人教版高一物理必修一课堂笔记同步版Word文档格式.docx
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当物体在三维空间运动时，则需
要建立三维直角坐标系来描述物体的位置
第2节时间和位移
一、时刻和时间间隔
1、时刻：
在时间轴上用一个点表示，表示一瞬间，与物体的位置相对应
2、时间间隔：
在时间轴上用线段表示，表示某一过程与物体的位置变化相对
应
3、时刻和时间间隔的关系：
时间间隔指两个时刻之间的时间段
4、常见表示示意图
常用来表示时刻的关键词：
初、末、时等
常用来表示时间间隔的关键词：
内、经历、历时、用时等
二、路程和位移
1、路程：
物体运动轨迹的长度
2、位移：
表示质点的位置变动，它是质点由初位置指向末位置的有向线段
3、位移与路程的区别：
位移是矢量，路程是标量；
只有在单向直线运动中，
位移的大小才等于路程
三、矢量和标量
1、矢量：
既有大小，又有方向的物理量，如位移、力、速度
2
2、标量：
只有大小，没有方向的物理量，如路程、温度、质量
3、运算：
矢量运算遵循平行四边形定则，标量运算遵循算术运算原则
第3节
运动快慢的描述——速度
一、速度
1、变化量和变化率
（1）变化量：
末状态与初状态物理量的差值，它表示某个物理量变化的多少，
例如Δx=x2-x1
（2）变化率：
物理量的变化量与所用时间的比值，它表示某个物理量变化的
快慢，在数值上等于单位时间内这个物理量的变化量，例如v＝ΔΔxt
2、速度定义：
物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动
的快慢
3、速度公式：
v＝ΔΔxt
4、速度单位：
m/s、km/h
1m/s＝3.6km/h
5、矢量性：
速度是矢量，既有大小又有方向；
速度方向与位移同向，即物体
运动的方向
6、决定因素：
v的大小由v0、a、Δt决定
二、平均速度和瞬时速度
1、平均速度
（1）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v＝ΔΔxt，其方向与位移的方向相同
（2）平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，它与一段时间或一
段位移相对应
2、瞬时速度
（1）运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，方向沿轨迹上物体所在点的
切线方向指向前进的一侧，是矢量．瞬时速度的大小叫速率，是标量
（2）瞬时速度能精确描述物体运动的快慢，它是在运动时间Δt→0时的平
均速度，与某一时刻或某一位置相对应
三、速率和平均速率
1、速率：
瞬时速度的大小，是标量
3
2、平均速率：
平均速率是路程与时间的比值，它与平均速度的大小没有对
应关系，平均速率是标量
第4节实验：
用打点计时器测速度
一、打点计时器
1、两种打点计时器的比较
（1）电磁打点计时器
①电源：
6V以下低压交流电源
②打点频率：
打点时间间隔0.02s、频率50Hz
③打点方式：
振针通过复写纸在纸带上打点
④阻力来源：
纸带与限位孔的摩擦、振针与纸带打点接触时的摩擦
（2）电火花计时器
220V交流电源
火花放电使墨粉在纸带上成点
纸带与限位孔的摩擦
2、使用打点计时器的注意事项
（1）使用打点计时器打点时，应注意先接通电源，待打点计时器打点稳定后，
再释放纸带
（2）物体运动前，应注意使物体停在打点计时器的位置
（3）打点结束后，应注意先关闭电源，再取下纸带分析
二、利用纸带测速度
1、纸带上的点
（1）计时点：
打点计时器实际打的点，两计时点间的时间间隔为0.02s
（2）计数点：
人为选定的计时点，两计数点间的时间间隔为0.02ns；
通常每
隔4个计时点区一个计数点，两计数点间的时间间隔为0.1s
2、计算平均速度
在纸带上选取两个较近的点，测出位移和Δx和Δt，则ΔΔxt是纸带在这段时
间内的平均速度
3、计算瞬时速度
Δx很短时，用ΔΔxt求出的平均速度可以代替物体在Δx范围内某点的瞬时速
4
度，并且Δt越短，平均速度越接近于该点的瞬时速度
测量Δx时最好一次性读出各计数点间的数值，而不要一段一段的测量
第5节速度变化快慢的描述——加速度
一、加速度
加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，用a表
示
2、物理意义：
描述物体速度变化快慢的物理量
v－v0
Δt
Δv
3、公式：
a＝＝
（加速度也叫做速度的变化率）
注意：
Δv为速度的变化量，Δt为所用时间
4、单位：
m/s2或ms-2，读作米每二次方秒
5、方向：
与Δv的方向一致，由合外力的方向决定，而与v0、v的方向无关
a不是由v、Δt、Δv来决定，而是由mF来决定
7、速度、速度变化量和加速度的比较
速度
速度变化量
加速度
v＝Δx
a＝Δv
定义式
Δv＝v－v0
单位
方向
m/s
m/s2
与Δx相同
由公式确定
与Δv相同
二、加速度与速度的关系
a不变，v随时间均匀增加
ì
í
î
a和v同向à
加速直线运动à
a增大，v增加得越来越快
a减小，v增加得越来越慢
a不变，v随时间均匀减小
a增大，v减小得越来越快
a减小，v减小得越来越慢
a和v反向à
减速直线运动à
5
第二章匀变速直线运动的研究
实验：
探究小车速度随时间变化的规律
一、实验原理
1、利用打点计时器记录小车运动情况，计算出各点的瞬时速度
2、根据数据描点作图，得到v－t图象，分析v随t变化规律
二、实验步骤
1、按照实验原理图（甲）所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮
的一端，接好电源
图甲
图⼄
2、把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂适量的钩码，纸带穿过打点
计时器，固定在小车后面
3、把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后放开小车
4、小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带
5、换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析
三、注意事项
1、平行：
纸带、细绳要和长木板平行
2、两先两后：
实验中应先接通电源，后放开小车；
实验完毕应先断开电源，
后取纸带
3、防止碰撞：
在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车
与滑轮相撞
四、数据处理
1、选纸带
选择一条点迹清晰的纸带，舍去开头一些过于密集的点，选取计时起点
和计数点，进行编号和测量
2、计算瞬时速度
时间间隔很短时，可用某段时间内的平均速度表示这段时间内某时刻的
6
瞬时速度，即vn＝ΔΔxt（如图乙所示）
3、作v－t图象
（1）画坐标系、定标度、描点、连线
（2）v－t图象的斜率表示物体的加速度，可用a＝ΔΔvt
求解
第2节
匀变速直线运动的速度与时间的关系
一、匀变速直线运动
沿着一条直线，且加速度不变的运动
2、特点
（1）轨迹为一条直线
（2）加速度不变，即a≠0，且大小和方向均不变
（3）在任意相等的时间内，速度的变化量Δv都相等
3、分类
（1）匀加速直线运动：
速度随时间均匀增大，a与v同向
（2）匀减速直线运动：
速度随时间均匀减小，a与v反向
二、匀变速直线运动的速度与时间的关系式
1、关系式：
v＝v0＋at
v0为开始计时时刻的瞬时速度，t为经历的时间
v为经过时间t后的瞬时速度，a为加速度
2、速度关系式的理解
（1）矢量性：
速度关系式为矢量式，一般选取初速度v0的方向为正方向，
凡方向与正方向相同的矢量取正值，方向与正方向相反的矢量取负值
（2）特殊形式：
当v0＝0时，则v＝at（物体从静止开始做匀加速直线运动）
三、匀变速直线运动的v－t图像
1、物理意义：
反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律
2、图线斜率的意义
（1）图线上某点切线的斜率的大小表示物体加速度的
大小
（2）图线上某点切线的斜率的正负表示物体加速度的
7
3、图线与时间轴围成的面积的意义
（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）此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为正方向；
若此面
积在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为负方向
第3节匀变速直线运动的位移与时间的关系
一、匀速直线运动的位移
1、位移公式：
x＝vt
2、匀速直线运动的速度v不随时间t变化，其v－t图象为一条平行于时间
轴的直线；
v－t图象与t轴所围成的面积在数值上等于物体做匀速直线运动
在这段时间内的位移
二、匀变速直线运动的位移与时间的关系式
x＝v0t＋at2
x为位移，t为运动时间，v0为初速度，a为加速度
2、关系式的理解
位移关系式为矢量式，一般选取初速度v0的方向为正方向，
（2）若物体加速，则a取正值；
若物体减速，则a取负值
（3）特殊形式
当a＝0时，x＝v0t（匀速直线运动）
当v0＝0时，x＝at2（由静止开始的匀加速直线运动）
三、x－t图象
反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律
（1）图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的
（2）切线斜率的正负表示物体速度的方向
3、两条图像交点表示相遇
四、a－t图象
反映了做直线运动的物体的加速度随时间变化的规律
8
2、图象斜率的意义：
图线上某点切线的斜率表示该点加速度的变化率
3、包围面积的意义：
图象和时间轴所围的面积，表示物体的速度变化量
第4节匀变速直线运动的速度与位移的关系
一、匀变速直线运动的速度与位移的关系
v2－v02＝2ax
v为经过位移x后的速度，a为加速度，v0为初速度，x为经过的位
移
速度与位移关系式为矢量式，一般选取初速度v0的方向为正
方向，凡方向与正方向相同的矢量取正值，方向与正方向相反的矢量取负值
当v0＝0时，则v2＝2ax（物体从静止开始做匀加速直线运动）
当v＝0时，则－v02＝2ax（物体做匀减速运动至停止，如刹车）
二、匀变速直线运动的三个推论
1、做匀变速直线运动的物体在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，还等于初、末时刻速度矢量和的一半，即：
v＝v＝v0＋v
t/2
v0t+at2
证明：
v＝ΔΔxt
＝
＝v0+a（2t）
即vt/2＝v
把a＝v－v0
代⼊v＝v0+a（2t）中得到v＝
v0＋v
2、做匀变速直线运动的物体在任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之
差为一恒量，即：
Δx＝x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－1＝aT2
（1）判断物体是否做匀变速直线运动
如果所打纸带在任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差相等，则
说明物体做匀变速直线运动
（2）逐差法求加速度
在匀变速直线运动中，如果纸带上测得连续6个相同时间T内的位移为
x1、x2、x3、x4、x5、x6，如图所示，则
9
x4－x1，a＝x5－x2，a＝x6－x3
a1＝
3T
⇒a＝a1＋a2＋a3＝（x4＋x5＋x6）－（x1＋x2＋x3）
9T2
这样就把各段位移都利用上了，有效的减小了仅由两次位移测量带来的
偶然误差，这种方法叫做逐差法
3、做匀变速直线运动的物体在某段位移中间位置的瞬时速度vx/2＝
v02＋v2，且不论是匀加速直线运动还是匀减速直线运动，均有v＜v
x/2
三、初速度为零的匀加速直线运动的规律
（1）1T末、2T末、3T末、……瞬时速度的比
v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n
（2）1T内、2T内、3T内……位移的比
x1∶x2∶x3∶…∶xn＝12∶22∶32∶…∶n2
（3）第一个T内、第二个T内、第三个T内……位移的比
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn＝1∶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＝1∶（2－1）∶（3－2）∶…∶（n－n－1）
第5节自由落体运动
一、自由落体运动
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
2、条件（以下两个条件必须同时满足）
（1）受力条件：
只受重力作用
（2）运动条件：
初速度v0＝0
3、性质：
自由落体运动是初速度v0＝0，加速度a＝g的匀加速直线运动
自由落体运动只在真空中才能发⽣；
在有空⽓的空间，如果空⽓阻
⼒作用较小可以忽略，物体的下落就可以近似看成自由落体运动
二、自由落体的加速度
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
10
由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示
2、方向：
竖直向下
3、大小：
随高度和纬度的变化而变化，在地球赤道附近，一般取g＝9.8m/s2
4、利用自由落体运动测定重力加速度的方法
（1）利用打点计时器测定
重物拖着纸带竖直下落时，如果打点计时器与纸带间的阻力和空气阻力比
物体的重力小的多，可近似认为重物仅在重力作用下运动，根据打出的纸带
计算
（2）利用频闪照相机测定
利用频闪照相机拍摄小球自由下落过程照片，分析频闪照片计算，数据处
理方法类似于纸带
（3）滴水法：
利用水滴自由下落测定
三、自由落体运动的规律
1、速度与时间关系式：
v＝gt
2、位移与时间关系式：
h＝gt2
3、位移与速度关系式：
v2＝2gh
4、平均速度公式：
v＝2v＝gt
5、推论：
Δh＝gT2
初速度为零的匀加速直线运动的规律同样适用于自由落体运动
四、竖直上抛运动
1、竖直上抛运动的特点
①初速度竖直向上
②只受重力作用的匀变速直线运动
③若以初速度方向为正方向，则a＝－g
2、处理竖直上抛运动的方法
（1）分段处理
①上升阶段做匀减速直线运动，下降阶段做自由落体运动
②几个特征物理量
上升的最大高度H＝v02
上升到最高点所用的时间T＝vg0
2g
11
2v0
回到抛出点所用的时间t＝g
回到抛出点时的速度v＝－v0
（2）全程处理
①初速度为v0（设为正方向），加速度为a＝－g的匀变速直线运动
②v>
0时，物体上升
v<
0时，物体下降
③h>
0时，物体在抛出点上方
h<
0时，物体在抛出点下方
第6节伽利略对自由落体运动的研究
一、伽利略的猜想与间接验证
1、猜想：
落体运动是一种匀变速运动
2、实验
（1）通过数学推理只要物体通过的位移与所用时间的二次方成正比，及x∝
t2，物体就做初速度为0的匀变速直线运动
（2）间接验证：
让小球从不同高度落下，在斜面倾角一定时总有tx12＝tx22＝
x3
t32
＝…
（3）合理外推：
倾角为90°
，即物体自由下落时，其比值也保持不变，由此，
伽利略间接的验证了自由落体运动是匀变速直线运动
二、伽利略的科学方法
对现象的一般观察➙提出猜想假设➙运用逻辑推理➙通过实验对推理进行
校验➙对猜想、假设进行修正和推广
专题：
追及与相遇问题
1、分析技巧：
可概括为“一个临界条件”、“两个等量关系”
（1）一个临界条件：
速度相等．它往往是物体间能否追上或（两者）距离最大、
最小的临界条件，也是分析判断问题的切入点
（2）两个等量关系：
时间关系和位移关系，通过画草图找出两物体的时间关
系和位移关系是解题的突破口
2、速度小者追速度大者
设前物体速度为v1，后物体速度为v2，t＝0时，两物体之间的距离为
x0，t0时刻两物体速度相等．其物理过程及分析如下：
匀加速追匀速
匀速追匀减速
匀加速追匀减速
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追及
v－t
图像
v1'
＝v2'
，距离最大
，距离最大v1'
此时x1＝v1t0－a1t02
此时x1＝v1t0
此时x1＝v1t0－at02
t0时刻
x2＝v2t0＋at02
x2＝v2t0＋a2t02
x2＝v2t0
Δx'
=x1－x2＋x0
=x1－x2＋x0
x1－x2＋x0＝0
追上时
x1－x2＋x0＝0
3、速度大者追速度小者
匀减速追匀速
匀减速追匀加速
匀速追匀加速
，距离最小
此时x1＝v1t0＋a1t02
此时x1＝v1t0＋at02
x2＝v2t0－at02
x2＝v2t0－a2t02
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第三章
相互作用
第1节重力基本相互作用
一、力和力的图示
1、力
（1）定义：
力是物体与物体之间的相互作用。
一个物体受到力的作用必然有
另一个物体对它施加这种作用，力不能离开受力物体和施力物体而独立存在
（2）单位：
牛顿，简称牛，符号N
（3）力的作用效果：
①使物体发生形变②改变物体的运动状态（即产生加速
度）
（4）力按命名方式不同有不同分类
①按效果命名：
压力、拉力、推力等
②按性质命名：
重力、弹力、摩擦力等
（5）力的三要素：
大小、方向、作用点
2、力的图示和力的示意图
（1）力的图示：
力可以用带箭头的线段表示。
线段的长短表示力的大小，线
段的指向表示力的方向，箭尾（或箭头）表示力的作用点，线段所在的直线
叫力的作用线
（2）力的示意图：
只需画出力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到
了力
二、重力
1、产生：
由于地球吸引而使物体受到的力。
重力的施力物体是地球
重⼒不是万有引⼒，⽽是万有引⼒竖直向下的⼀个分⼒
2、大小：
G＝mg，可用弹簧测力计测量
①物体的质量不会变②G的变化是由在地球上不同位置处g的变
化引起的
3、方向：
总是竖直向下的
竖直向下是和⽔平面垂直，不⼀定和接触面垂直，也不⼀定指向地
⼼
4、作用点：
物体的每一部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点即物
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体的重心
（1）影响重心位置的因素：
物体的几何形状；
物体的质量分布
（2）不规则薄板形物体重心的确定方法：
悬挂法
重⼼的位置不⼀定在物体上
三、四种基本相互作用
（1）万有引力
（2）电磁相互作用（3）强相互作用（4）弱相互作用
第2节弹力
一、弹性形变
1、形变：
物体在力的作用下形状和体积的变化叫做形变。
如果外力撤去后物
体能够完全恢复原状，这种形变叫做弹性形变，否则物体的形变叫做非弹性
形变或范性形变。
一般情况下，若无特别说明，形变通常指的是弹性形变
2、弹性限度：
如果外力使物体在形变过程中，超过一定限度，在撤去外力后，
形变不能完全恢复，这个限度就叫弹性限度
二、弹力
1、弹力定义：
发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生
力的作用，这种力叫做弹力
2、产生弹力的条件：
①两个物体直接接触②接触面上发生弹性形变
在上述两个条件中，缺少任何⼀个都不能产⽣弹⼒的作用
3、弹力的方向：
弹力的方向总与施力物体形变的方向相反，与施力物体恢复
形变的方向相同
类型
⽅向
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