高中物理：知識總結(jié)

選擇性必修一

選擇性必修一第一章動量守恒定律

選擇性必修一第一章動量守恒定律

※內(nèi)容框架

動量

一、動量

動量變化量

沖量

動量定理二、動量定理

流體沖擊問題

系統(tǒng)、內(nèi)力、外力-

動量守恒定律

動量守恒定律

實驗原理n

四、實驗：驗證動量守恒定律

注意事項」-選擇性必修一第一章動量守恒定律

碰撞

彈性碰撞-五、彈性碰撞與非彈性碰撞

完全非彈性碰撞

反沖現(xiàn)象

火箭發(fā)射

人船模型-六、反沖現(xiàn)象火箭

子彈打木塊模型

滑塊彈簧模型

※必備知識

一、動=

1.動量

(1)定義：質(zhì)量與速度的乘積

(2)表達式：p=mv

(3)特點

(i)矢量：與u同向

(ii)相對性：速度與參考系選取有關(guān)。默認為對地速度。

(iii)瞬時性：狀態(tài)量，與某一位置或時刻所對應(yīng)

2.動量變化量

(1)定義：末動量-初動量

(2)表達式：Ap=pt—po

(3)方向：與Au、a、F合同向。注意曲線運動的Au的方向用三角形定則確定。

第80頁(共143頁)

選擇性必修一第一章動量守恒定律

二、動■定理

1.沖量

(1)定義：力與力作用時間的乘積

(2)表達式：I=Ft

(3)物理含義：力的作用在時間上的積累

(4)特點

(i)矢量：與尸同向

(ii)相對性：速度與參考系選取有關(guān)。默認為對地速度。圖1.2-2變力的沖量

(iii)過程性：過程量，與某一過程所對應(yīng)

(5)變力的沖量：F—t圖面積

沖量動量動量變化量動能

力與作用時間的質(zhì)量與速度的乘物體由于運動而

定義末動量-初動量

乘積積具有的能量

12

表達式F￡

I=Ftp=mv△p=Pt-PoEk=-mv

1=邸，&=第

2.動量定理

(1)內(nèi)容：物體在一個過程中所受力的沖量等于它在這個過程始末的動量變化量。

(2)表達式：F(t—t)=mu'—mv

(3)理解：

(i)矢量：注意取定正方向

(ii)F為合外力，注意計算過程容易漏重力。若F為變力，則F為作用時間內(nèi)的平均值。

動量定理動能定理

內(nèi)容合外力的沖量等于動量變化量合外力做的功等于動能變化量

11

表達式F（t—t）=mv'—mvFx=-mv27--mvi7

力的作用在時間的積累引起動量變力的作用在空間積累引起動能變化，

物理含義

化，通常用于求時間通常用于求位移

共同點都只研究初末狀態(tài)，不關(guān)注過程，可用于求變力作用的結(jié)果

3.流體沖擊問題

(1)根據(jù)受力平衡確定平均力聲的大?。篟=G負重

(2)確定流體初末速度：注意速度為零的某些隱含信息

(3)計算m：t時間內(nèi)受聲影響而動量改變的質(zhì)量zn=pk=pSL=pS%t

(4)消去t,得到了的表達式

三、動?守恒定律

1.系統(tǒng)、內(nèi)力、外力

(1)系統(tǒng)：兩個或多個相互作用的物體構(gòu)成的整體

(2)內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)物體間的作用力

(3)外力：系統(tǒng)以外的物體施加給系統(tǒng)內(nèi)物體的力

2.系統(tǒng)的動量定理

第81頁(共143頁)

選擇性必修一第一章動量守恒定律

系統(tǒng)外力的沖量，等于系統(tǒng)動量變化量。

3.動量守恒定律

(1)內(nèi)容：如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0,這個系統(tǒng)的總動量保持不變。

v

(2)表達式：7nl%+m2v2=m1v[+m2v22

(3)成立條件

(i)理想條件：系統(tǒng)不受外力或合外力為零

(ii)單一方向動量守恒：系統(tǒng)在某一方向不受外力或合外力為零，該方向系統(tǒng)動量守恒

(iii)外力遠小于內(nèi)力時，系統(tǒng)動量近似守恒

四、實3,3證動意守恒定律

1.實驗原理

(1)方案一：研究氣墊導軌上滑塊碰撞時的動量守恒

(2)方案二：研究斜槽末端小球碰撞時的動量守恒

(3)方案三：研究等長懸線懸掛等大小的小球碰撞時的動量守恒

2.注意事項

(1)方案一注意事項：利用水平儀確保氣墊導軌水平

(2)方案二注意事項：斜槽末端切線水平；兩球半徑相等；入射小球質(zhì)量大于被碰小球質(zhì)量。

(3)方案三注意事項：兩小球靜止時球心應(yīng)在同一水平線，且剛好接觸；兩擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi)。

五、彈性H與非彈性IHft

1.碰撞

(1)定義：

(2)特點：時間極短，位移極小，內(nèi)力遠大于外力，動量近似守恒，機械能不一定守恒

(3)分類

(i)機械能守恒：彈性碰撞

(ii)機械能不守恒：非彈性碰撞，碰后兩物體共速的非彈性碰撞為完全非彈性碰撞

(4)合理性

(i)動量守恒

(ii)動能不增加

(出)速度合理：若碰前兩物體同向，"后＞u前，若碰后兩物體同向，＜vL,若碰前兩物體同向，u后＜"前,

若碰后物體不變向，則碰后速度減小

(3)彈性碰撞

動量守恒m1v1+m2v2=+m2V2①

2

機械能守恒：加1%2+|m2v2=[血1N2+：血1區(qū)2②

(②式作平方差，代入①式，得14+%=%+1；2)

(7711—m2)Vi+27n2/2

=

+m2

(m—啊必+27711%

”’22

m1+m2

一動碰一靜時：方=0,有

+m2

第82頁(共143頁)

選擇性必修一第一章動量守恒定律

27nl%

（1）TH]=TH2時，V；=0,叭=%,二者速度交換（注意速度交換前提：等質(zhì)量彈性碰撞，與藝是否為零無關(guān)）。

（2）m1<血2時，也與火反向，即小質(zhì)量碰大質(zhì)量，小質(zhì)量變向。若巾1?m2,v'r?-vr,v'2?0。

r

（3）Tn】>血2時，可與女同向，即大質(zhì)量碰小質(zhì)量，大質(zhì)量不變向。若血1?血2，也七%,v2?2vlo

3.完全非彈性碰撞

動量守恒mrv1+m2v2=(m-L+mQu共,得

如%+mv

=2--2--------

六+m2

22

動能損失一AE.=+|m2v2一4加1+m2)v^

7nlm2Oi—e)2

（注意，%-%為矢量差）

2(g+m2)

六、反沖現(xiàn)象火借

1.反沖現(xiàn)象

（1）定義：如果一個靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂成兩部分，一部分向某個方向運動，則另一部分必然向反方

向運動。

（2）動量關(guān)系：m1v1=m2v2

（3）位移關(guān)系：=m2x2

2

（4）能量關(guān)系：=+|m2v2

2.火箭發(fā)射

（1）動量關(guān)系：0=rn%+（M-皿）（-〃乜），M為發(fā)射前總質(zhì)量，m為發(fā)射后箭體質(zhì)量，藥為火箭發(fā)射速度（相對

地面），。短為噴氣速度（相對地面）。

（2）提高火箭發(fā)射速度：％=（?-l）u與，提高質(zhì)量比g提高噴氣速度u氣。

3.人船模型

（1）動量關(guān)系：rnAvA=

（2）位移系：7n/工人—g必"船，且x人+x船—L

得“人=——L,%?=—（位移與質(zhì)量成反比）

人mA+mfS%m/+m掰

（3）變形：球落凹槽

第83頁（共143頁）

選擇性必修一第一章動量守恒定律

球落凹槽

球滑至最高處時二者共

^共/速，速度均為零（水平

槽內(nèi)某高

動量守恒），最高處與

度下落

釋放點等高（機械能守

恒）

OO

球滑至槽另一端時二者

槽外某高

-共=0^共速，速度均為零，最

度下落

高處與釋放點等高

球滑至槽最低點時槽開

槽靠墻，槽始運動，球滑至最高處

內(nèi)某高度時二者共速，共速不為

下落零，最高處高度比釋放

點低

O球滑至槽最低點時槽開

槽靠墻，槽o_始運動，球滑至槽另一

I

外某高度端時二者共速，共速不

下落為零，之后球斜拋，二

者水平速度始終相等

槽一側(cè)放球滑至槽最低點時槽與

物塊，槽內(nèi)左側(cè)物體分離，球滑至

某高度下、----唳向右最高點時二者共速，共

匚O

落速不為零

4.子彈打木塊模型

mM

O>

v0

（1）動量關(guān)系：mv0=（m+M'）v^,若阻力/已知，則t可求：ft=M。共

（2）能量關(guān)系：熱量Q=-A&=imv2-j（m+M）v衰=黑：；）

0

若阻力/已知，則入射深度L可求：Q=fL,xm、xM均可由動能定理求得。

5.滑塊彈簧模型

第84頁（共143頁）

選擇性必修一第一章動量守恒定律

（1）動量關(guān)系：

第一次壓縮到最短時，二者共速：mrVQ=（m1+

第一次恢復原長時，二者有各自速度（注意，％方向取決于?Hi與血2大?。?m2v2

111

2mivo2=2mivi2+262方2

第一次拉伸到最長時，二者再次共速：mrvQ=（m1+血2）。共

（2）能量關(guān)系：壓縮到最短或拉伸到最長時，

2

最大彈性勢能AEpmax=lmiVo-|（m1+m2）v^=2%2.

（3）變形：懸繩模型、球上凹槽（注意，巧方向取決于血1與瓶2大小）

第85頁（共143頁）

選擇性必修一第二章機械振動

選擇性必修一第二章機械振動

※內(nèi)容框架

機械振動n

彈簧振子

一、簡諧運動

彈簧振子位移-時間圖像

振動圖像所反映的信息-

振幅n

振動快慢

-二、簡諧運動的描述

振動先后

簡諧運動周期性和對稱性

回復力

卜三、簡諧運動的回復力和能量

簡諧運動的能量-選擇性必修一第二章機械振動

組成-1

理想化模型-

回復力表達式一四、單才罷

周期一

等效單擺1

實驗原理

五、實驗：利用單擺測量重力加速度

數(shù)據(jù)分析」

振動分類n_…，一，

-六、受迫振動共振

共振」

※必備知識

一、傳調(diào)運動

1.機械振動

(1)定義：物體或物體的一部分在一個位置附近的往復運動，簡稱振動。

2.彈簧振子

(1)平衡位置：振動物體在振動方向上所受合力為零的位置。平衡位置o速度最大位置。

(2)組成：彈簧+小球

(3)理想化模型：①小球質(zhì)點②輕質(zhì)彈簧③忽略阻力④彈性限度

3.彈簧振子位移-時間圖像

(1)位移：平衡位置指向小球所在位置(注意與彈簧形變量區(qū)分)。

(2)位移-時間圖像(振動圖像)：橫軸為時間t,縱軸為位移x

(3)物理含義：振子位移隨時間的變化規(guī)律(非振子的運動軌跡)

(4)簡諧運動：振動圖像為正弦曲線的機械振動

第86頁(共143頁)

選擇性必修一第二章機械振動

4.振動圖像所反映的信息

信息判別靠近平衡位置時

位移某一時刻的位移（平衡位置一所在位置）減小

某一過程位移（初位置一所在位置）

速度x—t圖像斜率增大

加速度看位移（注意不是看形變量）減小

回復力看位移（注意不是看形變量）減小

動能看速度增大

勢能看動能（注意不能直接看位移，比如豎直彈簧振子）減小

機械能守恒不變

二、倚*動的描述

1.振幅A

（1）定義：振動物體離開平衡位置的最大距離

（2）物理含義：表示物體振動的范圍

2.振動快慢

（1）全振動：一個完整的振動過程。（注意：一次全振動，物體可能2次/3次經(jīng)過同一點。）

（2）周期T：做簡諧運動物體完成一次全振動所需要的時間。（注意：一個T內(nèi)物體的路程為44J內(nèi)物體的路程

4

不一定為4）。

（3）頻率人物體完成全振動的次數(shù)與所用時間之比

（4）圓頻率3:3=與=

3.振動先后

（1）相位皿+處描述做簡諧運動物體在一個運動周期中所處的狀態(tài)

（2）初相位0t=0物體所處的狀態(tài)。平衡位置處開始計時，0=0。最大位移處開始計時，（p=\

（3）相位差AR：兩個具有相同頻率簡諧運動的相位差值，%>%表示1振動狀態(tài)比2振動狀態(tài)超前四-隼2。

4.簡諧運動的周期性和對稱性

（1）周期性：經(jīng)過同一位置，可能對應(yīng)多個時刻。

（2）對稱性：關(guān)于平衡位置對稱的兩位置，位移等大反向，速度等大，可同向也可反向。關(guān)于平衡位置對稱的兩

段過程，所用時間相等。

三、何調(diào)運動的回復力和能量

1.回復力

（1）定義：使振動物體回到平衡位置的力。（注意：回復力是效果力）

（2）方向：總是指向平衡位置

（3）簡諧運動回復力：F=-fcxo（注意：k為比例系數(shù)，不一定為勁度系數(shù)）

判別依據(jù)運動學動力學

簡諧運動x=Asin(a)t+(p)F=—kxa=—krx

2.簡諧運動的能量

（1）能量轉(zhuǎn)化關(guān)系：動能和勢能相互轉(zhuǎn)化

（2）能量特點：機械能守恒

第87頁（共143頁）

選擇性必修一第二章機械振動

最大位移處靠近平衡位置平衡位置遠離平衡位置

位移最大減小零增大

速度零增大最大減小

加速度最大減小（振動方向）零增大

回復力最大減小零增大

動能零增大最大減小

勢能最大（注意）減小（注意）零（注意）增大（注意）

機械能、亙定

四、單擺

1.組成：小球+細線

2.理想化模型：①細線輕②球徑?、坌巫冃、芎雎宰枇?/p>

3.回復力：重力的分立，F(xiàn)s=mgsin6,9<5。時，F(xiàn)回=-tng（,單擺做簡諧運動。

4.周期：T=2兀與振幅A、質(zhì)量m無關(guān)，惠更斯提出。

5.等效單擺

五、實3,利用單據(jù)，紅力加建度

1.實驗原理：8<5。時，單擺7=2兀得g=黑1,測量7\1可測g

2.數(shù)據(jù)分析：

（1）平均值法：9=[3+92+的），測錯7、I，均會影響9的測量值

（2）作圖法：廠=空,，做廠―?圖或i—廠圖，圖像為過原點直線。

9

第88頁（共143頁）

若每組數(shù)據(jù)均測錯/(如遺漏半徑或錯加直徑)，圖像左右平移6=?；颉?於，g測量值無誤差。

若每組數(shù)據(jù)均測錯T(如記錄n-l次全振動的時間)，圖像僅斜率改變，g測量值有誤差。

3.注意事項

(1)計算單擺的全振動次數(shù)時，應(yīng)從擺球通過最低位置(平衡位置)時開始計時，要測〃次全振動的時間心

(2)選擇細而不易伸長的線，長度一般不應(yīng)短于1m；擺球應(yīng)選用密度較大、直徑較小的金屬球。

(3)擺動時擺線偏離豎直方向的角度應(yīng)很小。

(4)擺球擺動時，要使之保持在同一豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺。

六、受迫振動共振

1.振動分類

同柿動阻尼我動爻湖K動知

勸不受外力外力為阻力受周期性外力受周期性外力

象率固有頻率恒定驅(qū)動力頻率外力頻率=固有頻率

恒定減小取決于驅(qū)動力頻率最大

守恒減小有能量輸入能量輸入最大

2.共振

(1)定義：/繳=/o時，受迫振動的振幅達到最大的現(xiàn)象。

(2)共振曲線

(3)防止：使/繳盡可能偏離/o,或使外力不具有周期性。

第89頁(共143頁)

選擇性必修一第三章機械波

選擇性必修一第三章機械波

※內(nèi)容框架

波的形成

波的形成n

機械波

波的圖像一

-二、波的描述

波的描述一

反射1

折射--三、波的反射、折射和衍射

衍射」

-選擇性必修一第三章機械波

波的獨立傳播特性

波的疊加原理

-四、波的干涉

波的干涉一

聲音降噪

定義―

原理--五、多普勒效應(yīng)一

應(yīng)用-

※必備知識

一、波的形成

1.波的形成

(1)定義：振動的傳播

(2)形成(以繩波為例)：

①質(zhì)點間存在彈力

②振源帶動其他質(zhì)點上下振動，質(zhì)點并未隨波遷移

③各質(zhì)點起振方向、振動頻率與振源相同

(3)判斷質(zhì)點的振動方向

第90頁(共143頁)

選擇性必修一第三章機械波

P。P、P2P3匕尸5尸6尸7尸8科

圖3.1-2橫波的形成

帶動法：質(zhì)點振動方向指向前面質(zhì)點一側(cè)。

(4)橫波與縱波

橫波縱波

定義質(zhì)點振動方向與波傳播方向垂直質(zhì)點傳播方向與波傳播方向共線

特征波峰、波谷密部、疏部

2.機械波

(1)定義：機械振動在介質(zhì)中的傳播

(2)條件：振源+介質(zhì)

(3)特點：①質(zhì)點不隨波遷移②傳遞能量、信息

二、波的描述

1.波的圖像

波的圖像振動圖像

橫軸各質(zhì)點的平衡位置X時間t

縱軸各質(zhì)點的位移y位移支

研究對象多個質(zhì)點單個質(zhì)點

物理含義描述某時刻各質(zhì)點的位移描述某質(zhì)點在多個時刻的位移

可獲取信息振幅、波長振幅、周期

聯(lián)系A(chǔ)

v=—

T

2.波的描述

(1)振幅

(2)周期、頻率

(3)波速

三、波的反射、折射與衍射

反射折射衍射

波從一種介質(zhì)進入另一種

波遇到介質(zhì)界面時返波繞過障礙物繼續(xù)傳播

現(xiàn)象介質(zhì)傳播方向發(fā)生改變的

回介質(zhì)的現(xiàn)象的現(xiàn)象

現(xiàn)象

規(guī)律入射角=反射角波速大角度大明顯衍射條件：障礙物

第91頁(共143頁)

選擇性必修一第三章機械波

（孔、縫）尺寸接近或小

于波長

發(fā)生條件總是發(fā)生并非總是發(fā)生總是發(fā)生

例子雷聲陣陣水波從深水區(qū)到淺水區(qū)隔墻有耳、聞聲不見人

四、波的干涉

1.波的獨立傳播特性：兩列波相遇時，各自保持原來的運動特性。

2.波的疊加原理：兩列波相遇時，各質(zhì)點同時參與兩列波的振動，位移、速度和加速度滿足矢量疊加原理。

3.波的干涉：頻率相等、相位差恒定和振動方向相同的兩列波（相干波）相遇時，部分區(qū)域始終振動加強，部分區(qū)

域始終振動減弱的現(xiàn)象。

圖3.4-3波的干涉的示意圖

（4）干涉加強點和減弱點的判斷條件:

若兩列波振動步調(diào)相同，加強點：波程差匕―上1=92k（k=0,l,2……），減弱點：波程差|q—萬|=?

（2k+l）（fc=0,1,2……）o

若兩列波振動步調(diào)相反，上述結(jié)論相反。

5.聲音降噪：被動降噪和主動降噪

五、多善勒效應(yīng)

1.定義：波源與觀察者相互靠近或遠離時，觀察者接收到波的頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象。

2.原理：觀察者與波相互靠近時，單位時間內(nèi)接受到波峰（谷）的次數(shù)增加，接受到波的頻率增加，波長變短。反

之亦然。

3.應(yīng)用：多普勒測速（彩超）、光的紅移、音爆。

第92頁（共143頁）

選擇性必修一第四章光

選擇性必修一第四章光

※內(nèi)容框架

光的折射n

折射定律］

一、光的折射

折射率」

實驗：測量坡璃的折射率-

全反射

全反射棱鏡一二、全反射

光導纖維

光的雙縫干涉

-三、光的干涉

薄膜干涉

實驗原理-選擇性必修一第四章光

-四、實驗：利用光的雙縫干涉測量光的波長

注意事項

光的衍射-

單縫衍射

圓孔衍射-五、光的衍射

圓盤衍射

衍射光柵-

偏振

光的偏振-一六、光的偏振

激光-

※必備知識

一、光的折射

1.光的折射

(1)定義：光從第一種介質(zhì)射到該介質(zhì)與第二種介質(zhì)的分界面時，一部分光會進入第二種介質(zhì)的現(xiàn)象叫作光的折

射。

(2)特點：三線共面，兩線分居，角度不等

2.折射定律

(1)內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正

弦與折射角的正弦成正比

(2)表達式：粵=常數(shù)

sin02

(3)理解：①比例常數(shù)與入射角、折射角的大小無關(guān)，只與兩種介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)

②折射現(xiàn)象中光路是可逆的。

第93頁(共143頁)

選擇性必修一第四章光

③光從一種介質(zhì)垂直進入另一種介質(zhì)時，傳播方向不變，但傳播速度發(fā)生改變；斜射時，傳播方向和速度發(fā)生變化。

3.折射率

(1)定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫作這種介質(zhì)的絕對折射率,

簡稱折射率。

(2)定義式：n=粵

sin02

(3)決定式：n=-(任何介質(zhì)的折射率n都大于1?？諝庹凵渎式茷?。)

V

4.實驗：測量玻璃磚的折射率

m4.1-3測量玻璃的折射率

(1)實驗時，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間，P2與0點之間，P3與P4之間，P3與0,點之

間距離要稍大一些。

(2)入射角日應(yīng)適當大一些，以減小測量誤差，但入射角不宜太大，也不宜太小。

(3)在實驗過程中，玻璃胸與白紙的相對位置不能改變。

二、全反射

1.全反射

(1)定義：光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，當入射角超過一定角度時，折射角達到90。，折射光線完全消失，只剩

反射光線的現(xiàn)象。

⑵臨界角：使折射角等于9。。時的入射角，sinC

(3)條件：①光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)②入射角大于臨界角

(4)應(yīng)用；水中明亮氣泡、晶瑩露珠

紅光紫光

頻率低高

速度快慢

折射率小大

臨界角大小

通過棱鏡的偏折程度小大

2.全反射棱鏡

(1)特點：截面是等腰直角三角形

(2)優(yōu)點：反射率高，改變光路時失真小

(3)應(yīng)用：顯微鏡、單反相機、望遠鏡中改變光路方向的器件

3.光導纖維

(1)構(gòu)成：