物理学业水平测试知识点总结.docx
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物理学业水平测试知识点总结
物理学业水平测试知识点总结
物理学业水平测试考点总结
1.质点A
用来代替物体的有质量的点称为质点。
这是为研究物体运动而提出的理想化模型。
当物体的形状和大小对研究的问题没有影响或影响不大的情况下,物体可以抽象为质点。
2.参考系A
在描述一个物体的运动时,用来做参考的物体称为参考系。
参考系可以任意选择。
3.路程和位移A
路程是质点运动轨迹的长度,路程是标量。
位移表示物体位置的改变,大小等于始末位置的直线距离,方向由始位置指向末位置。
位移是矢量。
在物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程。
4.速度平均速度和瞬时速度A
速度是描述物体运动快慢的物理,v=Δx/Δt,速度是矢量,速度方向就是运动方向。
平均速度:
运动物体某一段时间(或某一段过程)的速度。
瞬时速度:
运动物体某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向。
5.匀速直线运动A
在直线运动中,物体在任意相等的时间内位移都相等的运动称为匀速直线运动。
匀速直线运动又叫速度不变的运动。
6.加速度B
加速度是描述速度变化快慢的物理量,它等于速度变化量跟发生这一变化量所用时间的比值,定义式是a=Δv/Δt=(vt-v0)/Δt,加速度是矢量,其方向与速度变化量的方向相同,与速度的方向无关。
即使速度大小不变,但方向改变,加速度也不为零。
7.探究、实验:
用电火花计时器(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运动的速度随时间的变化规律a
电磁打点计时器使用交流电源,工作电压在6V以下。
电火花计时器使用交流电源,工作电压220V。
当电源的频率是50Hz时,它们都是每隔s打一个点。
匀变速直线运动时,物体某段时间的中间时刻速度等于这段过程的平均速度
匀变速直线运动图象纸带如图,OABCDEF之间时间相等,时间为T,则有:
xAB-xAO=xBC-xAB=xCD-xBC=xDE-xCD=aT2
8.匀变速直线运动规律及应用B
速度公式:
位移公式:
位移速度公式:
平均速度公式:
上述过程中:
v表示末速度,v0表示初速度、t表示时间、x表示位移、a表示加速度,除了时间取正值以外,其余物理都有可能取负值(与正方向有关),通常我们以初速度方向为正。
9.匀速直线运动的x-t图象和v-t图象A
纵坐标表示物体运动的位置,横坐标表示时间
图像意义:
表示物体位移随时间的变化规律
①表示物体静止;
②表示物体做匀速直线运动(速度方向为正);
③表示物体做匀速直线运动(速度方向为负);
①②③交点的纵坐标表示三个运动物体的位置相同。
10.匀变速直线运动的v-t图象B
纵坐标表示物体运动的速度,横坐标表示时刻
图像意义:
表示物体速度随时间的变化规律
①表示物体做匀速直线运动,速度为正;
②表示物体做匀加速直线运动,速度为正,加速度为正;
③表示物体做匀减速直线运动,速度为正,加速度为负;
④表示物体做匀减速直线运动,速度为负,加速度为正;
①②③交点的纵坐标表示三个运动物体的速度相等;
图中阴影部分面积表示0~t1时间内②的位移且为正,图中③的加速最大。
11.自由落体运动A
(1)概念:
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)实质:
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,加速度叫做自由落体加速度,也叫做重力加速度。
(3)规律:
从下落开始有:
v=gt;h=
;vt2=2gh
。
12.伽利略对自由落体运动的研究A
科学研究过程:
(1)对现象的一般观察
(2)提出假设(3)运用逻辑得出推论(4)通过实验对推论进行检验(5)对假说进行修正和推广
伽利略“铜球沿斜面运动”的实验:
了解“冲淡重力”的思想
伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理和谐结合起来。
说明:
直线运动不讨论有往复运动的情形,不要求用二次函数解复杂的追击问题
13.力A
(1)力是一个物体对另外一个物体的作用,有受力物体必定有施力物体。
(2)力的三要素:
力有大小、方向、作用点,是矢量。
(3)力的表示方法:
示意图(右图):
用一根带箭头的线段表示力;图示(左图):
有比例标度、带箭头表示力的线段上还需标有刻度。
(4)力的作用效果:
使物体的运动状态发生改变、发生形变。
14.重力A
(1)产生:
是由于地球的吸引而使物体受到的力,不等于万有引力,是万有引力的一个分力。
(2)大小:
G=mg,g是自由落体加速度。
(3)方向:
是矢量,方向竖直向下,不能说垂直向下。
(4)重心:
重力的作用点。
重心可以不在物体上,对于质量分布均匀的规则物体,重心在其几何中心,对不规则形状的薄板状的物体,其重心位置可用悬挂法确定。
质量分布不均匀的物体,重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关。
15.形变与弹力A
(1)弹性形变:
物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变。
有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变。
(2)弹力:
发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。
(3)产生条件:
①直接接触②相互挤压发生弹性形变。
(4)方向:
与形变方向相反,作用在迫使这个物体形变的那个物体上,绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向,杆的弹力不一定沿着杆,压力和支持力都是弹力,方向都垂直于物体的接触面。
(5)弹簧弹力的大小:
在弹性限度内有
,x为形变量,k由弹簧本身性质决定,与弹簧粗细、长短、材料有关。
16.滑动摩擦力静摩擦力A
(1)滑动摩擦力:
当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这个力叫做滑动摩擦力。
发生在相对滑动的物体之间。
(2)滑动摩擦力的产生条件:
a、有弹力b、接触面粗糙c、有相对运动
(3)滑动摩擦力的方向:
总是与相对运动方向相反,可以与运动同方向,可以与运动反方向,可以是阻力,可以是动力。
运动物体与静止物体都可以受到滑动摩擦力。
(4)滑动摩擦力的大小:
f=μFN,FN为正压力,μ为动摩擦因数,没有单位,由接触面的材料和粗糙程度决定。
(FN与G无关,一般情况下,0<μ<1)
(5)静摩擦力:
当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势,所受到的另一个物体对它的阻碍作用。
发生在相对静止的物体之间。
(6)产生条件:
a、有弹力b、接触面粗糙c、有相对运动趋势
(7)方向:
总是与相对运动趋势方向相反,可用平衡法或牛顿第二定律来判断。
可以是阻力,可以是动力,运动物体也可以受静摩擦力。
(8)大小:
0 17.力的合成和力的分解B (1)合力与分力: 一个力产生的效果与原来几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力。 那几个力就叫这个力的分力。 求几个力的合力叫力的合成,求一个力的分力叫力的分解。 (2)力的合成方法: 用平行四边形定则。 合力随夹角的增大而减小。 两个力合力范围 力的合成与分解采用的是等效替代的物理方法 三力合成范围,最大值为三者的相加,最小值可先算两个力的合力范围,在此范围内挑选其中与第三个力最接近的进行相减,所得的绝对值为最小的力。 已知两个力,求合力是唯一的。 (3)力的分解方法: 用平行四边形定则,力的分解是力的合成的逆运算,同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力,一个已知力究竟怎样分解,这要根据实际情况来决定。 (4)在什么情况下力的分解是唯一的①已知合力和两分力的方向(不在同一条直线上),求两分力的大小。 ②已知合力和一个分力的大小、方向,求另一个分力的大小和方向。 (5)如果已知一个分力的方向,另一个分力的大小,可以有以下几种分解情况: 无解、一解、两解,此种情况下可作出另一个分力的最小值,如图所示,F2=Fsinθ (1)当F2<Fsinθ,无解 (2)当F2=Fsinθ,有惟一解 (3)当Fsinθ<F2<F时,有两组解 (4)当F2>F时,有惟一解 18.探究、实验: 力的合成的平行四边形定则a 实验原理: 两个力的作用效果与一个力的作用效果相同。 ①将方木板平放在桌面上 ②将白纸用图钉固定在木板上 ③用图钉将橡皮筋一段固定在木板上A点 ④用两个弹簧测力计去斜拉橡皮筋,在白纸上记录好橡皮筋另一端伸长到的位置O,并用力的图示法画出两个拉力F1、F2 ⑤换用一个弹簧测力计去拉橡皮筋,使另一端还是伸长到先前伸长到的位置O,用力的图示法画出这个拉力F′ 实验中F1、F2按照平行四边形画出的合力F应是理论上的合力,F′是实验所得的F1、F2的合力,在误差允许的范围内,两者几乎重合。 本实验中F1、F2的夹角不应过大和过小,弹簧应尽量平行于木板拉伸,注意不要超过量程。 19.共点力作用下物体的平衡A (1)共点力的概念: 共点力是指作用于一点或作用线的延长线交于一点的各个力。 (2)共点力作用下物体平衡的概念: 物体能够保持静止或者做匀速直线运动状态叫做平衡状态,当物体缓慢运动时,我们也认为是平衡状态。 (3)共点力作用下物体的平衡条件: 物体所受合外力为零,即F合=0,也就是物体的加速度为零。 如果用正交分解法,可以立以下两个方程(F合x=0和F合y=0)。 20.牛顿第一定律A (1)伽利略理想斜面实验 理想实验有时更能深刻地反映自然规律,伽利略设想了一个理想实验,其中第一个是实验事实,其余是推论. ①两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面; ②如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度; ③减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度; ④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速运动. (2)牛顿第一定律的内容 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 (3)力与运动的关系: ①历史上错误的认识是“运动必须有力来维持”---------亚里士多德的观点; ②正确的认识是“运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因”。 (4)对“改变物体运动状态”的理解——运动状态的改变就是指速度的改变,速度的改变包括速度大小和速度方向的改变,速度改变就意味着存在加速度。 (5)“维持自己的运动状态不变”是一切物体的本质属性,这一本质属性就是惯性.质量是惯性大小的唯一量度。 21.探究、实验: 探究加速度与力、质量的关系a (1)实验思路: 本实验的基本思路是采用控制变量法。 探究加速度与力的关系时、保持质量不变,画a-F图象;探究加速度与质量的关系时,保持力不变,画 的图象。 (2)实验方案: 本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。 测量质量用天平,需要研究的是怎样测量加速度和外力。 ①测量加速度的方案: 采用较多的方案是使用打点计时器,根据连续相等的时间T内的位移之差Δx=aT2求出加速度。 ②测量物体所受的外力的方案: 由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动,所以我们必须给物体提供一个恒定的外力,并且要测量这个外力即图中小沙桶(或钩码)的重力。 实验中的注意事项: 实验前一定要平衡摩擦力;拉小车的细绳一定要与长木板平行;沙桶的质量要远远小于小车质量;小车尽量靠近打点计时器放置;实验中先接通打点计时器的电源,后释放小车。 在探究小车的加速度a和小车所受拉力F的图像为右图所示中的直线Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ。 图线Ⅰ表明平衡摩擦力过度、图线Ⅱ表示未(完全)平衡摩擦力,图线Ⅲ表示未满足小沙桶(或钩码)的质量远小于小车质量。 22.牛顿第二定律及其应用C (1)牛顿第二定律的内容和及其数学表达式: 牛顿第二运动定律的内容是物体的加速度与合外力成正比,与质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。 F合=ma。 (2)力和运动的关系: ①物体所受的合外力产生物体的合加速度: 当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向相同,则物体做匀加速直线运动。 当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向相反,则物体做匀减速直线运动。 当物体受到的合外力与物体的运动方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。 在物体受到的合外力是随时间变化的情况下,物体的合加速度也随时间性变化。 ②加速度的方向就是合外力的方向。 ③加速度与合外力是瞬时对应的关系。 (有力就有加速度) ④当物体受到几个力的作用时,物体的加速度等于各个力单独存在时所产生加速度的矢量和,即a=a1+a2+a3…… 23.牛顿第三定律A (1)牛顿第三运动定律的内容: 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,作用在一条直线上。 (2)要能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力。 一对平衡力 一对作用力与反作用力 不 同 点 两个力作用在同一物体上 两个力分别作用在两个不同物体上 可以求合力,且合力一定为零 不可以求合力 两个力的性质不一定相同 两个力的性质一定相同 两个力共同作用的效果是使物体平衡 两个力的效果分别表现在相互作用的两个物体上 一个力的产生、变化、消失不一定影响另一个力 两个力一定同时产生、同时变化、同时消失,任何时候大小相等 共同点 大小相等、方向相反、作用在一条直线上 牛顿运动定律应用一 关于力和运动有两类基本问题: 一类是已知物体的受力情况,确定物体的运动情况;另一类是已知物体的运动情况,确定物体的受力情况。 a=F合/m 受力分析物体受力情况F合 物体运动情况 F合=ma 牛顿运动定律应用二 超重与失重 (1)当物体具有竖直向上的加速度时,物体对测力计的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受的重力,这种现象叫超重。 F=m(g+a) (2)当物体具有竖直向下的加速度时,物体对测力计的拉力(或对支持物的压力)小于物体所受的重力,这种现象叫失重。 F=m(g-a) (3)物体对测力计的拉力(或对支持物的压力)的读数等于零的状态叫完全失重状态。 处于完全失重状态的液体对器壁没有压强。 (4)物体处于超重或失重状态时,物体所受的重力并没有变化。 24.力学单位制A (1)国际单位制(SI)就是由七个基本单位和用这些基本单位导出的单位组成的单位制。 (2)国际单位制(SI)中的基本单位: 长度的单位米,国际符号m、质量的单位千克,国际符号㎏、时间的单位秒,国际符号s。 电流强度的单位安培,国际符号A;物质的量的单位摩尔,国际符号mol;热力学温度的单位开尔文,国际符号K;发光强度的单位坎德拉,符号cd (3)力学中有三个基本物理量和单位: 长度(L)的单位米(m)、质量(m)的单位千克(㎏)、时间(t)的单位秒(s)。 力(F)单位牛顿(N),不是基本物理量和单位。 说明: 1、不要求求解加速度不同的连接体问题,不要求求解三个及以上连接体问题 2、力的合成与分解的计算,只限于用作图法或直角三角形知识解决。 25.功B (1)做功的两个必要因素: 力,力的方向上发生位移 (2)定义: 力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦三者的乘积。 即 (公式中F必须为恒力) (3)功是标量,单位: J (4)正负功的物义: 力对物体做正功说明该力对物体运动起推动作用;力对物体做负功说明该力对物体运动起阻碍作用。 (5)如果一个力始终与速度方向垂直,这个力一定不做功。 (6)求总功的方法: W1+W2+W3+……求功的方法: W总=W=Pt (合力必须是恒力)△Ek 26.功率B (1)概念: P=W/t 单位: 瓦特(W) (2)理解: 平均功率P=W/t 瞬时功率 额定功率和实际功率的区别 (3)物理意义: 表示物体做功快慢的物理量 (4)汽车、火车等交通工具和各种起重机械,都需要靠发动机来提供动力,发动机的功率P和速度v、动力(牵引力)F牵之间的关系: P=F牵v当机车从静止开始启动到速度最大时,F牵和受到的阻力F阻相等,所以机车最大速度vmax=P额/F阻(P额为发动机的额定功率)。 27.重力势能 重力势能的变化与重力做功的关系A (1)概念: 重力势能EP=mgh(h为相对于零势能面的高度,零势能面可任取) 重力做功WG=mg(h1-h2)重力势能的增加量△Ep=mgh2-mgh1WG=-△Ep (其中1表示原来的状态,2表示后来的状态) 一般算法,WG=±mgh(h为高度差的绝对值,正负号自行判断,从高到底取正、从低到高取负) (2)理解: (1)重力做功与路径无关只与始末位置的高度差有关; (2)重力做正功重力势能减少,重力做负功重力势能增加;(3)重力做功等于重力势能的减少量;(4)重力势能是相对的,是和地球共有的,即重力势能的相对性和系统性. 28.弹性势能A 弹簧的弹性势能只与弹簧的劲度系数和形变量有关。 29.动能A 动能: Ek= mv2标量 30.动能定理C 动能定理内容: 合力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化 W总= mv22- mv12(总功的算法参阅前面第25点所述) 31.机械能守恒定律C 1.内容(守恒条件): 在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。 2.条件: 只有重力或弹力做功 3.公式: E2=E1,EK2+EP2=EK1+EP2ΔEk=-ΔEp 4.判断机械能守恒的方法: (1)由守恒条件判断 (2)EK+EP的总量是否不变 小结: 功和能的关系: WG=-△Ep=EP1-EP2W总= mv22- mv12W其=E2-E1 (其中1表示原来的状态,2表示后来的状态) 32.探究、实验: 用电火花计时器(或电磁打点计时器验)证机械能守恒定律a 实验原理: 利用自由落体运动,验证两点间是否有: 或 装置如图。 纸带如图,如果取纸带上的第一点0与另外一点2进行验证,那只需验证重力势能的减少量mgh2是否近似等于动能的增加量 (v2的算法参阅前面第7点纸带的处理) 本实验中由于有纸带间、空气阻力的作用,总有 略大于 ;本实验中不一定需要测量物体的质量;纸带的选择应选第一、二点之间的距离约为1.96mm或2mm的纸带。 33.能量守恒定律A 能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一物体,而在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变 说明: 不要求定量讨论机车恒定功率启动和匀加速启动问题 34.运动的合成与分解B (1)合运动与分运动的关系 等时性合运动与分运动经历的时间相等 独立性一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其它分运动的影响 等效性各分运动的规律叠加起来与合运动规律有完全相同的效果 判断分运动是什么运动,可以将物体所受到的所有力和速度,正交分解到两个分运动方向上,根据某个分运动方向上的合力和速度方向的关系进行判别。 (2)运算规则 运动的合成与分解是指描述运动的各物理量,即速度、位移的合成与分解,由于它们是矢量。 所以都遵循平行四边形法则 不在同一直线上的运动合成时; ①如果都是匀速直线运动,则合运动一定是匀速直线运动; ②如果一个是匀速直线运动,一个是匀加速直线运动,则合运动一定是匀变速曲线运动; ③如果都是匀变速直线运动,则合运动可能是直线运动,也有可能是曲线运动; 小船过河问题: 任何时候小船过河的时间可以用河宽d除以垂直于河岸方向的速度v⊥,所以当船头方向垂直与河岸过河,时间最短,此时船是斜着过河的。 设船在静水中的速度v船、水速v水: 当v船>v水时,船可以垂直与河岸过河,此时过河位移最短,为河宽d,此时船头方向与上游夹角为α,有cosα=v水/v船 当v船 35.平抛运动C (1)运动性质 平抛运动是匀变速曲线运动,它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动(自由落体运动)的合运动,平抛运动的轨迹是抛物线 (2)运动规律 在水平方向: ax=0;vx=v0;x=v0t 在竖直方向: ay=g;vy=gt; t时刻的位移与速度: ;与水平方向的夹角为 ,且 ;与水平方向的夹角为 ,且 所以 平抛运动与斜面的结合: 物体从斜面A点平抛,当物体离斜面最远时的B点,物体的速度方向与斜面平行。 物体无论以多大的初速度平抛,落到斜面上时,速度方向都相同。 36.匀速圆周运动A 匀速圆周运动是曲线运动,各点线速度方向沿切线方向,但大小不变;合力和加速度方向始终指向圆心,大小也不变,但它是变速运动,又是变加速运动。 角速度不变。 圆周运动也包括非匀速圆周运动,非匀速圆周运动合力不一定指向圆心。 37.线速度、角速度和周期A (1)线速度v: 描述运动的快慢,v=l/t,l为时间t内通过的弧长,单位为m/s (2)角速度ω: 描述转动快慢,ω=θ/t,θ为时间t内转过的圆心角,单位是rad/s (3)周期T: 完成一次完整圆周运动的时间 (4)转速n: 一秒钟转多少圈,单位rad/s,其实就是频率f,单位赫兹(Hz) (4)几者关系: v=ωr,ω=2π/Tv=2πr/Tω=1/fω=2πn=2πf 38.向心加速度A 方向: 总是沿着半径指向圆心,在匀速圆周运动中,向心加速度大小不变,方向改变。 大小: 39.向心力C (1)向心力是使物体产生向心加速度的力,方向与向心加速度方向相同,大小由牛顿第二定律可得: (2)向心力是根据力的作用效果命名,不是一种特殊的力,可以是弹力、摩擦力或几个力的合成,是指向圆心方向上的合力,对于匀速圆周运动的向心力即为物体所受到的合外力。 (注: 受力分析时一般不画出向心力) 竖直平面内圆周运动 用长为L的不可伸长的轻绳拴住的质量为m的小球在竖直平面作圆周运动过最高点的情况: 能过最高点的条件: 最高点的最小速度 、忽略空气阻力,最低点的速度大小 。 和轻杆连接的小球在竖直平面做圆周运动过最高点的情况,要维持竖直平面内的圆周运动最高点最小速度为0: (1)当0 时,杆对小球的力为支持力。 (2)当v= 时,杆对小球无作用力。 (3)当v> 时,杆对小球的力为拉力 说明: 向心力的计算只限于在一条直线上的外力提供向心力的情况。 40.万有引力定律A (1)内容: 自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比,与它们之间距离r的二次方成反比。 (定律最先提出者: 牛顿) (2)表达式: F=G (公式只适用于质点) G=×10-11N·m2/kg2(卡文迪许测量) 41.人造地球卫星A (1)卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由它所受的万有引力提供,轨道必须以地球球心为圆心: F万=F向即G =m G =mω2rG = 记住口诀: 半径大了,“度”字小了,周期大了 有时我们也会利用某一点的重力加速度g(不一定为地表重力加速度),来求解地球以外某点的重力加速度。 (2)地球同步卫星: 是相对地面静止的,跟地球同步自转的卫星。 卫星要与地球自转同步,必须满足下列条件: 1.卫星绕地球的运行方向与地球自
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