届高考第一轮复习物理基础知识.doc

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高中物理教科版基础知识

一轮复习基本概念、基本规律部分

第一章运动学

§1、描述运动的基本概念

一、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、转动和振动等运动形式．

二、参照物

为了研究物体的运动而假定为不动的物体，叫做参照物．

对同一个物体的运动，所选择的参照物不同，对它的运动的描述就会不同，灵活地选取参照物会给问题的分析带来简便；通常以地球为参照物来研究物体的运动．

三、质点

研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素，对问题的研究没有影响或影响可以忽略，为使问题简化，就用一个有质量的点来代替物体．用来代管物体的有质量的做质点．像这种突出主要因素，排除无关因素，忽略次要因素的研究问题的思想方法，即为理想化方法，质点即是一种理想化模型．

四、时刻和时间

时刻：

指的是某一瞬时．在时间轴上用一个点来表示．对应的是位置、速度、动量、动能等状态量．

时间：

是两时刻间的间隔．在时间轴上用一段长度来表示．对应的是位移、路程、冲量、功等过程量．时间间隔=终止时刻－开始时刻。

五、位移和路程

位移：

描述物体位置的变化，是从物体运动的初位置指向末位置的矢量．

路程：

物体运动轨迹的长度，是标量．只有在单方向的直线运动中，位移的大小才等于路程。

六、速度

描述物体运动的方向和快慢的物理量．

1．平均速度：

在变速运动中，物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度，即＝S/t，单位：

m／s，其方向与位移的方向相同．它是对变速运动的粗略描述．公式=（V0＋Vt）/2只对匀变速直线运动适用。

2．瞬时速度：

运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧．瞬时速度是对变速运动的精确描述．瞬时速度的大小叫速率，是标量．

七、匀速直线运动

1．定义：

在相等的时间里位移相等的直线运动叫做匀速直线运动．

2．特点：

a＝0，v=恒量．

3．位移公式：

S＝vt．

八、加速度

1、速度的变化：

△V=Vt－V0，描述速度变化的大小和方向，是矢量

2、加速度：

描述速度变化的快慢和方向的物理量，是速度的变化和所用时间的比值：

a＝ΔV/Δt，单位：

m／s2．加速度是矢量，它的方向与速度变化（ΔV）的方向相同．

3、速度、速度变化、加速度的关系：

①方向关系：

加速度的方向与速度变化的方向一定相同。

在直线运动中，若a的方向与V0的方向相同，质点做加速运动；若a的方向与V0的方向相反，质点做减速运动。

②大小关系：

V、△V、a无必然的大小决定关系。

§2、匀变速直线运动

一、匀变速直线运动

1、定义：

在相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫做匀变速直线运动．

2、特点：

a=恒量．

3、公式：

（1）vt=v0十at

（2）s=v0t＋½at2（3）vt2－v02=2as（4）s=．

说明：

（1）以上公式只适用于匀变速直线运动．

（2）四个公式中只有两个是独立的，即由任意两式可推出另外两式．四个公式中有五个物理量，而两个独立方程只能解出两个未知量，所以解题时需要三个已知条件，才能有解．（3）式中v0、vt、a、s均为矢量，方程式为矢量方程，应用时要规定正方向，凡与正方向相同者取正值，相反者取负值；所求矢量为正值者，表示与正方向相同，为负值者表示与正方向相反．通常将v0的方向规定为正方向，以v0的位置做初始位置．（4）以上各式给出了匀变速直线运动的普遍规律．一切匀变速直线运动的差异就在于它们各自的v0、a不完全相同，例如a＝0时，匀速直线运动；以v0的方向为正方向；a＞0时，匀加速直线运动；a＜0时，匀减速直线运动；a＝g、v0=0时，自由落体应动；a＝g、v0≠0时，竖直抛体运动．（5）对匀减速直线运动，有最长的运动时间t=v0/a，对应有最大位移s=v02/2a，若t＞v0/a，一般不能直接代入公式求位移。

4、推论：

（l）匀变速直线运动的物体，在任两个连续相等的时间里的位移之差是个恒量，

即ΔS＝SⅡ－SⅠ＝aT2=恒量．

（2）匀变速直线运动的物体，在某段时间内的平均速度，等于该段时间的中间时刻的瞬时速度，即==．

以上两推论在“测定匀变速直线运动的加速度”等学生实验中经常用到，要熟练掌握．

（3）初速度为零的匀加速直线运动（设T为等分时间间隔）：

①IT末、2T末、3T末……瞬时速度的比为Vl∶V2∶V3……∶Vn＝1∶2∶3∶……∶n；

②1T内、2T内、3T内……位移的比为Sl∶S2∶S3∶……Sn=12∶22∶32∶……∶n2；

③第一个T内，第二个T内，第三个T内……位移的比为SI∶SⅡ∶SⅢ∶……∶SN=l∶3∶5∶……∶（2n－1）；

④从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比t1∶t2∶t3∶……tn＝

解题指导：

1．要养成根据题意画出物体运动示意图的习惯。

特别对较复杂的运动，画出草图可使运动过程直观，物理图景清晰，便于分析研究。

2．要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特点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．本章的题目常可一题多解。

解题时要思路开阔，联想比较，筛选最简的解题方案。

解题时除采用常规的公式解析法外，图像法、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）等也是本章解题的常用的方法．

4、列运动学方程时，每一个物理量都要对应于同一个运动过程，切忌张冠李戴、乱套公式。

5、解题的基本思路：

审题一画出草图一判断运动性质一选取正方向（或建在坐标轴）一选用公式列方程一求解方程，必要时时结果进行讨论

§3、匀变速直线运动规律的应用

一、自由落体运动

物体只受重力作用所做的初速度为零的运动．

特点：

（l）只受重力；

（2）初速度为零．

规律：

（1）vt=gt；

（2）h=½gt2；（3）vt2=2gs；（4）s=；（5）；

二、竖直上抛

1、将物体沿竖直方向抛出，物体的运动为竖直上抛运动．抛出后只在重力作用下的运动。

其规律为：

（1）vt=v0－gt，

（2）s=v0t－½gt2（3）vt2－v02=－2gh

几个特征量：

最大高度h=v02／2g，运动时间t=2v0/g．

2．两种处理办法：

（1）分段法：

上升阶段看做末速度为零，加速度大小为g的匀减速直线运动，下降阶段为自由落体运动．

（2）整体法：

从整体看来，运动的全过程加速度大小恒定且方向与初速度v0方向始终相反，因此可以把竖直上抛运动看作是一个统一的减速直线运动。

这时取抛出点为坐标原点，初速度v0方向为正方向，则a=一g。

3．上升阶段与下降阶段的特点

（l）物体从某点出发上升到最高点的时间与从最高点回落到出发点的时们相等。

即t上=v0/g=t下所以，从某点抛出后又回到同一点所用的时间为t=2v0/g

（2）上把时的初速度v0与落回出发点的速度V等值反向，大小均为：

；即V=V0=

注意：

①以上特点适用于竖直上抛物体的运动过程中的任意一个点所时应的上升下降两阶段，因为从任意一点向上看，物体的运动都是竖直上抛运动，且下降阶段为上升阶段的逆过程．

②以上特点，对于一般的匀减速直线运动都能适用。

若能灵活掌握以上特点，可使解题过程大为简化．尤其要注意竖直上抛物体运动的时称性和速度、位移的正负。

§4、匀变速直线运动图象

一．对于运动图象要从以下几点来认识它的物理意义：

a．从图象识别物体运动的性质。

b．能认识图像的截距的意义。

C．能认识图像的斜率的意义。

d．能认识图线覆盖面积的意义。

e．能说出图线上一点的状况。

二．利用v一t图象，不仅可极为方便地证明和记住运动学中的一系列基本规律和公式，还可以极为简捷地分析和解答各种问题。

（1）s——t图象和v——t图象，只能描述直线运动——单向或双向直线运动的位移和速度随时间的变化关系，而不能直接用来描述方向变化的曲线运动。

（2）当为曲线运动时，应先将其分解为直线运动，然后才能用S—t或v一t图象进行描述。

1、位移时间图象

位移时间图象反映了运动物体的位移随时间变化的关系，匀速运动的S—t图象是直线，直线的斜率数值上等于运动物体的速度；变速运动的S－t图象是曲线，图线切线方向的斜率表示该点速度的大小．

2、速度时间图象

（1）它反映了运动物体速度随时间的变化关系．

（2）匀速运动的V一t图线平行于时间轴．

（3）匀变速直线运动的V—t图线是倾斜的直线，其斜率数值上等于物体运动的加速度．

（4）非匀变速直线运动的V一t图线是曲线，每点的切线方向的斜率表示该点的加速度大小．

§5、运动学典型问题及解决方法

一、相遇、追及与避碰问题

对于追及问题的处理，要通过两质点的速度比较进行分析，找到隐含条件（即速度相同时，而质点距离最大或最小）。

再结合两个运动的时间关系、位移关系建立相应的方程求解，必要时可借助两质点的速度图象进行分析。

避免相碰的临界条件———追到时速度相等

二、追击类问题的提示（临界条件的确定）

1．匀加速运动追击匀速运动，当二者速度相同时相距最远．

2．匀速运动追击匀加速运动，当二者速度相同时追不上以后就永远追不上了．此时二者相距最近．

3．匀减速直线运动追匀速运动，当二者速度相同时相距最近，此时假设追不上，以后就永远追不上了．

4．匀速运动追匀减速直线运动，当二者速度相同时相距最远．

5．匀加速直线运动追匀加速直线运动，应当以一个运动当参照物，找出相对速度、相对加速度、相对位移．

规律方法

追及问题的分析思路

（1）根据追赶和被追赶的两个物体的运动性质，列出两个物体的位移方程，并注意两物体运动时间之间的关系．

（2）通过对运动过程的分析，画出简单的图示，找出两物体的运动位移间的关系式．追及的主要条件是两个物体在追上时位置坐标相同．

（3）寻找问题中隐含的临界条件，例如速度小者加速追赶速度大者，在两物体速度相等时有最大距离；速度大者减速追赶速度小者，在两物体速度相等时有最小距离，等等．利用这些临界条件常能简化解题过程．

（4）求解此类问题的方法，除了以上所述根据追及的主要条件和临界条件解联立方程外，还有利用二次函数求极值，及应用图象法和相对运动知识求解．

第二章力

§1、力的概念三种性质力

一、力

1、定义：

力是物体对物体的作用

说明：

定义中的物体是指施力物体和受力物体，定义中的作用是指作用力与反作用力。

2、力的性质

①力的物质性：

力不能离开物体单独存在。

②力的相互性：

力的作用是相互的。

③力的矢量性：

力是矢量，既有大小也有方向。

④力的独立性：

一个力作用于物体上产生的效果与这个物体是否同时受其它力作用无关。

3、力的分类

①按性质分类：

重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等

②按效果分类：

拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等

③按研究对象分类：

内力和外力。

④按作用方式分类：

重力、电场力、磁场力等为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接触力。

说明：

性质不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性质相同的。

4、力的作用效果：

是使物体发生形变或改变物体的运动状态．

5、力的三要素是：

大小、方向、作用点．

6、力的图示：

用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法。

7、力的单位：

是牛顿，使质量为1千克的物体产生1米／秒2加速度力的大小为1牛顿．

二、重力

1、产生：

由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫重力．

说明：

重力是由于地球的吸引而产生的力，但它并不就等于地球时物体的引力．重力是地球对物体的万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球旋转所需的向心力。

由于物体随地球自转所需向心力很小，所以计算时一般可近似地认为物体重力的大小等于地球对物体的引力。

2、大小：

G＝mg（说明：

物体的重力的大小与物体的运动状态及所处的状态都无关）

3、方向：

竖直向下（说明：

不可理解为跟支承面垂直）．

4、作用点：

物体的重心．

5、重心：

重心是物体各部分所受重力合力的作用点．

说明：

（l）重心可以不在物体上．物体的重心与物体的形状和质量分布都有关系。

重心是一个等效的概念。

（2）有规则几何形状、质量均匀的物体，其重心在它的几何中心．质量分布不均匀的物体，其重心随物体的形状和质量分布的不同而不同。

（3）薄物体的重心可用悬挂法求得．

三、弹力

1、定义：

直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力．

2、产生条件：

直接接触，有弹性形变。

3、方向：

弹力的方向与施力物体的形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的物体上。

说明：

①压力、支持力的方向总是垂直于接触面（若是曲面则垂直过接触点的切面）指向被压或被支持的物体。

②绳的拉力方向总是沿绳指向绳收缩的方向。

③杆一端受的弹力方向不一定沿杆的方向。

4、大小：

①弹簧在弹性限度内，遵从胡克定律力F=kX。

②一根张紧的轻绳上的张力大小处处相等。

③非弹簧类的弹力是形变量越大，弹力越大，一般应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来计算。

四、摩擦力

1、定义：

当一个物体在另一个物体的表面上相对运动或有相对运动的趋势时，受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫摩擦力，可分为静摩擦力和动摩擦力。

2、产生条件：

①接触面粗糙；②相互接触的物体间有弹力；③接触面间有相对运动或相对运动趋势。

说明：

三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解

3、摩擦力的方向：

①静摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反。

②动摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动方向相反。

4、摩擦力的大小：

①静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0≤f≤fm，具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。

②滑动摩擦力的大小f＝μN。

说明：

滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关，只由动摩擦因数和正压力两个因素决定，而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关．

规律方法

1、对重力的正确认识

重力实际上是物体与地球间的万有引力的一部分（另一部分为物体绕地球旋转所需要的向心力）重力是非接触力。

非特别说明，凡地球上的物体均受到重力。

重力的大小：

G＝mg，g为当地的重力加速度g＝9.8m/s2，且随纬度和离地面的高度而变。

（赤道上最小，两极最大；离地面越高，g越小。

在地球表面近似有：

2、弹力方向的判断方法

（1）根据物体的形变方向判断：

弹力方向与物体形变方向相反，作用在迫使这个物体形变的那个物体上。

①弹簧两端的弹力方向是与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状方向；

②轻绳的弹力方向沿绳收缩的方向，离开受力物体；

③面与面，点与面接触时，弹力方向垂直于面（若是曲面则垂直于切面），且指向受力物体．

④球面与球面的弹力沿半径方向，且指向受力物体．

⑤轻杆的弹力可沿杆的方向，也可不沿杆的方向。

（2）根据物体的运动情况。

利用平行条件或动力学规律判断．

说明：

分析弹力：

找接触面（或接触点）→判断是否有挤压（假设法）→判断弹力的方向

§2、力的合成与分解

一．合力与分力

1、一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用所产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力．

2、合力与它的分力是力的效果上的一种等效替代关系。

二．力的合成与分解

1、求几个力的合力叫力的合成，求一个力的分力叫力的分解．

2、运算法则：

（1）平行四边形法则：

求两个互成角度的共点力F1，F2的合力，可以把F1，F2的线段作为邻边作平行四边形，它的对角线即表示合力的大小和方向；

（2）三角形法则：

求两个互成角度的共点力F1，F2的合力，可以把F1，F2首尾相接地画出来，把F1，F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力F的大小和方向；

（3）共点的两个力F1，F2的合力F的大小，与它们的夹角θ有关，θ越大，合力越小；θ越小，合力越大，合力可能比分力大，也可能比分力小，F1与F2同向时合力最大，F1与F2反向时合力最小，合力大小的取值范围是|F1－F2|≤F≤（F1＋F2）

（4）三个力或三个以上的力的合力范围在一定的条件下可以是：

0≤F≤|F1+F2＋…Fn|

三．力的分解计算

力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形法则，两个分力的合力是唯一确定的，而一个已知力可以分解为大小、方向不同的分力，即一个力的两个分力不是唯一的，要确定一个力的两个分力，应根据具体条件进行。

1、按力产生的效果进行分解

2、按问题的需要进行分解

具体问题的条件有：

①已确定两个分力的大小，可求得分力的方向。

②已确定两个分力的方向，可求得分力的大小。

③已确定一个分力的大小和方向，可求得另上个分力的大小和方向。

④已确定一个分力的大小和另一个分力的方向，可求得一个分力的大小和另一个分力的方向。

四、正交分解法

物体受到多个力作用时求其合力，可将各个力沿两个相互垂直的方向直行正交分解，然后再分别沿这两个方向求出合力，正交分解法是处理多个力作用用问题的基本方法，步骤为：

①正确选择直角坐标系，一般选共点力的作用点为原点，水平方向或物体运动的加速度方向为X轴，使尽量多的力在坐标轴上。

②正交分解各力，即分别将各力投影在坐标轴上，分别求出坐标轴上各力投影的合力。

Fx=F1x＋F2x＋…＋FnxFy=F1y＋F2y＋…＋Fny

③共点力合力的大小为F=，合力方向与X轴夹角

§3、物体的受力分析（隔离法与整体法）

知识目标

一、物体受力分析方法

把指定的研究对象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力图，就是受力分析。

对物体进行正确地受力分析，是解决好力学问题的关键。

1、受力分析的顺序：

先找重力，再找接触力（弹力、摩擦力），最后分析其它力（场力、浮力等）

2、受力分析的几个步骤．

①灵活选择研究对象：

也就是说根据解题的目的，从体系中隔离出所要研究的某一个物体，或从物体中隔离出某一部分作为单独的研究对象，对它进行受力分析．

所选择的研究对象要与周围环境联系密切并且已知量尽量多；对于较复杂问题，由于物体系各部分相互制约，有时要同时隔离几个研究对象才能解决问题．究竟怎样选择研究对象要依题意灵活处理．

②对研究对象周围环境进行分析：

除了重力外查看哪些物体与研究对象直接接触，对它有力的作用．凡是直接接触的环境都不能漏掉分析，而不直接接触的环境千万不要考虑进来．然后按照重力、弹力、摩擦力的顺序进行力的分析，根据各种力的产生条件和所满足的物理规律，确定它们的存在或大小、方向、作用点．

③审查研究对象的运动状态：

是平衡态还是加速状态等等，根据它所处的状态有时可以确定某些力是否存在或对某些力的方向作出判断．

④根据上述分析，画出研究对象的受力分析图；把各力的方向、作用点（线）准确地表示出来．

3、受力分析的三个判断依据：

①从力的概念判断，寻找施力物体；

②从力的性质判断，寻找产生原因；

③从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态。

二、隔离法与整体法

1、整体法：

以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。

在许多问题中可以用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力。

2、隔离法：

把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分根据地，分别列出方程，再联立求解的方法。

3、通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。

有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用

§4、共点力作用下的物体的平衡

一．共点力

物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫共点力．

二、平衡状态

物体保持静止或匀速运动状态（或有固定转轴的物体匀速转动）．

说明：

这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的速度为零，仅速度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体速度为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零．

三、共点力作用下物体的平衡条件

物体受到的合外力为零．即F合=0

说明；①三力汇交原理：

当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时，这三个力必交于一点；

①物体受到N个共点力作用而处于平衡状态时，取出其中的一个力，则这个力必与剩下的（N-1）个力的合力等大反向。

②若采用正交分解法求平衡问题，则其平衡条件为：

FX合=0，FY合=0；

四、平衡的临界问题

由某种物理现象变化为另一种物理现象或由某种物理状态变化为另一种物理状态时，发生转折的状态叫临界状态，临界状态可以理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态。

平衡物体的临界状态是指物体所处的平衡状态将要发生变化的状态。

往往利用“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。

五、平衡的极值问题

极值是指研究平衡问题中某物理量变化情况时出遭到的最大值或最小值。

可分为简单极值问题和条件极值问题。

规律方法

1、用平衡条件解题的常用方法

（1）力的三角形法

物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零．利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力．

（2）力的合成法

物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必跟第三个力等大反向，可利用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解．

（3）正交分解法

将各个力分别分解到X轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡．值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力．

2、动态平衡问题的分析

在有关物体平衡问题中，存在着大量的动态平衡问题，所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态．解动态问题的关键是抓住不变量，依据不变的量来确定其他量的变化规律，常用的分析方法有解析法和图解法．

3、解决临界问题的方法

临界问题：

某种物理现象变化为另一种物理现象或物体从某种特性变化为另一种特性时，发生的转折状态为临界状态。

临界状态也可理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态，平衡物体的临界状态是指物体所处平衡状态将要变化的状态，涉及临界状态的问题叫临界问题，解决这类问题一定要注意“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。

在研究物体的平衡时，经常遇到求物理量的取值范围问题，这样涉及到平衡问题的临界问题，解决这类问题的基本方法是假设推理法，即先假设怎样，然后再根据平衡条件及有关知识列方程求解。

平衡问题中极值的求法

极值：

是指研究平衡问题中某物理量变化情况时出现的最大值或最小值。

中学物理的极值问题可分为简单极值问题和条件，区分的依据就是是否受附加条件限制。

若受附加条件限制，则为条件极值。

第三章牛顿定律

§1、牛顿第一、第三定律

一、牛顿第一定律

1、内容：

一切物体总保持