知识点和典型例题高中物理必修1.docx

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知识点和典型例题高中物理必修1

高中物理必修1知识点复习及典型例题

知识点一、运动描述、运动学规律的应用

一、质点、参考系、坐标系

【例1】（2015云南景洪三中期末）在研究下述运动时，能把物体看作质点的是（）

A．研究空中跳水动作的跳水运动员

B．研究飞往火星的宇宙飞船最佳运行轨道

C．研究地球自转

D．研究一列火车通过长江大桥所需的时间

针对训练（2015安庆二中期末）下列关于质点的叙述中正确的是（）

A．质点就是一个有质量的几何点

B．原子因为很小，所以原子就是一个质点

C．地球的质量和体积都很大，所以当然不能看做质点

D．质点是物理学上常用的忽略次要因素而抽象出的理想化物理模型

二、描述运动的物理量

1、速度与速率

速度是描述物体运动快慢和方向的物理量，是矢量，速率是描述物体运动快慢的物理量．

（1）速度

平均速度＝

.

瞬时速度是当时间趋近于零时的平均速度的极限值．

（2）速率

平均速率＝

.

瞬时速率是指瞬时速度的大小，常称为速率．

2、加速度

（1）定义：

速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值．即a＝

.

（2）单位：

国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2或m¡¤s-2.

（3）加速度方向与速度方向的关系

加速度的方向：

加速度的方向与速度变化量的方向相同．

加速度方向与速度方向的关系：

在直线运动中，如果速度增大，加速度的方向与速度的方向相同；如果速度减小，加速度的方向与速度的方向相反．

3、关于速度v、速度变化量¦¤v与加速度a的理解

（1）速度描述物体运动的快慢；速度变化量是末速度与初速度的矢量差；加速度是速度变化量与所用时间的比值，它描述速度变化的快慢，也称为速度的变化率．

（2）速度v、速度变化量¦¤v、加速度a三者的大小无必然联系．

速度大，加速度不一定大，速度变化量也不一定大；速度小，加速度不一定小，速度变化量也不一定小．

速度变化量大，加速度不一定大；速度变化量小，加速度不一定小．

（3）速度的方向是物体的运动方向，速度变化量的方向是加速度的方向，加速度与速度的方向关系决定了物体做加速运动还是减速运动．

当加速度与速度同向时，物体做加速直线运动．

当加速度与速度反向时，物体做减速直线运动．

【例2】（2015云南景洪三中期末）下列所描述的直线运动，不可能的是（）

A．速度变化很小，加速度很大

B．速度越来越大，加速度越来越小

C．速度变化越来越快，加速度越来越小

D．某瞬间速度为零，加速度很大

针对训练（2015福州八中期末）关于速度、速度改变量和加速度，正确的说法是（）

A．物体运动的速度改变量越大，它的加速度一定越大

B．物体运动的速度发生变化时，加速度也一定变化

C．运动物体的加速度减小时，它的速度也一定随着减小

D．物体的加速度越大，速度一定变化得越快

三、匀变速直线运动的公式及应用

匀变速直线运动的常用公式：

1．速度v与时间t的关系式：

v＝v0＋at.

2．位移与时间的关系：

x＝v0t＋

at2

3．匀变速直线运动的速度与位移关系式：

v2－v

＝2ax.

注意：

v、v0、a、x都是矢量，一般以v0方向为正方向，其余物理量与正方向相同的为正，与正方向相反的为负．

要理解好各个物理量的含义及其对应的关系．公式涉及v、v0、a、x、t这5个量，原则上已知三个量可求另外两个量，可以解决所有的匀变速直线运动的问题．

解决运动学问题的基本思路为：

审题¡ú画过程草图¡ú判断运动性质¡ú选取正方向（或选取坐标轴）¡ú选用公式列方程¡ú求解方程，必要时对结果进行讨论．

【例3】（2015甘肃天水一中期末）一小汽车由静止开始匀加速启动，加速度a=2.5m/s2，其最大速度为vm=3m/s，试求它在t=5s内发生的位移。

针对训练（2015云南玉溪一中期末）某航母跑道长200m。

飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s2，起飞需要的最小速度为50m/s。

那么，飞机在滑行前，需要借助弹射系统获得的最小初速度为（）

A．20m/sB．15m/sC．10m/sD．5m/s

四、匀变速直线运动的基本推论的应用

1．平均速度公式：

，即某段时间内平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度；

，即某段时间内的平均速度等于初、末速度的平均值．

2．在连续相等时间间隔T内的位移之差为一恒定值，即Δx＝aT2.

【例4】（2015安庆二中期末）做初速度不为零的匀加速直线运动的物体，在时间T内通过位移S1到达A点，接着在时间T内又通过位移S2到达B点，则以下判断不正确的是（）

A．物体在A点的速度大小为

B．物体运动的加速度为

C．物体运动的加速度为

D．物体在B点的速度大小为

针对训练（2015四川资阳期末）某人在零时刻开始观察一个正在做匀加速直线运动的物体，现在测出了第3s内及第7s内的位移，根据上述已知条件（）

A．能够求出任意一段时间内的位移

B．不能求出任意一段时间内的位移

C．不能求出任一时刻的瞬时速度

D．能够求出任一时刻的瞬时速度

知识点二图像和追及相遇问题

一、x-t图像的理解及意义

首先要学会识图．识图就是通过¡°看¡±寻找规律及解题的突破口．为方便记忆，这里总结为六看：

一看¡°轴¡±，二看¡°线¡±，三看¡°斜率¡±，四看¡°面¡±，五看¡°截距¡±，六看¡°特殊值¡±．

（1）¡°轴¡±：

纵、横轴所表示的物理量，x－t图象纵轴是位移x。

（2）¡°线¡±：

从线反映运动性质，x－t图象为倾斜直线表示匀速运动。

（3）¡°斜率¡±：

¡°斜率¡±往往代表一个物理量．x－t图象斜率表示速度。

（4）¡°面¡±即¡°面积¡±：

主要看纵、横轴物理量的乘积有无意义．x－t图象面积无意义。

（5）¡°截距¡±：

初始条件、初始位置x0。

（6）¡°特殊值¡±：

x－t图象交点表示相遇。

【例1】（2015安庆二中期末）A、B两质点从同一地点运动的x﹣t图象如图所示，下列说法中正确的是（）

A．A、B两质点在4s末速度相等

B．前4s内A、B之间距离先增大后减小，4s末两质点相遇

C．前4s内A、B之间距离先减小后增大，4s末两质点相遇

D．A质点一直做匀速运动，B质点先加速后减速，8s末回到出发点

针对训练（2015黑龙江大庆铁人中学期末）聪聪同学讲了一个龟兔赛跑的故事，按照故事情节，明明同学画出了兔子和乌龟的位移图像如图所示。

下列说法错误的是（）

A．故事中的兔子和乌龟是在同一地点同时出发的

B．乌龟做的是匀速直线运动

C．兔子和乌龟在比赛途中相遇两次

D．乌龟先通过预定位移到达终点

二、v-t图像的理解及意义

首先要学会识图．识图就是通过¡°看¡±寻找规律及解题的突破口．为方便记忆，这里总结为六看：

一看¡°轴¡±，二看¡°线¡±，三看¡°斜率¡±，四看¡°面¡±，五看¡°截距¡±，六看¡°特殊值¡±．

（1）¡°轴¡±：

纵、横轴所表示的物理量，v－t图象纵轴是速度v。

（2）¡°线¡±：

从线反映运动性质，v－t图象为倾斜直线表示匀变速运动。

（3）¡°斜率¡±：

¡°斜率¡±往往代表一个物理量，v－t图象斜率表示加速度。

（4）¡°面¡±即¡°面积¡±：

主要看纵、横轴物理量的乘积有无意义．v－t图象与t轴所围面积表示位移。

（5）¡°截距¡±：

初始条件、初速度v0.

（6）¡°特殊值¡±：

如交点，v－t图象交点表示速度相等（不表示相遇）。

【例2】（2015云南玉溪一中期末）质点直线运动的

图象如图所示，该质点（）

A．在2s末速度方向发生改变

B．在4s末加速度方向发生改变

C．在前4s内的位移为零

D．在前4s内的平均速度为1m/s

针对训练（2015福州八中期末）小球从空中自由下落，与水平地面第一次相碰后又弹到空中某一高度，其速度v随时间t变化的关系如图所示。

若g=10m/s2，则（）

A．小球第一次反弹后离开地面的速度大小为5m/s

B．小球反弹起的最大高度为0.45m

C．碰撞前后速度改变量的大小为2m/s

D．小球是从2.5m高处自由下落的

三、运动学规律在行车问题中的应用

对于汽车刹车这一类减速运动问题，一定要注意¡°时间陷阱¡±，因为在利用公式x＝v0t＋

at2时，只要知道了v0、a、t，原则上是可以计算出位移的，但在实际问题中，告诉的时间往往超过减速到零所用的时间，所以利用上述公式时往往容易出错．

解答这类问题的基本思路是

1．先确定刹车时间．若车辆从刹车到速度减到零所用的时间为T，则由公式v＝v0－aT（其中v＝0）可计算出刹车时间T＝

.

2．将题中所给出的已知时间t与T比较．若T

at2进行计算时，公式中的时间应为T；若T>t，则在利用以上公式进行计算时，公式中的时间应为t.

【例3】（2015安庆二中期末）汽车以20m/s的速度在平直公路上行驶，急刹车时的加速度大小为5m/s2，则自驾驶员急踩刹车开始，2s与5s时汽车的位移之比为（）

A．5∶4B．4∶5C．3∶4D．4∶3

针对训练（2015湖北武汉二中期末）酒后驾驶会导致许多安全隐患，其中之一是驾驶员的反应时间变长，“反应时间”是指驾驶员从发现情况到开始采取制动的时间．下表中“反应距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离；“刹车距离”是指驾驶员从踩下刹车踏板制动到汽车停止的时间内汽车行驶的距离．分析上表可知，下列说法正确的是（）

速度

反应距离

刹车距离

正常

酒后

正常

酒后

15m/s

6m

12m

15m

15m

A．驾驶员正常情况下反应时间为1.0s

B．驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5s

C．汽车刹车时，加速度大小为10m/s2

D．汽车刹车时，加速度大小为7.5m/s2

四、追击与相遇问题

1．追及相遇问题是一类常见的运动学问题，分析时，一定要抓住：

（1）位移关系：

x2＝x0＋x1.

其中x0为开始追赶时两物体之间的距离，x1表示前面被追赶物体的位移，x2表示后面物体的位移．

（2）临界状态：

v1＝v2.

当两个物体的速度相等时，可能出现恰好追上、恰好避免相撞、相距最远、相距最近等临界、最值问题．

2．处理追及相遇问题的三种方法

（1）物理方法：

通过对物理情景和物理过程的分析，找到临界状态和临界条件，然后列出方程求解．

（2）数学方法：

由于匀变速直线运动的位移表达式是时间t的一元二次方程，我们可利用判别式进行讨论：

在追及问题的位移关系式中，若¦¤>0，即有两个解，并且两个解都符合题意，说明相遇两次；¦¤＝0，有一个解，说明刚好追上或相遇；¦¤<0，无解，说明不能够追上或相遇．

（3）图象法：

对于定性分析的问题，可利用图象法分析，避开繁杂的计算，快速求解．

【例4】（2015黑龙江大庆铁人中学期末）如图所示，A、B两辆汽车在水平的高速公路上沿同一方向运动，汽车B以14m/s的速度做匀速运动，汽车A以a=10m/s2的加速度做匀加速运动，已知此时两辆汽车位置相距40m，且此时A的速度为4m/s。

求：

（1）从此之后再经历多长时间A追上B。

（2）A追上B时A的速度是多大？

针对训练（2015福建泉州一中期末）甲、乙两质点同时、同地点向同一方向作直线运动，它们的v－t图象如图所示，则（）

A．乙始终比甲运动得快

B．乙在2s末追上甲

C．乙追上甲时距出发点40m远

D．4s内乙的平均速度大于甲的速度

知识点三自由落体和竖直上抛

一、对自由落体运动基本概念的理解

1¡¢×ÔÓÉÂäÌåÔ˶¯

（1）定义：

自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动．

（2）运动性质：

初速度为零的匀加速直线运动．

2、自由落体的加速度

（1）定义：

在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，又叫做重力加速度，通常用g表示．

（2）方向：

总是竖直向下．

（3）大小：

在地球的不同地点，g的大小一般不相同．计算中g一般取9.8m/s2，近似计算时，g取10m/s2.

【例1】下列哪一个物体的运动可视为自由落体运动（）

A．树叶的自由下落的运动

B．被运动员推出去的铅球的运动

C．从桌边自由滑落的钢笔的运动

D．从水面自由落到水底的石子的运动

Õë¶ÔѵÁ·¹ØÓÚ×ÔÓÉÂäÌåÔ˶¯£¬ÏÂÁÐ˵·¨ÖÐÕýÈ·µÄÊÇ（）

A£®³õËÙ¶ÈΪÁãµÄÊúÖ±ÏòϵÄÔ˶¯ÊÇ×ÔÓÉÂäÌåÔ˶¯

B£®Ö»ÔÚÖØÁ¦×÷ÓÃϵÄÊúÖ±ÏòϵÄÔ˶¯ÊÇ×ÔÓÉÂäÌåÔ˶¯

C£®×ÔÓÉÂäÌåÔ˶¯ÔÚÈÎÒâÏàµÈµÄʱ¼äÄÚËٶȱ仯Á¿ÏàµÈ

D．自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动

二、自由落体运动规律的应用

1．速度公式：

v＝gt.

2．位移公式：

h＝

gt2.

3．速度位移公式：

v2＝2gh.

【例2】（2015吉林期末）一颗自由下落的小石头，经过某点时的速度是10m/s，经过另一点时的速度是30m/s，求经过这两点的时间间隔和两点间的距离。

（取g＝10m/s2）

针对训练（2015福建八县一中期末）物体甲的质量是物体乙的质量的2倍,甲从H、乙从2H高处同时自由下落,甲未落地前的下落过程中，下列说法中正确的是（　）

A．同一时刻甲的速度比乙的速度大

B．甲的加速度比乙的加速度大

C．乙下落时间是甲的2倍

D．各自下落相同的高度时,它们的速度相同

三、竖直上抛运动的理解及应用

1、性质：

是坚直向上的，加速度为重力加速度g的匀变速直线运动。

2、运动特征：

（1）对称性：

如图所示，物体以初速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两点，C为最高点，则：

①时间对称性：

物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理tAB＝tBA.

②速度对称性：

物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等．

（2）多解性：

当物体经过抛出点上方某个位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段，造成双解，在解决问题时要注意这个特点．

3、求解方法

（1）分段法．上升阶段按初速度v0、加速度为g的匀减速直线运动来计算；下降阶段按自由落体运动计算，最大高度

、上升时间与下降时间相等

（2）全过程法．就全过程而言，它是初速度为v0、加速度为g的匀减速直线运动，因此，可以用匀减速直线运动的公式，求整个竖直上抛运动的速度、位移、时间等物理量．

=-2gh

【例3】（2015四川资阳期末）将一小球以一定的初速度竖直向上抛出，空气阻力不计。

下面四个速度图象中表示小球运动的v－t图象是（　）

针对训练（2015云南玉溪一中期末）将小球从高塔边以

m/s的初速度竖直上抛，空气阻力忽略不计。

重力加速度

m/s2。

求：

（1）经多长时间小球的速度大小为10m/s；

（2）经

s时，小球离抛出点的距离为多少。

知识点四三种性质力的理解和分析

一、力、重力、弹力和胡克定律

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（1）Ô˶¯×´Ì¬µÄ±ä»¯£ºÖ»ÒªÒ»¸öÎïÌåµÄËٶȱ仯ÁË£¬²»¹ÜÊÇËٶȵĴóС»¹ÊÇËٶȵķ½Ïò¸Ä±äÁË£¬ÎïÌåµÄÔ˶¯×´Ì¬¾Í·¢Éú±ä»¯£®

（2）Á¦µÄ×÷ÓÃЧ¹û£ºÁ¦ÄÜʹÎïÌåµÄÔ˶¯×´Ì¬»òÐÎ×´·¢Éú¸Ä±ä£®

（3）Á¦ÊÇÎïÌåÓëÎïÌåÖ®¼äµÄÏ໥×÷Óã»Á¦ÊÇʸÁ¿£¬²»µ«ÓдóС£¬¶øÇÒÓз½Ïò£®

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【例1】（2015福建泉州一中期末）如图所示，重物A和B用跨过滑轮的细绳相连，滑轮挂在静止的轻弹簧下，已知A重40N，B重18N，滑轮重4N，弹簧的劲度系数500N/m，不计绳重和摩擦，求物体A对支持面的压力和弹簧的伸长量。

Õë¶ÔѵÁ·ÈçÏÂͼËùʾ£¬A¡¢BÁ½ÎïÌåµÄÖØÁ¦·Ö±ðÊÇGA£½3N£¬GB£½4N£®AÓÃϸÏßÐü¹ÒÔÚ¶¥°åÉÏ£¬B·ÅÔÚˮƽÃæÉÏ£¬A¡¢B¼äÇᵯ»ÉÖеĵ¯Á¦F£½2N£¬ÔòϸÏßÖеÄÕÅÁ¦T¼°B¶ÔµØÃæµÄѹÁ¦NµÄ¿ÉÄÜÖµ·Ö±ðÊÇ（¡¡¡¡）

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二、摩擦力

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（3）大小：

两个物体间的滑动摩擦力的大小跟压力成正比，用公式表示为F＝μFN，其中μ是比例常数（它是两个力的比值，没有单位），叫做动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关，还跟接触面的情况（如粗糙程度）有关.

【例2】（2015安庆二中期末）摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块,小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如下表所示（每次实验时,木块与桌面的接触面相同）,则由下表分析可知（）

实验次数

小木块的运动状态

弹簧测力计读数（N）

1

静止

0.3

2

静止

0.5

3

直线加速

0.6

4

匀速直线

0.4

5

直线减速

0.2

A．木块受到的最大摩擦力为0.6N

B．木块受到的最大静摩擦力可能为0.5N

C．在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小都是相同的

D．在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小各不相同

Õë¶ÔѵÁ·Ä¾¿éA¡¢B·Ö±ðÖØ50NºÍ60N£¬ËüÃÇÓëˮƽµØÃæÖ®¼äµÄ¶¯Ä¦²ÁÒòÊý¾ùΪ0.25£»¼ÐÔÚA¡¢BÖ®¼äµÄÇᵯ»É±»Ñ¹ËõÁË2cm£¬µ¯»ÉµÄ¾¢¶ÈϵÊýΪ400N/m.A¡¢B¡¢µ¯»É×é³ÉµÄϵͳÖÃÓÚˮƽµØÃæÉϾ²Ö¹²»¶¯£®ÏÖÓÃF£½1NµÄˮƽÀÁ¦×÷ÓÃÔÚľ¿éBÉÏ£¬ÈçÏÂͼËùʾ£¬ÇóÁ¦F×÷Óúóľ¿éA¡¢BËùÊÜĦ²ÁÁ¦µÄ´óС£®（×î´ó¾²Ä¦²ÁÁ¦µÈÓÚ»¬¶¯Ä¦²ÁÁ¦）

三、物体的受力分析

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2£®¸ôÀë·ÖÎö£º½«Ñо¿¶ÔÏó´ÓÖÜΧÎïÌåÖиôÀë³öÀ´£¬·ÖÎöÖÜΧÓÐÄÄЩÎïÌå¶ÔËüÊ©¼ÓÁËÁ¦µÄ×÷Óã»

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知识点五力的合成和分解　共点力作用下的平衡

一、力的合成与分解

1、力的合成

（1）定义：

求几个力的合力的过程叫做力的合成．

（2）力的平行四边形定则：

两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向．

（3）多力合成的方法：

先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就