人教版高中物理必修一知识点超详细总结带经典例题及解析.docx

1、人教版高中物理必修一知识点超详细总结带经典例题及解析高中物理必修一知识点 运动学问题是力学部分的基础之一， 在整个力学中的地位是非常重要的， 本章是讲运动 的初步概念，描述运动的位移、速度、加速度等，贯穿了几乎整个高中物理内容，尽管在前 几年高考中单纯考运动学题目并不多， 但力、 电、磁综合问题往往渗透了对本章知识点的考 察。近些年高考中图像问题频频出现， 且要求较高， 它属于数学方法在物理中应用的一个重 要方面。第一章 运动的描述专题一：描述物体运动的几个基本本概念 知识梳理1机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括 平动、转动和振动等形式。2参考系：被假

2、定为不动的物体系。对同一物体的运动， 若所选的参考系不同， 对其运动的描述就会不同， 通常以地球为参 考系研究物体的运动。3质点：用来代替物体的有质量的点。它是在研究物体的运动时，为使问题简化，而引入 的理想模型。仅凭物体的大小不能视为质点的依据，如： 公转的地球可视为质点， 而比赛中 旋转的乒乓球则不能视为质点。 物体可视为质点主要是以下三种情形：(1)物体平动时；(2)物体的位移远远大于物体本身的限度时；(3)只研究物体的平动，而不考虑其转动效果时。4时刻和时间(1)时刻指的是某一瞬时，是时间轴上的一点，对应于位置、瞬时速度、动量、动能等 状态量，通常说的“2 秒末”，“速度达 2m/s

3、时”都是指时刻。(2)时间是两时刻的间隔， 是时间轴上的一段。 对应位移、 路程、 冲量、 功等过程量 通 常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。5位移和路程(1)位移表示质点在空间的位置的变化，是矢量。位移用有向线段表示，位移的大小等 于有向线段的长度， 位移的方向由初位置指向末位置。 当物体作直线运动时， 可用带有正负 号的数值表示位移，取正值时表示其方向与规定正方向一致，反之则相反。(2)路程是质点在空间运动轨迹的长度，是标量。在确定的两位置间，物体的路程不是 唯一的，它与质点的具体运动过程有关。(3)位移与路程是在一定时间内发生的，是过程量，二者都与参考系的选取有关。一般 情况下，位

4、移的大小并不等于路程，只有当质点做单方向直线运动时，二者才相等。 6速度(1)速度：是描述物体运动方向和快慢的物理量。(2)瞬时速度：运动物体经过某一时刻或某一位置的速度，其大小叫速率。(3)平均速度：物体在某段时间的位移与所用时间的比值，是粗略描述运动快慢的。 平均速度是矢量，方向与位移方向相同。平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关。v= s是平均速度的定义式，适用于所有的运动， t(4). 平均速率：物体在某段时间的路程与所用时间的比值，是粗略描述运动快慢的。 平均速率是标量。s v= 是平均速率的定义式，适用于所有的运动。 t平均速度和平均速率往往是不等的，只有物体做无往复的直线运动时

5、二者才相等。 例题评析【例 1】物体沿直线向同一方向运动，通过两个连续相等的位移的平均速度分别为 v1=10m/s和 v2=15m/s ，则物体在这整个运动过程中的平均速度是多少？【分析与解答】设每段位移为 s，由平均速度的定义有 点评 一个过程的平均速度与它在这个过程中各阶段的平均速度没有直接的关系， 因此要根据平均速度的定义计算，不能用公式 v=(v 0+vt)/2 ，因它仅适用于匀变速直线运动。【例 2】一质点沿直线 ox 方向作加速运动，它离开 o 点的距离 x 随时间变化的关系为 x=5+2t 3(m) ，它的速度随时间变化的关系为 v=6t 2(m/s) ，求该质点在 t=0 到

6、t=2s 间的平均 速度大小和 t=2s 到 t=3s 间的平均速度的大小。【分析与解答】当 t=0 时，对应 x0=5m，当 t=2s 时，对应 x2=21m，当 t=3s 时，对应 x3 =59m， 则 :t=0 到 t=2s 间的平均速度大小为 v x2 x0 =8m/sv1 2t=2s 到 t=3s 间的平均速度大小为 v2 x3 x2 =38m/s21 点评 只有区分了求的是平均速度还是瞬时速度，才能正确地选择公式。【例 3】一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过，当他听到飞机的发动机声音从头顶正上方 传来时，发现飞机在他前上方与地面成 600 角的方向上，据此可估算出此飞机的速度约为声

7、速的多少倍？【分析与解答】设飞机在头顶上方时距人 h，则人听到声音时飞机走的距离为： 3h/3 对声音： h=v 声 t对飞机： 3 h/3=v 飞 t解得： v 飞= 3v 声/3 0.58v 声 点评 此类题和实际相联系， 要画图才能清晰地展示物体的运动过程， 挖掘出题中的隐含条 件，如本题中声音从正上方传到人处的这段时间内飞机前进的距离， 就能很容易地列出方程 求解。知识梳理1加速度是描述速度变化快慢的物理量。2速度的变化量与所需时间的比值叫加速度。3公式： a=vt v0 ，单位： m/s2是速度的变化率。 t4加速度是矢量，其方向与 v 的方向相同。5 注意 v, v, v 的区别和

8、联系。 v 大，而 v 不一定大，反之亦然。 tt例题评析【例 4】一物体做匀变速直线运动， 某时刻速度大小为 v1=4m/s，1S 后速度大小为 v2=10m/s， 在这 1S 内该物体的加速度的大小为多少？【分析与解答】根据加速度的定义， a vt v0 题中 v0=4m/s， t=1st当 v2与 v1同向时，得 a1 10 4 =6m/s2 当 v2与 v1反向时，得 a2 10 4 =-14m/s1 1 2 1 点评 必须注意速度与加速度的矢量性，要考虑 v1、v2 的方向。【例 5】某著名品牌的新款跑车拥有极好的驾驶性能， 其最高时速可达 330km/h，0 100km/h 的加速

9、时间只需要 3.6s ，0200km/h 的加速时间仅需 9.9s ，试计算该跑车在 0 100km/h 的加速过程和 0 200km/h 的加速过程的平均加速度。分析与解答】 : 根据 a vt v0 t专题三 . 运动的图线知识梳理1.表示函数关系可以用公式， 也可以用图像。 学中， 在电磁学中、 热学中也是经常用到的。 系。图像也是描述物理规律的重要方法， 不仅在力 图像的优点是能够形象、 直观地反映出函数关（s t 图） 和2.位移和速度都是时间的函数，因此描述物体运动的规律常用位移一时间图像3.对于图像要注意理解它的物理意义，即对图像的纵、横轴表示的是什么物理量，图线的 斜率、截距代

10、表什么意义都要搞清楚。形状完全相同的图线，在不同的图像 （ 坐标轴的物理量不同 ） 中意义会完全不同。4.下表是对形状一样的 S一t 图和v一t图意义上的比较。S 一 t 图v 一 t 图表示物体做匀速直线运动（ 斜率表示速度 v）表示物体静止表示物体向反方向做匀速直线运动 交点的纵坐标表示三个运动质点相 遇时的位移t l 时刻物体位移为 s1表示物体做匀加速直线运动 （ 斜率表示加速度 a）表示物体做匀速直线运动表示物体做匀减速直线运动交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速度t 1时刻物体速度为 v1（图中阴影部分面积表示质点 在Ot 1时间内的位移 ）例题评析【例 6】 右图为某物体做匀变速

11、直线运动的图像，求： （ 1）该物体 3s 末的速度。（2）该物体的加速度。（ 3）该物体前 6s 内的位移。【分析与解答】 : （ 1）由图可直接读出 3s 末的速度为 6m/s。（2）at 图中图线的斜率表示加速度，故 加速度为1（3）at 图中图线与 t 轴所围面积表示位移， 故位移为 S 3 6 6 （9 3）m 36m 。2 点评 这部分内容关键要掌握速度 - 时间图象及位移时间图象的意义 , 包括载距 , 斜率 , 相交等 .第二章 探究匀变速运动的规律近年高考考查的重点是匀变速直线运动的规律及 v-t 图像。 本章知识较多与牛顿运动 定律、电场中带电粒子的运动等知识结合起来进行考

12、察。 近年试题的内容与现实生活和生产 实际的结合逐步密切。专题一: 自由落体运动知识梳理1定义： 物体从静止开始下落，并只受重力作用的运动。12规律：初速为 0 的匀加速运动，位移公式： h gt 2 ，速度公式： v=gt，相等位移上的时间比3两个重要 比值： 相等 时间内的位移 比 1：3： 51:( 2 1):( 3 2)例题评析【例 1】建筑工人安装塔手架进行高空作业，有一名建筑工人由于不慎将抓在手中的一根 长 5m 的铁杆在竖直状态下脱落了，使其做自由落体运动，铁杆在下落过程中经过某一楼层 面的时间为 0.2s ，试求铁杆下落时其下端到该楼层的高度？（ g10m/s 2，不计楼层面的

13、厚度）【分析与解答】 铁杆下落做自由落体运动， t 也就是杆的上端到达该楼层下落时间 度为 h，则由自由落体公式可得到：h 1 gtB22h 5 12 gt A2t A t B t专题二 : 匀变速直线运动的规律 知识梳理1. 常用的匀变速运动的公式有 : 1 vt=v0+at22 s=v 0t+at 2/23 vt 2=v02+2as4 v v0 vt vt /22S=(v 0+vt )t/25 s aT 2（1）说明：上述各式有 V0， Vt， a，s，t 五个量，其中每式均含四个量，即缺少一个量， 在应用中可根据已知量和待求量选择合适的公式求解。 式中 T 表示连续相等时间的时间间隔。（

14、 2）上述各量中除 t 外其余均矢量，在运用时一般选择取 v0 的方向为正方向，若该量与v0 的方向相同则取为正值，反之为负。对已知量代入公式时要带上正负号， 对未知量一般假设为正，若结果是正值，则表示与 v0 方向相同，反之则表示与 V0 方向相反。另外，在规定 v0方向为正的前提下，若 a 为正值，表示物体作加速运动，若 a 为负值， 则表示物体作减速运动； 若 v 为正值，表示物体沿正方向运动，若 v 为负值，表示物体沿反 向运动； 若 s 为正值， 表示物体位于出发点的前方， 若 S 为负值， 表示物体位于出发点之后。（3）注意：以上各式仅适用于匀变速直线运动， 包括有往返的情况， 对

15、匀变速曲线运动和 变加速运动均不成立。 例题评析【例 3】 跳伞运动员作低空跳伞表演，当飞机离地面 224 m 时，运动员离开飞机在竖直方向做自由落体运动 .运动一段时间后，立即打开降落伞，展伞后运动员以 12.5 m/s 2 的平均加速度匀减速下降 .为了运动员的安全，要求运动员落地速度最大不得超过 5 m/s. 取g=10 m/s2. 求：1）运动员展伞时，离地面的高度至少为多少 ?着地时相当于从多高处自由落下（ 2）运动员在空中的最短时间为多少 ?【分析与解答】 ：运动员跳伞表演的过程可分为两个阶段，即降落伞打 开前和打开后 . 由于降落伞的作用，在满足最小高度且安全着地的条件下， 可认

16、为 vm=5 m/s 的着地速度方向是竖直向下的，因此求解过程中只考虑其竖 直方向的运动情况即可 . 在竖直方向上的运动情况如图所示 .（ 1）由公式 vT2 v02 2as 可得 第一阶段： v 2gh1 第二阶段： v2 vm2 2ah2又 h1 h2 H解式可得展伞时离地面的高度至少为 h299 m.12（ 2）由公式 s=v0t 1 at 2可得：2第一阶段： h1 1 gt 122第二阶段： h2 vt 2 1 at 22又 t =t 1 t 2 解式可得运动员在空中的最短时间为 t=8.6 s.说明：简要地画出运动过程示意图，并且在图上标出相对应的过程量和状态量，不仅能使较复杂的物

17、理过程直观化，长期坚持下去，更能较快地提高分析和解决较复杂物理问题的能力 .【例 4】 以速度为 10 m/s 匀速运动的汽车在第 2 s 末关闭发动机，以后为匀减速运动， 第 3 s 内平均速度是 9 m/s，则汽车加速度是 m/s2，汽车在 10 s 内的位移是 m.分析与解答】 ：第3 s 初的速度 v010 m/s，第 3.5 s 末的瞬时速度 vt=9 m/s推论（ 2） 所以汽车的加速度：vt v0 9 10 2 2 a= = m/s 2 m/st 0.5“”表示 a 的方向与运动方向相反 汽车关闭发动机后速度减到零所经时间：t20 v0 =0 10 s=5 s s1 ，所以乙车能

18、追上甲车。【例 6】一辆摩托车行驶的最大速度为 30m/s。现让该摩托车从静止出发，要在 4 分钟内追上它前方相距 1 千米、 正以 25m/s 的速度在平直公路上行驶的汽车， 则该摩托车行驶时， 至 少应具有多大的加速度？【分析与解答】 ：假设摩托车一直匀加速追赶汽车。则：1at 2 V0t+S 0 , （ 1 ）摩托车追上汽车时的速度：V = at = 0.24 240 = 58 （m/s） , （ 3 ）因为摩托车的最大速度为 30m/s ，所以摩托车不能一直匀加速追赶汽车。 应先匀加速到最大速度再匀速追赶。. 特别对较复杂的运动，画出草总结：（ 1）要养成根据题意画出物体运动示意图的习

19、惯 图可使运动过程直观，物理图景清晰，便于分析研究 .（2）要注意分析研究对象的运动过程，搞清整个运动过程按运动性质的转换可分为哪 几个运动阶段，各个阶段遵循什么规律，各个阶段间存在什么联系 .（3）由于本章公式较多，且各公式间有相互联系，因此，本章的题目常可一题多解 解题时要思路开阔， 联想比较， 筛选最简捷的解题方案 . 解题时除采用常规的公式解析法外， 图象法、比例法、极值法、逆向转换法 （如将一匀减速直线运动视为反向的匀加速直线运动） 等也是本章解题中常用的方法 .第三章 相互作用本章内容是力学的基础， 也是贯穿于整个物理学的核心内容。 本章从力的基本定义出发， 通过研究重力、弹力、摩

20、擦力，逐步认识力的物质性、力的矢量性、力的相互性，并通过受 力分析， 分析物体所处的状态或从物体所处的平衡状态， 分析物体的受力情况。 物体的受力 分析法是物理学重要的分析方法。 由于它的基础性和重要性， 决定了这部分知识在高考中的 重要地位。本章知识的考查重点是： 三种常见力， 为每年高考必考内容，明年乃至许多年后，仍 将是频繁出现的热点。 力的合成与分解、 共点力的平衡等在高考中或单独出现或与动力学、 电磁学等相结合，或选择或计算论述，或易或难，都要出现。专题一 : 力的概念、重力和弹力 知识梳理要对力有深刻的理解，应从以下几个方面领会力的概念。1力的本质(1)力的物质性：力是物体对物体的

21、作用。提到力必然涉及到两个物体一施力物体和 受力物体，力不能离开物体而独立存在。有力时物体不一定接触。(2)力的相互性：力是成对出现的，作用力和反作用力同时存在。作用力和反作用力总 是等大、反向、共线，属同性质的力、分别作用在两个物体上，作用效果不能抵消 .(3)力的矢量性：力有大小、方向，对于同一直线上的矢量运算，用正负号表示同一直 线上的两个方向， 使矢量运算简化为代数运算； 这时符号只表示力的方向， 不代表力的大小。(4)力作用的独立性：几个力作用在同一物体上，每个力对物体的作用效果均不会因其 它力的存在而受到影响，这就是力的独立作用原理。2力的作用效果力对物体作用有两种效果：一是使物体

22、发生形变 _，二是改变物体的运动状态。这两种效果可各自独立产生，也可能同时产生。通过力的效果可检验力的存在。3力的三要素：大小、方向、作用点完整表述一个力时，三要素缺一不可。当两个力 F 1、 F2 的大小、方向均相同时，我们说 F1=F2，但是当他们作用在不同物体上或作用在同一物体上的不同点时可以产生不同的效 果。力的大小可用弹簧秤测量，也可通过定理、定律计算，在国际单位制中，力的单位是 牛顿，符号是 N。4力的图示和力的示意图(1)力的图示：用一条有向线段表示力的方法叫力的图示，用带有标度的线段长短表示 大小，用箭头指向表示方向，作用点用线段的起点表示。(2)力的示意图：不需画出力的标度，

23、只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向。 5力的分类(1)性质力：由力的性质命名的力。如；重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子 力等。(2)效果力：由力的作用效果命名的力。如：拉力、压力、支持力、张力、下滑力、分 力：合力、动力、阻力、冲力、向心力、回复力等。6重力(1)重力的产生： 重力是由于地球的吸收而产生的 , 重力的施力物体是地球。( 2)重力的大小：1 由 G=mg计算， g 为重力加速度，通常在地球表面附近， g 取 9.8 米秒 2，表示质量 是 1 千克的物体受到的重力是 9.8 牛顿。2 由弹簧秤测量：物体静止时弹簧秤的示数为重力大小。( 3)重力的方向： 重力的方向总是

24、竖直向下的，即与水平面垂直，不一定指向地心 . 重力是矢量。( 4)重力的作用点重心1 物体的各部分都受重力作用，效果上 , 认为各部分受到的重力作用都集中于一点，这 个点就是重力的作用点，叫做物体的重心。2 重心跟物体的质量分布、物体的形状有关，重心不一定在物体上。 质量分布均匀、 形状规则的物体其重心在物体的几何中心上。( 5)重力和万有引力重力是地球对物体万有引力的一个分力， 万有引力的另一个分力提供物体随地球自转的 向心力， 同一物体在地球上不同纬度处的向心力大小不同， 但由此引起的重力变化不大， 一 般情况可近似认为重力等于万有引力，即： mg=GMm/2R。除两极和赤道外，重力的方

25、向并不指向地心。重力的大小及方向与物体的运动状态无关， 在加速运动的系统中， 例如： 发生超重和失 重的现象时，重力的大小仍是 mg7弹力1产生条件：(1)物体间直接接触；(2)接触处发生形变 ( 挤压或拉伸 ) 。2 弹力的方向： 弹力的方向与物体形变的方向相反，具体情况如下：(1)轻绳只能产生拉力，方向沿绳指向绳收缩的方向 .(2)弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线。(3) 轻杆既可产生压力，又可产生拉力，且方向沿杆。 3弹力的大小 弹力的大小跟形变量的大小有关。1 弹簧的弹力，由胡克定律 F=kx,k 为劲度系数， 由本身的材料、 长度、截面积等决定，x 为形变量，即弹簧伸缩后的长度

26、L 与原长 Lo 的差： x=|L-L 0| ，不能将 x 当作弹簧的长度 L 2 一般物体所受弹力的大小， 应根据运动状态， 利用平衡条件和牛顿运动定律计算， 例2 小车的例子就说明这一点。 例题评析【例 1】下列关于力的说法中，正确的是 ( )A 只有相互接触的两物体之间才会产生力的作用B 力是不能离开物体而独立存在的，一个力既有施力物体，又有受力物体C 一个物体先对别的物体施加力后，才能受到反作用力D 物体的施力和受力是同时的【分析与解答】 力是物体间的相互作用， 不一定发生在直接接触的物体间， 直接接触而发 生的作用叫接触力，如弹力、摩擦力；通过场发生的作用叫场力，如重力、电场力、磁场

27、力 等。物体的施力和受力不分先后，总是同时的。正确答案为 B、 D【例 2】关于物体的重心，以下说法正确的是A 物体的重心一定在该物体上B 形状规则的物体，重心就在其中心处C 用一根悬线挂起的物体静止时，细线方向一定通过物体的重心D重心是物体上最重的一点【分析与解答】 重心是物体各部分的重力的合力的作用点， 薄板物体的重心位置可以 用悬挂法确定， 其他形状的物体重心位置也可以用悬挂法想象的讨论。 重心不一定在物体上，也当然不是物体中最、重的一点，故 AB错， ( 如一根弯曲的杆，其重心就不在杆上 ) 用悬线挂起物体处于静止时，由二力平衡原理知细线拉力必与重力等大、反向、共线，故 C 正确。【例 3】如图所示，小车上固定一根折成 角的曲杆，杆的另一端一固定一质量为 m的球，则当小车静止时和以加速度 a 向右加速运动时杆对球的弹力大小及方向如何 ?【分析与解答】当小车静止时，根据物体平衡条件可知，杆