物理
本文最后更新于 2024年9月22日 下午
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高中物理
新人教版必修一
一、运动的描述
1、质点 参考系
质点：在所研究的物理问题中，物体的形状和大小不影响所探究的物理过程，则该物体就可以看作一个只有质量，而大小形状忽略的点。
参考系：描述一个物体的运动，一定要选取一个参考系；动中选静，一般选择大地地球为参考系；参考系可以选择静止或运动的物体；同一个物体相对于不同的参考系而言，运动形式一般不相同。参考系选取得当，所研究的物理问题也会变得简洁。
2、时间 位移
时刻：某一瞬间的时间
时间间隔：两个时刻之间的差值叫时间间隔；若这个差值无限趋向于0，则时间间隔就变成了时刻。
路程：物体运动轨迹的长度
位移：位移是矢量，表示物体初末位置的变化的有向线段；方向由初位置指向末位置。
直线运动的位移：由于直线运动已经规定方向，所以在此只计算位移的大小即可，\(Δx\)叫位移的变化量（末位移减初位移）
\(\displaystyle Δx=x_2-x_1\)
若\(Δx\)结果为正值，则运动方向为\(x\)正方向
若\(Δx\)结果为负值，则运动方向为\(x\)负方向
3、位置变化快慢的描述-速度
速度（也叫平均速度）：物体发生位置变化产生的位移与发生这段位置变化所用时间的比值就叫速度。
\(\displaystyle v= \frac{Δx}{Δt}\)
因为\(Δx\)为矢量，\(Δt\)为标量，所以速度为矢量
瞬时速度：当\(Δt\)无限趋于0时，平均速度就可以代表该时刻的瞬时速度。瞬时速度也是矢量。
速率：瞬时速度的大小叫速率，速率是标量。
速度-时间图像（\(v-t\)图像）：
曲线代表每个时刻对应的瞬时速度
与水平轴围成的面积为位移
斜率代表加速度
注意：图像可能位于第四象限，注意正负意义
4、速度变化快慢的描述-加速度
加速度：物体发生速度变化产生的速度差与发生这段速度变化所用时间的比值就叫加速度。
\(\displaystyle a= \frac{Δv}{Δt}\)
因为\(Δv\)为矢量，\(Δt\)为标量，所以加速度也为矢量
加速度的方向：与\(Δv\)的方向相同，\(Δv=v_2-v_1\)
\(a-t\)图像：
面积代表速度的变化量
二、匀变速直线运动的研究
1、实验：小车速度随时间变化规律
小车在重物牵引下速度随时间变化的规律，增减所挂的槽码（或者小车上放置重物）更换纸带，共做三次实验。
数据处理：舍弃纸带前面比较密集的点，选择一个适当的点作为计时起点，可选每隔\(0.1s\)的若干计数点进行测量
逐差法求解加速度：\(\displaystyle Δx=at^2=S_n-S_{n-1}\)
\(\displaystyle a_1=\frac{(S_4-S_1)}{3T^2} ,a_2=\frac{(S_5-S_2)}{3T^2}, a_3=\frac{(S_6-S_3)}{3T^2}\)
\(\displaystyle a=\frac{a_1+a_2+a_3}{3}=\frac{(S_4-S_1)+(S_5-S_2)+(S_6-S_3)}{9T^2}\)
2、匀变速直线运动的速度与时间的关系
\(\displaystyle v=v_0+at\)
3、匀变速直线运动的位移与时间的关系
\(\displaystyle x=v_0t+\frac{1}{2}at^2\)
\(\displaystyle v^2-v_0^2=2ax\)
4、自由落体运动
初速度为零的匀加速直线运动，且加速度为重力加速度\(g=9.8m/s^2\)
重力加速度从赤道两极地逐渐稍微变大
\(\displaystyle v=gt\)
\(\displaystyle h=\frac{1}{2}gt^2\)
\(\displaystyle v^2=2gh\)
三、相互作用-力
力的单位为牛顿，简称牛，符号为\(N\)
1、重力和弹力
重力：由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。
物体所受到的重力\(G\)与物体质量\(m\)的关系\(G=mg\)
重力加速度\(g\)的单位可以是\(N/kg\)也可以是\(m/s^2\)，其中\(1N/kg=1m/s^2\)
重心：一个物体各个部位都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力集中于一点，这个点叫作重心。
通过二力平衡的实验可以确定物体的重心（重心也有可能不在物体上）
弹力：发生形变的物体，要回复原状，与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。
物体之间相互接触产生接触力，而接触力可以分为弹力和摩擦力。
物体在力的作用下形状或体积会发生变化，这种变化叫作形变，有时物体形变很小不易被察觉。
弹性形变：物体发生形变后，如果撤去外力能够恢复原状，这种形变叫弹性形变。
弹性限度：
胡克定律：\(F=kx\)