学业水平考试物理知识点版本.docx
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学业水平考试物理知识点版本
考点一 质点、参考系和坐标系
1.质点
(1)概念:
用来代替物体的有________的点.
(2)说明:
质点是一种________的模型,实际上________.
(3)看做质点的条件:
如果物体的大小和形状对所研究的问题影响不大可以________时,可把物体看做质点.
2.参考系
(1)概念:
在描述物体运动时,用来作参考的物体.
(2)说明:
同一个物体的运动,如果选不同的物体作参考系,观察到的运动情况可能________.
3.坐标系
(1)概念:
为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系.
(2)分类:
______________________________________.
考点二 时间和位移
1.时间间隔与时刻
在表示时间的数轴上,时刻用______表示,时间间隔用________表示(如图2所示).
图2
2.位移
(1)概念:
从初位置到末位置的____________.
(2)标矢性:
既有大小,又有方向,为矢量.
(3)意义:
描述物体____________的物理量.
3.位移与路程
路程是物体(质点)运动轨迹的长度,是标量(只有大小没有方向的物理量),只有当物体(质点)做__________直线运动时,位移的大小才同路程相等.
4.矢量与标量
(1)矢量:
____________________的物理量.
(2)标量:
____________________的物理量.
考点三 速度
1.速度
表示物体____________的物理量(是矢量,有大小和方向).单位为________(m/s).
2.平均速度
(1)定义:
运动物体的位移与时间的比值.
(2)定义式:
v=
.速度方向与位移的方向相同.
(3)物理意义:
能粗略描述物体运动的快慢.
3.瞬时速度
质点在某一________(或某一________)具有的速度,是矢量,其方向沿轨迹上该点的切线方向且指向前进的一侧,它是对运动快慢的精确描述.
4.速率
瞬时速度的________,是标量.
5.直线运动的x-t图象
(1)图象意义:
描述位移随时间的变化规律.
(2)图象斜率的含义:
x-t图象中,图线的斜率表示________.如图5所示,a表示物体________;b表示物体做____________运动;c表示物体沿负方向做________直线运动.
图5
考点四 加速度
1.加速度的定义式、单位与方向
(1)概念:
速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值.
(2)定义式:
________________.
(3)单位:
米每二次方秒,符号是____________.
(4)方向:
加速度为矢量,既有大小,又有方向.其方向与速度变化量的方向相同.
2.加速度的物理意义
描述物体速度变化快慢的物理量.加速度越大,速度改变得________.
3.当a与v同向或夹角为锐角时,物体速度大小变大;当a与v垂直时,物体速度大小不变;当a与v反向或夹角为钝角时,物体速度大小变小.
4.速度、速度的变化量和加速度的关系
物理量
速度v
速度的变化量Δv
加速度a
意义
表示运动的快慢和方向
表示速度变化的大小和方向
表示速度变化的快慢,即速度的变化率
公式及单位
v=
m/s
Δv=(v-v0)m/s
a=
m/s2
关系
三者无必然联系,v很大,Δv可以很小,甚至为0,a也可大可小,也可能为零
考点五 实验:
用打点计时器测速度
1.实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)、纸带、刻度尺、导线、电源、复写纸等.
2.两种打点计时器
(1)电磁打点计时器:
电磁打点计时器是一种能按照相等时间间隔,在纸带上连续打点的仪器.所用电源应是交流电源,通常的工作电压在________以下,当电源的频率为50Hz时,每隔________秒打一次点(如图12甲所示).
(2)电火花计时器:
电火花计时器的计时原理与电磁打点计时器相同,不过纸带上打点的不是振针和复写纸,而是电火花和墨粉,所用电源为交流电源,且通常的工作电压为________,当电源的频率为50Hz时,每隔________秒打一次点(如图乙所示).
3.实验步骤
(1)了解打点计时器的结构,然后把它固定好.
(2)安装纸带.
(3)启动电源,用手水平拉动纸带,纸带上就打出一行小点,随后立即关闭电源.
(4)取下纸带,从能够看清的某个点开始,往后数出若干个点.如果数出n个点,看这些点划分出来的间隔数是多少,由此计算出纸带从第一个点到第n个点的运动时间.
(5)用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离.
4.数据处理
(1)求瞬时速度
如图13中的BD段,根据B、D两点间的位移Δx和时间Δt,算出纸带在这两点间的平均速度v=
,可以用这个平均速度代表纸带经过C点时的瞬时速度.
(2)用图象表示速度
物体运动的速度与时间的关系也可以用图象描述.以速度v为纵轴、时间t为横轴在方格纸上建立直角坐标系.将实验中的v、t数据,在坐标系中描点,再用一条平滑的曲线来“拟合”坐标系中描出的点,这条曲线反映了速度v与时间t的关系,如图所示.
5.用传感器测速度
使用光电门传感器来测速度时,若挡光板的宽度为d,挡光的时间为t,则通过光电门时的速度为v=
.
考点一 匀变速直线运动的速度与时间的关系
1.匀变速直线运动
(1)定义:
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________;匀减速直线运动,a与v0方向________.
2.匀变速直线运动的速度公式:
______________.
发展提升
(1)特殊形式:
①当a=0时,v=________(匀速直线运动).
②当v0=0时,v=________(由静止开始的匀加速直线运动).
(2)公式v=v0+at为矢量式,应用时应规定正方向,一般规定初速度方向为正方向.
(3)如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的速度往往是联系各段的纽带,应注意分析各段的运动性质.
3.速度—时间(v-t)图象
(1)物理意义:
反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律;
(2)斜率的意义:
图线上某点切线斜率的________表示物体在该点加速度的________,斜率________表示物体的加速度的方向.
考点二 匀变速直线运动的位移与时间的关系
1.匀变速直线运动的位移公式:
x=v0t+
at2.
发展提升
(1)特殊形式
①当a=0时,x=v0t(匀速直线运动)
②当v0=0时,x=
at2(由静止开始的匀加速直线运动)
(2)公式x=v0t+
at2为矢量式,应用时应规定正方向,一般规定初速度方向为正方向.
2.平均速度公式
=
(此式只适用于匀变速直线运动)
3.v-t图象中用“面积”求位移
物体在时间t内的位移可以用v-t图象与t轴所围的________表示.当“面积”在t轴上方时,位移取______值,这表示物体的位移与规定的正方向________;当“面积”在t轴下方时,位移取______值,这表示物体的位移与规定的正方向________,例如:
沿直线运动的物体的v-t图象,如图3所示.
在0~4s内物体的位移x1=
×10m=30m
在4~6s内物体的位移x2=-
×2×20m=-20m
0~6s内物体的位移x=x1+x2=10m.
考点三 自由落体运动
1.自由落体运动
(1)条件:
物体只受重力,从静止开始下落.
(2)运动性质:
初速度v0=0,加速度为重力加速度g的匀加速直线运动.
(3)基本规律:
速度公式________;位移公式:
h=____________.
发展提升
自由落体运动的处理技巧:
自由落体运动是匀变速直线运动的特例,分析匀变速直线运动的各种方法对于自由落体运动仍然适用.
2.自由落体加速度
g是自由落体运动的加速度,又叫重力加速度,其方向总是竖直向下,在地球上的不同纬度,重力加速度大小一般不同.
考点四 伽利略对自由落体运动的研究
1.伽利略的观点:
重物与轻物应该下落得________.
2.伽利略的科学猜想与假说:
落体一定是一种最简单的变速运动,它的速度应该是____________的.
3.伽利略的科学方法
(1)观察现象;
(2)__________________;(3)逻辑推论;(4)____________;(5)合理外推.
4.伽利略科学思想方法核心:
把______________________(包括数学推理)结合起来.
考点五 实验:
探究小车速度随时间变化的规律
1.实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、学生电源、复写纸等.
2.实验步骤
(1)按照图所示实验装置,把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,接好电源;
(2)把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮,下端挂合适的钩码,纸带穿过打点计时器,固定在小车后面;
(3)把小车停靠在打点计时器处,接通电源,放开小车;
(4)小车运动一段时间后,断开电源,取下纸带;
(5)换纸带重复三次实验,选择一条比较理想的纸带进行测量分析.
3.数据处理
(1)瞬时速度的计算方法:
匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,即vn=
,求出打第n个计数点时纸带的瞬时速度.
(2)实验所得纸带如图15所示,计算各测量点的瞬时速度:
v1=
;v2=
;v3=
……vn=
.
(3)用图象法研究速度随时间变化的规律
①在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并根据表格中的数据在坐标系中描点.
②画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线的两侧,偏差比较大的点忽略不计,如图所示.
③观察所得到的直线,分析物体的速度随时间的变化规律.
(4)利用v-t图象求物体的加速度,如图17所示.
考点一 重力、基本相互作用
1.力和力的图示
(1)力:
物体与物体之间的相互作用.力的单位是牛顿,简称牛,符号________.
(2)力的三要素:
________、________、________.(3)力既有大小,又有________,为矢量.
(4)力的图示:
用一根带箭头的线段(有向线段)把力的三要素表示出来的方法,线段是按一定比例(标度)画出的,如所示.
(5)力的示意图:
只需要表示出力的________和作用点的线段.
2.重力
(1)产生:
由于地球的________而使物体受到的力.
(2)大小:
____________.
(3)g的特点:
在地球上同一地点g值是一个不变的常数;g值随着纬度的增大而增大;g值随着高度的增大而减小.
(4)方向:
____________.(5)重心:
重力的等效作用点,并非物体的全部重力都作用于重心.
①重心的位置与___________和___________有关,质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心.
②形状不规则或者质量不均匀的薄板,重心可用悬挂法确定.
3.四种基本相互作用________________、______________、______________、______________.
考点二 弹力
1.弹性形变和弹力
(1)弹性形变:
物体撤去作用力时能够恢复原状的形变.
(2)弹力
①概念:
发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生的力.
②弹力产生的条件.a.两物体____________.b.接触面之间________________.
(3)几种常见的弹力方向①压力或支持力的方向总是________________而指向被压或被支持的物体.
②绳子的拉力的方向总是沿着________而指向绳子要收缩的方向.
③杆中弹力可能沿杆方向,也可能不沿杆方向.
发展提升
弹力有无的判断方法——假设法
(1)假设支持面(或绳或杆)不存在.
(2)假设存在弹力.
2.胡克定律
(1)内容:
弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.
(2)表达式:
F=kx,k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;x是弹簧长度的变化量.
考点三 摩擦力
1.摩擦力
两个相互接触的物体,当它们发生____________或具有____________________时,在接触面上产生的________相对运动或相对运动趋势的力.
2.静摩擦力
(1)产生条件①接触面是______的.②两物体有__________________.
③两物体在接触面上______(弹力).
(2)方向:
总是与接触面相切并且与物体间相对运动趋势的方向相反.
(3)静摩擦力的范围
______________,Ffmax为最大静摩擦力,Ff由物体的运动状态及外界对它的施力情况决定.最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大些,但有时认为二者是相等的.
发展提升
静摩擦力的有无和方向判断.
(1)____________假设接触面光滑,不存在摩擦力,然后分析这两个物体是否发生相对运动.若无相对运动,说明这两物体间就没有相对运动趋势;若有相对运动,则一物体相对于另一物体的运动方向即为相对运动趋势的方向,其反方向就是静摩擦力的方向.
(2)____________
当相互接触的两物体处于静止或匀速直线运动状态时,可根据平衡条件判断静摩擦力是否存在.
3.滑动摩擦力
(1)产生条件①两物体直接接触且在接触面上存在压力.②接触面粗糙.③物体间有相对运动.
(2)方向:
总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向________.(3)大小:
__________________.
发展提升
(1)Ff=μFN中的FN的含义:
指物体与接触面间的压力(不一定等于重力);
(2)动摩擦因数μ只与接触面的材料和粗糙程度有关,与压力和运动速度无关.
考点四 力的合成
1.合力与分力
(1)如果一个力的作用效果跟几个力共同作用的效果相同,这一个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力.
(2)关系:
合力和分力是一种____________关系.
2.平行四边形定则:
求两个互成角度的共点力F1、F2的合力,可以用表示F1、F2的有向线段为邻边作平行四边形,平行四边形的__________就表示合力的大小和方向,如图10所示.
3.两个共点力的合力讨论
(1)两个共点力的合力范围____________≤F合≤____________;
(2)两个力的合力随夹角θ(0°~180°)的增大而________;(3)几种特殊情况下的力的合成问题:
①两分力F1、F2互相垂直时(如图11a所示),
F合=
,tanθ=
;
②两分力大小相等,即F1=F2=F时(如图b所示),F合=2Fcos
;若两分力夹角为120°时(如图c所示),则F合=F.
4.共点力:
作用在同一点上,或延长线交于同一点的几个力叫做一组共点力,力的合成只适用于共点力.
考点五 力的分解
1.力的分解
(1)求一个力的分力的过程
(2)力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守________________.
(3)按力的效果分解的几种典例(如图16所示).
2.正交分解
(1)正交分解:
将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法(如图17所示).
(2)建立坐标轴的原则:
一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力(即尽量多的力在坐标轴上)为原则;在动力学中,习惯以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系.
考点六 实验:
探究求合力的方法
1.实验器材
木板、白纸、图钉若干、两根细绳、橡皮条、弹簧测力计2个、刻度尺等.
2.实验步骤
(1)把木板平放在桌面上,用图钉把一张白纸钉在木板上.
(2)用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点,橡皮条的另一端B拴上两根细绳.
(3)用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.如图24所示.用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数F1、F2.
(4)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧测力计的读数F和细绳的方向.
(5)选定一个合适的标度,用力的图示法作出F1、F2和F的图示.
(6)用虚线把F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接,分析F1、F2和F之间可能存在的关系.
(7)改变两个力F1、F2的大小和方向,重复上述实验,看看是否与第一次得出的结果一致.
3.实验注意事项
(1)正确使用弹簧测力计,不能超量程,正确读数.
(2)在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同.
(3)用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大.
(4)在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些.
4.实验结论:
在误差允许的范围内合力的大小和方向可以用两分力为邻边的平行四边形的对角线表示.
考点一 牛顿第一定律
1.历史上对于运动和力关系的不同认识
(1)亚里士多德的错误观点:
必须有力作用在物体上,物体才能运动______________________.
(2)伽利略:
运动不需要力来维持,________________________________,而是改变物体运动状态的原因.
(3)笛卡尔:
如果运动中的物体不受力,物体将保持原有速度(大小、方向)沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向.
2.速度表示物体的运动状态,速度变(大小变或方向变或大小、方向都变)则运动状态变.
3.牛顿第一定律
(1)内容:
一切物体总保持________________________或____________,除非作用在它上面的力迫使它________这种状态.
(2)意义:
力不是________物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因,一切物体都有________,因此牛顿第一定律又称为____________.
4.惯性
(1)定义:
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.
(2)量度:
质量是物体惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.
(3)普遍性:
惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关
考点二 牛顿第二定律
1.牛顿第二定律
(1)牛顿第二定律的内容:
物体加速度的大小跟它受到的作用力成________,跟它的质量成________,加速度的方向跟作用力的方向________.
(2)表达式:
________.F为物体所受外力的合力,即合外力.
发展提升
牛顿第二定律的五个特性
2.牛顿第二定律的解题步骤
(1)确定研究对象
(2)进行受力分析和运动情况分析、作出受力和运动示意图.(3)由F=ma列方程求解.
发展提升
利用F合=ma求a,首先求出F合
(1)若物体受两个力作用求F合时,可以用合成法,也可以用正交分解法.
(2)若物体受多个力作用求合力时,要用正交分解法,例如,图5中物体受到的两力F1=F2=10N,夹角θ=60°,则F合=2F1cos30°=ma.
图5
图6
图6中物体在粗糙水平面上做加速运动,F方向斜向下与水平方向夹角为θ.
则Fcosθ-Ff=ma①FN=mg+Fsinθ②而Ff=μFN=μ(mg+Fsinθ)③由①②③可求a.
考点三 力学单位制
1.基本单位和导出单位
(1)基本单位:
所选定的几个________的单位叫作基本单位.
(2)导出单位:
由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位.例如速度、加速度等物理量的单位.
2.力学单位制中的基本单位有kg、m和s;导出单位有N、m/s、m/s2等.
3.国际单位制中力学的基本单位
(1)国际单位制中选定__________________________________________七个量为基本物理量.
(2)在力学范围内,国际单位制中的基本量为长度、质量、时间,相应的基本单位为m、kg、s.
考点四 牛顿第三定律
1.牛顿第三定律的内容___个物体之间的作用力和反作用力总是____、_________________.
2.相互作用力与平衡力的区别
相互作用力:
____________________________________________________
平衡力:
____________________________________________________
考点五 受力分析
1.受力分析
把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出物体所受力的示意图,这个过程就是受力分析.
2.按顺序进行受力分析:
首先分析重力,其次分析弹力,然后分析摩擦力,最后分析其他力.可将其概括为:
____________________________.
3.受力分析的基本步骤
(1)明确研究对象:
即确定分析受力的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统;
(2)隔离物体分析:
将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用;
(3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向,标明各力的符号.
考点六 两类动力学问题
1.两类动力学问题
(1)从受力确定运动情况
如果已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学的规律就可以确定物体的运动情况.
(2)从运动情况确定受力
如果已知物体的运动情况,可根据运动学公式求出物体的加速度,再根据牛顿第二定律确定物体所受的力.
2.一般方法和步骤
考点七 共点力平衡条件及应用
1.共点力作用下的平衡
(1)平衡状态:
物体处于静止或匀速直线运动的状态.
(2)共点力的平衡条件:
F合=0或者
2.平衡条件的推论
(1)物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力必定____________,是一对平衡力.
(2)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,任意两个力的________与第三个力____________.
(3)物体受N个共点力作用处于平衡状态时,其中任意一个力与剩余(N-1)个力的合力一定等大反向.
发展提升
处理平衡问题的一般方法
合成法
物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反
分解法
物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件
正交分
解法
物体受到三个或三个以上力的作用时,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件
考点八 超重与失重
1.超重与失重
超重:
________________________________F=m(g+a)__________________________________
失重:
_
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