物理学业水平测试知识点总结.pdf

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高中物理学业水平测试迎考复****考点一览考前必读
物理学业水平测试考点总结

用来代替物体的有质量的点称为质点。这是为研究物体运动而提出的理想化模型。
当物体的形状和大小对研究的问题没有影响或影响不大的情况下,物体可以抽象为质
点。

在描述一个物体的运动时,用来做参考的物体称为参考系。参考系可以任意选择。

路程是质点运动轨迹的长度,路程是标量。
位移表示物体位置的改变,大小等于始末位置的直线距离,方向由始位置指向末位置。
位移是矢量。
在物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程。

速度是描述物体运动快慢的物理,v=Δx/Δt,速度是矢量,速度方向就是运动方向。
平均速度:运动物体某一段时间(或某一段过程)的速度。
瞬时速度:运动物体某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线
方向。

在直线运动中,物体在任意相等的时间内位移都相等的运动称为匀速直线运动。匀速直
线运动又叫速度不变的运动。

加速度是描述速度变化快慢的物理量,它等于速度变化量跟发生这一变化量所用时间的
比值,定义式是a=Δv/Δt=(v-v)/Δt,加速度是矢量,其方向与速度变化量的方向相同,
t0
与速度的方向无关。即使速度大小不变,但方向改变,加速度也不为零。
、实验:用电火花计时器(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运
动的速度随时间的变化规律a
电磁打点计时器使用交流电源,工作电压在6V以下。电火花计时器使用交流电源,工
作电压220V。当电源的频率是50Hz时,。
1:.
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x
vv匀变速直线运动时,物体某段时间的中间时刻速度等于这段过程的平均速度
tt
2
匀变速直线运动图象纸带如图,OABCDEF之间时间相等,时间为T,则有:
x
x-x=x-x=x-x=x-x=aT2vAC
ABAOBCABCDBCDECDB
2T
OABCDE

1
速度公式:vvat位移公式:xvtat2
002
vvx
位移速度公式:v2v22ax平均速度公式:v0
02t
上述过程中:v表示末速度,v表示初速度、t表示时间、x表示位移、a表示加速度,
0
除了时间取正值以外,其余物理都有可能取负值(与正方向有关),通常我们以初速度方向
为正。
-t图象和v-t图象A
纵坐标表示物体运动的位置,横坐标表示时间
x/m
图像意义:表示物体位移随时间的变化规律
x②①表示物体静止;
1③
①
②表示物体做匀速直线运动(速度方向为正);
③表示物体做匀速直线运动(速度方向为负);
0t/s
①②③交点的纵坐标表示三个运动物体的位置相同。
-t图象Bv/(m/s)
纵坐标表示物体运动的速度,横坐标表示时刻
③②
图像意义:表示物体速度随时间的变化规律
①
①表示物体做匀速直线运动,速度为正;
②表示物体做匀加速直线运动,速度为正,加速度为正;O
tt/s
1
③表示物体做匀减速直线运动,速度为正,加速度为负;④
④表示物体做匀减速直线运动,速度为负,加速度为正;
①②③交点的纵坐标表示三个运动物体的速度相等;
图中阴影部分面积表示0~t时间内②的位移且为正,图中③的加速最大。
1
2:.
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(1)概念:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动
(2)实质:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,加速度叫做自由落体加速
度,也叫做重力加速度。
1
(3)规律:从下落开始有:v=gt;h=gt2;v2=2gh。
t
2

科学研究过程:(1)对现象的一般观察(2)提出假设(3)运用逻辑得出推论(4)通
过实验对推论进行检验(5)对假说进行修正和推广
伽利略“铜球沿斜面运动”的实验:
了解“冲淡重力”的思想
伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理和谐结合起来。
说明:直线运动不讨论有往复运动的情形,不要求用二次函数解复杂的追击问
题

(1)力是一个物体对另外一个物体的作用,有受力物体必定有施力物体。
(2)力的三要素:力有大小、方向、作用点,是矢量。
(3)力的表示方法:示意图(右图):用
F=150NF=150N
一根带箭头的线段表示力;图示(左图):有比
例标度、带箭头表示力的线段上还需标有刻度。50N
(4)力的作用效果:使物体的运动状态发
生改变、发生形变。

(1)产生:是由于地球的吸引而使物体受到的力,不等于万有引力,是万有引力的一
个分力。
(2)大小:G=mg,g是自由落体加速度。
3:.
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(3)方向:是矢量,方向竖直向下,不能说垂直向下。
(4)重心:重力的作用点。重心可以不在物体上,对于质量分布均匀的规则物体,重
心在其几何中心,对不规则形状的薄板状的物体,其重心位置可用悬挂法确定。质量分布不
均匀的物体,重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关。

(1)弹性形变:物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变。有些物体在形变
后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变。
(2)弹力:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,
这种力叫做弹力。
(3)产生条件:①直接接触②相互挤压发生弹性形变。
(4)方向:与形变方向相反,作用在迫使这个物体形变的那个物体上,绳的拉力沿着
绳而指向绳收缩的方向,杆的弹力不一定沿着杆,压力和支持力都是弹力,方向都垂直于
物体的接触面。
(5)弹簧弹力的大小:在弹性限度内有Fkx,x为形变量,k由弹簧本身性质决定,
与弹簧粗细、长短、材料有关。

(1)滑动摩擦力:当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍
它滑动的力,这个力叫做滑动摩擦力。发生在相对滑动的物体之间。
(2)滑动摩擦力的产生条件:a、有弹力b、接触面粗糙c、有相对运动
(3)滑动摩擦力的方向:总是与相对运动方向相反,可以与运动同方向,可以与运动
反方向,可以是阻力,可以是动力。运动物体与静止物体都可以受到滑动摩擦力。
(4)滑动摩擦力的大小:f=µF,F为正压力,µ为动摩擦因数,没有单位,由接触
NN
面的材料和粗糙程度决定。(F与G无关,一般情况下,0<µ<1)
N
(5)静摩擦力:当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势,所受到的另一个物
体对它的阻碍作用。发生在相对静止的物体之间。
(6)产生条件:a、有弹力b、接触面粗糙c、有相对运动趋势
(7)方向:总是与相对运动趋势方向相反,可用平衡法或牛顿第二定律来判断。可以
是阻力,可以是动力,运动物体也可以受静摩擦力。
(8)大小:0<f≤ff为最大静摩擦力,理论上略大于滑动摩擦力,计算题中
maxmax
很多时候认为两者近似相等,所以最大静摩擦力与正压力有关,而静摩擦力跟正压力无直
4:.
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接关系。

(1)合力与分力:一个力产生的效果与原来几个力共同作用产生的效果相同,这个力
就叫那几个力的合力。那几个力就叫这个力的分力。求几个力的合力叫力的合成,求一个力
的分力叫力的分解。
(2)力的合成方法:用平行四边形定则。合力随夹角的增大而减小。
两个力合力范围FFFFF
1212
力的合成与分解采用的是等效替代的物理方法
三力合成范围,最大值为三者的相加,最小值可先算两个力的合力范围,在此范围内挑
选其中与第三个力最接近的进行相减,所得的绝对值为最小的力。
已知两个力,求合力是唯一的。
(3)力的分解方法:用平行四边形定则,力的分解是力的合成的逆运算,同一个力可
以分解为无数对大小、方向不同的分力,一个已知力究竟怎样分解,这要根据实际情况来决
定。
(4)在什么情况下力的分解是唯一的?①已知合力和两分力的方向(不在同一条直线
上),求两分力的大小。②已知合力和一个分力的大小、方向,求另一个分力的大小和方向。
(5)如果已知一个分力的方向,另一个分力的大小,可以有以下几种分解情况:无解、一
解、两解,此种情况下可作出另一个分力的最小值,如图所示,F=Fsinθ
2
(1)当F<Fsinθ,无解
2
(2)当F=Fsinθ,有惟一解F
2
F
2
(3)当Fsinθ<F<F时,有两组解
2
(4)当F>F时,有惟一解
2
、实验:力的合成的平行四边形定则a
实验原理:两个力的作用效果与一个力的作用效果相同。
①将方木板平放在桌面上
②将白纸用图钉固定在木板上
③用图钉将橡皮筋一段固定在木板上A点
④用两个弹簧测力计去斜拉橡皮筋,在白纸
5:.
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上记录好橡皮筋另一端伸长到的位置O,并用力的图示法画出两个拉力F、F
12
⑤换用一个弹簧测力计去拉橡皮筋,使另一端还是伸长到先前伸长到的位置O,用力
的图示法画出这个拉力F′
实验中F、F按照平行四边形画出的合力F应是理论上的合力,F′是实验所得的F、
121
F的合力,在误差允许的范围内,两者几乎重合。
2
本实验中F、F的夹角不应过大和过小,弹簧应尽量平行于木板拉伸,注意不要超过
12
量程。

(1)共点力的概念:共点力是指作用于一点或作用线的延长线交于一点的各个力。
(2)共点力作用下物体平衡的概念:物体能够保持静止或者做匀速直线运动状态叫做
平衡状态,当物体缓慢运动时,我们也认为是平衡状态。
(3)共点力作用下物体的平衡条件:物体所受合外力为零,即F=0,也就是物体的
合
加速度为零。如果用正交分解法,可以立以下两个方程(F=0和F=0)。
合x合y

(1)伽利略理想斜面实验
理想实验有时更能深刻地反映自然规律,伽利略设想了一个理想实验,其中第一个是实
验事实,其余是推论.
①两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;
②如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;
③减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度;
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速运动.
(2)牛顿第一定律的内容
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。
(3)力与运动的关系:
①历史上错误的认识是“运动必须有力来维持”---------亚里士多德的观点;
6:.
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②正确的认识是“运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因”。
(4)对“改变物体运动状态”的理解——运动状态的改变就是指速度的改变,速度的
改变包括速度大小和速度方向的改变,速度改变就意味着存在加速度。
(5)“维持自己的运动状态不变”是一切物体的本质属性,
量是惯性大小的唯一量度。
、实验:探究加速度与力、质量的关系a
(1)实验思路:本实验的基本思路
是采用控制变量法。探究加速度与力的关
系时、保持质量不变,画a-F图象;探究
加速度与质量的关系时,保持力不变,画
1
a的图象。
m
(2)实验方案:本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。测量质量用天平,需
要研究的是怎样测量加速度和外力。
①测量加速度的方案:采用较多的方案是使用打点计时器,根据连续相等的时间T内
的位移之差Δx=aT2求出加速度。
②测量物体所受的外力的方案:由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线
运动,所以我们必须给物体提供一个恒定的外力,并且要测量这个外力即图中小沙桶(或钩
码)的重力。
实验中的注意事项:实验前一定要平衡摩擦力;拉小车的细绳一定要与长木板平行;沙
桶的质量要远远小于小车质量;小车尽量靠近打点计时器放置;实验中先接通打点计时器的
电源,后释放小车。
在探究小车的加速度a和小车所受拉力F的图像为右图所示中的直线
Ⅲ
Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ。图线Ⅰ表明平衡摩擦力过度、图线Ⅱ表示未(完全)平衡
摩擦力,图线Ⅲ表示未满足小沙桶(或钩码)的质量远小于小车质量。

(1)牛顿第二定律的内容和及其数学表达式:牛顿第二运动定律的内容是物体的加速
度与合外力成正比,与质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。F=ma。
合
(2)力和运动的关系:
①物体所受的合外力产生物体的合加速度:
7:.
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当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向相同,则物体
做匀加速直线运动。
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向相反,则物体
做匀减速直线运动。
当物体受到的合外力与物体的运动方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
在物体受到的合外力是随时间变化的情况下,物体的合加速度也随时间性变化。
②加速度的方向就是合外力的方向。
③加速度与合外力是瞬时对应的关系。(有力就有加速度)
④当物体受到几个力的作用时,物体的加速度等于各个力单独存在时所产生加速度的矢
量和,即a=a+a+a……
123

(1)牛顿第三运动定律的内容: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,作用在一条直线上。
(2)要能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力。
一对平衡力一对作用力与反作用力
两个力作用在同一物体上两个力分别作用在两个不同物体上
可以求合力,且合力一定为零不可以求合力
不
两个力的性质不一定相同两个力的性质一定相同
同
两个力共同作用的效果是使物体两个力的效果分别表现在相互作用
点
平衡的两个物体上
一个力的产生、变化、消失不一定两个力一定同时产生、同时变化、
影响另一个力同时消失,任何时候大小相等
共同点大小相等、方向相反、作用在一条直线上
牛顿运动定律应用一
关于力和运动有两类基本问题:一类是已知物体的受力情况,确定物体的运动情况;另
一类是已知物体的运动情况,确定物体的受力情况。
a=F/mvvat
合0
1
受力分析物体受力情况Fxvtat2物体运动情
合0
2
况
8:.
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F=mav2v22ax
合0
牛顿运动定律应用二
超重与失重
(1)当物体具有竖直向上的加速度时,物体对测力计的拉力(或对支持物的压力)大
于物体所受的重力,这种现象叫超重。F=m(g+a)
(2)当物体具有竖直向下的加速度时,物体对测力计的拉力(或对支持物的压力)小
于物体所受的重力,这种现象叫失重。F=m(g-a)
(3)物体对测力计的拉力(或对支持物的压力)的读数等于零的状态叫完全失重状态。
处于完全失重状态的液体对器壁没有压强。
(4)物体处于超重或失重状态时,物体所受的重力并没有变化。

(1)国际单位制(SI)就是由七个基本单位和用这些基本单位导出的单位组成的单位
制。
(2)国际单位制(SI)中的基本单位:长度的单位米,国际符号m、质量的单位千克,
国际符号㎏、时间的单位秒,国际符号s。电流强度的单位安培,国际符号A;物质的量的
单位摩尔,国际符号mol;热力学温度的单位开尔文,国际符号K;发光强度的单位坎德拉,
符号cd
(3)力学中有三个基本物理量和单位:长度(L)的单位米(m)、质量(m)的单位
千克(㎏)、时间(t)的单位秒(s)。
力(F)单位牛顿(N),不是基本物理量和单位。
说明:1、不要求求解加速度不同的连接体问题,不要求求解三个及以上连接体
问题
2、力的合成与分解的计算,只限于用作图法或直角三角形知识解决。

(1)做功的两个必要因素:力,力的方向上发生位移
(2)定义:力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦三者
的乘积。即WFLcos(公式中F必须为恒力)
9:.
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(3)功是标量,单位:J
(4)正负功的物义:力对物体做正功说明该力对物体运动起推动作用;力对物体做负
功说明该力对物体运动起阻碍作用。
(5)如果一个力始终与速度方向垂直,这个力一定不做功。
(6)求总功的方法:W+W+W+……求功的方法:FLcos
123
W=W=Pt
总
FLcos(合力必须是恒力)△E
合k

(1)概念:P=W/t单位:瓦特(W)
(2)理解:平均功率P=W/t
瞬时功率PFvcos额定功率和实际功率的区别
(3)物理意义:表示物体做功快慢的物理量
(4)汽车、火车等交通工具和各种起重机械,都需要靠发动机来提供动力,发动机的
功率P和速度v、动力(牵引力)F之间的关系:P=Fv当机车从静止开始启动到
牵牵
速度最大时,F和受到的阻力F相等,所以机车最大速度v=P/F(P为发动机
牵阻max额阻额
的额定功率)。

(1)概念:重力势能E=mgh(h为相对于零势能面的高度,零势能面可任取)
P
重力做功W=mg(h-h)重力势能的增加量△E=mgh-mghW=-△E
G12p21Gp
(其中1表示原来的状态,2表示后来的状态)
一般算法,W=±mgh(h为高度差的绝对值,正负号自行判断,从高到底取正、从
G
低到高取负)
(2)理解:(1)重力做功与路径无关只与始末位置的高度差有关;(2)重力做正功重
力势能减少,重力做负功重力势能增加;(3)重力做功等于重力势能的减少量;(4)重力
势能是相对的,是和地球共有的,即重力势能的相对性和系统性.

弹簧的弹性势能只与弹簧的劲度系数和形变量有关。

10:.
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1
动能:E=mv2标量
k
2

动能定理内容:合力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化
11
W=mv2-mv2(总功的算法参阅前面第25点所述)
总2221

(守恒条件):在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相
转化,而总的机械能保持不变。
:只有重力或弹力做功
:E=E,E+E=E+EΔE=-ΔE
21K2P2K1P2kp
:(1)由守恒条件判断(2)E+E的总量是否不变
KP
小结:功和能的关系:
11
W=-△E=E-EW=mv2-mv2W=E-E
GpP1P2总21其21
22
(其中1表示原来的状态,2表示后来的状态)
、实验:用电火花计时器(或电磁打点计时器验)证机械能守恒
定律a
实验原理:利用自由落体运动,验证两点间是否有:EE
21
或EE装置如图。
kp
纸带如图,如果取纸带上的第一点0与另外一点2进行验
证,那只需验证重力势能的减少量mgh是否近似等于动能的增
2
1
加量mv2(v的算法参阅前面第7点纸带的处理)
22
2
本实验中由于有纸带间、空气阻力的作用,总有E略大于E;本实验中不一定需
pk
要测量物体的质量;纸带的选择应选第一、。

能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转
移到另一物体,而在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变
说明:不要求定量讨论机车恒定功率启动和匀加速启动问题
11:.
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(1)合运动与分运动的关系
①等时性合运动与分运动经历的时间相等
②独立性一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其它分运动的影
响
③等效性各分运动的规律叠加起来与合运动规律有完全相同的效果
判断分运动是什么运动,可以将物体所受到的所有力和速度,正交分解到两个分运动方
向上,根据某个分运动方向上的合力和速度方向的关系进行判别。
(2)运算规则
运动的合成与分解是指描述运动的各物理量,即速度、位移的合成与分解,由于它们是
矢量。所以都遵循平行四边形法则
不在同一直线上的运动合成时;
①如果都是匀速直线运动,则合运动一定是匀速直线运动;
②如果一个是匀速直线运动,一个是匀加速直线运动,则合运动一定是匀变速曲线运动;
③如果都是匀变速直线运动,则合运动可能是直线运动,也有可能是曲线运动;
小船过河问题:
任何时候小船过河的时间可以用河宽d除以垂直于河岸方向的速度v,所以当船头方
⊥
向垂直与河岸过河,时间最短,此时船是斜着过河的。
设船在静水中的速度v、水速v:
船水
当v>v时,船可以垂直与河岸过河,此时过河位移最短,为河宽d,此时船头方向与
船水
上游夹角为α,有cosα=v/v
水船
v
当v<v时,船不可以垂直与河岸过河,此时过河位移最短为水d
船水v
船

(1)运动性质
平抛运动是匀变速曲线运动,它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运
动(自由落体运动)的合运动,平抛运动的轨迹是抛物线
(2)运动规律
在水平方向:a=0;v=v;x=vt
xx00
12:.
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1
在竖直方向:a=g;v=gt;ygt2
yyO
2
x

t时刻的位移与速度:
Sx2y2;与水平方向的夹角为,且
S
ygt
tan
v
x2vx
vv2v2;与水平方向的夹角为,且
0y
y
vgt
tanytan2tan
所以v
vvyv
x
平抛运动与斜面的结合:
物体从斜面A点平抛,当物体离斜面最远时的B点,物Av
0
B
体的速度方向与斜面平行。
v
物体无论以多大的初速度平抛,落到斜面上时,速度方

向都相同。

匀速圆周运动是曲线运动,各点线速度方向沿切线方向,但大小不变;合力和加速度
方向始终指向圆心,大小也不变,但它是变速运动,又是变加速运动。角速度不变。
圆周运动也包括非匀速圆周运动,非匀速圆周运动合力不一定指向圆心。
、角速度和周期A
(1)线速度v:描述运动的快慢,v=l/t,l为时间t内通过的弧长,单位为m/s
(2)角速度ω:描述转动快慢,ω=θ/t,θ为时间t内转过的圆心角,单位是rad/s
(3)周期T:完成一次完整圆周运动的时间
(4)转速n:一秒钟转多少圈,单位rad/s,其实就是频率f,单位赫兹(Hz)
(4)几者关系:v=ωr,ω=2π/Tv=2πr/Tω=1/fω=2πn=2πf

方向:总是沿着半径指向圆心,在匀速圆周运动中,向心加速度大小不变,方向改变。
v2
大小:a2rv
nr

(1)向心力是使物体产生向心加速度的力,方向与向心加速度方向相同,大小由牛顿
13:.
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v2
第二定律可得:Fmm2rmv
nr
(2)向心力是根据力的作用效果命名,不是一种特殊的力,可以是弹力、摩擦力或几
个力的合成,是指向圆心方向上的合力,对于匀速圆周运动的向心力即为物体所受到的合
外力。(注:受力分析时一般不画出向心力)
竖直平面内圆周运动
用长为L的不可伸长的轻绳拴住的质量为m的小球在竖直平面作圆周运动
过最高点的情况:
能过最高点的条件:最高点的最小速度vgL、忽略空气阻力,最低点
的速度大小v5gL。
和轻杆连接的小球在竖直平面做圆周运动过最高点的情况,要维持竖直平面
内的圆周运动最高点最小速度为0:
`
(1)当0<v<gL时,杆对小球的力为支持力。
(2)当v=gL时,杆对小球无作用力。
(3)当v>gL时,杆对小球的力为拉力
说明:向心力的计算只限于在一条直线上的外力提供向心力的情况。

(1)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和m的
12
乘积成正比,与它们之间距离r的二次方成反比。(定律最先提出者:牛顿)
mm
(2)表达式:F=G12(公式只适用于质点)
r2
G=×10-11N·m2/kg2(卡文迪许测量)

(1)卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由它所受的万有引力提供,轨道必须以地球
222
MmvMmMm
球心为圆心:F=F即G=mG=mω2rG=mr
万向222
rrrrT
记住口诀:半径大了,“度”字小了,周期大了
有时我们也会利用某一点的重力加速度g(不一定为地表重力加速度),来求解地球以
Mm
外某点的重力加速度。Gmg
r2
14:.
高中物理学业水平测试迎考复****考点一览考前必读
(2)地球同步卫星:是相对地面静止的,跟地球同步自转的卫星。卫星要与地球自转
同步,必须满足下列条件:
,且卫星的运行周期与地球自转周期相
同(即等于24h)。
,在赤道的正上方。
(),所有同步卫星都在同一轨道上。

(1)第一宇宙速度:v=(在地球表面围绕地球做匀速圆周运动的速度大小)
A是发射人造地球卫星的最小发射速度
GM
B是环绕地球运行的最大速度(环绕速度