高一上册知识点总结 知识清单 -2024-2025学年高一上学期物理沪教版（2019）必修第一册

质点和参考系 位移和路程 知识点1　质点 1.定义:用来代替物体的有质量的点。  2.对质点的三点说明： （1）质点是一种理想化物理模型，实际并不存在。 （2）物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的，并非依据物体自身大小和形状来判断。 （3）质点不同于几何“点”，是忽略了物体的大小和形状的有质量的点，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。 知识点2 参考系 1.定义:在描述物体的运动时,用来做参考的物体。  2.参考系的选取： ①参考系的选取是任意的,既可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体应认为是　　　　的,通常选地面为参考系。  ②对于同一物体,选择不同的参考系时观察到的运动结果一般不同。 3.对参考系“两性”的认识： （1）任意性：参考系的选择原则上是任意的，通常选地面为参考系。 （2）同一性：比较不同物体的运动必须选同一参考系。 知识点3 时间和时刻 位移和路程 1.时间和时刻： 时刻是表示某一瞬间,如果以一维坐标表示时间轴,则轴上的点表示时刻,而两坐标点之间的线段表示时间间隔。 2.位移和路程 项目 概念 区别 联系 位移 位移表示质点的位置变化,它是从初位置指向末位置的有向线段 (1)位移是矢量,方向由初位置指向末位置;运算法则是平行四边形定则或三角形定则; (2)路程是标量,没有方向,运算符合代数　运算法则 (1)一般情况下,位移的大小小于路程; (2)在单向直线运动中,位移大小等于路程 路程 路程是物体实际运动轨迹的长度  【特别提醒】 1.决定因素不同：位移由始、末位置决定，路程由实际的运动路径决定。 2.运算法则不同：位移应用矢量的平行四边形定则运算，路程应用标量的代数运算法则运算。 匀变速直线运动的概念及规律 知识点1　匀变速直线运动的概念 1. 概念：沿着一条直线，且加速度不变的运动。 2. 分类：匀加速直线运动：a与v0方向相同；匀减速直线运动：a与v0方向相反。 知识点2 匀变速直线运动的基本规律 四个基本公式及选取技巧 题目涉及的物理量 没有涉及的物理量 适宜选用公式 v0，v，a，t x v＝v0＋at v0，a，t，x v x＝v0t＋at2　 v0，v，a，x t v2－v＝2ax　 v0，v，t，x a x＝t 【特别提醒】 运动学公式中正、负号的规定：匀变速直线运动的基本公式和推论公式都是矢量式,使用时要规定正方向。而直线运动中可以用正、负号表示矢量的方向,一般情况下规定初速度v0的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值。当v0=0时,一般以加速度a的方向为正方向。 考点一 重力 知识点　重力和重心 1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力． 2．大小：G＝mg. 3．方向：总是竖直向下． 4．重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心，其位置与物体的质量分布和形状有关。 特别提醒：(1)重力的方向不一定指向地心． (2)并不是只有重心处才受到重力的作用． 考点二 弹力 知识点1 弹力和胡克定律 1．弹力 (1)定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。 (2)产生条件：物体相互接触且发生弹性形变。 (3)方向：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。 2．胡克定律 (1)内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。 (2)表达式：F＝kx。 ①k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定。 ②x是形变量，不是弹簧形变以后的长度。 知识点2 弹力有无的判断 1．条件法：根据弹力产生的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断。 2．假设法：假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态。若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力。 3．状态法：根据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿第二定律进行判断。 知识点3 弹力方向的判断 知识点4 弹力大小的计算 1.弹簧类弹力： （1）由胡克定律知弹力F＝kx，其中x为弹簧的形变量，而不是伸长或压缩后弹簧的总长度； （2）弹簧串联时，各弹簧的弹力大小相等，弹簧的形变量一般不同； 串联后弹簧的劲度系数类似电阻并联公式： （3）弹簧并联时，各弹簧的形变量相等，弹力一般不同。 并联后弹簧的劲度系数类似电阻串联公式： 2.非弹簧类弹力：根据运动状态和其他受力情况，利用平衡条件或牛顿第二定律来综合确定． 考点三 摩擦力 知识点1 静摩擦力与滑动摩擦力 　　名称 项目　　 静摩擦力 滑动摩擦力 定义 两相对静止的物体间的摩擦力 两相对运动的物体间的摩擦力 产生条件 (1)接触面粗糙 (2)接触处有压力 (3)两物体间有相对运动趋势 (1)接触面粗糙 (2)接触处有压力 (3)两物体间有相对运动 大小 (1)静摩擦力为被动力，与正压力无关，满足0＜F≤Fmax (2)最大静摩擦力Fmax大小与正压力大小有关 Ff＝μFN 方向 与受力物体相对运动趋势的方向相反 与受力物体相对运动的方向相反 作用效果 总是阻碍物体间的相对运动趋势 总是阻碍物体间的相对运动 注意：①运动方向：一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向； ②相对运动（趋势）方向：以其中一个物体为参考系,另一个物体相对参考系的运动方向。 知识点2 静摩擦力有无及方向判断 1.假设法： 2.状态法： 3.牛顿第三定律法：“力是物体间的相互作用”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据牛顿第三定律确定相互作用的另一物体受到的静摩擦力的方向。 4.带动法：①“主动带动被动”②“同向快带慢，反向互相阻”，多用于传送带和板块模型中，摩擦力方向的判断。 注意：摩擦力的方向总是与物体间相对运动（或相对运动趋势）的方向相反，但与物体的运动方向可能相反，也可能相同，还有可能不在同一一线上。 知识点3 摩擦力的大小 知识点4 摩擦力的的突变问题 1.“静→静”突变：物体受到静摩擦力和其他力的共同作用，当其他力的合力发生变化时，如果仍保持相对静止，则静摩擦力的大小和(或)方向可能发生突变。 2.“静→动”突变：物体受到静摩擦力和其他力的共同作用，当其他力变化时，如果发生相对滑动，则静摩擦力可能突变为滑动摩擦力。　 3.“动→静”突变：物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用，当相对滑动突然停止时，滑动摩擦力可能突变为静摩擦力。 4.“动→动”突变：物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用，当两物体间的正压力发生变化时，滑动摩擦力的大小随之而变；或两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化，滑动摩擦力的方向也会随之而变。　 力的合成与分解 知识点一 合力与分力 一、共点力 物体受到多个不在同一直线上的力的作用，这些力作用于物体上的__同一点__或力的__作用线__可以相交于同一点，这样的力称为共点力。 二、合力与分力 1．定义：物体同时受到几个力的作用时，我们可以用一个力来__替代__这几个力，使这个力产生的效果与几个力同时作用的效果__相同__。这个力就称为合力，而原来的几个力称为这个合力的____分力__。 2．求几个力的合力的方法称为__力的合成__。 知识点二 合力范围 一、两个互成角度的力的合成规律——平行四边形定则 两个共点力 F1、F2 的合力 F 可以用这两个力为___邻边____邻边构成的平行四边形的___对角线_____表示。这就是力的平行四边形定则，平行四边形求和的方法适用于一切__矢量_____的求和。 · 两个共点力的合力的范围 两个共点力 F1、F2 的合力 F 的范围：__|F1 – F2|_____≤ F ≤___ F1 + F2______。 知识点三 探究两个互成角度的力的合成规律实验 1．实验操作 （1）在木板上固定白纸。橡皮筋的一端用图钉固定在木板上某点，另一端拴上带绳套的细绳。弹簧测力计 细绳套 橡皮筋 图钉 画图板 白纸 （2）两位同学合作，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋与细绳的结点到达某一位置 O，在白纸上画出 O 点的位置。 （3）同时在白纸上画出两根细绳的方向（细绳方向可在白纸上用直线标示。因为通过两点可以确定一条直线，所以在实验中只需在白纸上标出细绳两端的位置，待所有操作结束后再画出直线）。 （4）用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮筋使结点到原来的 O 点，记录弹簧测力计的示数和细绳的方向。 （5）确定标度，作出三个力的图示。观察这些力的图示的几何关系。 2．实验数据处理 （可把实验记录纸粘贴在此） 3．结果分析与实验结论 分析力的图示情形，知其在平面中的图形关系为：力 F1、F2 与 Fʹ 构成平行四边形。 两个互成角度的共点力的合力的大小和方向，可以通过用平行四边形的对角线来表示。 知识点四 力的分解 一、力的分解 把一个力用几个同时作用的力来___替代____的方法称为力的分解。力的分解也是一种___等效__替代。 二、如何分解力 分解法则：力的分解是力的__合成__的逆运算，同样遵循___平行四边形___定则，即以已知力为__对角线____作出平行四边形，平行四边形的两条邻边即为与已知力共点的两个___分力______。 如果没有限制，对于同一条对角线，可以作出___无穷多_____个平行四边形。在实际问题中我们常常根据力的_____实际作用效果___来确定分力的方向，再用平行四边形定则求出分力。 三．力的分解中的唯一性和多解性 已知条件 示意图 解的情况 已知合力与两个分力的方向(两分力不平行) 有唯一解 已知合力与两个分力的大小(两分力不平行) 在同一平面内有两解或无解(当F<|F1－F2|或F>F1＋F2时无解) 已知合力与一个分力的大小和方向 有唯一解 已知合力与一个分力的大小及另一个分力的方向 在0<θ<90°时有三种情况：(1)当F1＝Fsin θ或F1≥F时，有一组解；(2)当F1<Fsin θ时，无解；(3)当Fsin θ<F1<F时，有两组解。若90°<θ<180°，仅F1>F时有一组解，其余情况无解 知识点一 共点力平衡 一、共点力的平衡 1．物体受到多个不在同一直线上的力的作用，这些力作用于物体上的__同一点___或力的___作用线___可以相交于同一点，这样的力称为共点力。 2．平衡状态：物体保持__静止____或___匀速直线线运动___状态。 3．平衡条件：物体所受的合力为___零_，即 F合 =__0_。 （1）二力平衡：两个力大小__相等__、方向__相反___，作用在同一直线上。 （2）三力平衡：其中两个力的__合力__必然与第三个力的大小相等，沿着第三个力_相反__（相同 / 相反）的方向。 知识点二 共点力的应用及方法 一、共点力平衡的应用 1．选定研究对象进行准确的受力分析。 2．三力平衡推荐用合成法 即根据“任意两个力的合力与第三个力等大反向”的关系，画出平行四边形，结合三角函数等知识求解。典型的 3 种情况如下： G Gsinθ Gcosθ θ G Gtanθ θ G θ 二、共点力平衡的应用 3．正交分解法：物体受多个共点力作用处于平衡状态时，可建立适当的坐标系，利用正交分解法求出 x、y 轴方向上的合力，应用 F合x = 0，F合y = 0 列式求解。典型的情况如下： θ F N G f v匀速 θ F N G f 知识点三 动态平衡问题 物体所受的某个力的大小和方向均要发生变化，但变化过程中的每一个状态均可视为平衡状态。 用图解法分析动态平衡问题的一般步骤： （1）选某一状态对物体进行受力分析。 （2）根据平衡条件作平行四边形。 （3）根据已知量的变化情况，作出平行四边形的边角变化。 （4）确定未知量大小、方向的变化。 知识点一 牛顿第一定律 一、力与运动的关系 代表人物 主要观点 亚里士多德 力是____维持_________物体运动的原因 伽利略 物体的运动___不需要________任何力来维持，力_不是______维持物体运动的原因。 笛卡尔 物体将一直___保持_______它的速度，除非有别的物体制止它或减小它的速度。 二、伽利略的斜面理想实验 理想实验是以___可靠的事实___为根据，突出__主要因素_____因素、忽略___次要因素_____因素，通过抽象思维，把实验____合理外推____到实验条件无法达到的范围，从而得出结论，深刻揭示自然规律的方法。 三、牛顿第一定律 1．内容：一切物体总保持___匀速直线运动____状态或___静止___状态，除非有__作用力___迫使它__改变_____这种状态。 2．意义： （1）揭示了力和运动的关系，表明力不是维持物体运动的原因，而是__改变物体运动状态__的原因。 （2）描述了一种理想化的状态，即物体___不受___任何力作用的状态。我们通常看到的匀速直线运动状态和静止状态都是物体受到___平衡力____作用的结果。 （3）表明物体的运动并不需要力来维持，物体自身具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。这种性质称为___惯性___。因此，牛顿第一定律又被称为__惯性___定律。 知识点二 国际单位制 1．定义：一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，简称 SI。 2．组成：__基本__单位和___导出__单位。 （1）在力学中，把__长度_、__质量__、_时间__作为基本量。它们的单位_米（m）_、__千克（kg）___和___秒（s）_______就是基本单位。 （2）导出单位：由___基本物理量____的单位根据物理量之间的关系所推导出的其他物理里的单位。 3．国际单位制中的七个基本单位： 物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号 长度 l 米 m 质量 m 千克 kg 时间 t 秒 s 电流 I 安［培］ A 热力学温度 T 开［尔文］ K 物质的量 n 摩［尔］ mol 发光强度 I 坎德拉 cd 知识点三 牛顿第三定律 一、作用力和反作用力 物体间相互作用的一对力，我们称其中任意一个力为___作用力__，另一个力为___反作用力__。 二、牛顿第三定律 内容：两物体间的一对作用力 F 和反作用力 Fʹ 总是__大小相等___、__方向相反___、作用在____同一条直线上___。即 F = ____- Fʹ ___。 作用力和反作用力与一对平衡力的区别与联系 作用力和反作用力 平衡力 共同点 大小相等，方向相反，且作用在同一直线上 不同点 作用对象 两个力分别作用在__两_个物体上 两个力作用在_一_个物体上 作用时间 相互依存，不可单独存在，具有同时性 不一定同时产生或消失，无依赖关系 力的性质 __一定_（一定/不一定）是同性质的力 __不一定_（一定/不一定）是同性质的力 作用效果 因为一对作用力和反作用力在两个物体上，各自产生作用效果，故___不能__（能/不能）作为使物体平衡的条件。 一对平衡力的作用效果是使物体处于___平衡_状态，合力为___零__。 知识点一 牛顿第二定律 一、牛顿第二定律 1．内容 物体加速度的大小与物体受到的____作用力_____成正比，与物体的__质量___成反比，加速度的方向与__作用力___的方向相同。即：a ∝ _________或 F ∝___ ma ______ 或 F =___ kma ______。 若使用国际单位制，则 k =_________，牛顿第二定律的表达式简化为F = ____ ma _____。 力的单位：牛[顿]，用符号 N 表示，1 N = l ___ kg·m/s2______。 2．对牛顿第二定律的理解 矢量性 F = ma 是矢量式，任一时刻 F 与 a 总同向 瞬时性 a 与 F 对应同一时刻，即 a 为某时刻的加速度时，F 为该时刻物体所受的合外力 因果性 F 是产生加速度 a 的原因，加速度 a 是 F 作用的结果 3．质量是惯性大小的量度 根据牛顿第二定律 a = ，当 F 一定时．物体的质量 m 越大，加速度 a 就越__小__，运动状态就难改变，表明惯性越__大___；相反，物体的质量 m 越小，加速度 a 就越_大__，运动状态就越容易改变，表明惯性越___小___。 知识点二 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 实验方案——控制变量法 （1）保持物体___质量___不变，研究物体受力 F 对加速度 a 的影响。 （2）保持物体___受力__不变，研究物体质量 m 对加速度 a 的影响。 实验操作 钩码（或重物） 轨道 位移传感器（发射器） 位移传感器（接收器） 小车 （1）以小车为研究对象： 小车受到重物的拉力，在长木板上加速运动。它的加速度可以用车上的分体式___位移_传感器测出。通过改变重物重量，可以改变小车所受__拉力（合外力）___。通过在车上加配重片（或砝码），可以改变小车___质量______。 （2）平衡摩擦力：不挂重物，倾斜木板，使小车恰能匀速下滑，此时小车所受重力沿斜面的分力与_____摩擦力________平衡，则重物对小车的拉力才是小车所受的合力。 （3）当重物的质量____远小于_____小车质量时小车所受拉力的大小近似等于重物所受重力的大小，可减小实验误差。 数据处理及结论 研究 a 与 F 的关系 研究 a 与 m 的关系 应保持小车质量不变，改变外力（钩码质量/重力/个数），绘制a – F 图像 a O F 应保持钩码质量/重力/个数不变，改变小车质量（通过配重片），绘制 a – 图像a O a O m 化曲为直 在质量不变的情况下，物体的加速度与所受的合力成___正___比，即 =______或 a∝____ F合 ____。 在物体所受合力一定的情况下，物体的加速度与质量成__反____比，即 =_____或 a∝_______。 知识点三 牛顿运动定律的两类动力学问题 1．两类动力学问题 （1）已知作用于物体上的力，由力学规律来求解该物体的运动情况。 （2）已知物体的运动情况，由力学规律来推知作用于物体上的力。 2．解决两类基本问题的方法 （1）以加速度为“桥梁”，由牛顿运动定律和运动学公式列式求解，具体逻辑关系如图： 受力情况 加速度 运动情况 牛顿第二定律 运动学公式 由力求运动 由运动求力 （2）两类动力学问题的解题步骤： ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出受力图。 ②有些情况下，对物体所受的力进行合成（两力推荐）；或建立坐标系进行正交分解（两力以上推荐）。 ③正确运用牛顿运动定律或相关的运动学公式列式解题。 知识点四 牛顿运动定律在超重、失重中的应用 1． 超重、失重和完全失重的比较 超重现象 失重现象 完全失重 定义 物体对悬绳的拉力或对支持物的压力__大于______物体所受重力的现象 物体对悬绳的拉力或对支持物的压力__小于______物体所受重力的现象 物体对悬绳的拉力或对支持物的压力等于___零_____的现象 产生条件 物体的加速度方向_向上____ 物体的加速度方向___向下_____ 物体的加速度方向___向下_____，大小a=___ g _____ 原理式 F − mg = ma， F = m(g＋a) mg – F = ma， F = m(g – a) mg – F = mg， F = 0 运动状态 加速___上升_____、减速____下降____ 加速__下降______、减速____上升____ __自由落体___、无阻力的抛体运动等 学科网（北京）股份有限公司 $$