高一《物理》基本概念定理定律公式

1、高一物理基本概念、定理、定律、公式（表達(dá)式）總表一、力（重力、彈力、摩擦力、力矩、力的合成與分解）1）常見的力1. 重力 g=mg 方向豎直向下g=9.8m/s210 m/s2 作用點(diǎn)在重心適用于地球表面附近2. 胡克定律f=kx 方向沿恢復(fù)形變方向 k：勁度系數(shù) (n/m) x：形變量 (m) 3. 滑動(dòng)摩擦力f= f 與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反：摩擦因數(shù) f：正壓力 (n) 4. 靜摩擦力0f靜fm與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反 fm為最大靜摩擦力注:(1)勁度系數(shù)k 由彈簧自身決定。(2) 摩擦因數(shù) 與壓力大小及接觸面積大小無(wú)關(guān)，由接觸面材料特性與表面狀況等決定。(3)fm略大于 n 一般視為f

2、m n 2）力的合成與分解1. 同一直線上力的合成同向 : f=f1+f2反向： f=f1-f2 (f1f2) 2. 互成角度力的合成f=(f12+f22+2f1f2cos)1/2 f1f2時(shí): f=(f12+f22)1/23. 合力大小范圍 |f1-f2| f|f1+f2| 4. 力的正交分解fx=fcos fy=fsin 為合力與x 軸之間的夾角tg =fy/fx注：(1) 力( 矢量 ) 的合成與分解遵循平行四邊形定則。（ 2）合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)系, 可用合力替代分力的共同作用,反之也成立。(3) 除公式法外，也可用作圖法求解, 此時(shí)要選擇標(biāo)度嚴(yán)格作圖。 (4)f1與 f2的值

3、一定時(shí) ,f1與 f2的夾角 ( 角) 越大合力越小。 （5）同一直線上力的合成，可沿直線取正方向，用正負(fù)號(hào)表示力的方向，化成代數(shù)運(yùn)算。二、直線運(yùn)動(dòng)（勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速運(yùn)動(dòng)、自由落體、豎直上拋）1）勻變速直線運(yùn)動(dòng)1. 平均速度v平=s/t （定義式） 2.有用推論vt2 -vo2=2as 3. 中間時(shí)刻速度 vt/2=v平=(vt+vo)/2 4.末速度 vt=vo+at 5. 中間位置速度vs/2=(vo2 +vt2)/21/2 6.位移 s= v 平 t=vot + at2/2=vt/2t 7. 加速度 a=(vt-vo)/t 以 vo為正方向， a 與 vo同向 ( 加速 )a0 ；反

4、向則 ag 、失重： ng 、完全失重： n=0， （豎直方向變速運(yùn)動(dòng)、太空中、圓周運(yùn)動(dòng)中）四、物體的平衡（共點(diǎn)力作用下的平衡、因定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡）1. 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件：f合=0 2. 二力平衡與三力平衡的規(guī)律。3. 力矩 m=fl l為對(duì)應(yīng)的力的力臂，指力的作用線到轉(zhuǎn)動(dòng)軸（點(diǎn)）的垂直距離4. 轉(zhuǎn)動(dòng)平衡條件： m順時(shí)針= m逆時(shí)針 m的單位為n m 此處 nm j注: 平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速度直線狀態(tài), 或者是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。五、曲線運(yùn)動(dòng)（曲線運(yùn)動(dòng)條件、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、離心運(yùn)動(dòng)）1）概述1. 做曲線的條件：受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上。2. 初

5、步認(rèn)識(shí)：是變速運(yùn)動(dòng)，速度方向是曲線的這一點(diǎn)的切線上方向。3. 研究方法：化曲為直，合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有同時(shí)性、等效性、獨(dú)立性、矢量性關(guān)系。2）運(yùn)動(dòng)的合成與分解1. 渡河、雨中行走、射擊問題的關(guān)鍵是明確合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)，正確畫速度或位移矢量圖。2. 合運(yùn)動(dòng)方向通常就是物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向，兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)不一定是直線運(yùn)動(dòng)。3. 渡河問題。（見圖 1、2、3， v船為船頭方向分速度，v水為水流方向分速度，d 為河寬）。a. 通常情況下，船頭方向垂直對(duì)岸，渡河最短時(shí)間，t=d/v船。 （注意：此時(shí)，船實(shí)際航行方向并不與河岸垂直，而是船頭分速度方向與河岸垂直，見圖1）b. 當(dāng) v船大于 v水時(shí)，調(diào)整船頭

6、方向使合速度方向垂直于河岸（圖2） ，最短渡河距離為d。c. 當(dāng) v船小于 v水時(shí)， v船與 v (v合) 垂直時(shí)渡河距離最短（圖3） ，最短距離為（dv水）/v船。(4). 雨中行走問題通常選在雨中運(yùn)動(dòng)的物體作為參考系。（如圖4，雨相對(duì)于地面豎直下落，雨中的人向右走，選人作為參考系，則雨相對(duì)于人的水平分速度是向左的。）3）圓周運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)1. 線速度 v=s/t=2 r/t 2.角速度 =/t=2 /t=2 f 3. 向心加速度a=v2/r=2r=(2/t)2r 4.向心力 f心=mv2/r=m2r=m(2 /t)2r 5. 周期與頻率t=1/f 6.角速度與線速度的關(guān)系v=r 7.

7、角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系=2n (n單位為 r/s) 8. 物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件：f合f心。 （f心為做圓周運(yùn)動(dòng)的所需的向心力）9. 主要物理量及單位：弧長(zhǎng) (s): 米(m) 角度 ( ) ：弧度（ rad ） 頻率（ f ） ：赫（ hz）周期（ t） ：秒（ s）轉(zhuǎn)速（ n） ：r/s 半徑 (r): 米（ m ）線速度（ v） ：m/s 角速度（ ） ：rad/s 向心加速度：m/s24) 平拋運(yùn)動(dòng) （是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度為g）1. 水平方向分運(yùn)動(dòng)：vx= vo sx= vot 2. 豎直方向分運(yùn)動(dòng)：vy=gt (sy)=gt2/2 3. 運(yùn)動(dòng)時(shí)間： t=(2sy/g ）1/2 4. 合

8、運(yùn)動(dòng)： vt=(vx2+vy2)1/2=vo2+(gt)21/2 s=(sx2+ sy2)1/2合速度方向與水平夾角: tg=vy/vx=gt/vo合位移方向與水平夾角: tg =sy/sx gt/2vo5. 與 的關(guān)系為tg 2tg 。6. 運(yùn)動(dòng)時(shí)間由下落高度h(sy) 決定，與 v0大小無(wú)關(guān)，時(shí)間t （等時(shí)性）是解題關(guān)鍵。注： （1）分析是哪些力提供了向心力是解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的關(guān)鍵；向心力可以是具體某個(gè)力提供，也可以是合力提供，還可以是分力提供，方向始終與速度方向垂直。（2）做勻速度圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其向心力等于合力，向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小，物體的動(dòng)能保持不變，但動(dòng)量不斷改

9、變。（3）變速圓周運(yùn)動(dòng)中一些特殊點(diǎn)的的合力等于向心力，是決解此類問題的關(guān)鍵。（4）要掌握的實(shí)例分析：水流星、火車轉(zhuǎn)彎、汽車過拱橋、轉(zhuǎn)盤上的物體、圓形軌道中運(yùn)動(dòng)的小球、小球與直桿相連、圓錐擺 六、萬(wàn)有引力（天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律、地球人造衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、失重現(xiàn)象）1. 開普勒第三定律t2/r3=k(=42/gm) r: 軌道半徑 t : 周期 k: 常量 ( 與行星質(zhì)量無(wú)關(guān)) 2. 萬(wàn)有引力定律f=gm1m2/r2 g=6.6710-11nm2/kg2方向在它們的連線上3. 天體上的重力和重力加速度gmm/r2=mg ， g=gm/r2 ， r:天體半徑 (m) 4. 衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期 v=(g

10、m/r)1/2=(gm/r3)1/2 t=2(r3/gm)1/25. 第一 ( 二、三 ) 宇宙速度v1=(g地r地)1/2=7.9km/s v2=11.2km/s v3=16.7km/s 6. 地球同步衛(wèi)星gmm/(r+h)2=m4 2(r+h)/t2 h36000 km h: 距地球表面的高度注:(1)高中階段，天體運(yùn)動(dòng)分析只是一種簡(jiǎn)化處理，忽略次要因素，把天體運(yùn)動(dòng)視勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且 f心=f萬(wàn)。(2) 應(yīng)用萬(wàn)有引力定律可估算天體的質(zhì)量、運(yùn)行周期、速度等。(3) 地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空，運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同。(4) 衛(wèi)星軌道半徑變小時(shí), 勢(shì)能變小、動(dòng)能變大、速度變大、周期變小

11、。(5) 地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9km/s。 （6）不同問題，主次要因素是不同的，如地球公轉(zhuǎn)，主要是考慮太陽(yáng)對(duì)地球的引力作用，而在地球表面上海洋的潮汐現(xiàn)象主要是考慮月球?qū)Φ厍虻囊ψ饔?。七、機(jī)械能（功和能，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，能量觀點(diǎn)貫穿于整個(gè)物理學(xué)）1. 功 w=fscos （定義式） w:功(j) f:恒力 (n) s:位移 (m) :f 、s間的夾角2. 重力做功wab=mghab m:物體的質(zhì)量g=9.810 hab：a 與 b 高度差 (hab=ha-hb) 6. 功率 p=w/t ( 定義式 ) p:功率 瓦(w) w:t時(shí)間內(nèi)所做的功(j) t:做功所用時(shí)間

12、(s) 7. 汽車牽引力的功率 p=fv p平=fv平 p:瞬時(shí)功率 p平:平均功率8. 汽車以恒定功率啟動(dòng)和以恒定加速度啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過程分析，最大行駛速度 (vmax=p額/f) 9. 動(dòng)能 ek=mv2/2 ek: 動(dòng)能 (j) m：物體質(zhì)量 (kg) v:物體瞬時(shí)速度(m/s) 10. 重力勢(shì)能ep=mgh ep : 重力勢(shì)能 (j) g:重力加速度 h:豎直高度 (m) ( 從參考平面起) 11. 動(dòng)能定理 w合= mvt 2/2 - mvo2/2 ， w合=ekw合: 外力對(duì)物體做的總功 ek: 動(dòng)能變化 ek =( mvt 2/2- mvo2/2) 12. 機(jī)械能守恒定律（守恒條件）： e=0 ek1+ep1=ek2+ep2 mv12/2+mgh1=mv22/2+ mgh2 13. 重力做功與重力勢(shì)能的變化( 重力做功等于物體重力勢(shì)能增量的負(fù)值)wg= - ep注 :(1)功 率 大 小