高考物理考点
2.重力(1)重力是地球对物体的吸引力造成的。
【注意】重力是地球引力引起的,但不能说重力就是地球引力,重力是重力的一个分量。但在地球表面附近,可以认为引力近似等于重力。(2)重力的大小:在地球表面G=mg,在离地面高度h处G/=mg/,其中g/=[R/(R+h)]2g。
(3)重力方向:垂直向下(不一定指向地心)。
(4)重心:重力合力对物体各部分的作用点,物体的重心不一定在物体上。
3.弹力产生的原因(1):是由物体弹性变形恢复变形的趋势引起的。(2)产生条件:①直接接触;(2)弹性变形。(3)弹力方向:与物体变形方向相反,弹力的受力对象是引起变形的物体,施加的对象是变形的物体。在点-面接触的情况下,它垂直于表面;当两个曲面接触时(相当于点接触),它们垂直于与接触点相交的公共平面。①绳子的张力方向总是沿着绳子并指向绳子收缩的方向,一根轻绳子上的张力处处相等。
光棒既能产生压力又能产生张力,方向不一定是沿着棒。
(4)弹簧力的大小:一般应根据物体的运动状态,用平衡条件或牛顿定律求解。弹簧力可以用胡克定律求解。
★胡克定律:在弹性极限内,弹簧的弹力与弹簧的变形成正比,即F=kx.k是弹簧的刚度系数,只与弹簧本身有关,单位为n/m .
4.摩擦
(1)条件:①相互接触的物体之间有压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦)或相对运动(静摩擦)的倾向,缺一不可。
(2)摩擦方向:沿接触面的切线方向,与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反,可以与物体的运动方向相同,也可以相反。
(3)判断静摩擦方向的方法:
①假设法:首先假设两个物体的接触面是光滑的,那么如果两个物体没有相对运动,就说明它们没有相对运动趋势,没有静摩擦力;如果两个物体相对运动,说明它们有相对运动趋势,而且原来相对运动趋势的方向与接触面光滑时的方向相同。然后,根据与物体的相对运动趋势方向相反的静摩擦方向来确定静摩擦的方向。
平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向。
(4)大小:先鉴定是什么样的摩擦力,再根据各自的规律分析求解。①滑动摩擦力:用公式f=μF N计算,其中F N是物体的正压力,它可能不等于物体的重力,甚至可能与之无关。或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律求解。②静摩擦力:静摩擦力可以在0到f max之间变化,一般应以物体的运动为基础。
5.物体的受力分析
(1)确定所研究的对象,分析周围物体对它的作用,不要分析这个物体对其他物体的作用力,不要误认为作用在其他物体上的作用力是通过“力的传递”作用在研究对象上的。
(2)按照“属性力”的顺序进行分析,即按照重力、弹性、摩擦力等力的顺序进行分析,不要把“效应力”和“属性力”混为一谈,重复分析。
(3)如果一个力的方向难以确定,可以用假设法分析。先假设这个力不存在,想象所研究的物体会发生什么样的运动,然后考察这个力应该在哪个方向,使物体满足给定的运动状态。6.力的合成和分解。
(1)合力和分力:如果一个力作用在一个物体上,其作用效果与几个力共同作用的效果相同。这个力叫做那些力的合力,那些力叫做这个力的分力。(2)力的合成与分解的基本方法:平行四边形法则。
(3)力的合成:求几个已知力的合力称为力的合成。
两个力(F 1和F 2)在* * *点的合力的取值范围是|F 1 -F 2 |≤F≤F 1 +F 2。
(4)力的分解:求已知力的一个分力叫做力的分解(力的分解和力的合成是互逆运算)。
在实际问题中,已知力通常按力的实际作用分解;为了便于某些问题的研究,许多问题都采用正交分解法。
7.***点力平衡
(1)***点力:作用于物体同一点的几个力或相交于一点的作用线。
(2)平衡态:物体保持匀速直线运动或静止的状态称为平衡态,加速度等于零。
(3)物体在★* * * *点力作用下的平衡条件:物体上的合力为零,即∑F=0。如果用正交分解法求解平衡问题,平衡条件应该是∑Fx =0和∑Fy =0。
(4)解决平衡问题的常用方法:隔离法、积分法、图解法、三角形相似法、正交分解法等。
第二,直线运动
1.机械运动:一个物体相对于另一个物体位置的变化称为机械运动,包括平移、旋转和振动。为了研究物体的运动,需要选择一个参照物(即假设静止的物体)。对于同一物体的运动,如果选取的参考物体不同,其运动的描述也会不同。通常以地球为参照物来研究物体的运动。
2.粒子:是一种理想化的物理模型,只有质量没有形状和大小来代替一个物体。不能仅从物体的大小来看它是一个粒子。
3.位移和距离:位移描述的是物体位置的变化,是物体从初始位置到最终位置的有向线段,是一个矢量。距离是物体轨迹的长度,是一个标量。
距离和位移是完全不同的概念。就量级而言,位移一般小于距离,只有在单向直线运动中,位移才能等于距离。
4.速度和速度
(1)速度:描述物体速度的物理量。它是一个向量。
①平均速度:质点在一定时间内的位移与该段位移所用时间的比值称为该段时间(或位移)的平均速度v,即v=s/t,平均速度是变速运动的粗略描述。
(2)瞬时速度:运动物体在某一时刻(或位置)的速度,方向沿质点在轨迹上所处点的切线方向指向前方。瞬时速度是变速运动的准确描述。
(2)速度:①速度是标量,没有方向。②平均速度:一个质点在一定时间内所走过的距离与所用时间的比值,称为该时期的平均速度。在一般变速运动中,平均速度不一定等于平均速度,只是在单向直线运动中。
5.加速
(1)加速度是描述速度变化的物理量,是一个矢量。加速度也叫速度变化率。
(2)定义:匀速直线运动中速度的变化δv与这种变化的时间δt之比称为匀速直线运动的加速度,用a表示.
(3)方向:与速度变化δv的方向一致,但不一定与v的方向一致.
【注意】加速度与速度无关。只要速度在变化,不管速度如何,都有加速度;只要速度恒定(匀速),无论速度如何,加速度始终为零;只要速度变化快,物体的加速度就大,就小,就为零。
6.匀速直线运动(1)定义:在任意相等的时间内做等位移的直线运动称为匀速直线运动。
(2)特征:a=0,v=常数。(3)位移公式:S=vt。
7.匀变速直线运动(1)定义:在任意相等的时间内速度变化相等的直线运动称为匀变速直线运动。
(2)特点:a=常数(3)★公式:速度公式:V=V0+at位移公式:s=v0t+ at2速度位移公式:vt2-v02=2as平均速度V=
以上公式都是矢量公式,应用时要指定正方向,然后将矢量化作为代数量求解。通常选择初速度方向为正方向,与正方向一致的取+值,与正方向相反的取-值。
8.重要结论
(1)匀速直线运动的质点在任意两个连续的相等时间t内的位移差为常数,即δs = sn+l–sn = at2 =常数。
(2)某一段时间内匀速直线运动的质点的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,即9。自由落体。
(1)条件:初速度为零,只受重力作用。(2)性质:它是初速度为零的匀加速直线运动,a = g .
(3)公式:
10.移动图像
(1)位移图像(s-t图像):①图像上一条切线的斜率表示该时刻对应的速度;
(2)图像是直线,表示物体匀速直线运动,图像是曲线,表示物体变速运动;
③图像与横轴交叉,表示对象从参考点的一侧移动到另一侧。
(2)速度图像(v-t图像):①在速度图像中,可以读出物体在任意时刻的速度;
②在速度图像中,物体在一段时间内的位移等于物体的速度图像的值和这个时间轴所包围的面积。
③在速度图像中,物体在任意时刻的加速度就是速度图像上对应点的切线的斜率。
图形线与横轴交叉,表示物体速度相反。
⑤直线是直线,是指物体以匀速变化或匀速直线运动;图形是一条曲线,表示一个物体以可变加速度运动。
第三,牛顿运动定律
★1.牛顿第一定律:一切物体始终保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使其改变这种运动状态。
(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。
(2)定律说明任何物体都有惯性。
(3)没有不被强调的对象。牛顿第一定律无法通过实验直接验证,但它是在大量实验现象的基础上,通过思维的逻辑推理发现的。它告诉人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量的现象中发现事物的规律。
(4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地把它看作牛顿第二定律不受外力时的特例。牛顿第一定律定性给出力与运动的关系,牛顿第二定律定量给出力与运动的关系。
2.惯性:物体保持匀速直线运动或静止状态的特性。
(1)惯性是物体的固有属性,即所有物体都有惯性,与物体的受力和运动状态无关。所以,人只能“利用”惯性而不能“克服”它。(2)质量是物体惯性的量度。
★★★★★ 3.牛顿第二定律:物体的加速度与外力的合力成正比,与物体的质量成反比。加速度方向与合力方向相同,表达式F =ma。
(1)牛顿第二定律定量地揭示了力与运动的关系,即知道了力,我们就可以根据牛顿第二定律来分析一个物体的运动规律;反过来,知道了运动,就可以根据牛顿第二定律研究它的受力,为设计和控制运动提供理论依据。
(2)对于牛顿第二定律的数学表达式,f =ma,f =力,ma是力的效应,所以要特别注意不要把ma当成力。
(3)牛顿第二定律揭示了力的瞬时效应,即作用在物体上的力与它的效应瞬时对应,力改变时加速度变化,力去掉时加速度为零,注意的瞬时效应是加速度而不是速度。
(4)牛顿第二定律,F-sum =ma,F-sum是向量,ma也是向量,ma和F-sum的方向始终相同。F-sum可以合成分解,ma也可以合成分解。
4.★牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
(1)牛顿第三运动定律指出,两个物体之间的相互作用是相互的,所以力总是成对出现,它们总是同时产生和消失。(2)作用力和反作用力总是同一性质的。
(3)作用力和反作用力作用在两个不同的物体上,各自产生作用,不能叠加。
5.牛顿运动定律的适用范围:宏观低速物体和惯性系中。6.超重和失重。
(1)超重:一个物体如果有向上的加速度,就说它超重。超重物体对支撑面的压力F N(或对挂钩的拉力)大于物体的重力mg,即F N =mg+ma。(2)失重:加速度向下的物体称为失重。失重状态下物体在支撑面上的压力FN(或挂钩上的拉力)小于物体的重力mg。
①无论物体处于失重还是超重状态,物体本身的重力都没有发生变化,只是物体对支架的压力(或对挂钩的拉力)不等于物体本身的重力。②超重或失重与物体的速度无关,只取决于加速度的方向。“加速上升”和“减速下降”都是超重;“加速下降”和“减速上升”都是失重的。
(3)在完全失重的状态下,所有通常的由重力引起的物理现象将完全消失,如单摆停止,平衡失败,浸入水中的物体不再受到浮力,液柱不再产生压力等。(6)解决连接问题,我们通常用积分法求加速度,用隔离法求力。
四、曲线运动的引力
1.曲线运动
(1)物体作曲线运动的条件:运动质点上的合力(或加速度)方向与其速度方向不在一条直线上。(2)曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向是曲线通过该点的切线方向。质点的速度方向一直在变化,所以曲线运动一定是变速的。
(3)曲线运动的轨迹:做曲线运动的物体的轨迹向合力所指的方向弯曲。如果已知物体的运动轨迹,就可以判断物体上合力的大致方向,比如平抛运动的轨迹向下弯曲,圆周运动的轨迹总是向圆心弯曲。
2.运动的合成和分解
(1)组合运动与分割运动的关系:①同步性;②独立性;③等价性。
(2)运动的合成与分解定律:平行四边形法则。
(3)分解原理:根据运动的实际效果,物体的实际运动是组合运动。
3.★★★★平抛运动
(1)特点:①水平方向的初速度;②只受重力作用,是以重力加速度g匀速变化的曲线运动。
(2)运动规律:平抛运动可分为水平匀速直线运动和垂直自由落体运动。
①建立直角坐标系(一般以投掷点为坐标原点O,初速度vo为X轴正方向,垂直向下为Y轴正方向);
(2)由两部分运动规律处理(如右图)。4.圆周运动
(1)描述圆周运动的物理量
①线速度:描述质点做圆周运动的速度,大小为v=s/t(s为t时间内的弧长),方向为质点在圆弧某一点沿该点圆弧切线方向的线速度方向。
(2)角速度:描述质点绕圆心旋转的速度,大小为ω=φ/t (rad/s),其中φ为t时间内连接质点与圆心的半径旋转的角度。它的方向不是中学学的。
(3)周期t,频率f——做圆周运动的物体运动一次所需的时间称为周期。
单位时间内物体绕圆心做圆周运动的圈数称为频率。
⑥向心力:总是指向圆心,产生向心加速度。向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小。大小【注】向心力是根据力的作用而命名的。在分析做圆周运动的质点的力时,绝对禁止在物体的力上加一个向心力。
(2)匀速圆周运动:线速度不变,角速度、周期、频率不变,向心加速度、向心力不变,是一种速度不变,速度方向时刻变化的变速曲线运动。
(3)变速圆周运动:速度的方向改变,不仅有向心加速度(改变速度的方向),还有切向加速度(方向是沿着轨道的切线方向,用来改变速度)。一般来说,合成加速度的方向不指向圆心,合力不一定等于向心力。合力指向圆心的分量作为向心力,产生向心加速度;切向加速度由外力在切向上的分量产生。①如右上图所示,球刚好能越过最高点的条件是v≥v,重力提供的向心力是v ≥ 2如右下图所示,球刚好能越过最高点的条件是v≥0。5★.万有引力定律
(1)万有引力定律:宇宙中所有的物体都相互吸引。两个物体之间的引力与它们质量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比。
公式:
(2)应用万有引力定律分析天体运动。
①基本方法:天体的运动视为匀速圆周运动,其向心力由引力提供,即F-lead = F-direction;
可根据实际情况选择合适的公式进行分析或计算。②天体质量m和密度ρ的估算:
(3)三种宇宙速度
①第一宇宙速度:v 1 =7.9km/s,这是卫星的最小发射速度,也是地球卫星的最大轨道运行速度。
②第二宇宙速度(脱离速度):v 2 =11.2km/s,这是使一个物体脱离地球引力的最小发射速度。
③第三宇宙速度(逃逸速度):v 3 =16.7km/s,这是使一个物体脱离太阳引力的最小发射速度。
(4)地球同步卫星
所谓的地球同步卫星,相对于地面是静止的。这颗卫星位于赤道上方一定高度的稳定轨道上,其绕地球运动的周期等于地球自转周期,即T=24h=86400s。地球同步卫星在离地面很高的高度上的轨道一定是在赤道平面内,而且只有一个。所有的地球静止卫星都在这个轨道上,以相同的线速度、角速度和周期运行。
(5)卫星的超重和失重
“超重”是指卫星上升入轨的加速度和卫星回收过程中下降的减速度,与电梯中物体的超重是一样的。“失重”是指卫星上的物体在轨道上时完全失重(因为重力提供向心力)。此时,卫星上所有制造原理与重力有关的仪器都无法正常使用。
动词 (verb的缩写)动量效应
1.动量和冲量
(1)动量:运动物体的质量与速度的乘积称为动量,即p=mv。它是一个和v方向相同的矢量,两个动量的大小和方向必须相等。
(2)冲量:一个力与其作用时间的乘积称为该力的冲量,即I=Ft。冲量也是矢量,其方向由力的方向决定。
2.★★★动量定理:组合外力对物体的冲量等于其动量的变化。表达式:FT = P′-P或FT = MV′-MV。
(1)以上公式是向量公式。用它分析问题时,要特别注意冲量、动量、动量变化的方向。
(2)公式中的F是包括重力在内的所有外力的合力。
(3)动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统。对于物体系统,只需要分析系统的外力,不需要考虑系统的内力。系统内力的作用并不改变整个系统的总动量。
(4)动量定理不仅适用于恒力,也适用于随时间变化的力。对于变力,动量定理中的力f应该理解为作用时间内变力的平均值。
★★★★ 3.动量守恒定律:外力之和为零时,系统的总动量不变。
表达式:m 1v 1+m2 v2 = m 1v 1′+m2 v2′
动量守恒定律的条件(1)
①系统不受外力或外力对系统的合力为零。
②虽然外力对系统的合力不为零,但系统的外力比内力小得多,比如碰撞时的摩擦力,爆炸时的重力,都比相互作用的内力小得多,可以忽略不计。
③虽然外力对系统的合力不为零,但某一方向的分量为零,则系统总动量在该方向的分量不变。
(2)动量守恒的速度有四个特点:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普遍性。
4.爆炸和碰撞
(1)爆炸和碰撞的相似之处在于物体之间的相互作用是突然发生的,作用时间很短,力远大于系统所受的外力,可以用动量守恒定律来处理。
(2)在爆炸过程中,其他形式的能量转化为动能,爆炸后系统的动能会增加。在碰撞过程中,系统的总动能不能增加,而一般是减少并转化为内能。
(3)由于爆炸和碰撞问题的作用时间较短,物体在作用过程中的位移很小,一般可以忽略不计。动作过程可以简化为一个理想化的过程,即动作后,从动作前的瞬间位置开始以新的动量运动。
5.反冲现象:反冲现象是指当系统中的某些物体在系统内力的作用下向一个方向改变动量时,系统中其余物体向相反方向改变动量的现象。喷气式飞机、火箭等都是利用后坐力运动的例子。显然,在反冲现象中,系统的动量是守恒的。
六、机械能
工作
(1)功的定义:力和作用在力的方向上的位移的乘积。它是描述力的空间累积效应的物理量,是一个过程量。
定义:w = f s cos θ,其中f为力,s为力(对地面)的位移,θ为力与位移的夹角。
(2)工作量的计算方法:
①恒力的功可以根据w = f s cos θ计算,这个公式只适用于恒力的功。②根据w = p t,可以计算出一段时间内所做的平均功。③一个力所做的功,尤其是变力所做的功,可以用动能定理来计算。④根据功是能量转化的度量这一事实,可以依次求出功。
(3)摩擦力和空气阻力做功的计算:功等于力和距离的乘积。
相对运动的两个物体的这一对相互摩擦力所做的总功:W=fd(d是两个物体之间的相对距离),W=Q(摩擦生热)2。权力。
(1)功率的概念:功率是一个物理量,表示力做功的速度,是一个标量。在计算功率时,需要区分哪个力是功率,是平均功率还是瞬时功率。
(2)功率的计算①平均功率:P=W/t(定义)表示时间t内的平均功率,既适用于恒力做功,也适用于变力做功。②瞬时功率:p = f v cos α p和v分别表示t时刻的功率和转速,α为两者的夹角。
(3)额定功率和实际功率:额定功率:发动机正常工作时的最大功率。实际功率:发动机的实际输出功率,可以小于额定功率,但不能长时间超过额定功率。
(4)车辆的起动问题机车或发动机的功率通常指其牵引的功率。
①恒功率P启动:机车以减加速度加速运动,然后以最大速度v m=P/f直线运动。
②恒牵引力F启动:机车先匀速加速,当功率增加到额定功率时,速度为v1=P/F,然后开始减加速度加速,最后以最大速度VM = p/f直线运动..3.动能:物体因运动而具有的能量称为动能。表达式:Ek=mv2/2 (1)动能是描述物体运动状态的物理量。(2)动能和动量的区别和联系。
(1)动能是标量,动量是矢量,动量变化,动能不一定变化;当动能改变时,动量也必须改变。
②两者的物理意义不同:动能与功有关,动能的变化用努力来衡量;动量与冲量有关,动量的变化用冲量来衡量。③它们之间的关系为EK=P2/2m。
4.★★★★动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。表达式(1)动能定理的表达式是物体受恒力沿直线运动时得到的,但也适用于变力和物体沿曲线运动的情况。(2)功和动能都是标量,不能用矢量定律分解,所以动能定理没有分量。
(3)动能定理的应用只考虑初态和终态,不受守恒条件的限制,不受力的性质和物理过程变化的影响。所以,任何涉及力和位移,而不是力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理来分析和解决,一般都比牛顿运动定律和机械能守恒定律简单。
(4)当物体的运动是由几个物理过程组成的,而不需要研究过程的中间状态时,可以把这些物理过程看作一个整体,避免每个运动过程的具体细节,具有过程简洁、方法巧妙、计算量小的优点。
5.重力势能
(1)定义:地球上的一个物体,具有与其高度有关的能量,称为引力势能。
①引力势能是地球和物体组成的系统所拥有的,而不是物体单独拥有的。②引力势能的大小与零势能面的选择有关。③引力势能是标量,但可分为“+”和“-”。
(2)重力功的特点:重力功只取决于初始位置与最终位置的高度差,与物体的运动路径无关。WG =mgh。
(3)做功与重力势能变化的关系:重力做功等于重力势能增量的负值,即WG =-。
6.弹性势能:物体因弹性变形而拥有的能量。