新編高一《物理》基本概念、定理、定律、公式（表達式）總表

1、新編高一物理基本概念、定理、定律、公式（表達式）總表寧化職專 吳含標(biāo) E-mail:hanbiao201 QQ:250523705 2004.6.16一、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/s2 10 m/s2 作用點在重心 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.滑動摩擦力f=F 與物體相對運動方向相反 ：摩擦因數(shù) F：正壓力(N) 4.靜摩擦力0f靜fm 與物體相對運動趨勢方向相反 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

2、觸面積大小無關(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fmN 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) FFY FX OX Y2.互成角度力的合成 F=(F12+F22+2F1F2cos)1/2 F1F2時: F=(F12+F22)1/2 FF2F1O)FF2F1O 3.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

3、作用,反之也成立。(3)除公式法外，也可用作圖法求解,此時要選擇標(biāo)度嚴(yán)格作圖。(4)F1與F2的值一定時,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)號表示力的方向，化成代數(shù)運算。二、直線運動（勻速直線運動、勻變速運動、自由落體、豎直上拋）1）勻變速直線運動1.平均速度V平=S/t （定義式） 2.有用推論Vt2 -Vo2=2as3.中間時刻速度 Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at5.中間位置速度Vs/2=(Vo2 +Vt2)/21/2 6.位移S= V平t=Vot + at2/2=Vt/2t7.加速度a=(Vt-Vo)/t

4、 以Vo為正方向，a與Vo同向(加速)a0；反向則aG 、失重：NG 、完全失重：N=0，（豎直方向變速運動、太空中、圓周運動中）四、物體的平衡（共點力作用下的平衡、因定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡）1.共點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為對應(yīng)的力的力臂，指力的作用線到轉(zhuǎn)動軸（點）的垂直距離4.轉(zhuǎn)動平衡條件： M順時針= M逆時針 M的單位為Nm 此處NmJ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。五、曲線運動（曲線運動條件、運動的合成與分解、平拋運動、圓周運動、離心運動）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

5、一直線上。2.初步認(rèn)識：是變速運動，速度方向是曲線的這一點的切線上方向。3.研究方法：化曲為直，合運動與分運動具有同時性、等效性、獨立性、矢量性關(guān)系。2）運動的合成與分解1.渡河、雨中行走、射擊問題的關(guān)鍵是明確合運動與分運動，正確畫速度或位移矢量圖。2.合運動方向通常就是物體的實際運動方向，兩個直線運動的合運動不一定是直線運動。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，船頭方向垂直對岸，渡河最短時間，t=d/V船。（注意：此時，船實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，調(diào)整船頭方向使

6、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， V船與V (V合)垂直時渡河距離最短（圖3），最短距離為（dV水）/V船。VV水平V豎V圖4V水V船VV水V船VV水V船V圖1圖2圖3(4).雨中行走問題通常選在雨中運動的物體作為參考系。（如圖4，雨相對于地面豎直下落，雨中的人向右走，選人作為參考系，則雨相對于人的水平分速度是向左的。）3）圓周運動、勻速圓周運動1.線速度V=s/t=2R/T 2.角速度=/t=2/T=2f3.向心加速度a=V2/R=2R=(2/T)2R 4.向心力F心=mV2/R=m2R=m(2/T)2R5.周期與頻率T=1/f 6.角速度與線速度的關(guān)系

7、V=R7.角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系=2n (n單位為r/s)8.物體做離心運動的條件：F合F心。（F心為做圓周運動的所需的向心力）9.主要物理量及單位： 弧長(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/s2YX0V0SYSxVYVxVAS4)平拋運動（是勻變速曲線運動，加速度為g）1.水平方向分運動：Vx= Vo Sx= Vot2.豎直方向分運動：Vy=gt (Sy)=gt2/23.運動時間：t=(2Sy/g）1/2 4.合運動：Vt=(Vx2+Vy2)

8、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/Sxgt/2Vo5.與的關(guān)系為tg2tg。6. 運動時間由下落高度h(Sy)決定，與V0大小無關(guān)，時間t（等時性）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動問題的關(guān)鍵；向心力可以是具體某個力提供，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）做勻速度圓周運動的物體，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，物體的動能保持不變，但動量不斷改變。（3）變速圓周運動中一些特殊點的的合力等于向心

9、力，是決解此類問題的關(guān)鍵。（4）要掌握的實例分析：水流星、火車轉(zhuǎn)彎、汽車過拱橋、轉(zhuǎn)盤上的物體、圓形軌道中運動的小球、小球與直桿相連、圓錐擺 六、萬有引力（天體運動規(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)量無關(guān))2.萬有引力定律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=(GM/R)1/2 =(GM/R3)1/2 T=2(R3/GM)1/25.第

10、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=m42(R+h)/T2 h36000 km h:距地球表面的高度注:(1)高中階段，天體運動分析只是一種簡化處理，忽略次要因素，把天體運動視勻速圓周運動，且 F心=F萬。(2)應(yīng)用萬有引力定律可估算天體的質(zhì)量、運行周期、速度等。(3)地球同步衛(wèi)星只能運行于赤道上空，運行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同。(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小。(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

11、同的，如地球公轉(zhuǎn)，主要是考慮太陽對地球的引力作用 ，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、機械能（功和能，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，能量觀點貫穿于整個物理學(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時間內(nèi)所做的功(J) t:做功所用時間(S)7.汽車牽引力的功率 P=FV P平=FV平 P:瞬時功率 P平:平均功率8.汽車以恒定功率啟動和以恒定加速度啟動的運動

12、過程分析， 最大行駛速度(Vmax=P額/f)9.動能Ek=mv2/2 Ek:動能(J) m：物體質(zhì)量(Kg) v:物體瞬時速度(m/s)10.重力勢能EP=mgh EP :重力勢能(J) g:重力加速度 h:豎直高度(m) (從參考平面起)11.動能定理 W合= mVt 2/2 - mVo2/2 ， W合=EKW合:外力對物體做的總功 EK:動能變化EK =( mVt 2/2- mVo2/2)12.機械能守恒定律（守恒條件）：E=0 EK1+EP1=EK2+EP2 mV12/2+mgh1=mV22/2+ mgh2 13.重力做功與重力勢能的變化(重力做功等于物體重力勢能增量的負(fù)值)WG= -

13、 EP注:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉(zhuǎn)化多少。（2）O090O 做正功； 90O180O 做負(fù)功；=90o 不做功。(3)力方向與位移（速度）方向始終垂直時該力不做功（4）重力（彈力）做正功，則重力（彈性）勢能減少。（5）重力做功(恒力)做功與路徑無關(guān)。（6）機械能守恒條件：除重力（彈力）外，其它力不做功，只是動能和勢能相互轉(zhuǎn)化 。八、沖量與動量(受力與動量的變化、單個物體、相互作用物體組成的系統(tǒng)、適用范圍）1.動量P=mV P:動量(Kg/S) m:質(zhì)量(Kg) V:速度(m/S) 方向與速度方向相同3.沖量I=Ft I:沖量(NS) F:恒力(N) t:力的作用時間(S)

14、 方向由F決定4.動量定理I =P 或 Ft= mVt - mVo P: 動量變化P=mVt - mVo 是矢量式5.動量守恒定律P前總=P后總 P=P m1V1+m2V2= m1V1+ m2V2 （矢量式，大小相等、方向相同）6.彈性碰撞P=0；EK=0 （即系統(tǒng)的動量和動能均守恒）7.非彈性碰撞P=0；0EKEKm EK：損失的動能 EKm：損失的最大動能8.完全非彈性碰撞P=0；EK=EKm (碰后連在一起成一整體)9.m1以V1初速度與靜止的m2發(fā)生彈性正碰: V1=(m1-m2)V1/(m1+m2) V2=2m1V1/(m1+m2)10.由9得的推論-等質(zhì)量彈性正碰時二者交換速度(機

15、械能守恒、動量守恒)11.子彈m水平速度Vo射入靜止置于水平光滑地面的長木塊M，并一起運動時，由系統(tǒng)動量守恒和動能定理可得：機械能損失E損= fL相對=mVo2/2-(M+m)Vt2/2 Vt:共同速度 f:阻力注：(1)正碰又叫對心碰撞，速度方向在它們“中心”的連線上。(2)以上表達式除動能外均為矢量運算,在一維情況下可取正方向化為代數(shù)運算（3）系統(tǒng)動量守恒的條件:合外力為零或內(nèi)力遠遠大于外力,系統(tǒng)在某方向受的合外力為零，則在該方向系統(tǒng)動量守恒(4)碰撞過程(時間極短，發(fā)生碰撞的物體構(gòu)成的系統(tǒng))視為動量守恒,原子核衰變時動量守恒。(5)爆炸過程視為動量守恒，這時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能，動能增加。（6）反沖運動，動量守恒：MV0=(M-m)VM+ mVm。（7）人船問題動量守恒：M/m=Lm/LM。九、機械振動（振動規(guī)律，彈簧振子的振動、單擺、單擺的回復(fù)力分析、共振、共鳴）1. 簡諧振動F=-