#高中物理#
板塊1：質點的直線運動知識點
本節考向題型研究彙總
勻變速直線運動公式及推論
1．勻變速直線運動
2．初速度為零的勻變速直線運動的四個重要推論
(1)1T末、2T末、3T末…nT末瞬時速度的比為 v1∶v2∶v3…vn＝1∶2∶3…n.
(2)1T內、2T內、3T內…nT內位移的比為 x1∶x2∶x3…xn＝12∶22∶32…n2.
(3)第一個T內、第二個T內、第三個T內…第n個T內位移的比為x1∶x2∶x3…xn＝1∶3∶5…(2n－1)．
二、自由落體運動和豎直上拋運動
三、解決勻變速直線運動的常用方法
勻變速直線運動圖象
運動圖象的理解與應用
1．三種運動圖象
2.對v－t圖象的“三點”提醒
(1)v－t圖象的斜率大小表示加速度的大小，斜率的正負表示加速度的方向．
(2)v－t圖象在t軸上方表示速度為正，物體沿正方向運動；v－t圖象在t軸下方表示速度為負，物體沿負方向運動．
(3)v－t圖象與t軸所圍成的圖形的面積表示該段時間內的位移．圍成的面積在t軸上方，表示位移為正；圍成的面積在t軸下方，表示位移為負．若圖線與時間軸有交點，則物體在該段時間內的總位移為上、下面積的代數和．
追及相遇問題
追及與相遇問題的類型及解題思路
1．相遇問題的兩類情況
(1)同向運動的兩物體追及即相遇，各自位移之差等於開始時兩物體之間的距離．
(2)相向運動的物體，當各自發生的位移大小之和等於開始時兩物體間的距離時即相遇．
2．追及問題涉及兩個不同物體的運動關係，分析時要緊抓“一個圖和三個關係式”，即：過程示意圖或v－t圖象，速度關係式、時間關係式和位移關係式，同時要關注題目中的關鍵字眼，充分挖掘題目中的隱含條件，如“剛好”“恰好”“最多”“至少”等．
3．v－t圖象具體情況如下：
(1)速度小者追速度大者
(2)速度大者追速度小者
板塊2：相互作用與牛頓運動定律知識點
滑動摩擦力的方向判斷及其大小求解問題
摩擦力的分析與計算
1．判斷靜摩擦力的有無及方向的三種方法
(1)假設法：利用假設法判斷的思維程序如下：
(2)運動狀態法：此法關鍵是先確定物體的運動狀態(如平衡或求出加速度)，再利用平衡條件或牛頓第二定律(F＝ma)確定靜摩擦力的方向．
(3)牛頓第三定律法：“力是物體間的相互作用”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據牛頓第三定律確定另一物體受到的靜摩擦力的方向．
2．摩擦力大小的計算
(1)滑動摩擦力的大小
①公式法：F＝μFN，其中FN是兩物體間的正壓力，其大小不一定等於重力；μ為動摩擦因數，與材料和接觸面的粗糙程度有關，與接觸面積無關．
②狀態法：若μ未知，可結合物體的運動狀態和其受力情況，利用平衡條件或牛頓第二定律求解滑動摩擦力的大小．
(2)靜摩擦力的大小
通常認為最大靜摩擦力近似等於滑動摩擦力，而靜摩擦力只能應用平衡條件或牛頓第二定律求解．
摩擦力的三類突變
1.“靜—靜”突變
物體在摩擦力和其他力的共同作用下處於靜止狀態，當作用在物體上的其他力的合力發生變化時，物體雖然仍保持相對靜止，但物體所受的靜摩擦力將發生突變．
2.“靜—動”突變
物體在摩擦力和其他力作用下處於靜止狀態，當其他力變化時，如果物體不能保持靜止狀態，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動摩擦力．
3.“動—靜”突變
在摩擦力和其他力作用下，做減速運動的物體突然停止滑行時，物體將不再受滑動摩擦力作用，滑動摩擦力可能“突變”為靜摩擦力．
胡克定律的應用
胡克定律
彈力的大小跟形變的大小有關，形變越大，彈力也越大，形變消失，彈力隨着也消失。彈簧發生彈性形變時，彈力的大小 F 跟彈簧伸長（或縮短）的長度 x 成正比，即：
F = k x
(1) k 稱為勁度係數，單位 N/m，由彈簧的材料，粗細，長度等自身性質決定。
(2)既適用於彈簧拉伸，
也適用於彈簧壓縮，x是彈
簧的形變量。
★對公式F＝kx的理解
公式中x為彈簧的形變量[可能為伸長量(l－l0)，也可能為縮短量(l0－l)]；
k為彈簧的勁度係數，只與彈簧本身有關，由彈簧本身的材料、長度、粗細、匝數等因素決定，它反映了彈簧的軟硬程度，k越大，彈簧越硬，其長度越難改變．
特別提醒
1．胡克定律的成立條件：彈簧的形變必須在彈性限度內．
2．彈簧的勁度係數k：它表示彈簧固有的力學性質，大小由彈簧本身的物理條件，如材料、長度、截面積等決定．
3．彈簧的形變量x：指彈簧的伸長量或縮短量，而不是彈簧的長度．
★非彈簧的彈力大小的計算
彈力的大小與物體的形變程度有關，一般要藉助物體的運動狀態所遵循的物理規律求解。
比如懸掛在豎直細繩上的物體處於靜止狀態時，物體受繩向上的拉力和重力作用。根據二力平衡，可知繩的拉力大
小等於物體重力的大小。
受力分析問題
受力分析
1．受力分析的定義：把指定物體(研究對象)在特定的物理環境中受到的所有外力都找出來，並畫出受力示意圖，這個過程就是受力分析．
2．受力分析的一般步驟
3．正交分解法
4．整體法與隔離法
處理動態平衡問題的三種方法
通過控制某些物理量，使物體的狀態發生緩慢地變化，物體在這一變化過程中始終處於一系列的平衡狀態，這種平衡稱為動態平衡．解決此類問題的基本思路是化“動”為“靜”，“靜”中求“動”，具體有以下三種方法：
1．圖解法：對研究對象在動態變化過程中的若干狀態進行受力分析，在同一圖中作出物體在若干狀態下所受的力的平行四邊形(或三角形)，由各邊的長度變化及角度變化來確定力的大小及方向的變化，即為圖解法．它是求解動態平衡問題的基本方法．此法的優點是能將各力的大小、方向等變化趨勢形象、直觀地反映出來，大大降低了解題難度和計算強度．此法常用於求解三力平衡且有一個力是恆力、另有一個力方向不變的問題．
2．解析法：對研究對象進行受力分析，先畫出受力示意圖，再根據物體的平衡條件列式求解，得到因變量與自變量的一般函數表達式，最後根據自變量的變化確定因變量的變化．
3．相似三角形法：在三力平衡問題中，如果有一個力是恆力，另外兩個力方向都變化，且題目給出了空間幾何關係，多數情況下力的矢量三角形與空間幾何三角形相似，可利用相似三角形對應邊成比例進行計算．
平衡中的臨界與極值問題
1．臨界問題：當某物理量變化時，會引起其他幾個物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態“恰好出現”或“恰好不出現”，在問題的描述中常用“剛好”“剛能”“恰好”等語言敍述．
常見的臨界狀態有：
(1)兩接觸物體脱離與不脱離的臨界條件是相互作用力為0(主要體現為兩物體間的彈力為0)．
(2)繩子斷與不斷的臨界條件為繩中張力達到最大值；繩子繃緊與鬆弛的臨界條件為繩中張力為0.
(3)存在摩擦力作用的兩物體間發生相對滑動或相對靜止的臨界條件為靜摩擦力達到最大．
研究的基本思維方法：假設推理法．
2．極值問題：平衡物體的極值，一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題．一般用圖解法或解析法進行分析．
動力學兩類基本問題
1．解決兩類基本問題的思路
2．兩類動力學問題的解題步驟
特別提醒
(1)物體的運動情況是由所受的力及物體運動的初始狀態共同決定的．
(2)無論是哪種情況，加速度都是聯繫力和運動的“橋樑”．
(3)如果只受兩個力，可以用平行四邊形定則求其合力；如果物體受力較多，一般用正交分解法求其合力．如果物體做直線運動，一般把力分解到沿運動方向和垂直於運動方向；當求加速度時，要沿着加速度的方向處理力即一般情況不分解加速度；特殊情況下當求某一個力時，可沿該力的方向分解加速度．
牛頓運動定律的綜合應用
超重與失重
1．超重與失重
2.進一步理解
(1)當出現超重、失重時，物體的重力並沒變化．
(2)物體處於超重狀態還是失重狀態，只取決於加速度方向向上還是向下，而與速度無關．
(3)物體超重或失重的大小是ma.
(4)當物體處於完全失重狀態時，平常一切由重力產生的物理現象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力，液柱不再產生向下的壓強等．
傳送帶模型
1．模型特徵
(1)水平傳送帶模型
(2)傾斜傳送帶模型
2.思維模板
滑塊—木板模型
1．模型特徵：滑塊—木板模型涉及兩個物體，且物體間存在相對滑動，需要對摩擦力、相對運動過程進行分析，涉及能量問題時不能忽略摩擦生熱，屬於多過程問題，綜合性較強，對能力要求較高．
2．思維模板
板塊3：動量與機械能知識點
機械能守恆定律的應用
機械能守恆定律
1．內容
在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能與勢能會發生相互轉化，但機械能的總量保持不變．
2．機械能守恆的條件
只有重力或彈力做功．
3．對守恆條件的理解
(1)只受重力作用，例如在不考慮空氣阻力的情況下的各種拋體運動，物體的機械能守恆．
(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或系統內的彈力做功．
(3)彈力做功伴隨着彈性勢能的變化，並且彈力做的功等於彈性勢能的減少量．
4．機械能守恆的三種表達式
(1)E1＝E2(E1、E2分別表示系統初、末狀態時的總機械能)．
(2)ΔEk＝－ΔEp或ΔEk增＝ΔEp減(表示系統動能的增加量等於系統勢能的減少量)．
(3)ΔEA＝－ΔEB或ΔEA增＝ΔEB減(表示系統只有A、B兩部分時，A增加的機械能等於B減少的機械能).
機械能守恆的判斷方法
(1)利用機械能的定義判斷(直接判斷)：若物體動能、勢能均不變，則機械能不變．若一個物體動能不變、重力勢能變化，或重力勢能不變、動能變化或動能和重力勢能同時增加(減小)，其機械能一定變化．
(2)用做功判斷：若物體或系統只有重力(或彈簧的彈力)做功，雖受其他力，但其他力不做功，機械能守恆．
(3)用能量轉化來判斷：若物體或系統中只有動能和勢能的相互轉化而無機械能與其他形式的能的轉化，則物體或系統機械能守恆．
(4)對多個物體組成的系統，除考慮外力是否只有重力做功外，還要考慮系統內力做功，如有滑動摩擦力做功時，因摩擦生熱，系統機械能將有損失．
動能定理
一、動能
1．定義：物體由於運動而具有的能．
3．特點：動能是標量(填“矢量”或“標量”)，是狀態量(填“過程量”或“狀態量”)．
4．單位：焦耳．
5.對動能的理解:
(1)相對性:選取不同的參考系，物體的速度不同，動能也不同，一般以地面為參考系。
(2)狀態量:動能是表徵物體運動狀態的物理量，與物體的運動狀態(或某一時刻的速度)相對應。
(3)標量性：只有大小，沒有方向；只有正值，沒有負值。
(4)動能變化量：物體動能的變化是末動能與初動能之差，即
二、動能定理
1．內容：力在一個過程中對物體所做的功，等於物體在這個過程中動能的變化．
3．物理意義：合外力的功是物體動能變化的量度．
4．適用條件
(1)動能定理既適用於直線運動，也適用於曲線運動．
(2)既適用於恆力做功，也適用於變力做功．
(3)力可以是各種性質的力，既可以同時作用，也可以分階段作用.
三、動能定理的理解及應用
1．動能定理公式中體現的“三個關係”
(1)數量關係：即合力所做的功與物體動能的變化具有等量代換關係．可以通過計算物體動能的變化，求合力做的功，進而求得某一力做的功．
(2)單位關係：等式兩側物理量的國際單位都是焦耳．
(3)因果關係：合力做的功是引起物體動能變化的原因．
2．對“外力”的理解
動能定理敍述中所説的“外力”，既可以是重力、彈力、摩擦力，也可以是電場力、磁場力或其他力．
3．應用動能定理的“四點注意”
(1)動能定理中的位移和速度必須是相對於同一個參考系的，一般以地面或相對地面靜止的物體為參考系．
(2)動能定理的表達式是一個標量式，不能在某方向上應用動能定理．
(3)動能定理往往用於單個物體的運動過程，由於不涉及加速度和時間，比動力學研究方法更簡便．
(4)當物體的運動包含多個不同過程時，可分段應用動能定理求解；當所求解的問題不涉及中間的速度時，也可以全過程應用動能定理求解．
四、動能定理在多過程問題中的應用
1．應用動能定理解題應抓好“兩狀態，一過程”
“兩狀態”即明確研究對象的始、末狀態的速度或動能情況；“一過程”即明確研究過程，確定這一過程研究對象的受力情況和位置變化或位移信息．
2．應用動能定理解題的基本思路
碰撞與動量守恆
一、動量、動量定理
1．動量
(1)定義：運動物體的質量和速度的乘積叫作物體的動量，通常用p來表示．
(2)表達式：p＝mv.
(3)單位：kg·m/s.
(4)標矢性：動量是矢量，其方向和速度方向相同．
2．衝量
(1)定義：力和力的作用時間的乘積叫作力的衝量．
(2)表達式：I＝Ft.單位：N·s.
(3)標矢性：衝量是矢量，它的方向由力的方向決定．
3．動量定理
二、動量守恆定律
1．內容：如果一個系統不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個系統的總動量保持不變．
2．表達式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′或p＝p′.
3．適用條件
(1)理想守恆：系統不受外力或所受外力的合力為零，則系統動量守恆．
(2)近似守恆：系統受到的合力不為零，但當內力遠大於外力時，系統的動量可近似看成守恆．
(3)分方向守恆：系統在某個方向上所受合力為零時，系統在該方向上動量守恆．
三、彈性碰撞和非彈性碰撞
1．碰撞：碰撞是指物體間的相互作用持續時間很短，而物體間的相互作用力很大的現象．
2．特點：在碰撞現象中，一般都滿足內力遠大於外力，可認為相互碰撞的系統動量守恆．
3．分類
四、爆炸與反衝
1．爆炸現象：爆炸過程中內力遠大於外力，爆炸的各部分組成的系統總動量守恆．
2．反衝運動
(1)物體在內力作用下分裂為兩個不同部分，並且這兩部分向相反方向運動的現象．
(2)反衝運動中，相互作用力一般較大，通常可以用動量守恆定律來處理．