(超详)高中物理知识点归纳汇总.pdf

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共点力作用下物体的平衡条件:静止或匀速直线运动的物体,所受合外力为零。 或∑ 推论:非平行的个力作用于物体而平衡则这个力一定共点。按比例可平移为一个封闭的矢量角形 几个共点力作用于物体而平衡,其中任意几个力的合力与剩余几个力一个力的合力一定等值反向 三力平衡 摩擦力的公式 滑动摩擦力 说明:、为接触面间的弹力,可以大于;也可以等于也可以小于 、u为滑功摩擦系数,只与接触面材料和爼磑程度有关,与接蝕面梹大小、接触面相对运动快慢以 及正压力无关 静摩擦力:由物体的平衡糸作或牛顿第定律求解与正压力无关 大小范围:≤静≤ 为最大静摩擦力与正压力有关 说明:、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运功方向成一定夹角。 、摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功 摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 、諍止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体也可以受諍摩擦力的作用。 力的独立作用和运动的独立性 当物体受到几个力的作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就象其它力不 存在一样,这个性质叫做力的独立作用原理 个物体同时参与两个或两个以上的运动时,其中任何一个运动不因其它运动的存在而 受景响,这叫运动的独立性原理。物体所做的合运动等于这些相互独立的分运动的叠加 根据力的独立作用原理和运动的独立性原埋,可以分解速度和加速度,在各个方向上建 立牛顿第二定律的分量式,常常能解决一些较复杂的问题。 几种典型的运动模型:追及和碰撞、平拋、竖直上抛、匀速圆周运动等及类似的运动 2.匀变速直线运动 两个基本公式规律 及几个重娑推论 推论: (匀加速育线运动:为正值匀诚速直线运动:为正值) 段中间时刻的即时速度 (若为匀变速运动)等于这段的平均速度 段位移中点的即时速度 +++ 匀速 匀加速或匀减速直线运动: 初速为零的匀加速直线运动规律 ①在末、末、末……末的速度比为 ②在 内的位移之比为 ③在第内、第内、第内…算内的位移之比为::…… 第页共页 ④从静止开始通过连续相等位移所用时闻之比为:√-:√-√…√ ⑤通过连续相等位移未速度比为 匀减速直线运动至停可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动先考虑减速至停的时间“刹车陷” 实验规律 通过打点计时器在纸带上打点或频闪照像法记录在底片上来研究物体的运动规律:此方法称留迹法。 初速无论是否为零只要是匀变速直线运动的质点就具有下面两个很重要的特点: 在连续相邻相等时间间隔内的位移之差为一常数;△ (判断物体是否作匀变速运动的依据) 中时刻的即时速度等于这段的平均速度(运用可快速求位移) (1)是判断物体是否作匀变速直线运动的方法。Δ (2)求的方法 (3)求方法:①Δ ④画出图线根据各计数点的速度图线的斜率等于 识图方法轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点 探究匀变速直线运动实验 下图为打点计时器打下的纸带。选点迹清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于 测量的地方取一个开始点,然后每个点取一个计数点 …。(或相邻两计 数点间 有四个点未画出)测出相邻计数点间的距离 利用打下的纸带可以: (1)求任计数点对应的即时速度:如 其中记数周期:× (2)利用上图中仟意相邻的两段位移求:如 )利用“逐差法”求 (4)利用图象求:求出 、、各点的即时速度,画出如图的图线,图线的斜率就是加速度。 注意:点打点计时器打的点还是人为选取的计数点 距离纸带的记录方式,柑邻记数间的距离还是各点距第一个记数点的距离。 纸带上选定的各点分判对应的米尺上的刻度值 厝期时间间隔与选计数点的方式有关 打点問期常以打点的个间隔作为一个记时单位即区分打点周期和记数周期。 注意单位。一般为 第页共页 试邇过计算推导出的剎车距离的表达式:说明公路旁书写“严禁超载、超速及酒后驾车 以及“雨天路滑车辆减速行驶”的原理, 解:()、设在反应时间内,汽车匀速行驶的位移大小为:刹车后汽车做匀减 速直线运动的位移大小为,加速度大小为。由作顿第二定律及运动学公式有: + l 由以上四式可得出 ①超载(即増大),车的惯性大,由<>式,在其他物理量不变的情况下刹车距离就会增 长,遇紧急情况不能及时刹车、停车,危险性就会增加; ②同理超速增大、酒后驾车变长也会使刹车距离就越长,容易发生事放 ③雨天道路较滑,动摩擦因数将减小,由五式,在其他物理量不变的情况下刹车距离就越 长,汽车较难停下来。 因此为了提醒司机朋友在公路上行车安全,在公路旁设置“严禁超载、超速及酒后 驾车”以及“雨天路滑车辆减速行驶”的警示牌是非常有必要的 思维方法篇 平均速度的求解及其方法应用 △ ①用定义式 普遄适用于各种运动;② 只适用于加速度怛定的匀变速直线运动 △ 巧选参考系求解运动学问题 追及和相遇或避免碰撞的问题的求解方法 两个关系和一个条件:两个关系:时间关系和位移关系;一个条件:两者速度相等,往 往是物体间能否追上,或两者距离最大、最小的临界条件,是分析判断的切入点 关键:在于掌握两个物休的位置坐标及相对速度的特殊关系。 基本思路:分別对两个物体硏究,画出运动过稈示意图,列出方稈,找出时间、速度、位移的关系。解出 结果,必要时进行讨论 追及条件:追者和被追者相等是能否追上、两者间的距离有极值、能否避免碰撞的临界条件。 匀减速运动物体追匀速直线运动物体。 ①两者相等时,截水远追不上,但此时两者的距离有最小值 ②若追被、被恰好迫上,也是恰好避免碰撞的临界条件。被追 ③若位移相等时,被则还有一次被追上的机会,共间遮度相等时,两者距离有一个极大值 初速为零匀加速直线运动物体追同向匀速直线运动物体 ①两者速度相等时有最大的间距②位移相等时即被追上 匀速圆周运动物体:同向转动:①①nm;反向转动:O 利用运动的对称性解题 逆向思维法解题 应用运动学图象解题 用比例法解题 巧用匀变速直线运动的推论解趟 第页共页 ①某段时间内的平均速度这段时间中时刻的即时速度 ②连续相等时间间隔内的位移差为一个恒量 ③位移平均速度×时间 解题常规方法:公式法包括数学推导、图象法、比例法、极值法、逆向转变法 3.竖直上抛运动:速度和时间的对称 分过程:上升过程匀减速直线运动下落过程初速为的匀加速直线运动 全过程:是初速度为加速度为的匀诚速直线运动。 上升最大高度 上升的时间 从抛出到落回原位置的付间 上升、下落经过同一位置时的加速度相同,而速度等值反向 上升、下落经过同一段位移的时间相等。 匀变速运动适用全过程 的正、负号的理解 匀速圆周运动 线速度 角速度:0一= 向心加速度: 向心力 追及相遇相距最近的问题:同向转动:(nπ;反向转动: 注意:匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力,总是指向圆 卫星绕地球、行星绕太阳作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供 气原子核外电子绕原子核作匀速圆周运动的向心力由原子核对核外电子的库仑力提供。 平抛运动:匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动的合运动 ()运动特点:、只受重力;、初速度与重力垂直.尽管其速度大小和方向时刻在改变,但其运动 的加速度却恒为重力加速度,因而平抛运动是一个匀变速曲线运动。在仁意相等时间内速度变化相等。 ()平抛运动的处理方法:平抛运动可分解为水屮方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 水平方向和竖直方向的两个分运动既只有独立性又具有等时性 )平抛运动的规律: 证明:做平抛运动的物体,任意时刻速度的反向延长线一定经过此时沿抛出方向水平总位移的中点 证:平抛运动示意如图 殳初速度为V,某时刻运动到A点,位置坐标为(x,y),所用时间为t 此时速度与水平方向的夹角为β,速度的反向延长线与水平轴的交点为 位移与水平方向夹角为c.以物休的出发点为原点,沿水平和竖直方向建立丛标。 依平抛规律有 速度:xVx=V g P 第页共页 B 位移:cS=Vt 由①②得 即 所以 ④式说明:做平抛运动的物体,任意时刻遮度的反向延长线一定经过此时沿抛出方向水总位移的中点 “在竖直平面内的圆周,物体从顶点开始无初速地沿不同弦滑到圆周上所用时间都相等。” 质点自倾角为α的斜面上方定点沿光滑斜槽从静止开始下滑,如图所示。为 了使质点在最短时间内从点到达斜面,则斜槽与竖直方面的夹角β等于多少 》$ ∠上_⊥ 牛顿第二定律 (是矢量式)或者∑ 理解:矢量性瞬时性独立性同体忾同系性同单位制 力和运动的关系 ①物体受合外力为零时,物体处丁静止或匀速直线运动状态 ②物体所受合外丿不为零时,产生加速度,物体做变速运动 ③若合外力恒定,则加遮度大小、方向都保持不变,物体做匀变速运动,匀变速运动的轨迹叫以是直线 也可以是曲线 ④物体所受恒力与速度方向处于同一直线时,物体做匀变速直线运动 ⑤根据力与速度同向或反向,可以进一步判定物体是做匀加速直线运动或匀减速直线运动 ⑥若物体所受恒力与速度方向成角度,物体做匀变速曲线运动. ⑦物体受到一个大小不变,方向始终与速度方向垂直的外力作用时,物体做匀速圆周运动.此时,外力 仅改变速度的方向,不改变速度的大 ⑧物体受到一个与位移方白相反的周期性外力作用时,物体做机械振动 表给出了几种典型的运动形式的力学和运动学特征. 第页共页 表1几种典型的运动形式的力学和运动学特正 力的特征 孟动学特征 台力中与%的夹加速度連度 运动形式 典型运动 为零 俱持不变 平衡状态静止或匀速直线运动 零恒力 恒定万向不变,增加 匀加速直线 180° 恒定向不变,派匀速直线运 动 匀减速直线运动 恒定方向改变,增加 平抛运动 匀变速曲线运动 任意 恒定大小,方都还 大小不变,方大小不变,大小不变, 变向与v垂直方向改变方应变速线运动匀速圆周运动 才 变速直线运动 弹篝振子 周期性变化周期性变化 为位移 变速曲线运动 单摆 综上所述:判断二个物体做什么运动,一看受什么样的力,一看初速度与合外力方向的关系 力与运动的关系是基础,在此基础上,还要丛功和能、冲量和动量的角度,进一步讨论运动规律 力学助计图有 结果 会变化 原因 原因 受力 ●典型物理模型及方法 ◆1.连接体模型:是指运动屮几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杄联系在一起 的物体组。解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法 整体法是指连接体内的物体间无相对运动时可以把物体组作为整体,对整体用牛二定律列方程 隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用如求相互间的压力或相互间的摩擦力等时,把某物体从连 接休中隔离出来进行分析的方法。 连接体的圆周运动:两球有相同的角速度;两球构成的系统机械能守恒单个球机械能不守恒 与运动方向和有无摩擦(μ相同)无关,及与两物体放置的方式都无关。 平面、斜面、竖直都一忏。只要两物体俣持相对静止 记住 (N为两物体间相互作用力), 起加速运动的物体的分子mF2和mF两项的规律并能应用→ 讨论:①≠ V777777777777777///77 第页共页 就是上面的情况 为什么 为第个以后的质量第对的作用力对 ◆2水流星模型竖直平面内的园周运动——是典型的变速圆运动 砑究物体通过最高点和最低点的情况,并且经常出现临界状态。圆周运动实例) ①火车转弯 ②汽车过拱桥、凹桥。 ③飞机做俯冲运动时,飞行员对座位的压力 ④物休在水平面内的圆周运动(汽车在水平公路转弯,水平转盘上的物休,绳拴着的物体在光滑水平面上 绕绳的一端旋转)和物体在竖直平面内的圆周运动(翻滚过山车、水流星、杂技节目中的飞车走壁等)。 ⑤万有引力——卫星的运动、库仑力——电子绕核旋转、洛仑兹力—带电粒子在匀强憾场中的偏转、重 力与弹力的合力—锥摆、(关健要搞清楚向心力怎样提供的) (1)火车转弯:设火车弯道处内外轨高度差为n,内外轨间距L,转弯半径R。由于外轨略高于内轨,使 得火车所受重力和支持力的合力F提供向心力 6 得 (为转弯时规定速度) 是内外轨对火车都无摩擦力的临界条件) ①当火车行驶速率V等于V时,F=F向,内外轨道对轮缘都没有侧压力 当火车行驶V大于V时,F合<F同,外轨道对轮缘有侧压力,F≈+N ③当火车行驶速率Ⅴ小于V时,FF画,内轨道对轮缘有侧压力,F合-N B 即当火车转弯时行驶速率不等于V时,其向心力的变化可由内外轨道对轮缘侧压力白行调节,但调节稈度 不宜过大,以免损坯轨道。火车提速靠增大轨道半径或倾角来实现 (2)无支承的小球,在竖直平面内作圆周运动过最高点情况 受力:由mg+=mv几L知,八球速度越小,绳拉力或环压力T越小,但T的最小值只能为零,此时小球以重力提供作向心力 结论:通过最高点时绳子(或轨道)对小球没有力的作用(可理解为恰好通过或恰好 通不过的条件),此时只有重力提供作向心力.注意讨论:绳系小球丛最高点抛出 做圆周还是平抛运动。 能过最高点条件:V≥(当V≥V时,绳、轨道对球分别产生拉力、压力) 不能过最高点条件:V<V(实际上球还未到最高点就脱离了轨道) 第页共页 讨论:①恰能通过最高点时:mg ,临界速度V 可认为距此点 (或距圆的最低点 处落下的物体。 ☆此时最低点需要的速度为√☆最低点拉力大于最高点拉力△Fmg ②最高点状态:mg+=(临界条件T-0,临界速度y4-√,V≥V才能通过) 最低点状态:T2-mg=低 高到低过程札械能守恒: 低 T2-T:=6mg(g可看为等效加速度) ②半圆:过程mgR=-最低点T-mg=→绳上拉力T=3mg;过低点的速度为V 小球在与悬点等高处静止释放运动到最低点,最低点时的向心加速度a=2g ③与竖直方向成角下摆时,过低点的速度为v-√-6 此时绳子拉力T=mg(3-2cos (3)有支承的小球,在竖直平面作陨周运动过最高点情况 ①临界条件:杆和环对小球有支持力的作用(由 知) 光 当V=0时,N=ng(可理解为小球恰好转过或恰好转不过最高点 2当 时,支持力向上且随增大而减小,且>> 向下即拉力随增大而增大,方向指向圆心 当小球运动到最高点时,速度<√时,受到杆的作用力(支持) 但 (力的大小用有向线段长短表示) 当小球运动到最高点时,速度=√时,杆对小球无作用力 当小球运动到最高点时,速度>√时,小球受到杆的拉力作用 恰好过最高点时,此时从高到低过程mg2R= 低点:Tm=v/R→T=5mg;恰好过最高点时,此时最低点速度:a=y 注意物理圆与几何圆的最高点、最低点的区别:(以上规律适用于物c 理圆,但最高点,最低点,都应看成等效的情况 qE、E 7mg o QE m+9"D 解决匀遮圆周运动问题的一般方法 ()明确研究对象,必要时将它从转动系经中隔离出来。 ()找出物休陨周运动的轨道平面,从中找出圆心和半径 ()分析物体受力情况,千万别臆想出一个向心力来。 ()建立直角坐标系(以指向圆心方向为轴正方向)将力正交分解。 第页共页

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