资源简介

高中物理：能量与动量知识总结
知识点 1、功
1.做功的两个要素
作用在物体上的力；
物体在力的方向上发生的位移。2.公式：W＝Flcos α
α 是力与位移方向之间的夹角，l 为物体对地的位移。
该公式只适用于恒力做功。3.功的正负
夹角 功的正负
α＜90° 力对物体做正功
α＝90° 力对物体不做功
α＞90° 力对物体做负功或说成物体克服这个力做了功
知识点 2、功率
定义：功与完成这些功所用时间的比值。
物理意义：描述力对物体做功的快慢。
公式
P W P 为时间 t 内的平均功率。
＝ t ，
P＝Fvcos α(α 为 F 与 v 的夹角)
①v 为平均速度，则 P 为平均功率。
②v 为瞬时速度，则 P 为瞬时功率。
额定功率：机械正常工作时输出的最大功率。
知识点 3、动能
定义：物体由于运动而具有的能叫动能。
(
2
)公式：Ek＝1mv2。
单位：焦耳，1 J＝1 N·m ＝1 kg·m 2/s2。
矢标性：动能是标量，只有正值。
状态量：动能是状态量，因为 v 是瞬时速度。
知识点 4、动能定理
内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
表达式：W＝1mv2－1 v2或 W＝E －E 。
2 2 2m 1
k2 k1
物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度。
知识点 5、重力做功与重力势能
重力做功的特点
(1)重力做功与路径无关，只与始、末位置的高度差有关。(2)重力做功不引起物体机械能的变化。
重力做功与重力势能变化的关系
定性关系：重力对物体做正功，重力势能就减小；重力对物体做负功，重力势能就增大。
定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减小量。即 WG＝－(Ep2－ Ep1)＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。
重力势能的变化量是绝对的，与参考面的选取无关。3.弹性势能
概念：物体由于发生弹性形变而具有的能。
大小：弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量越大， 劲度系数越大，弹簧的弹性势能越大。
弹力做功与弹性势能变化的关系：类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示：W＝－ΔEp。
知识点 6、机械能守恒定律及应用
机械能：动能和势能统称为机械能，其中势能包括弹性势能和重力势能。
机械能守恒定律
内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
表达式：mgh1＋1mv2＝mgh2 1 v2 。
2 1 ＋2m 2
守恒条件：只有重力或弹簧的弹力做功。
知识点 7、功能关系
1.功能关系
功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化。
做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现。2.能量守恒定律
内容：能量既不会消灭，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个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
表达式：ΔE 减＝ΔE 增。
知识点 8、动量、动量定理
1.动量
定义：运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量，通常用 p 来表示。
表达式：p＝mv。(3)单位：kg·m/s 。
(4)标矢性：动量是矢量，其方向和速度方向相同。2.冲量
(1)定义：力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。(2)表达式：I＝Ft。单位：N·s 。
(3)标矢性：冲量是矢量，它的方向由力的方向决定。3.动量定理
项目 动量定理
内容 物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量
表达式 p′－p＝F 合 t 或 mv′－mv＝F 合 t
意义 合外力的冲量是引起物体动量变化的原因
标矢性 矢量式(注意正方向的选取)
知识点 9、动量守恒定律
内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为 0，这个系统的总动量保持不变。
表 达 式 ： m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′或 p＝p′。3.适用条件
理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒。
近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒。
分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒。
知识点 10、弹性碰撞和非弹性碰撞
碰撞
碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间的相互作用力很大的现象。
特点
在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒。
分类
动量是否守恒 机械能是否守恒
弹性碰撞 守恒 守恒
非弹性碰撞 守恒 有损失
完全非弹性碰撞 守恒 损失最大知识点 1、质点 参考系
1.质点
用来代替物体的有质量的点叫做质点。
研究一个物体的运动时，如果物体的大小和形状对问题的影响可以忽略，就可以看做质点。
质点是一种理想化模型，实际并不存在。2.参考系
参考系可以是运动的物体，也可以是静止的物体，但被选为参考系的物体，我们都假定它是静止的。
比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系。
选取不同的参考系来观察同一个物体的运动，其运动结果是不同的。通常以地球为参考系。
知识点 2、位移 速度
位移和路程
位 移 路 程
定义 表示质点位置的变动，它是质点由初 位置指向末位置的有向线段 等于质点运动轨迹的长度
区别 位移是矢量，方向由初位置指向末位置 路程是标量，没有方向
联系 在单向直线运动中，位移的大小等于路程 其他情况下，位移的大小小于路程
速度和速率
平均速度：在变速运动中，物体所发生的位移与发生这段位移所用时间的比值，
即 v Δx
＝Δt ，是矢量，其方向就是对应位移的方向。
瞬时速度：运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度，是矢量。(3)速率：瞬时速度的大小，是标量。
知识点 3、加速度
定义
速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。
定义式
a Δv 2
＝Δt ，单位：m/s 。
方向
与速度变化量的方向相同。
物理意义
描述物体速度变化快慢的物理量。
知识点 4、匀变速直线运动的规律
匀变速直线运动
初速度为零的匀变速直线运动的四个重要推论(1)1T 末、2T 末、3T 末……瞬时速度的比为： v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n。
1T 内、2T 内、3T 内……位移的比为：
x1∶x2∶x3∶…∶xn＝12∶22∶32∶…∶n2。
第一个 T 内、第二个 T 内、第三个 T 内……位移的比为：
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xN＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)。
从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为：
t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶( 2－1)∶( 3－ 2)∶…∶( n－ n－1) 。
知识点 5、自由落体运动和竖直上抛运动
知识点 6、重力
产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。
大小：与物体的质量成正比，即 G＝mg。可用弹簧测力计测量重力。
方向：总是竖直向下的。
重心：其位置与物体的质量分布和形状有关。
重心位置的确定
质量分布均匀的规则物体，重心在其几何中心；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定。
特别提醒
重力是由于地球的吸引而产生的力，但它并不等于地球对物体的引力。重力是地球对物体的万有引力的一个分力。
知识点 7、形变、弹性、胡克定律
形变
物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变。
弹性
弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变。
弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度。
弹力
定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。
产生条件
物体相互接触且发生弹性形变。
方向：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。4.胡克定律
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。
表达式：F＝kx。
①k 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。
②x 是形变量，但不是弹簧形变以后的长度。
知识点 8、静摩擦力
1.产生条件
(1)接触面粗糙。(2)接触处有弹力。
(3)两物体有相对运动趋势(仍保持相对静止)。2.定义
两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们具有相对运动趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力。
3.大小和方向
大小：0方向：沿两物体的接触面与相对运动趋势的方向相反。
知识点 9、滑动摩擦力
1.产生条件
(1)接触面粗糙。(2)接触处有弹力。
(3)两物体间有相对运动。2.定义
两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们发生相对运动时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力。
3.大小及方向 (1)大小：F＝μFN
公式中 μ 为比例常数，称为动摩擦因数，其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。
(2)方向：沿两物体的接触面，与相对运动的方向相反。
知识点 10、力的合成和分解
1.合力与分力
定义：如果一个力产生的效果跟几个共点力共同作用产生的效果相同，这一个力就叫做那几个力的合力，原来那几个力叫做分力。
关系：合力和分力是等效替代的关系。2.共点力
作用在物体的同一点，或作用线的延长线交于一点的力。如下图 1 所示均是共点力。
图 1
3.力的合成
(1)定义：求几个力的合力的过程。(2)运算法则
①平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。如图 2 甲所示。
②三角形定则：把两个矢量首尾相接，从而求出合矢量的方法。如图 2 乙所示。
图 2
特别提醒
两个分力一定时，夹角 θ 越大，合力越小。
合力一定时，两等大分力的夹角 θ 越大，两分力越大。
合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力。4.力的分解
定义：求一个已知力的分力的过程。
遵循原则：平行四边形定则或三角形定则。
分解方法：①按力产生的效果分解；②正交分解。
知识点 11、矢量和标量
矢量：既有大小又有方向的量，相加时遵从平行四边形定则。
标量：只有大小没有方向的量，求和时按代数法则相加。
知识点 12、牛顿第一定律
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。
意义
指出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。
指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称惯性定律。3.惯性
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。
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。
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。
知识点 13、牛顿第三定律
作用力和反作用力
两个物体之间的作用总是相互的。一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体一定同时对这一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力。
牛顿第三定律
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，作用在同一条直线上。
表达式：F＝－F′
知识点 14、牛顿第二定律 单位制
牛顿第二定律(1)内容
物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向与作用力方向相同。
(2)表达式：F＝ma。(3)适用范围
①只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)。
②只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。
单位制(1)单位制
由基本单位和导出单位一起组成了单位制。
基本单位
基本物理量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、长度和时间，它们的国际单位分别是 kg、m 和 s。
导出单位
由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
知识点 15、两类动力学问题
动力学的两类基本问题：
第一类：已知受力情况求物体的运动情况。第二类：已知运动情况求物体的受力情况。
解决两类基本问题的方法：以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图：知识点 1、曲线运动
1.速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。
2.运动的性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，所以曲线运动一定
是变速运动。
3.曲线运动的条件
知识点 2、运动的合成与分解
1.基本概念
(1)运动的合成：已知分运动求合运动。
(2)运动的分解：已知合运动求分运动。
2.分解原则：根据运动的实际效果分解，也可采用正交分解。
3.遵循的规律：位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行
四边形定则。
知识点 3、平抛运动
1.定义：以一定的初速度沿水平方向抛出的物体只在重力作用下的运动。
2.性质：平抛运动是加速度为 g 的匀加速曲线运动，其运动轨迹是抛物线。
3.平抛运动的条件：(1)v0≠0，沿水平方向；(2)只受重力作用。
4.研究方法：平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落
体运动。
5.基本规律(如图 1 所示)
图 1
水平方向 vx＝v0，x＝v0t
1
竖直方向 vy＝gt，y＝ gt2 2
大小 v＝错误!＝错误!
合速度 vy gt
方向 与水平方向夹角的正切 tan θ＝v＝x v0
大小 s＝ x2＋y2
合位移 y gt
方向 与水平方向夹角的正切 tan α＝ ＝
x 2v0
轨迹方程 y＝错误!x2
知识点 4、斜抛运动(说明：斜抛运动只作定性要求)
1.定义：将物体以初速度 v0 沿斜向上方或斜向下方抛出，物体只在重力作用下的
运动。
2.性质：加速度为重力加速度 g 的匀变速曲线运动，轨迹是抛物线。
3.研究方法：斜抛运动可以看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直
线运动的合运动。
知识点 5、匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度
1.匀速圆周运动
(1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆
周运动。
(2)特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动。
(3)条件：合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
2.描述匀速圆周运动的物理量
定义、意义 公式、单位
Δs 2πr
描述做圆周运动的物体运动快慢的物理 (1)v＝ ＝
线速度 Δt T
量(v)
(2)单位：m/s
Δθ 2π
(1)ω＝ ＝
角速度 描述物体绕圆心转动快慢的物理量(ω) Δt T
(2)单位：rad/s
2πr 2π
(1)T＝ v ＝ ，单位：s ω
周期 物体沿圆周运动一圈的时间(T)
1
(2)f＝ ，单位：Hz
T
v2
向心 (1)描述速度方向变化快慢的物理量(an) (1)an＝ ＝ω2r r
加速度 (2)方向指向圆心
(2)单位：m/s2
知识点 6、匀速圆周运动的向心力
1.作用效果：向心力产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小。
v2 4π2
2.大小：F＝m ＝mω2r＝m 2 r＝mωv＝4π2mf2r。r T
3.方向：始终沿半径方向指向圆心，时刻在改变，即向心力是一个变力。
4.来源：向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由一个
力的分力提供。
知识点 7、离心现象
1.定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需
向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。
2.本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞出去的
趋势。
3.受力特点
当 F＝mω2r 时，物体做匀速圆周运动；
当 F＝0 时，物体沿切线方向飞出；
当 F＜mω2r 时，物体逐渐远离圆心，F 为实际提供的向心力，如图 3 所示。
图 3
知识点 8、万有引力定律及其应用
1.内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力
的大小与物体的质量 m1 和 m2 的乘积成正比，与它们之间距离 r 的平方成反比。
m1m2
2.表达式：F＝G
r2
G 为引力常量： －G＝6.67×10 11 N·m2/kg2。
3.适用条件
(1)公式适用于质点间的相互作用。当两个物体间的距离远远大于物体本身的大
小时，物体可视为质点。
(2)质量分布均匀的球体可视为质点，r 是两球心间的距离。
知识点 9、环绕速度
1.第一宇宙速度又叫环绕速度。
2.第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动时具有的速
度。
3.第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度，也是人造地球卫星的最小发射速度。
4.第一宇宙速度的计算方法
Mm v2 GM
(1)由 G 2 ＝m 得 v＝ ＝7.9 km/s R R R
v2
(2)由 mg＝m 得 v＝ gR＝7.9 km/s
R
知识点 10、第二宇宙速度和第三宇宙速度
1.第二宇宙速度：v2＝11.2 km/s，使物体挣脱地球引力束缚，永远离开地球的最
小发射速度。
2.第三宇宙速度：v3＝16.7 km/s，使物体挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系外的最
小发射速度。

展开更多......

收起↑