高中物理必修一第二章知識(shí)點(diǎn)精華

1、高中物理必修一知識(shí)點(diǎn)總結(jié)：第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)是運(yùn)動(dòng)學(xué)中最典型的也是最簡(jiǎn)單的理想化的運(yùn)動(dòng)形式，學(xué)習(xí)本章的有關(guān)知識(shí)對(duì)于運(yùn)動(dòng)學(xué)將會(huì)有更深入地了解，難點(diǎn)在于速度、時(shí)間以及位移這 三者物理量之間的關(guān)系。要熟練掌握有關(guān)的知識(shí)，靈活的加以運(yùn)用。最后，本章末講學(xué)習(xí)一種最具有代表性的勻變速直線運(yùn)動(dòng)形式：自由落體運(yùn)動(dòng)。考試的要求：、對(duì)所學(xué)知識(shí)要知道其含義，并能在有關(guān)的問(wèn)題中識(shí)別并直接運(yùn)用，相當(dāng)于課程標(biāo)準(zhǔn)中的“了解”和“認(rèn)識(shí)”。、能夠理解所學(xué)知識(shí)的確切含義以及和其他知識(shí)的聯(lián)系，能夠解釋，在實(shí)際問(wèn)題的分析、綜合、推理、和判斷等過(guò)程中加以運(yùn)用，相當(dāng)于課程標(biāo)準(zhǔn)的“理解”，“應(yīng)用”。要求：勻速直線運(yùn)

2、動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)，速度與時(shí)間的關(guān)系，位移與時(shí)間的關(guān)系，位移與速度的關(guān)系，v-t圖的物理意義以及圖像上的有關(guān)信息。新知?dú)w納：一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律基本公式：（速度時(shí)間關(guān)系）（位移時(shí)間關(guān)系）兩個(gè)重要推論：（位移速度關(guān)系）（平均速度位移關(guān)系）二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的重要導(dǎo)出規(guī)律：任意兩個(gè)邊疆相等的時(shí)間間隔(T)內(nèi)的，位移之差(s)是一恒量，即在某段時(shí)間的中間時(shí)刻的速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，即在某段位移中點(diǎn)位置的速度和這段位移的始、末瞬時(shí)速度的關(guān)系為三、初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)以下推論也成立(1) 設(shè)T為單位時(shí)間，則有瞬時(shí)速度與運(yùn)動(dòng)時(shí)間成正比，位移與運(yùn)動(dòng)時(shí)間的平方成正比連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移

3、之比(2)設(shè)S為單位位移，則有瞬時(shí)速度與位移的平方根成正比，運(yùn)動(dòng)時(shí)間與位移的平方根成正比，通過(guò)連續(xù)相等的位移所需的時(shí)間之比。四、自由落體運(yùn)動(dòng)定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)。自由落體加速度（重力加速度）定義：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度。用g表示。一般的計(jì)算中，可以取g=9.8m/s2或g=10m/s2公式：難點(diǎn)解析：一、實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)操作：1、如圖，把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶限位孔與長(zhǎng)木板縱軸位置對(duì)齊再固定在長(zhǎng)木板沒有滑輪的一端，連接好電路。2、將一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩繞過(guò)滑輪，使紙帶、小車、拉線和定滑

4、輪在一條直線上。小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，注意調(diào)整滑輪高度，使小車的拉線與板面平行，減小拉力的變化。3、為了研究小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，需要把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器平整地連在小車的后面，使小車運(yùn)動(dòng)時(shí)保持紙帶與木板平行，減小摩擦力的影響。4、把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，用手在滑輪一端準(zhǔn)備接住小車，防止小車撞擊滑輪和落地。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源。5、取下紙帶換上新紙帶，重復(fù)操作三次。數(shù)據(jù)處理1、在三條紙帶中選擇一條最清晰的。為了便于測(cè)量，舍掉開頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)。這樣做的

5、目的是減小因點(diǎn)跡過(guò)于密集而在測(cè)量位移時(shí)帶來(lái)較大的偶然誤差。2、選擇每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖所示，這樣相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T就是0.1S（電源頻率為50Hz），量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)左右兩計(jì)時(shí)點(diǎn)（注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別）間的距離計(jì)算平均速度，用此平均速度代替相關(guān)計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度。作出速度-時(shí)間圖象1、建立坐標(biāo)系：以速度v為縱軸，時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)各個(gè)時(shí)刻t的速度v數(shù)據(jù)在直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)。2、作擬合曲線或直線：仔細(xì)觀察這些點(diǎn)的分布情況，發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)都大致落在一條直線上。因此，我們可以用一條直線去“擬合”這些點(diǎn)，即讓所畫的直線連接盡可能多的點(diǎn)。不能連接的點(diǎn)應(yīng)貼近分布在該直線的兩側(cè)。并使兩側(cè)

6、點(diǎn)數(shù)大致相同，這就畫出了小車運(yùn)動(dòng)的速度圖象。結(jié)論：小車的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間成線性關(guān)系變化；小車的速度在不斷增大，而且在相等的時(shí)間里速度的變化量是相等的，即小車的加速度保持恒定。小貼士：從圖象上分析物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也是物理學(xué)中研究問(wèn)題時(shí)經(jīng)常采用的一種方法。歸納整理：本節(jié)課我們主要是運(yùn)用探究式學(xué)習(xí)的方式用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)測(cè)量小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，重點(diǎn)是對(duì)重物牽引下小車的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探究。在探究過(guò)程中，涉及了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、操作以及作圖象的方法、原則，同時(shí)要求利用已有知識(shí)處理紙帶，求各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，會(huì)用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。二、勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系勻速直線運(yùn)動(dòng)1、定義：物體沿著直線運(yùn)動(dòng)，而且保持加速度不

7、變，這種運(yùn)動(dòng)叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的分類：3、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象實(shí)驗(yàn)小車的v-t圖象是一條傾斜直線。由此可知，無(wú)論t取何值，無(wú)論在什么時(shí)間階段，t對(duì)應(yīng)的速度變化v都相同，即v/t不變，則物體的 加速度不變。所以勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜直線。在數(shù)學(xué)函數(shù)圖象中，v/t叫做圖象的斜率，故v-t圖象的斜率表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 的加速度的大小。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系式歸納整理：三、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移1、勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式x=vt.它的特點(diǎn)是v大小方向都不變，位移x跟發(fā)生這段位移所用的時(shí)間t成正比。2、位移公式x=vt在

8、v-t圖象上的意義如下圖所示，速度圖線與時(shí)間軸所圍矩形的邊長(zhǎng)恰好是速度v與時(shí)間t矩形的面積正好是vt，所以物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移x在數(shù)值上等于速度圖線與時(shí)間軸所圍的面積。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移1、利用微分思想推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做初速度為v0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t速度達(dá)到v，v-t圖象如圖甲所示。下面根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖象上“面積”的意義求其位移。2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度歸納整理：本節(jié)通過(guò)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象找出位移與時(shí)間的關(guān)系,并推導(dǎo)出平均速度公式勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)物體的位移對(duì)應(yīng)著v-t圖象中圖線與時(shí)間軸之間包圍的梯形面積。從公式上看，反映了位移x和時(shí)間t

9、之間的非線性關(guān)系。四、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系1、推導(dǎo)v-x關(guān)系勻變速直線運(yùn)動(dòng)的重要推論原則上講，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式、位移公式、速度-位移關(guān)系式可解決所有勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。但是僅僅利用上述三式求解問(wèn)題，有時(shí)較為繁瑣。由三個(gè)基本公式可導(dǎo)出一些重要的推論。根據(jù)這些推論可方便地求解若干問(wèn)題。歸納整理：本節(jié)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出位移與速度的關(guān)系式。速度公式和位移公式均涉及物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，而位移與速度關(guān)系式中不涉及時(shí)間為相關(guān)題目的求解提供了方便。五、自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)1、自由落體運(yùn)動(dòng)：物體只在重力作用下從靜止開始下落

10、的運(yùn)動(dòng)。2、影響物體下落快慢的因素：影響物體下落快慢的因素是空氣阻力的作用。在沒有空氣阻力影響時(shí)，只在重力作用下，輕重不同的物體下落的快慢相同。3、自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的探究（1）實(shí)驗(yàn)原理及器材重物拖著紙帶豎直下落時(shí)，如果紙帶阻力和空氣阻力比重物重量小得多，可近似認(rèn)為重物僅在重力作用下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)打出的紙帶能分析研究重物做自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。使用的器材有：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流、電源、紙帶、重物及鐵夾、鐵架臺(tái)。（2）實(shí)驗(yàn)裝置：把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，使兩個(gè)紙帶限位孔上下對(duì)齊。如圖所示。（3）主要實(shí)驗(yàn)步驟：把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，連接好電源；把紙帶穿過(guò)兩個(gè)限位孔，下端用鐵夾連到重物上，讓重物靠

11、近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；用手捏住紙帶上端，把紙帶拉成豎直狀態(tài)，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，松開手讓重物和紙帶自由下落；重復(fù)幾次，選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶分析計(jì)算。（4）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)：為盡量減小空氣阻力的影響，應(yīng)選密度大的重物，如鐵錘等；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)豎直固定好；重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器釋放且要先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再放手讓重物運(yùn)動(dòng)；改變重物的重量，重復(fù)打出幾條紙帶。（5）判斷原理：在相鄰的相等時(shí)間t內(nèi)，其位移分別為由于時(shí)間都一樣，當(dāng)相鄰的相等時(shí)間內(nèi)位移差x都相等時(shí)，則加速度a不變，就可以斷定物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度1、重力加速度：做自由

12、落體運(yùn)動(dòng)的不同物體，其加速度都相同。這個(gè)加速度叫做重力加速度，通常用g表示。2、重力加速度的方向：自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡是豎直線，而且自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以其加速度的方向與物體速度的方向相同，即豎直向下。3、重力加速度的大小在地球上同一個(gè)地點(diǎn)，重力加速度的值固定不變，但是在地球上不同的地點(diǎn)，重力加速度的值略有不同。課本列出了不同地點(diǎn)的重力加速度值。在一般計(jì)算中，g取9.8m/s2，在要求不高的情況下，為計(jì)算方便，g取10m/s2.4、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律，得出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律如下：歸納整理：本節(jié)首先定義自

13、由落體運(yùn)動(dòng)并利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得出其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，引出自由落體加速度的概念。注意自由落體運(yùn)動(dòng)只是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特例。我們?cè)谝郧罢鹿?jié)中所掌握的所有勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論在自由落體運(yùn)動(dòng)中均可使用。六、伽利略對(duì)自由落體的研究伽利略的研究方法1、伽利略的巧妙方法16世紀(jì)末，意大利學(xué)者伽利略用歸謬法證明了亞里士多德“重物下落快、輕物下落慢”的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的：根據(jù)亞里士多德的論斷一塊大石頭的下落速度要比 一塊小石頭的下落速度大。假定大石頭的下落速度為8，小石頭的下落速度為4，當(dāng)我們把兩塊石頭拴在一起時(shí)，下落快的會(huì)被下落慢的拖著而減慢，下落慢的會(huì)被 下落快的拖著而加快。結(jié)果整體的下落速度應(yīng)該

14、小于8而大于4，但是兩塊石頭拴在一起，加起來(lái)比大石頭還要重。因此整體的下落速度應(yīng)當(dāng)大于8.這樣，就從重 物體比輕物體下落得快的觀點(diǎn)，推出了兩個(gè)截然相反的結(jié)論，使亞里士多德的觀點(diǎn)陷入了自相矛盾的境地。2、伽利略的猜想與驗(yàn)證（1）猜想：自由落體運(yùn)動(dòng)是速度變化均勻的直線運(yùn)動(dòng)。速度均勻變化有兩種可能：一種是速度的變化對(duì)時(shí)間來(lái)說(shuō)是均勻的，即v與t成正比；另一種是速度的變化對(duì)位移來(lái)說(shuō)是均勻的，即v與x成正比；伽利略先以實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)v與t成正比的猜想是否是真實(shí)的。（2）推理：如果落體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間均勻變化，那么物體的位移應(yīng)當(dāng)和時(shí)間的平方成正比即.所以只要觀測(cè)到落體運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間成正比，即證明落體運(yùn)動(dòng)的速度

15、隨時(shí)間均勻變化。（3）實(shí)驗(yàn)：把落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程放慢，落體下落得很快；而當(dāng)時(shí)只能靠滴水計(jì)時(shí)；這樣的計(jì)時(shí)工具還是不能測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間。伽利略采用了一個(gè)巧妙的方法， 用來(lái)“沖淡”重力，他讓銅球沿阻力很小的斜面上滾下，而小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度要比它豎直下落的加速度小得多，所用時(shí)間長(zhǎng)得多，所以容易測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果 表明，小球沿斜面運(yùn)動(dòng)位移的確滿足的關(guān)系所以小球沿斜面做的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。斜面上物體運(yùn)動(dòng)快慢和質(zhì)量的關(guān)系：讓不同質(zhì)量的小球沿同一傾角的斜面運(yùn)動(dòng)，的規(guī)律不變，說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)的快慢與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。斜面上物體運(yùn)動(dòng)快慢和斜面傾角的關(guān)系：改變斜面的傾角，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得知小球的加速度隨斜面傾角的增大而變大。合理外推：小球沿斜面向下的運(yùn)動(dòng)并不是落體運(yùn)動(dòng)，但是如果斜面的傾角增大到90度，如圖所示。這時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)了，所以自由落體運(yùn)動(dòng)滿足勻加速運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，而且所有物體下落時(shí)的加速度都是一樣的。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過(guò)小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)，間接證明落體運(yùn)動(dòng)是速度隨時(shí)間均勻變化的運(yùn)動(dòng)，即勻變速直線運(yùn)動(dòng)，而且物體下落的快慢與物體的輕重?zé)o關(guān)，即輕重不同的物體下落快慢相同。伽利略的科學(xué)方法1、科學(xué)研究的基本要素2、伽利略的科學(xué)方法伽利略不僅發(fā)現(xiàn)了落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，更重要的是開辟了自然科學(xué)的研究之路抽象思維數(shù)學(xué)推理和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，這