高一上物理期末知识点复习
专题一:运动学
【知识要点】
1.质点（A）
（1）没有形状、大小，而具有质量的点。
（2）质点是一个理想化的物理模型，实际并不存在。
（3）一个物体能否看成质点，并不取决于这个物体的大小，而是看在所研究的问题中物体的形状、大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素，要具体问题具体分析。
2.参考系（A）
（1）物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称运动。
（2）在描述一个物体运动时，选来作为标准的（即假定为不动的）另外的物体，叫做参考系。
对参考系应明确以下几点：
①对同一运动物体，选取不同的物体作参考系时，对物体的观察结果往往不同的。
②在研究实际问题时，选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化，能够使解题显得简捷。
③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动，所以通常取地面作为参照系
3.路程和位移（A）
（1）位移是表示质点位置变化的物理量。路程是质点运动轨迹的长度。
（2）位移是矢量，可以用以初位置指向末位置的一条有向线段来表示。因此，位移的大小等于物体的初位置到末位置的直线距离。路程是标量，它是质点运动轨迹的长度。因此其大小与运动路径有关。
（3）一般情况下，运动物体的路程与位移大小是不同的。只有当质点做单一方向的直线运动时，路程与位移的大小才相等。图1-1中质点轨迹ACB的长度是路程，AB是位移S。
（4）在研究机械运动时，位移才是能用来描述位置变化的物理量。路程不能用来表达物体的确切位置。比如说某人从O点起走了50m路，我们就说不出终了位置在何处。
4、速度、平均速度和瞬时速度（A）
（1）表示物体运动快慢的物理量，它等于位移s跟发生这段位移所用时间t的比值。即v=s/t。速度是矢量，既有大小也有方向，其方向就是物体运动的方向。在国际单位制中，速度的单位是（m/s）米/秒。
（2）平均速度是描述作变速运动物体运动快慢的物理量。一个作变速运动的物体，如果在一段时间t内的位移为s, 则我们定义v=s/t为物体在这段时间（或这段位移）上的平均速度。平均速度也是矢量，其方向就是物体在这段时间内的位移的方向。
（3）瞬时速度是指运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度。从物理含义上看，瞬时速度指某一时刻附近极短时间内的平均速度。瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率
5、匀速直线运动（A）
（1） 定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内位移相等，这种运动叫做匀速直线运动。
根据匀速直线运动的特点，质点在相等时间内通过的位移相等，质点在相等时间内通过的路程相等，质点的运动方向相同，质点在相等时间内的位移大小和路程相等。
（2）公式法：——四大方程
（3） 匀速直线运动的s—t图象和v-t图象（A）
①位移图象（s-t图象）就是以纵轴表示位移，以横轴表示时间而作出的反映物体运
动规律的数学图象，匀速直线运动的位移图线是通过坐标原点的一条直线。
②匀速直线运动的v-t图象是一条平行于横轴（时间轴）的直线，如图2-4-1所示。
由图可以得到速度的大小和方向，如v1=20m/s,v2=-10m/s,表明一个质点沿正方向
以20m/s的速度运动，另一个反方向以10m/s速度运动。
6、加速度（A）
（1）物理意义：速度变化的快慢
速度变化率的大小
（2）加速度的定义:加速度是表示速度改变快慢的物理量,它等于速度的改变量跟发生这一改变量所用时间的比值,定义式：
（3）加速度是矢量,它的方向是速度变化的方向
（4）在变速直线运动中,若加速度的方向与速度方向相同,则质点做加速运动; 若加速度的方向与速度方向相反,则则质点做减速运动.
7、用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动（A）
1、实验步骤：
（1）把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将打点计时器固定在平板上,并接好电路
（2）把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着重量适当的钩码.
（3）将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
（4）拉住纸带,将小车移动至靠近打点计时器处,先接通电源,后放开纸带.
（5）断开电源,取下纸带
（6）换上新的纸带，再重复做三次
2、常见计算：
（1）
，
（2）
8、匀变速直线运动的规律（A）
（1）.匀变速直线运动的速度公式vt=vo+at（减速：vt=vo-at）
（2）.
此式只适用于匀变速直线运动.
（3）匀变速直线运动的位移公式s=vot+at2/2（减速：s=vot-at2/2）
（4）速度平方差公式：
（5）初速无论是否为零,匀变速直线运动的质点,在连续相邻的相等的时间间隔内的
位移之差为一常数：
s = aT2 (a----匀变速直线运动的加速度 T----每个时间
间隔的时间)
9、匀变速直线运动的x—t图象和v-t图象（A）
10、自由落体运动（A）
（1） 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，叫做自由落体运动。
（2） 自由落体加速度
（1）自由落体加速度也叫重力加速度，用g表示.
（2）重力加速度是由于地球的引力产生的,因此,它的方向总是竖直向下.其大小在地球上不同地方略有不,在地球表面，纬度越高，重力加速度的值就越大，在赤道上，重力加速度的值最小，但这种差异并不大。
(3)通常情况下取重力加速度g=10m/s2
（4） 自由落体运动的规律vt=gt．H=gt2/2,vt2=2gh
（5）几个比例关系，只适用于V0=0的情况：
专题二：力和牛顿运动定律
【知识要点】
11、力（A）
1.力是物体对物体的作用。
⑴力不能脱离物体而独立存在。⑵物体间的作用是相互的。
2.力的三要素：力的大小、方向、作用点。
3.力作用于物体产生的两个作用效果。
⑴使受力物体发生形变或使受力物体的运动状态发生改变。
4．力的分类：
⑴按照力的性质命名：重力、弹力、摩擦力等。
⑵按照力的作用效果命名：拉力、推力、压力、支持力、动力、阻力、浮力、向心力等。
12、重力（A）
1.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
⑴地球上的物体受到重力，施力物体是地球。
⑵重力的方向总是竖直向下的。
2.重心：物体的各个部分都受重力的作用，但从效果上看，我们可以认为各部分所受重力的作用都集中于一点，这个点就是物体所受重力的作用点，叫做物体的重心。
① 质量均匀分布的有规则形状的均匀物体，它的重心在几何中心上。
② 一般物体的重心不一定在几何中心上，可以在物体内，也可以在物体外。一般采用悬挂法。
3.重力的大小：G=mg
13、弹力（A）
1.弹力
⑴定义：发生弹性形变的物体，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。
⑵产生条件：①两物体直接接触；②两物体的接触处发生弹性形变。
2.弹力的方向：物体之间的正压力一定垂直于它们的接触面。绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向，在分析拉力方向时应先确定受力物体。
3.弹力的大小
弹力的大小与弹性形变的大小有关,弹性形变越大,弹力越大.
弹簧弹力：F = Kx (x为伸长量或压缩量,K为劲度系数)
4.相互接触的物体是否存在弹力的判断方法
如果物体间存在微小形变,不易觉察,这时可用假设法进行判定.
14、摩擦力（A）
（1）产生条件：①两物体直接接触；②两物体的接触处发生弹性形变；
③接触面粗糙； ④两物体发生相对运动或有相对运动趋势；
(2 ) 滑动摩擦力： 
说明 ： a、N为接触面间的弹力，可以大于G；也可以等于G;也可以小于G
b、
为滑动摩擦系数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力FN无关.
(3) 静摩擦力：由物体的平衡条件求解或牛顿第二定律求解,与正压力无关.
大小范围： 0<f静
fm (fm为最大静摩擦力，与正压力有关)
说明：
a 、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反
b、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。
C、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。
15、力的合成与分解（B）
1.合力与分力 如果一个力作用在物体上，它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力叫做这个力的分力。
2.共点力的合成
⑴共点力
几个力如果都作用在物体的同一点上，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫共点力。
⑵力的合成方法 求几个已知力的合力叫做力的合成。
ａ．若
和
在同一条直线上
① 、同向：合力
方向与、的方向一致
② 、反向：合力
，方向与、这两个力中较大的那个力同向。
ｂ．、互成θ角——用力的平行四边形定则
平行四边形定则：两个互成角度的力的合力，可以用表示这两个力的有向线段为邻边，作平行四边形，它的对角线就表示合力的大小及方向，这是矢量合成的普遍法则。
注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。
(2) 两个力的合力范围： F1－F2 F F1 +F2
(3) 合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力
（4）两个分力成直角时，用勾股定理或三角函数。
（5）两个分力大小相等，夹角为α，可构成菱形，对角线互相垂直且平分。
（6）两个分力大小相等，夹角为1200，合力大小等于分力，方向：与每个分力的夹角都为600。
16、共点力作用下物体的平衡（A）
1.共点力作用下物体的平衡状态
(1)一个物体如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态
(2)物体保持静止状态或做匀速直线运动时，其速度（包括大小和方向）不变，其加速度为零，这是共点力作用下物体处于平衡状态的运动学特征。
2.共点力作用下物体的平衡条件——合力为零，亦即F合=0
(1)二力平衡：这两个共点力必然大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
(2)三力平衡：这三个共点力必然在同一平面内，且其中任何两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，即任何两个力的合力必与第三个力平衡。
3.力与平衡的应用，解题步骤：
1. 确定研究对象（选定受力体）
2. 受力分析（画力图）
3. 
三个力：合成法（可以把三个力画到一个三角形），用三角函数求力
F合x= F1x+ F2x + ………+ Fnx =ma
四个或四个以上力：正交分解（屡试不爽） F合y= F1y+ F2y + ………+ Fny =0
（有滑动摩擦力时才列）
建立直角坐标系的原则：往运动方向和垂直于运动方向建立直角坐标系，使尽可能多的力落在直角坐标系上。
17、牛顿运动三定律（A和B）
18.牛顿第二定律F合= ma
（1）同向性
（2）瞬时对应性（大小统一，方向统一）
18.解牛顿第二定律题目解题步骤：
1．确定研究对象（选定受力体）
2．受力分析（画力图）
3．分析运动状态（确定加速度方向）
4. 二个力：合成法或正交分解
F合x= F1x+ F2x + ………+ Fnx =ma
三个或三个以上力：正交分解 F合y= F1y+ F2y + ………+ Fny =0
（有滑动摩擦力时才列）
5.求解
建立直角坐标系的原则：(1).往运动方向和垂直于运动方向建立直角坐标系
(2).通常取速度方向为正方向
19、力学单位制（A）
1．物理公式在确定物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系。基本单位就是根据物理量运算中的实际需要而选定的少数几个物理量单位；根据物理公式和基本单位确立的其它物理量的单位叫做导出单位。
2．在物理力学中，选定长度、质量和时间的单位作为基本单位，与其它的导出单位一起组成了力学单位制。选用不同的基本单位，可以组成不同的力学单位制，其中最常用的基本单位是长度为米（m），质量为千克(kg)，时间为秒（s）,由此还可得到其它的导出单位，它们一起组成了力学的国际单位制。】
第六章 曲线运动（复习）
（一）知识体系
本章我们学习了物体做曲线运动的条件以及运动的合成和分解，并研究了两种曲线运动：平抛运动和匀速圆周运动。运动的合成和分解是研究曲线运动的基本方法，本章的知识框图如下：
（二）本章要点综述
l、曲线运动和运动的合成与分解
物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动，曲线运动的条件可从两个角度来理解：①从运动学角度来理解：物体的加速度方向与速度方向不在同一条直线上；②从动力学角度来理解：物体所受合力的方向与物体的速度方向不在同一条直线上。曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，曲线运动是一种变速运动。
曲线运动是一种复杂的运动，为了简化解题过程引入了运动的合成和分解。一个复杂的运动可根据运动的实际效果按正交分解或按平行四边形定则进行分解。合运动与分运动是等效替代关系，它们具有独立性和等时性的特点。运动的合成是运动分解的逆运算，同样遵循平行四边形定则。
2、平抛运动
平抛运动具有水平初速度且只受重力作用，是匀变速曲线运动。研究平抛运动的方法是利用运动的合成与分解，将复杂运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。其运动规律为：①水平方向匀速直线运动：ax=0，vx=v0，x=v0t；②竖直方向自由落体运动：ay=g，vy=gt，y=gt2/2；
③合运动：a=g，
，v与 v0的夹角
平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点间的竖直高度决定，即
与v0无关。水平射程x=v0
。
3．匀速圆周运动、描述匀速圆周运动的物理量、匀速圆周运动的实例分析。
正确理解并掌握匀速圆周运动、线速度、角速度、周期和频率、向心加速度、向心力的概念及物理意义，并掌握相关公式。
圆周运动与其他知识结合时，关键找出向心力，再利用向心力公式 
或
列式求解。向心力可以由某一个力提供，也可由某一个力的分力提供，还可以由合外力提供，在匀速圆周运动中，向心力指向圆心，其大小不变，作用是改变线速度的方向，不改变线速度的大小；在变速圆周运动中，物体所受的合外力不一定指向圆心，各力沿半径的分量的合力指向圆心，此合力提供向心力，大小、方向均变化；与半径垂直的各分力的合力改变速度大小，此合力产生切向加速度，在中学阶段不做研究。
对匀速圆周运动的实例分析应结合受力分析，找准圆心位置，结合牛顿第二定律和向心力公式列方程求解，要注意绳类的约束条件为
，杆类的约束条件为
。
第六章 万有引力
一．万有引力及万有引力定律
1．内容 任何两个质点都是相互吸引的，引力的大小跟这两个质点的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比．
2．公式 
，式中G为引力常量， G＝6.67×10-11 N·m2/kg2 ，引力常量是在牛顿发现万有引力定律一百多年后由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置测出的．
3．适用条件 定律适用于计算两个可以视作质点的物体之间的万有引力，例如两个相距很远的天体等．
二．万有引力定律在天文学上的应用
万有引力定律在天体运动中起着决定性的作用，它把地面上物体的运动规律与天体运动的规律统一起来，是人类认识宇宙的基础．高中物理学习要求掌握万有引力定律在天文学上的下列应用：
1．测定天体的质量
（1）从万有引力是天体作匀速圆周运动的向心力的基本观点出发，由牛顿第二定律
得
；
如果知道中心天体的近地卫星的周期，还可估算出该天体的平均密度，由
，则其平均密度ρ=
（其中r为近地卫星的轨道半径，可近似看作该天体的自身半径）．
(2)从星体表面的重力加速度出发，g=
，得出：M=
（星体半径R、表面重力加速度g）
2．发现未知天体 万有引力定律不仅能够解释已知的天体现象，而且可以根据力与运动的关系，通过对天体轨道的精密计算与科学观察而发现新的天体，如天王星与海王星．
3．人造卫星与宇宙速度
⑴人造卫星
研究地球卫星运动是基于这样一种基本模型：将卫星视作质点，以地心为圆心，运动轨迹为圆，所需向心力由地球的万有引力承担．若地球质量为M，半径为R，卫星所在轨道半径为r，向心加速度为a，绕行速度为v，周期为T，角速度为ω，则由
，
可得不同圆轨道上卫星的线速度、加速度、角速度及周期随轨道半径变化的规律如《人造地球卫星运动规律一览表》所列，由表可知轨道半径越大，卫星的加速度越小、线速度越小、角速度越小、周期越大．
人造地球卫星运动规律一览表
⑵宇宙速度
使地球上的物体所受的万有引力全部作为向心力时，这个物体就可以地心为圆心（或一个焦点）沿圆周（或椭圆）运动，成为一颗人造地球卫星，由
，可得近地人造卫星必须具有的速度——第一宇宙速度为
，它是人造地球卫星的最小发射速度，也是地球卫星的最大运行速度；第二宇宙速度为11.2 km/s，这是使地球上的物体成为太阳的人造行星或飞到其它行星上去所需的最小发射速度；要使物体挣脱太阳引力而飞离太阳系的最小速度即第三宇宙速度是16.7 km/s．
⑶地球同步卫星与近地卫星
地球同步卫星是指运动周期与地球自转周期一致、定点在地球赤道上方、与地面观察点相对静止的人造地球卫星，它的轨道与地球赤道共面，由
(同步卫星)和
(近地卫星)，可得同步卫星的轨道半径为
．取g＝9.8 m/s2，R＝6400 km，T＝1天＝86400 s，则r≈42440 km，约是地球半径的6.6倍．注意：地球同步卫星轨道是唯一的．
近地卫星指在地球表面绕地球运动的卫星，它的加速度等于地球表面的重力加速度g＝
＝9.8m/s2，线速度即为第一宇宙速度v= 
，它的周期是所有地球卫星可能周期中最小的，约为84.5 min．
第七章节 机械能
第一节 功与功率
1．功的的概念
（1）恒力的功等于该力与力方向上位移的乘积，即W=Fscosα．
（2）求变力做功，在中学分阶段有两个计算途径：①如变力是随位移作线性变化的，则可用平均力与位移的乘积求得；②通过动能定理求得．
（3）关于功还需强调以下几点：
①功是标量，有正负但没有方向，如力与位移的夹角是锐角，则此力做正功，是动力；如力与位移的夹角是钝角，则此力做负功，是阻力．如力与位移相垂直，则此力不做功．
②摩擦力（包括滑动摩擦力与静摩擦力）既可做正功，又可做负功，也可能不做功．
③恒力的功与物体运动的路径无关，只与该物体的初末位置有关．如重力的功总为mgh，重力所做的功只与物体初末位置的高度差h有关．
2．功率
功率P是表示力对物体做功快慢的物理量．
计算功率P有两个基本公式：
（1）
，这是功率的定义式，一般用来求某一段时间内的平均功率；
（2）
，该式用来计算力F的瞬时功率，其中v为瞬时速度，α为v与F的夹角，如α=0，则F与v方向一致，公式简化为P=Fv．
3． 用P=Fv讨论车船类物体在牵引力作用下的运动．
（1）在牵引力F恒定时，牵引功率P与物体运动速度v成正比．例如，汽车在恒定的牵引力与阻力作用下作匀加速运动时，牵引力的功率也随着不断增大．
（2）在牵引速度v恒定时，牵引力F将随阻力f的变化而变化，由
可知，牵引力F与功率P成正比．例如，汽车从水平路面上运动到斜坡上时，为保持速度的大小不变，司机必须加大油门，增加汽车的牵引功率，从而增大牵引力，以克服更大的运动“阻力”．
（3）在牵引功率P恒定时，牵引力F与速度v成反比．例如，汽车在保持恒定功率的情况下，从水平路面驶向斜坡时，司机必须减小车速，以增大汽车爬坡时的牵引力．
（4）定功率的起动过程．例如，当汽车在水平路面上以恒定的功率由静止开始运动时，汽车的速度v很小，所以牵引力F很大，由
可知a很大，从而使v增加很快，而v的增加反过来却使a减小．a虽变小，但仍使v增大，进而继续使a减小……如此下去，直到使F=f时，a变为零，v达到最大值
之后汽车就以v=vmax作匀速运动（假设汽车所受阻力f不变）．所以，定功率起动的过程往往是一个加速度逐渐减小，速度逐渐增大，最后作匀速运动的过程．
第二节 动能定理
． 1．动能是物体因运动而具有的能，其计算公式是
，其中v通常是物体对地的速度．动能是标量，恒为正值，单位：焦耳（J）．
2．动能的变化，即动能的改变量，也称动能增量，是指末位置的动能与初位置的动能之差．数学表达式为：
．
3．动能定理
（1）动能定理的表述：外力所做的功等于物体动能的变化，即W=ΔEk，或表示为：
对式中的W，我们可把它理解为运动过程中外力所做的总功，即
或
动能定理是解决力学问题的重要工具之一，用它分析问题，具有简洁、明了、快捷等特点．
（2）动能定理的应用应注意以下几个方面：
①动能定理的应用对象一般是一个物体；
②作为应用动能定理的对象，可以在做直线运动、曲线运动，可以受恒力作用，也可以受变力作用，力的性质可以是任何种类的力，运动过程可以是单一的物理过程，也可以是各个不同形式运动阶段相衔接的复杂的运动过程；
③应用动能定理前先明确物体的受力情况，受几个力，哪些力做功，在运动过程中的哪个阶段做功，是做正功还是做负功，求得功的代数和；
④分析运动过程始末的动能，得到动能的变化量，结合功的代数和表达式，列动能定理方程，并求解．
第三节 机械能守恒定律 功能关系
1．势能．在力学中势能常指重力势能和弹性势能．
2．重力势能．用Ep=mgh进行计算，关于重力势能应着重理解以下两点：
（1）势能是属于一个系统的，重力势能就属于物体与地球所组成的系统，没有地球对物体的引力作用，也就谈不上什么重力势能．
（2）重力势能的大小是相对的，同一物体位于同一位置，其势能可以是正值，也可以是负值．只有设定了势能零点即势能的参考位置后，才有势能的具体大小．
3．动能和势能总称机械能．一个物体常常既有动能又有势能，其机械能即为其具有的动能与势之和．
4．机械能守恒是指在物体的运动过程中，动能与势能相互转化，但在它的任一位置或任一时刻，其动能与势能之和总是保持不变．
守恒的条件是：物体在运动过程中只有重力（或系统内的弹力）做功．如有其它力做功，则机械能就不守恒．
机械能守恒的表达式为
Ek1+Ep1 =Ek2+Ep2 ①
或
②
即系统动能的增加等于势能的减少，或系统动能的减少等于势能增加．