高中物理知识点全部

高中物理知识点全部

一、运动的描述。

1. 质点。

- 定义：用来代替物体的有质量的点。

- 条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略不计。例如研究地球绕太阳公转时，地球可看成质点；研究地球自转时，地球不能看成质点。

2. 参考系。

- 定义：为了描述物体的运动而假定为不动的物体。

- 选取原则：参考系的选取是任意的，但选取不同的参考系，对物体运动的描述可能不同。例如坐在行驶汽车中的乘客，以汽车为参考系是静止的，以地面为参考系是运动的。

3. 时间和时刻。

- 时刻：是指某一瞬间，如第3s末、第4s初（二者为同一时刻）。

- 时间：是指两个时刻之间的间隔，如前3s内、第3s内（第3s初到第3s末的1s时间间隔）。

4. 位移和路程。

- 位移：是矢量，大小等于初位置到末位置的直线距离，方向由初位置指向末位置。

- 路程：是标量，是物体运动轨迹的长度。例如物体做圆周运动一圈，路程为圆周长，位移为零。

5. 速度。 - 平均速度：v = (Δ x)/(Δ t)，是矢量，表示物体在某段时间或某段位移内运动的平均快慢程度。

- 瞬时速度：物体在某一时刻（或某一位置）的速度，是矢量。当Δ t趋近于零时，平均速度趋近于瞬时速度。

- 速率：瞬时速度的大小，是标量。

6. 加速度。

- 定义：a=(Δ v)/(Δ t)，是矢量，描述速度变化的快慢。

- 单位：m/s^2。加速度与速度方向相同时，物体做加速运动；加速度与速度方向相反时，物体做减速运动。

二、匀变速直线运动的研究。

1. 匀变速直线运动的基本公式。

- 速度公式：v = v_0+at，其中v_0为初速度，v为末速度，a为加速度，t为时间。

- 位移公式：x=v_0t+(1)/(2)at^2。

- 速度 - 位移公式：v^2-v_0^2=2ax。

2. 自由落体运动。

- 定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。

- 特点：初速度v_0 = 0，加速度a = g=9.8m/s^2（一般计算取g = 10m/s^2）。

- 公式：v = gt，h=(1)/(2)gt^2，v^2=2gh。

3. 伽利略对自由落体运动的研究。 - 伽利略通过逻辑推理和实验相结合的方法，否定了亚里士多德“重的物体下落快”的观点，得出了自由落体运动是匀加速直线运动的结论。

三、相互作用。

1. 重力。

- 产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。

- 大小：G = mg，方向竖直向下。

- 重心：物体所受重力的等效作用点。形状规则、质量分布均匀的物体，重心在其几何中心；物体的重心不一定在物体上。

2. 弹力。

- 产生条件：物体间相互接触且发生弹性形变。

- 方向：与施力物体形变恢复的方向相同，垂直于接触面或沿绳收缩的方向。例如压力垂直于接触面指向被压物体，绳子拉力沿绳指向绳收缩的方向。

- 胡克定律：F = kx，其中F为弹力，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。

3. 摩擦力。

- 静摩擦力。

- 产生条件：物体间相互接触、挤压，接触面粗糙，有相对运动趋势。

- 方向：与物体相对运动趋势方向相反。

- 大小：0，F_max为最大静摩擦力，其大小与压力和接触面粗糙程度有关。

- 滑动摩擦力。 - 产生条件：物体间相互接触、挤压，接触面粗糙，有相对运动。

- 方向：与物体相对运动方向相反。

- 大小：F = μ F_N，其中μ为动摩擦因数，F_N为正压力。

四、牛顿运动定律。

1. 牛顿第一定律。

- 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。

- 意义：揭示了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；提出了惯性的概念，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质叫惯性，质量是惯性大小的唯一量度。

2. 牛顿第二定律。

- 内容：F = ma，其中F为合外力，m为物体质量，a为加速度。

- 应用：已知力和加速度求质量，或已知质量和加速度求力等。解题时要先对物体进行受力分析，再根据牛顿第二定律列方程求解。

3. 牛顿第三定律。

- 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，作用在同一条直线上。

- 特点：作用力与反作用力同时产生、同时消失，作用在不同物体上，力的性质相同。例如物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力和反作用力。

五、曲线运动。

1. 曲线运动的条件和特点。 - 条件：当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。

- 特点：曲线运动中速度的方向时刻在改变，所以曲线运动是变速运动；曲线运动一定有加速度，加速度方向与合外力方向相同。

2. 运动的合成与分解。

- 遵循平行四边形定则。例如平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

- 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同）、独立性（一个方向的分运动不会因为其他方向分运动的存在而受到影响）、等效性（合运动与分运动的效果相同）。

3. 平抛运动。

- 定义：将物体以一定的初速度水平抛出，在不计空气阻力的情况下，物体只在重力作用下所做的运动。

- 规律：水平方向x = v_0t，v_x=v_0；竖直方向y=(1)/(2)gt^2，v_y=gt；合速度v=√(v_x)^2+v_{y^2}，合位移s=√(x^2)+y^{2}。

4. 圆周运动。

- 线速度：v=(Δ s)/(Δ t)（Δ s为弧长），方向沿圆周的切线方向。

- 角速度：ω=(Δθ)/(Δ t)（Δθ为圆心角），单位是rad/s。

- 线速度与角速度的关系：v = rω（r为半径）。

- 向心加速度：a=frac{v^2}{r}=rω^2，方向始终指向圆心。

- 向心力：F = ma=frac{mv^2}{r}=mrω^2，是物体做圆周运动所需要的力，由其他力提供。 六、万有引力与航天。

1. 万有引力定律。

- 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m_1、m_2的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比，即F = Gfrac{m_1m_2}{r^2}，其中G为引力常量，G = 6.67×10^-11N· m^2/kg^2。

2. 天体运动。

- 基本公式：对于绕中心天体做匀速圆周运动的天体（卫星等），根据万有引力提供向心力可得G(Mm)/(r^2)=frac{mv^2}{r}=mω^2r=m((2π)/(T))^2r，其中M为中心天体质量，m为环绕天体质量，r为轨道半径，v为线速度，ω为角速度，T为周期。

- 第一宇宙速度：v=√(frac{GM){r}}，当r = R（地球半径）时，v = 7.9km/s，这是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，也是卫星发射的最小速度和绕地球运行的最大速度。

- 第二宇宙速度：11.2km/s，是卫星脱离地球引力束缚所需的最小速度。

- 第三宇宙速度：16.7km/s，是卫星脱离太阳引力束缚所需的最小速度。

七、机械能守恒定律。

1. 功。

- 定义：力与力的作用点在力的方向上移动的距离的乘积，W = Fscosθ，其中θ为力F与位移s的夹角。

- 正功和负功：当0≤θ<90^∘时，力做正功；当90^∘

2. 功率。

- 定义：功与完成这些功所用时间的比值，P=(W)/(t)，单位是W（瓦特）。 - 瞬时功率：P = Fvcosθ，汽车发动机的额定功率P_额是发动机正常工作时的最大功率。

3. 动能和动能定理。

- 动能：E_k=(1)/(2)mv^2。

- 动能定理：W=Δ E_k=E_k2-E_k1，即合外力对物体做的功等于物体动能的变化量。

4. 重力势能。

- 定义：物体由于被举高而具有的能，E_p=mgh，h是物体相对于参考平面的高度。

- 重力做功与重力势能变化的关系：W_G=-Δ E_p，重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加。

5. 弹性势能。

- 定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的能。弹簧的弹性势能E_p=(1)/(2)kx^2（x为弹簧形变量）。

6. 机械能守恒定律。

- 内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

- 表达式：E_k1+E_p1=E_k2+E_p2或Δ E_k=-Δ E_p。

八、电场。

1. 电荷及其守恒定律。

- 电荷：自然界中有两种电荷，正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 - 电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。

2. 库仑定律。

- 内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，F =

kfrac{q_1q_2}{r^2}，其中k = 9.0×10^9N· m^2/C^2。

3. 电场强度。

- 定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F与它的电荷量q的比值，E=(F)/(q)，是矢量，方向与正电荷在该点所受电场力方向相同。

- 点电荷的电场强度：E = k(Q)/(r^2)，其中Q为场源电荷，r为到场源电荷的距离。

- 电场线：用来形象描述电场强度分布的曲线，电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向，电场线的疏密表示电场强度的大小。

4. 电势能和电势。

- 电势能：电荷在电场中具有的势能，W = Δ E_p，电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加。

- 电势：φ=frac{E_p}{q}，是标量，电场中某点的电势与零电势点的选取有关。

- 等势面：电场中电势相等的点构成的面，电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面。

5. 电势差。