度，以上两公式只适用Vt＝0前的过程，此类问题一般要先判断汽车刹车后可运动的时间。③物体可以返回但加速度不同，如竖直上抛时存在空气阻力，则要分上升和下落两段单独计算。物体可以返回运动时，在返回点的速度＝零，但加速度不一定为零。⑵公式2VVVt0只适用于匀变速直线运动，在某些题目中使用它，可以使计算简化，对于加速度不变的往复运动，如竖直上抛运动，如果物体处于下落过程，此时的速度与初速度方向相反，公式中的Vt要取负值。⑶相追相遇的问题：要注意用作图的方法分析各物体的运动情况，并在图上逐个注明物理量。在追赶运动中，追上的条件不但与两物体的位移有关，还与两物体的速度有关，一般情况时，要把两物体的速度大小相等作为临界条件。⑷竖直分离问题：叠在一起的两物体一起向上运动时，要使上面的物体与下面的物体分离，例如用手竖直向上抛物，要使物离开手，先有一个向上加速过程，然后要有一个向上减速过程，只有当向下的加速度大小增大到g以后时，物体才开始脱离手，因此g是分离的临界加速度（此后手的向下加速度要大于g）。⑸加速度减小的加速运动：其速度仍然不断增大（只是每秒速度增加量逐渐减小），当加速度减小至零时，此时物体的速度最大。三、运动定律：1．牛顿第一定律⑴伽利略的理想实验：是针对“力是维持物体运动的原因”的错误认识，经过通过物体沿光滑斜面下滑，观察它滚上另一个斜面（平面）运动情况的抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素的理想实验。当物在光滑的水平面上运动，物的速度保持不变，物体运动并不需要力来维持。物在水平面上运动之所以会停下来，是因为是受到阻力的缘故。⑵惯性：①物体保持原来静止或匀速直线运动状态的性质。②一切物体都有惯性，惯性是所有物体的固有性质。③它与物体是否运动、运动快慢、受力情况无关。④质量是惯性大小的量度，质量大的物体惯性大，在同样力作用下，质量大的物体运动状态难改变。用惯性解释现象时，着重强调物体保持原来运动状态的特性（静止或匀速直线运动）。2．牛顿第二定律⑴特点：a=F/m是一个瞬时作用规律，即a是F作用所产生，与F始终同向，同时变化，同时存在或消失。⑵应用：①进行受力分析是应用F＝ma解题的关键步骤。②按加速度方向列式。③与运动学结合计算时一般以加速度为中间量。④注意物体运动中加速度是否变化。3．牛顿第三定律⑴特点：①大小相同、方向相反，在同一直线上，性质相同。②分别作用在两个物体上，产生的效果不一定相同，也不能互相抵消。③借助F和F的关系，可以通过改变研究对象分析问题，但此种情况下答题时要注意引入牛顿第三定律答题。4．力学单位制国际单位制：力学中－长度（米）、质量（千克）、时间（秒），热学中－热力学温度（开）、物质的量（摩尔），电学中－电流强度（安培），是国际基本单位。由这些基本单位推导出的单位，如牛（千克·米/秒2）等，是导出单位。基本单位和导出单位一起组成单位制。5．应用牛顿运动定律的解题要求⑴根据题目的已知条件进行研究对象的受力分析或运动状态分析，画出分析图。⑵力的分解和合成：物体受多力作用时，注意是否要把力按效果进行分解，分解时应选择什么方向的座标轴。⑶列出相关量的关系式：按正交分解时分开列式。⑷找出相关量和变量：在同一题目中，可以选择不同的研究对象（单个或系统），列式时，选择未知量数少、已知量和相关量多的公式，注意有的物理量的大小和方向是否变化，物体处于什么状态。⑸当物体的加速度为已知时，即相当于知道物体的合力，如果要求某一个力，此时在作力的分析图时，要把合力作为一个已知量。6．超重和失重⑴超重：指物体对支持物的压力或拉力大于它的重力，作加速上升或减速下降的物体，物体处于超重状态。⑵失重：加速下降或减速上升的物体对支持物压力或拉力小于重力；完全失重：自由下落或绕地作匀速圆周运动的卫星中的物体对支持物压力或拉力=零。（处于完全失重状态的液体的浮力也为零）7．注意点⑴牛顿运动定律只在低速（相对于光速）、宏观（相对于微观粒子）条件下适用。⑵对于绳子、弹簧、硬棒，要注意它们受力方面的差别，其中绳子只能受拉力，弹簧可受拉力和压力，硬棒除能受拉力、压力外，还能弯曲，这时的力不延棒的方向。当其他力撤消的瞬间，一般认为绳子受力情况立即改变，而弹簧的弹力则不会立即消失。⑶超重、失重与物体的重力：超重、失重是指在竖直方向作变速运动的物体所受其他物体的支持力或拉力大小（即视重或称重）是否大于或小于它的重力（引力重），在这种运动状态，物体所受重力不变。在绕地球作匀速圆周运动的卫星中，物体处于完全失重状态，物体间不存在支持力或拉力，但物体仍然受到地球的重力作用，此时重力全部用于提供向心力。四、曲线运动：1．曲线运动⑴物体作曲线运动的条件：①初速度和合外力不为零。②两者不在一直线上。⑵速度：①合外力的作用是改变速度（大小、方向）。②任一点的速度方向在该点曲线的切线方向上。③运动中速度不断改变，是一种变速运动，如果合外力是恒定的，属匀变速运动。2．运动的合成和分解⑴两类基本运动：匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动是最常见的两类基本运动；⑵运动合成：①几个同类运动的合运动仍是同类运动。②合速度或合加速度按力的合成方法求。③不同类运动的合运动可能是直线运动（V0与a在同一直线上），也可能是曲线运动（V0与a不在同一直线上）。⑶运动分解：一个复杂的运动也可分解成几个较简单的分运动（一般用正交分解），各个分运动可独立求解，其相互关系是它们具有等时性。⑷船渡河和拖船问题：①船渡河：它是