高一物理知识点梳理人教版

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一、定律定义

牛顿第一定律表明，当合外力为零时，原来静止的物体将继续保持静止状态，原来运动的物体则将继续以原来的速度做匀速直线运动。合外力为零包括两种情况：一种是物体受到的所有外力相互抵消，合外力为零;另一种是物体不受外力的作用。有的专家学者认为这种表述方式并不严谨，所以通常采用原始表述。

二、演绎过程

伽利略研究运动学的方法是把实验和数学结合在一起，既注重逻辑推理，又依靠实验检验。他对光滑斜面的推论是通过实验观察，并推论得到的。但是这个完全光滑的斜面在现实中不存在，因为无法将摩擦力完全消除，因此理想斜面实验属于伽利略的逻辑推理部分。

伽利略对光滑斜面的推论

现实中，当一个球沿斜面向下滚时，它的速度增大，而向上滚时，它的速度减小。

由此伽利略推论，当球沿水平面滚动时，它的速度应不增不减。实际上他发现，球愈来愈慢，最后停下来。伽利略认为，这并非是它的“自然本性”，而是由于摩擦阻力的缘故，因为他同样还观察到，表面愈光滑，球便会滚得愈远。

于是他推论，若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。

伽利略的理想斜面实验

伽利略的理想斜面实验实验如图所示，让小球沿一个光滑斜面从静止状态开始下滚，小球将滚上另一个斜面，达到与原来差不多的高度然后再下滚。他推论，只是因为摩擦力，球才没能达到原来的高度。然后，他减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍达到同一高度，但这时它要滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角，球达到同一高度就会滚得更远。

于是他对斜面平放时的情况进行研究，结论显然是球将永远滚下去。这就是说，力不是维持物体的运动即维持物体的速度的原因，而恰恰是改变物体运动状态即改变物体速度的原因。因此，一旦物体具有某一速度，如果它不受力，就将以这一速度匀速直线地运动下去。

三、适用范围

牛顿第一定律只适用于惯性参考系。在质点不受外力作用时，能够判断出质点静止或作匀速直线运动的参考系一定是惯性参考系，因此只有在惯性参考系中牛顿第一运动定律才适用。

牛顿第一定律在非惯性参考系(即有加速度的系统)中不适用，因为不受外力的物体，在该参考系中也可能具有加速度，这与牛顿第一定律相悖。

当牛顿第一定律不成立时，即非惯性系中，要用非惯性系中的力学方程求解力学问题。式中为在惯性系中测得的物体受的合力，为在非惯性系中测得的惯性力,为非惯性系统的加速度。

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1、超重现象

定义：物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况叫超重现象。

产生原因：物体具有竖直向上的加速度。

2、失重现象

定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫失重现象。

产生原因：物体具有竖直向下的加速度。

3、完全失重现象

定义：物体对支持物的压力等于零的情况即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用。

产生原因：物体竖直向下的加速度就是重力加速度，即只受重力作用，不会再与支持物或悬挂物发生作用。是否发生完全失重现象与运动方向无关，只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。

只有在平衡状态下，才能用弹簧秤测出物体的重力，因为此时弹簧秤对物体的支持力(或拉力)的大小恰等于它的重力。假若系统在竖直方向有加速度，那么弹簧秤的示数就不等于物体的重力了，大于mg时叫“超重”小于mg叫“失重”(等于零时叫“完全失重”)。

注意：物体处于“超重”或“失重”状态，地球作用于物体的重力始终存在，大小也无变化。发生“超重”或“失重”现象与物体的速度V方向无关，只取决于物体加速度的方向。在“完全失重”(a=g)的状态，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，比如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。

另外，“超重”或“失重”状态还可以从牛顿第二定律的独立性(是指作用于物体上的每一个力各自产生对应的加速度)上来解释。上述状态中物体的重力始终存在，大小也无变化，自然其产生的加速度(通常称为重力加速度g)是不发生变化的，自然重力不变。

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1.曲线运动

(1)物体作曲线运动的条件:运动质点所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直线(2)曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向，就是通过该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动.

(3)曲线运动的轨迹:做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指一方弯曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出物体所受合外力的大致方向，如平抛运动的轨迹向下弯曲，圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等.

2.运动的合成与分解

(1)合运动与分运动的关系:①等时性;②独立性;③等效性.

(2)运动的合成与分解的法则:平行四边形定则.

(3)分解原则:根据运动的实际效果分解，物体的实际运动为合运动.

3.平抛运动

(1)特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用，是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动.

(2)运动规律: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.

①建立直角坐标系(一般以抛出点为坐标原点O，以初速度vo方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向);

②由两个分运动规律来处理(如右图).

4.圆周运动

(1)描述圆周运动的物理量

①线速度:描述质点做圆周运动的快慢，大小v=s/t(s是t时间内通过弧长)，方向为质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向

②角速度:描述质点绕圆心转动的快慢，大小ω=φ/t(单位rad/s)，φ是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度.其方向在中学阶段不研究.

③周期T，频率f---------做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期.

做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率.

⑥向心力:总是指向圆心，产生向心加速度，向心力只改变线速度的方向，不改变速度的大小.大小〔注意〕向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时，千万不可在物体受力之外再添加一个向心力.

(2)匀速圆周运动:线速度的大小恒定，角速度、周期和频率都是恒定不变的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的，是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动.

(3)变速圆周运动:速度大小方向都发生变化，不仅存在着向心加速度(改变速度的方向)，而且还存在着切向加速度(方向沿着轨道的切线方向，用来改变速度的大小).一般而言，合加速度方向不指向圆心，合力不一定等于向心力.合外力在指向圆心方向的分力充当向心力，产生向心加速度;合外力在切线方向的分力产生切向加速度.①如右上图情景中，小球恰能过点的条件是v≥v临v临由重力提供向心力得v临②如右下图情景中，小球恰能过点的条件是v≥0。

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