1、1 / 43高中物理第一轮复习知识点总结力知识要点：一、力的概念：力是物体之间的相互作用。力的一种作用效果是使受力物体发生形变；另一种作用效果是使受力物体的运动状态发生变化，即产生加速度。这两句话既提示我们研究力学问题首先要确定研究对象（突出相互作用双方中的主体研究方向），又指出分析或量度受力可以从形变或加速度两个方面下手，这也就成为了研究力学问题的总出发点。二、力的单位：在国际单位制中，力的单位是牛顿。三、对力的概念的几点理解：1、力的物质性。不论是直接接触物体间力的作用，还是不直接接触物体间力的作用；不论是宏观物体间力的作用，还是微观物体间力的作用，都离不开施力者，都离不开物质。2、力的相
2、互性。施力者同时是受力者，作用力和反作用力大小相等，方向相反，同种性质，分别作用在相应的两个物体上。并同时存在，同时消失。3、力的矢量性。物体受力所产生的效果，不但与力的大小有关，还跟力的作用方向和作用位置有关。所以，力的大小、方向和作用点叫力的三要素。力的合成和分解遵从矢量平行四边形法则。4、力的作用离不开空间和时间。力的空间累积效应往往对应物体动能的变化；力的时间累积效应往往对应物体动量的变化。5、在力学范围内，所谓形变是指物体形状和体积的变化。所谓运动状态的改变是指物体速度的变化，包括速度大小或方向的变化，即产生加速度。四、力的种类：力的分类方法非常多，常用的有按力的性质命名；按力的效果
3、命名；按力的本质归结。比如：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等等是按力的性质命名的。张力、压力、支持力、阻力、向心力等等是按力的效果命名的。自然界一切实在的相互作用，按本质说，都可以归结为四种，即：万有引力，电磁力，强相互作用力和弱相互作用力。高中物理课中出现的弹力、摩擦力、分子力从本质上看都是微观粒子间的电磁相互作用。核力又包括具有不同本质的强相互作用和弱相互作用。五、重力：2 / 431、重力的定义一般有以下两种。（1）重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。（2）重力是宇宙中所有其他物体作用在该物体上万有引力的合力。第一种定义方法强调重力是矢量，它本质是引力但物体的重力不等于地球对
4、它的引力。由于地球的自转，除两极以外，地面上其他地点的物体都随地球一起，围绕地轴做匀速圆周运动。地球对物体的万有引力的一个分力指向地轴充当物体绕地轴做匀速圆周运动的向心力，另一个分力就是物体所受的重力。因此经常说法是：重力是地球对物体万有引力的一个分力。第二种定义方法是对物体重力更为全面的定义。但因为在地球表面的物体，地球的引力要比其他物体的引力大得多，以致实际上可以把所有其他物体的引力忽略不计。在处理问题的实践中，由于地球表面物体位置不同其绕地轴做匀速圆周运动的向心力也不都相等但实际差别又不是很大，这样就形成了在一般情况下。高中阶段物体所受重力按等于地球万有引力来处理。2、重力的方向是竖直向
5、下的。3、重力的大小。物体的重力是随在地球表面的位置不同而不同，由于地球赤道附近半径大，其万有引力就小，而圆周运动向心力增大，所以重力随纬度减小而减小。物体在同一地点的重力随距地面高度增加而减小。重力大小可以用物体所受万有引力大小来计算，还可以用牛顿第二定律 来计算，这时重力可以写成 。重力大小在实际生活中可以FmaGmg用测力计测量。物体在平衡状态下对测力计的拉力或压力的大小就等于物体重力的大小。4、真重和视重，失重与超重。有时候我们把物体所受的万有引力作为物体的真重，而用测力计所测得的物体的重力叫物体的视重。以地球为参照物，在物体相对于地球静止的情况下，其测力计测得的视重等于真重。如果物体
6、在重力方向上具有加速度，物体在这一方向上受力就不平衡，使得跟物体相连的测力计上测得的视重就不等于真重。视重大于真重叫超重，视重小于真重叫失重。5、重心。一个物体的各个部分都受到地球对它们作用力的作用，这些力的合力就是物体的重力，这些合力的作用点就叫物体的重心。重心位置的特点：质量分布均匀，形状规则的物体的重心在其几何中心，如均匀球体的重心在它的球心。质量不均匀物体的重心除了跟它的形状有关外，还与质量分布情况有关。一个物体的重心是个固定点，与物体的放置位置和运动状态无关；重心也不一定在物体上，例如质量分布均匀的圆环的重心位于圆环的圆心处。重心的位置可以用悬挂法测定。将物体悬挂并使其平衡，这时重力
7、的作用点一定在悬线方向上，再换一个悬挂点，新的悬线也一定通过重心，前后两线的交点就是重心的位置。六、弹力：1、定义：发生形变的物体，在发生形变的同时，有恢复原状的趋势，因而对跟它接触的物体要产生力的作用，这种力叫弹力。2、弹力产生的条件：（1）直接接触；（2）发生弹性形变。3、弹力的方向：两个坚硬的物体之间由于压缩或拉伸形变产生的弹力垂直于接触面而和形成形变的趋势相反即恢复原状的趋势。如图 1 中，光滑球静止在 AOB 面上，OB 是水平面。由于球与 AO 接触而无形变故皮有弹力产生，OB 面产生形变有弹力产生，球受到过切点竖直向上的弹力 N。图 2 中均匀木棍放在光滑凹面上静止，木棍受到弹力
8、 N1 过 B 点与过B 切线垂直，N 2 过 A 点垂直于木棍，均为凹面形变恢复的方向。3 / 43悬链、绳索等柔软的物体只能拉伸而不能压缩，所以它们由于形变产生的弹力一定沿绳或悬链，指向收缩方向。直杆、可拉，可压也可以产生其他方向的形变。因此直杆产生的弹力可以沿杆的轴向向里或向外，也可以不沿杆的轴向。例如图 3 所示用绳索（质量不计）和杆（质量不计）分别固定一质量为 m 的小球，在竖直面内做圆周运动，若半径相等，试说明在最高点小球速度最小值是多少？由于绳索只能拉伸在最高点其弹力最小值为零，重力充当向心力 。而杆连接的小球在最高gvRg2，点杆的支持力可以等于重力，小球受合力为零，速度可以得
9、零。4、弹力大小的计算：由于力的效果是使物体发生形变和使物体运动状态发生改变，弹力的计算也可以从这两个效果下手。胡克定律：弹簧问题可以用此定律解决。在弹性限度内，弹簧的弹力和弹簧的形变成正比。可以写作： ，式中 F 表示弹簧的弹力，弹力是弹簧发生形变时对施力物体的Fkx作用力。x 是弹簧的形变指伸长或缩短的长度。k 叫弹簧的劲度系数，国际单位是牛/ 米。一般物体的弹力可以用牛顿定律结合物体运动状态求出。5、弹簧和绳索、杆或其他坚硬物体弹力变化情况不同。由于弹簧形变不能突变使弹簧的弹力也不能发生突变，而在高中物理中的绳索杆、坚硬物体、类似于刚体。即其形变极小而且可以发生突变，从而使得这类物体的弹
10、力可以突变，其弹力大小和方向由物体运动状态去求得。例如图 4 所示小球 m 用水平绳AO 和与竖直方向或 角的绳 BO 连接，处于平衡状态。图 5 中把 BO 由绳改为弹簧，其他条件相同。问绳 AO 剪断瞬间小球所受合力的大小和方向？在图 4 中小球受力如图 6。根据物体平衡条件 ，合力为零。剪断 AO 瞬时，TgBcos小球受力 会发生突变，此时小球类似于单摆摆至最高点的情况 ，小球受合力TB TmgBcos方向与 OB 垂直指向平衡位置。在图 5 中表示弹簧连接的小球在静止状态与图 4 分mgsin析相同，当剪断 AO 的瞬时，由于弹簧形变不能马上消失，其弹力仍保持不变，重力也不变，因此剪
11、断 AO 瞬时 m 所受合力方向沿水平与 AO 当初弹力向相反，大小等于平衡时 AO 的弹力，即合力为 。如图 7 所示。gt4 / 43七、摩擦力：1、定义：相互接触的两个物体，如果有相对运动或相对运动趋势，则两物体接触表面就会产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。2、静摩擦力和滑动摩擦力比较。产生条件：两个相互接触物体有相对运动趋势时，物体间出现阻碍相对运动趋势的静摩擦力。两个相互接触的物体有相对运动时，物体间出现阻碍相对运动的滑动摩擦力。固态物体间摩擦力的方向：一定平行于接触面。静摩擦力一定和相对运动趋势方向相反，滑动摩擦力一定和相对滑动的方向相反。摩擦力的大小：摩擦力的
12、大小，跟相互接触物体的性质 ，及其表面的光滑程度有关，和物体的正压力有关，一般地说和接触面积无关。静摩擦力大小可以从零变化到最大静摩擦，具体大小由实际情况而定，而滑动摩擦力大小永远等于动摩因数与正压力的乘积，即。fN滑 3、几点注意：要区分相对运动方向和物体运动方向，即摩擦力可以与物体运动方向相同或相反。例如物体 m 放在倾斜的传送带上与传送带一起向斜上方共同匀速运动，物体受到静摩擦力方向与速度同向。如图 8。摩擦力可以是动力也可以是阻力，它可以做正功也可以做负功。图 8 中 m 所受的摩擦力对,m 就做正功。两物体相对运动时，一对滑动摩擦力做功的代数和等于系统内能增加量，即滑动摩擦力乘相对位
13、移等于系统内能增量。这个规律也告诉我们：作用力与反作用力的功并不一定永远相等。判断摩擦力的方向是难点，实际处理时可以假设接触面光滑，再从相对运动或相对运动趋势去判断；也可以从力的平衡或运动定律去判断；或上述两种方法兼而用之。例如图 9 所示，光滑水平面上平放物体 A，A 上再平放物体B，A 在水平拉力 F 作用下沿水平面 AB 共同加速运动，问 B 受摩擦力的方向和大小？设 AB 接触面光滑，A 在 F 作用下向右加速运动，B 对 A 有向左运动趋势，A 要给 B 一个向右的静摩擦力。设 A、B 质量分别为 ，共同向右加速mAB，度为 a。B 除了受竖直方向的平衡力：重力 和 A 对 B 支持
14、力之外，一定有一个水平向右mg使物体产生加速度 a 的力，由题意可知这个力只能是 A 对 B 的静摩擦力 f。所以 f 向右且5 / 43。fmaB物体的平衡知识要点：基础知识1、平衡状态：物体受到几个力的作用，仍保持静止状态，或匀速直线运动状态，或绕固定的转轴匀速转动状态，这时我们说物体处于平衡状态，简称平衡。在力学中，平衡有两种情况，一种是在共点力作用下物体的平衡；另一种是在几个力矩作用下物体的平衡（既转动平衡）。2、要区分平衡状态、平衡条件、平衡位置几个概念。平衡状态指的是物体的运动状态，即静止匀速直线运动或匀速转动状态；而平衡条件是指要使物体保持平衡状态时作用在物体上的力和力矩要满足的
15、条件。至于平衡位置这个概念是指往复运动的物体，当该物体静止不动的位置或物回复力为零的位置。它是研究物体振动规律时的重要概念，简谐振动的物体在平衡位置时其合力不一定零，所以也不一定是平衡状态。例如单摆振动到平衡位置时后合力是指向圆心的。3、共点力的平衡共点力：物体同时受几个共面力的作用，如果这几个力都作用在物体的同一点，或这几个力的作用线都相交于同一点，这几个力就叫做共点力。共点力作用下物体的平衡条件是物体所受的合外力为零。三力平衡原理：物体在三个力作用下，处于平衡状态，如果三力不平行，它们的作用线必交于一点，例如图 1 所示，不均匀细杆 AB 长 1 米，用两根细绳悬挂起来，当 AB 在水平方
16、向平衡时，二绳与 AB 夹角分别为 30和 60，求 AB 重6 / 43心位置？根据三力平衡原理，杆受三力平衡，T A、T B、G 必交于点 O 只要过 O 作 AB 垂线，它与AB 交点 C 就是 AB 杆的重心。由三角函数关系可知重心 C 到 A 距离为 0.25 米。具体问题的处理二力平衡问题，一个物体只受两个力而平衡，这两个力必然大小相等，方向相反，作用在一条直线上，这也就是平常所说的平衡力。平衡力的这些特点就成为了解决力的平衡问题的基础，其他平衡问题最终要转化为这个基础问题。三力平衡问题：往往先把两个加合成，这个合力与第三个力就转化成了二力平衡问题，即三力平衡中任意两个力的合力与第
17、三个力的大小相等，方各相反，作用在一条直线上。多力平衡问题：设立垂直坐标系，把多个力分解到 X、 Y 方向上，求 X 和 Y 方向的合力，最后再把两个方向的力求合。处理方法的思路还是转化成二力平衡问题。要区别平衡力的作用与反作用力；表面看平衡力、作用与反作用力都是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，但它们有本质的区别。以作用点的角度看，平衡力作用点在同一物体上而作用力与反作用力分别作用在相互作用的两个物体上。从力的性质看，平衡力可以是性质相同的力，也可以是性质不同的力。比如重力可以和弹力平衡，弹力也可以和弹力平衡。作用力和反作用力一定是相同性质的力，即万有引力的反作用力一定是万有引力，弹力的
18、反作用力一定是弹力。从力的瞬时性看平衡力之间没有相互依存的瞬时关系，例如重力与弹力平衡，弹力消失后重力并不一定消失。作用力与反作用力存在相互依存的瞬时关系，作用力消失的瞬时反作用也消失。4、力矩的定义：力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩。用 F 表示力的大小，L 表示力臂，M 表示力矩，那么，M=FL，力矩的单位是牛米，符号是 Nm。对力矩的理解：力矩是量度固定转轴物体转动效果的物理量；它是由力和力臂两个参量决定的。要区别力矩与功的单位，表面看二者全是力与长度两个物理量的乘积，而力臂长是从转动轴引力作用线的垂直距离，功是力与沿力方向位移的乘积。两者有根本的不同。5、解决物体平衡问题必须熟练掌握
19、的工具力的合成和分解。什么叫力的合成和分解：当物体同时受几个力作用时，如果可以用一个力来代替它们，并且产生同样的效果，那么这一个力叫做那几个力的合力。这种代替法叫做力的合成。如果一个力作用在物体上，可以按其实际效果，用两个或两上以上的力去代替，这种代替法叫做力的分解。用力的合成和分解处理问题时应注意的问题。力的合成和分解是一种解决实际问题的处理方法，合力的效果和它所有分力的效果总和是等效的。在研究分力作用时，应该认为合力已不存在，因存合力已被分力替代，同理，在研究合力的作用时，应该认为分力已不存在。几个力作用在一个物体上，其合力是唯一的。这是由力的效果唯一而决定的；一个力的分解却是任意的，一个
20、力可以分解为无穷多组合力，所以在进行力的分解时要注意按实际效果进行分解。共点力的合成与分解方法：其原则是平行四边行法则，具体操作中可以详细变化成以下三种方法：平行四边形法。两个分力作为邻边，做平行四边形，其对角线即有合力。这种方法多用作画图，高考大纲不要求用余弦定理进行计算。三角形法。三角形法是平行四边形法则的简化。根据平行四边形对边平行且相等，先画好任意一个力，再以此力的未端作为7 / 43第二个力的始端，画第二个力，连接第一个力的始端和第二个力末端的有向线段，就是它们的合力。这种方法叫矢量合成的三角形法则。这种方法往往用来求多个共点力的合力，尤其用来判断共点力平衡问题中某些力的变化或根值问
21、题非常方便。正交分解法，将多个共点力沿着互相垂直的方向（x 轴、y 轴）进行分解，然后在 x、y 方向把力进行合成，最后再把x、y 方向的合力合成一个力，或者把 x、y 方向的合力与物体运动状态进行有联系的计算。这种方法是高中物理最常用的方法。直线运动 牛顿定律直线运动知识要点：1、基本概念参照物，为了确定物体的位置和描述其运动而选作标准的那个物体或物体系叫做参照物或参照系，中学阶段通常选地面为参照物。质点，当物体的形状和大小在所研究的问题中可以忽略时，把这个物体看成一个具有质量的几何点，这样的研究对象在力学中叫做质点。时间和时刻 ，任何物体的运动都是在空间和时间中进行的，与质点所在某一坐标相
22、对应的为时刻，与质点所经历的某一段路程相对应的为时间。时间本身具有单向性，是不可逆的，两个时刻的间隔就是一段时间。路程与位移，质点在空间的一个位置运动到另一个位置，运动轨迹的长度叫做质点在这一运动过程中所通过的路程。路程是标量。质点从空间的一个位置运动到另一个位置，其位置的变化，叫做质点在这一运动过程中的位移。位移是矢量。距离是指位移的大小，距离是标量。平均速度、瞬时速度、速度；平均速率、瞬时速率、速率。运动物体的位移和发生这一段位移所用时间之比，即位移对时间的变化率，叫这段时间8 / 43或这个位移的的平均速度。当时间间隔趋近于零时的平均速度的极限值叫这一时刻的瞬时速度。瞬时速度简称速度。平
23、均加速度、瞬时速度、速度都是矢量。物体经过的路程和通过这一路程所用时间的比值叫做这段时间或这段路程的平均速率。当时间间隔趋近于零时平均速率的极限值叫做这一时刻的瞬时速率，简称为速率。平均速率、瞬时速率、速率都是标量。加速度，速率对时间的变化率叫加速度。 。当所取时间较长时，这一比值表示avt平均加速度；当所取时间趋于零时，这一比值的极限值表示即时加速度。对匀变速运动来说，加速度为恒量，其平均速度和即时加速度是相等的。要正确理解加速度的概念，必须区分速度 ，速度的变化 和速度对时间变化率 ，vvvt这三个不同概念。加速度的方向与速度变化方向 方向一致，物体运动方向就是指运动速度方向，速度方向与速
24、度变化方向不一定一致，因此加速度方向并不一定跟速度方向一致。加速度反映了物体速度变化快慢。物体速度变化的快慢和物体速度变化的大小又不是一回事。加速度追其产生根源是由于受力而产生的，是用速度变化率来量度的。在高中物理学习中，加速度是一个很重要的概念。2、匀变速直线运动的基本规律反映匀变速直线运动规律的公式有：（1）即时速度公式： vatt0（2）位移公式： S21（3）位移速度公式： 0vt（4）平均速度公式： t2（5）初速度为零的匀加速直线运动，在连续相等时间内相邻位移的比：S1S 2S 3S n=135 （2n1）（6）匀变速直线运动中，连续相等时间内相邻位移的差：为恒量Satn21321
25、2（7）匀变速直线运动中，某段时间中间时刻的即时速度等于这段时间内的平均速度。（8）匀变速直线运动中，某段位移中间位置的即时速度等于 。vt02（9）初速度为零的匀加速直线运动通过连续相等位移所用时间之比为 12321 n反映匀变速直线运动规律的速度时间图象，如图所示：9 / 43（1）I 匀加速直线 vatt0II 匀减速直线 t（2）直线在纵轴上的截距为初速度 v0（3）直线斜率为加速度 a（4）某段时间，线下包围“面积”在数值上等于这段时间内物体运动的位移。做匀变速直线运动的质点，其运动情况是用五个物理量来描述的，这五个物理量是：初速度 、末速度 、加速度 、位移 、时间 。v0vtas
26、t两个基本公式 tt0sva21几个导出公式或称辅助公式，在实际处理问题中还需要不含 或不含 的公式，用数ta学解方程和平均速度定义式可以导出不含 的表达式vast20t不含 的表达式sta几个有用的推论任意两个连续相等时间间隔(T)内，位移之差是常数a saT212在一段时间内，中间时刻的瞬时速度 等于这段时间内的平均速度b v中 时vstvt中 时 120()若运动物体经过某段位移初位置速度是 ，经过末位置的速度是 ，那么经过位移中c v1 v2点的瞬时速度是 。vv中 点 ()12初速度为零的匀加速直线运动中的比例关系d每秒末的速度比：123n前 n 秒内的位移比：149 n2每 秒内的
27、位移比：135（ ）t 1每 米内的时间比：1 s()21()3（ ）n1对上述一些有用的推论请读者要学会推导和论证，在推导和论证过程中既练习和掌握了运动学基本公式的应用，又尝试了转述题和论证题的解题方法，而最后这一点正是近年来高考大钢提出的新要求。10 / 433、直线运动的图象问题用图象来描述物理规律有时比用公式要更直观和便捷，用图象处理问题就成为了一个高中学生的较高层次的能力，这也是历年高考必须考查的一项重要内容。高考大钢中一方面说明不要求会用 图去讨论问题，另一方面却在考查学生对波形图象，对磁感强度随时间变vt化图象 图，对加速度随时间变化图象 较，对 LC 电路周期平方与电容图象Ba
28、t图的理解和有关计算。这就要求我们真正掌握用图象处理问题的方法和步骤，举一反TC2三、应用于各领域之中。运动学的平面直角坐标系中主要有三种图象，即位移时间图象、速度时间图象和加速度时间图象。怎样处理图象问题a 认请横纵坐标的物理意义及单位，这是处理图象问题的基础。就像力学问题中首先确定研究对象一样重要。b 再读图象各点的横纵坐标值，从模纵坐标获取位息是解决图象问题的基础。c 图象的斜率往往有物理意义。例如 图象中过某点的斜率表示某时刻或某位置时的st速度； 图象中过某点的斜率表示时刻或某个速度时的加速度。也可以进行逆向判断。由vt斜率是否变化来判断物体运动过程中速度或加速度是否变化。d 有此图
29、象与横轴所围面积有时也有物理意义。比如 图中一定区间内图象与横轴所vt围面积表示某段时间位移；气体压强随体积变化图象中图象某部分与横轴所围面积表示气体做功等等。我们应该会从直线运动图象问题的处理中学习和掌握处理图象问题的一般方法。牛顿定律1、牛顿第一定律：一切物体（质点）总是保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力作用迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律包含着如下一些重要内容揭露出了物体在不受其他外力作用情况下将保持静止或匀速直线运动状态的这一特征惯性，第一定律指出，任何物体都具有惯性，故常称为惯性定律。第一定律认为力是改变物体运动状态的原因，可以说是对力下了定义。物体在没有受到外力作用或合外力为零的情况下，究竟是静止还是作匀速直线运动，除了和参照系有关以外，一般要看初始状态。2、牛顿第二定律：物体在外力的作用下，将获得加速度。加速度的大小跟物体所受外力成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向跟外力的方向相同。其数学表达式为
