高考物理知識歸納（一）

------------------基本的力和運動

Ⅰ。力的種類:（13個性質(zhì)力） 這些性質(zhì)力是受力分析不可少的“受力分析的基礎(chǔ)”

重力： G = mg    (g隨高度、緯度、不同星球上不同)

彈簧的彈力：F= Kx  

滑動摩擦力：F_滑= mN  

靜摩擦力：  O£ f_靜£ f_m   

萬有引力： F_引=G

電場力： F_電=q E =q

庫侖力： F=K(真空中、點電荷)

磁場力：(1)、安培力：磁場對電流的作用力。 公式： F= BIL （B^I）  方向:左手定則

(2)、洛侖茲力：磁場對運動電荷的作用力。公式： f=BqV (B^V)  方向:左手定則

分子力：分子間的引力和斥力同時存在,都隨距離的增大而減小,隨距離的減小而增大,但斥力變化得快。

核力：只有相鄰的核子之間才有核力，是一種短程強力。

Ⅱ。運動分類：（各種運動產(chǎn)生的力學(xué)和運動學(xué)條件及運動規(guī)律）是高中物理的重點、難點

①勻速直線運動      F_合=0  V₀≠0 

②勻變速直線運動：初速為零，初速不為零，

③勻變速直、曲線運動(決于F_合與V₀的方向關(guān)系) 但 F_合= 恒力

④只受重力作用下的幾種運動：自由落體，豎直下拋，豎直上拋，平拋，斜拋等

⑤圓周運動：豎直平面內(nèi)的圓周運動(最低點和最高點)；勻速圓周運動(關(guān)鍵搞清楚是向心力的來源)

⑥簡諧運動：單擺運動，彈簧振子；

⑦波動及共振；分子熱運動；

⑧類平拋運動;

⑨帶電粒在電場力作用下的運動情況；帶電粒子在f_洛作用下的勻速圓周運動

Ⅲ。物理解題的依據(jù)：（1）力的公式         

（2） 各物理量的定義

（3）各種運動規(guī)律的公式

（4）物理中的定理、定律及數(shù)學(xué)幾何關(guān)系

Ⅳ幾類物理基礎(chǔ)知識要點：

凡是性質(zhì)力要知：施力物體和受力物體；

對于位移、速度、加速度、動量、動能要知參照物；

狀態(tài)量要搞清那一個時刻（或那個位置）的物理量；

過程量要搞清那段時間或那個位侈或那個過程發(fā)生的；（如沖量、功等）

如何判斷物體作直、曲線運動；如何判斷加減速運動；如何判斷超重、失重現(xiàn)象。

Ⅴ。知識分類舉要

1．力的合成與分解：求F、F₂兩個共點力的合力的公式：

   Ｆ＝                      

　      合力的方向與F₁成a角：                      

     tana=                   

注意：(1) 力的合成和分解都均遵從平行四邊行法則。

(2) 兩個力的合力范圍：   ú F₁－F₂ ú £ F£ F₁ +F₂                   

(3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。

2.共點力作用下物體的平衡條件：靜止或勻速直線運動的物體，所受合外力為零。

                åF=0     或åF_x=0   åF_y=0

推論：[1]非平行的三個力作用于物體而平衡,則這三個力一定共點。按比例可平移為一個封閉的矢量三角形

[2]幾個共點力作用于物體而平衡，其中任意幾個力的合力與剩余幾個力(一個力)的合力一定等值反向

三力平衡：F₃=F₁ +F₂

摩擦力的公式：

(1 )  滑動摩擦力：    f= mN 

說明 ：a、N為接觸面間的彈力，可以大于G；也可以等于G;也可以小于G

b、m為滑動摩擦系數(shù)，只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān)，與接觸面積大小、接觸面相對運動快慢以及正壓力N無關(guān).

(2 ) 靜摩擦力： 由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,與正壓力無關(guān).

大小范圍：  O£ f靜£ f_m    (f_m為最大靜摩擦力，與正壓力有關(guān))

說明：a 、摩擦力可以與運動方向相同，也可以與運動方向相反，還可以與運動方向成一定夾角。

b、摩擦力可以作正功，也可以作負(fù)功，還可以不作功。

c、摩擦力的方向與物體間相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反。

d、靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用，運動的物體可以受靜摩擦力的作用。

3.力的獨立作用和運動的獨立性

    當(dāng)物體受到幾個力的作用時，每個力各自獨立地使物體產(chǎn)生一個加速度，就象其它力不存在一樣，這個性質(zhì)叫做力的獨立作用原理。

    一個物體同時參與兩個或兩個以上的運動時，其中任何一個運動不因其它運動的存在而受影響，物體所做的合運動等于這些相互獨立的分運動的疊加。

    根據(jù)力的獨立作用原理和運動的獨立性原理，可以分解加速度，建立牛頓第二定律的分量式，常常能解決一些較復(fù)雜的問題。

VI.幾種典型的運動模型：

1．勻變速直線運動：

兩個基本公式(規(guī)律)：     V_t = V₀ + a t     S = v_o t +a t²     及幾個重要推論：

(1) 推論：V_t² －V₀² = 2as  （勻加速直線運動：a為正值  勻減速直線運動：a為正值）

(2)  A B段中間時刻的即時速度: V_{t/ 2} ==  （若為勻變速運動）等于這段的平均速度

 (3)  AB段位移中點的即時速度: V_s/2  =

 V_{t/ 2} ===== VN     £    V_s/2  =    

勻速：V_t/2 =V_s/2  ; 勻加速或勻減速直線運動：V_t/2 <V_s/2

(4) S_第t秒 = St-S t-1= (v_o t +a t²) －[v_o( t－1) +a (t－1)²]= V₀ + a (t－)

(5) 初速為零的勻加速直線運動規(guī)律

①在1s末 、2s末、3s末­……ns末的速度比為1：2：3……n；

②在1s 、2s、3s­……ns內(nèi)的位移之比為1²：2²：3²……n²；

③在第1s 內(nèi)、第 2s內(nèi)、第3s內(nèi)……第ns內(nèi)的位移之比為1：3：5……(2n-1);

④從靜止開始通過連續(xù)相等位移所用時間之比為1：：……(

⑤通過連續(xù)相等位移末速度比為1：：……

(6) 勻減速直線運動至�？傻刃дJ(rèn)為反方向初速為零的勻加速直線運動.(先考慮減速至停的時間).

實驗規(guī)律：

(7) 通過打點計時器在紙帶上打點(或照像法記錄在底片上)來研究物體的運動規(guī)律：此方法稱留跡法。

初速無論是否為零,只要是勻變速直線運動的質(zhì)點,就具有下面兩個很重要的特點：

在連續(xù)相鄰相等時間間隔內(nèi)的位移之差為一常數(shù)；Ds = aT²（判斷物體是否作勻變速運動的依據(jù)）。

中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度 （運用可快速求位移）

注意：⑴是判斷物體是否作勻變速直線運動的方法。Ds = aT²

⑵求的方法 VN===   

⑶求a方法：   ① Ds = aT²  ②一=3 aT²  ③  Sm一Sn=( m-n) aT²  

④畫出圖線根據(jù)各計數(shù)點的速度,圖線的斜率等于a；

識圖方法:一軸、二線、三斜率、四面積、五截距、六交點

探究勻變速直線運動實驗:

右圖為打點計時器打下的紙帶。選點跡清楚的一條，舍掉開始比較密集的點跡，從便于測量的地方取一個開始點O，然后每5個點取一個計數(shù)點A、B、C、D …。（或相鄰兩計數(shù)點間

有四個點未畫出）測出相鄰計數(shù)點間的距離s₁、s₂、s₃ … （

利用打下的紙帶可以：

⑴求任一計數(shù)點對應(yīng)的即時速度v：如(其中記數(shù)周期：T=5×0.02s=0.1s）　　

⑵利用上圖中任意相鄰的兩段位移求a：如         

⑶利用“逐差法”求a：

⑷利用v-t圖象求a：求出A、B、C、D、E、F各點的即時速度，畫出如圖的v-t圖線，圖線的斜率就是加速度a。

注意： 點  a. 打點計時器打的點還是人為選取的計數(shù)點

距離 b. 紙帶的記錄方式，相鄰記數(shù)間的距離還是各點距第一個記數(shù)點的距離。

紙帶上選定的各點分別對應(yīng)的米尺上的刻度值，

周期 c. 時間間隔與選計數(shù)點的方式有關(guān)

(50Hz,打點周期0.02s,常以打點的5個間隔作為一個記時單位)即區(qū)分打點周期和記數(shù)周期。

d. 注意單位。一般為cm

例：試通過計算出的剎車距離的表達(dá)式說明公路旁書寫“嚴(yán)禁超載、超速及酒后駕車”以及“雨天路滑車輛減速行駛”的原理。

解：（1）、設(shè)在反應(yīng)時間內(nèi)，汽車勻速行駛的位移大小為；剎車后汽車做勻減速直線運動的位移大小為，加速度大小為。由牛頓第二定律及運動學(xué)公式有：

由以上四式可得出：

①超載（即增大），車的慣性大，由式，在其他物理量不變的情況下剎車距離就會增長，遇緊急情況不能及時剎車、停車，危險性就會增加；

②同理超速(增大)、酒后駕車(變長)也會使剎車距離就越長，容易發(fā)生事故；

③雨天道路較滑，動摩擦因數(shù)將減小，由<五>式，在其他物理量不變的情況下剎車距離就越長，汽車較難停下來。

因此為了提醒司機朋友在公路上行車安全，在公路旁設(shè)置“嚴(yán)禁超載、超速及酒后駕車”以及“雨天路滑車輛減速行駛”的警示牌是非常有必要的。

思維方法篇

1．平均速度的求解及其方法應(yīng)用

① 用定義式： 普遍適用于各種運動；② =只適用于加速度恒定的勻變速直線運動

2．巧選參考系求解運動學(xué)問題

3．追及和相遇或避免碰撞的問題的求解方法：

關(guān)鍵：在于掌握兩個物體的位置坐標(biāo)及相對速度的特殊關(guān)系。

基本思路：分別對兩個物體研究，畫出運動過程示意圖，列出方程，找出時間、速度、位移的關(guān)系。解出結(jié)果，必要時進(jìn)行討論。

追及條件：追者和被追者v相等是能否追上、兩者間的距離有極值、能否避免碰撞的臨界條件。

討論：

1.勻減速運動物體追勻速直線運動物體。

①兩者v相等時，S_追<S_被追 永遠(yuǎn)追不上，但此時兩者的距離有最小值

②若S_追<S_被追、V_追=V_被追 恰好追上，也是恰好避免碰撞的臨界條件。追  被追

③若位移相等時，V_追>V_被追則還有一次被追上的機會，其間速度相等時，兩者距離有一個極大值

2.初速為零勻加速直線運動物體追同向勻速直線運動物體

①兩者速度相等時有最大的間距    ②位移相等時即被追上

4．利用運動的對稱性解題

5．逆向思維法解題

6．應(yīng)用運動學(xué)圖象解題

7．用比例法解題

8．巧用勻變速直線運動的推論解題

①某段時間內(nèi)的平均速度 = 這段時間中時刻的即時速度

②連續(xù)相等時間間隔內(nèi)的位移差為一個恒量

③位移=平均速度時間

解題常規(guī)方法：公式法(包括數(shù)學(xué)推導(dǎo))、圖象法、比例法、極值法、逆向轉(zhuǎn)變法

2．豎直上拋運動：(速度和時間的對稱)

分過程：上升過程勻減速直線運動,下落過程初速為0的勻加速直線運動.

全過程：是初速度為V₀加速度為-g的勻減速直線運動。

(1)上升最大高度:H =  

(2)上升的時間:t=

(3)上升、下落經(jīng)過同一位置時的加速度相同，而速度等值反向 

(4)上升、下落經(jīng)過同一段位移的時間相等。

(5)從拋出到落回原位置的時間:t =2

(6)適用全過程S = V_o t －g t² ;  V_t = V_o－g t ;   V_t²－V_o² = －2gS  (S、V_t的正、負(fù)號的理解)

3.勻速圓周運動

線速度: V===wR=2f R  角速度：w=   追及問題：w_At_A=w_Bt_B+n2π

向心加速度：  a =² f² R    

向心力：     F= ma = m² R= mm4n² R   

注意：(1)勻速圓周運動的物體的向心力就是物體所受的合外力，總是指向圓心.

(2)衛(wèi)星繞地球、行星繞太陽作勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供。

(3)氫原子核外電子繞原子核作勻速圓周運動的向心力由原子核對核外電子的庫侖力提供。

4.平拋運動：勻速直線運動和初速度為零的勻加速直線運動的合運動

（1）運動特點：a、只受重力；b、初速度與重力垂直．盡管其速度大小和方向時刻在改變，但其運動的加速度卻恒為重力加速度g，因而平拋運動是一個勻變速曲線運動。在任意相等時間內(nèi)速度變化相等。

（2）平拋運動的處理方法：平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。

水平方向和豎直方向的兩個分運動既具有獨立性，又具有等時性．

（3）平拋運動的規(guī)律：以物體的出發(fā)點為原點，沿水平和豎直方向建成立坐標(biāo)。

a_x=0……①                a_y=0……④

水平方向    v_x=v₀ ……②        豎直方向  v_y=gt……⑤

x=v₀t……③               y=½gt²……⑥

       V_y = V_otgq      V_o =V_yctgβ           

               V =     V_o = Vcosq    V_y = Vsinβ

 在V_o、V_y、V、X、y、t、q七個物理量中,如果 已知其中任意兩個,可根據(jù)以上公式求出其它五個物理量。

證明：做平拋運動的物體，任意時刻速度的反向延長線一定經(jīng)過此時沿拋出方向水平總位移的中點。

證：平拋運動示意如圖

設(shè)初速度為V₀，某時刻運動到A點，位置坐標(biāo)為(x,y ),所用時間為t.

此時速度與水平方向的夾角為,速度的反向延長線與水平軸的交點為,

位移與水平方向夾角為.依平拋規(guī)律有:  

速度： V_x= V₀    

V_y=gt 

        ①

位移:   S_x= V_ot       

       ②

   由①②得：     即    ③

        所以:                             ④

④式說明：做平拋運動的物體，任意時刻速度的反向延長線一定經(jīng)過此時沿拋出方向水總位移的中點。

5.豎直平面內(nèi)的圓周運動

豎直平面內(nèi)的圓周運動是典型的變速圓周運動研究物體通過最高點和最低點的情況，并且經(jīng)常出現(xiàn)臨界狀態(tài)。(圓周運動實例)

①火車轉(zhuǎn)彎

②汽車過拱橋、凹橋₃

③飛機做俯沖運動時，飛行員對座位的壓力。

④物體在水平面內(nèi)的圓周運動（汽車在水平公路轉(zhuǎn)彎，水平轉(zhuǎn)盤上的物體，繩拴著的物體在光滑水平面上繞繩的一端旋轉(zhuǎn)）和物體在豎直平面內(nèi)的圓周運動（翻滾過山車、水流星、雜技節(jié)目中的飛車走壁等）。

⑤萬有引力――衛(wèi)星的運動、庫侖力――電子繞核旋轉(zhuǎn)、洛侖茲力――帶電粒子在勻強磁場中的偏轉(zhuǎn)、重力與彈力的合力――錐擺、（關(guān)健要搞清楚向心力怎樣提供的）

（1）火車轉(zhuǎn)彎：設(shè)火車彎道處內(nèi)外軌高度差為h，內(nèi)外軌間距L，轉(zhuǎn)彎半徑R。由于外軌略高于內(nèi)軌，使得火車所受重力和支持力的合力F_合提供向心力。

   (是內(nèi)外軌對火車都無摩擦力的臨界條件)

①當(dāng)火車行駛速率V等于V₀時，F(xiàn)_合=F_向，內(nèi)外軌道對輪緣都沒有側(cè)壓力

②當(dāng)火車行駛V大于V₀時，F(xiàn)_合<F_向，外軌道對輪緣有側(cè)壓力，F(xiàn)_合+N=

③當(dāng)火車行駛速率V小于V₀時，F(xiàn)_合>F_向，內(nèi)軌道對輪緣有側(cè)壓力，F(xiàn)_合-N'=

即當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時行駛速率不等于V₀時，其向心力的變化可由內(nèi)外軌道對輪緣側(cè)壓力自行調(diào)節(jié)，但調(diào)節(jié)程度不宜過大，以免損壞軌道。

（2）無支承的小球，在豎直平面內(nèi)作圓周運動過最高點情況：

①臨界條件：由mg+T=mv²/L知，小球速度越小，繩拉力或環(huán)壓力T越小，但T的最小值只能為零，此時小球以重力提供作向心力，恰能通過最高點。即mg=

結(jié)論：繩子和軌道對小球沒有力的作用（可理解為恰好通過或恰好通不過的速度），只有重力提供作向心力，臨界速度V_臨=

②能過最高點條件：V≥V_臨（當(dāng)V≥V_臨時，繩、軌道對球分別產(chǎn)生拉力、壓力）

③不能過最高點條件：V<V_臨(實際上球還未到最高點就脫離了軌道)

最高點狀態(tài): mg+T₁= (臨界條件T₁=0, 臨界速度V_臨=, V≥V_臨才能通過)

最低點狀態(tài): T₂- mg =        

高到低過程機械能守恒:

T₂- T₁=6mg(g可看為等效加速度)

半圓：mgR=    T-mg=    T=3mg

（3）有支承的小球，在豎直平面作圓周運動過最高點情況：

①臨界條件：桿和環(huán)對小球有支持力的作用  當(dāng)V=0時，N=mg（可理解為小球恰好轉(zhuǎn)過或恰好轉(zhuǎn)不過最高點）

恰好過最高點時，此時從高到低過程 mg2R=   低點：T-mg=mv²/R  T=5mg

注意物理圓與幾何圓的最高點、最低點的區(qū)別 (以上規(guī)律適用于物理圓,不過最高點,最低點, g都應(yīng)看成等效的)

2．解決勻速圓周運動問題的一般方法

（1）明確研究對象，必要時將它從轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中隔離出來。

（2）找出物體圓周運動的軌道平面，從中找出圓心和半徑。

（3）分析物體受力情況，千萬別臆想出一個向心力來。

（4）建立直角坐標(biāo)系（以指向圓心方向為x軸正方向）將力正交分解。

（5）

3．離心運動

在向心力公式F_n=mv²/R中，F(xiàn)_n是物體所受合外力所能提供的向心力，mv²/R是物體作圓周運動所需要的向心力。當(dāng)提供的向心力等于所需要的向心力時，物體將作圓周運動；若提供的向心力消失或小于所需要的向心力時，物體將做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動，即離心運動。其中提供的向心力消失時，物體將沿切線飛去，離圓心越來越遠(yuǎn)；提供的向心力小于所需要的向心力時，物體不會沿切線飛去，但沿切線和圓周之間的某條曲線運動，逐漸遠(yuǎn)離圓心。

牛頓第二定律：F_合 = ma （是矢量式）  或者 åF_x = m a_x     åF_y = m a_y

理解：(1)矢量性 (2)瞬時性 (3)獨立性 (4)同體性 (5)同系性 (6)同單位制

●力和運動的關(guān)系

①物體受合外力為零時，物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)；

②物體所受合外力不為零時，產(chǎn)生加速度，物體做變速運動．

③若合外力恒定，則加速度大小、方向都保持不變，物體做勻變速運動，勻變速運動的軌跡可以是直線，也可以是曲線．

④物體所受恒力與速度方向處于同一直線時，物體做勻變速直線運動．

⑤根據(jù)力與速度同向或反向，可以進(jìn)一步判定物體是做勻加速直線運動或勻減速直線運動；

⑥若物體所受恒力與速度方向成角度，物體做勻變速曲線運動．

⑦物體受到一個大小不變，方向始終與速度方向垂直的外力作用時，物體做勻速圓周運動．此時，外力僅改變速度的方向，不改變速度的大�。�

⑧物體受到一個與位移方向相反的周期性外力作用時，物體做機械振動．

表1給出了幾種典型的運動形式的力學(xué)和運動學(xué)特征．

綜上所述：判斷一個物體做什么運動，一看受什么樣的力，二看初速度與合外力方向的關(guān)系．

力與運動的關(guān)系是基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，還要從功和能、沖量和動量的角度，進(jìn)一步討論運動規(guī)律．

6.萬有引力及應(yīng)用：與牛二及運動學(xué)公式

1思路和方法:①衛(wèi)星或天體的運動看成勻速圓周運動,   ② F_心=F_萬 (類似原子模型)

2公式：G=ma_n，又a_n=，則v=，，T=

3求中心天體的質(zhì)量M和密度ρ

由G=m     可得M=，

ρ=    當(dāng)r=R，即近地衛(wèi)星繞中心天體運行時，ρ=

軌道上正常轉(zhuǎn)：   F_引=G= F_心= ma_心= m² R= mm4n² R 

地面附近： G= mg GM=gR² (黃金代換式)  mg = m=v_第一宇宙=7.9km/s 

題目中常隱含：(地球表面重力加速度為g)；這時可能要用到上式與其它方程聯(lián)立來求解。

軌道上正常轉(zhuǎn)：   G= m    

【討論】(v或E_K)與r關(guān)系，r_最小時為地球半徑時，v_第一宇宙=7.9km/s (最大的運行速度、最小的發(fā)射速度)；

T_最小=84.8min=1.4h

G=mr = m  M=（） T²=   

（M=V_球=r³） s_球面=4r²  s=r² (光的垂直有效面接收，球體推進(jìn)輻射) s_球冠=2Rh

3 理解近地衛(wèi)星：來歷、意義  萬有引力≈重力=向心力、 r_最小時為地球半徑、

最大的運行速度=v_第一宇宙=7.9km/s (最小的發(fā)射速度)；T_最小=84.8min=1.4h

4 同步衛(wèi)星幾個一定：三顆可實現(xiàn)全球通訊(南北極仍有盲區(qū))

軌道為赤道平面   T=24h=86400s   離地高h(yuǎn)=3.56ｘ10⁴km(為地球半徑的5.6倍) 

V_同步=3.08km/s?V_第一宇宙=7.9km/s    w=15^o/h(地理上時區(qū))   a=0.23m/s²

5 運行速度與發(fā)射速度的區(qū)別

6衛(wèi)星的能量:r增v減小(E_K減小<E_p增加),所以 E_總增加;需克服引力做功越多,地面上需要的發(fā)射速度越大

應(yīng)該熟記常識：地球公轉(zhuǎn)周期1年, 自轉(zhuǎn)周期1天=24小時=86400s, 地球表面半徑6.4ｘ10³km  表面重力加速度g=9.8 m/s² 月球公轉(zhuǎn)周期30天

力學(xué)助計圖

     有a                       v會變化

受力