高一物理必修一公式及知识点总结

高一物理必修一公式及知识点总结

高一物理必修一是高中物理学习的基础，其中涉及的公式和知识点繁多且重要。本文将对高一物理必修一中的主要知识点进行系统梳理，包括共点力、牛顿运动定律、受力分析、机械能、力的合成与分解以及力的基本概念等，帮助学生更好地掌握这些基础知识。

共点力

如果几个力作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点（该点不一定在物体上），这几个力叫做共点力。

寻找共点力的平衡条件

1. 物体保持静止或者保持匀速直线运动的状态叫平衡状态。
2. 物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态，就叫做共点力的平衡。
3. 二力平衡是指物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，其平衡条件是这两个离的大小相等、方向相反。多力亦是如此。
4. 正交分解法：把一个矢量分解在两个相互垂直的坐标轴上，利于处理多个不在同一直线上的矢量（力）作用分解。

牛顿运动定律

1. 牛顿第二定律：F合=ma

   注意：

• 同一性：公式中的三个量必须是同一个物体的
• 同时性：F合与a必须是同一时刻的
• 瞬时性：上一公式反映的是F合与a的瞬时关系。
• 局限性：只成立于惯性系中，受制于宏观低速。

2. 整体法与隔离法：

• 整体法不须考虑整体（系统）内的内力作用，用此法解题较为简单，用于加速度和外力的计算。隔离法要考虑内力作用，一般比较繁琐，但在求内力时必须用此法，在选哪一个物体进行隔离时有讲究，应选取受力较少的进行隔离研究。
• 超重与失重：当物体在竖直方向存在加速度时，便会产生超重与失重现象。超重与失重的本质是重力的实际大小与表现出的大小不相符所致，并不是实际重力发生了什么变化，只是表现出的重力发生了变化。

受力分析

1. 受力分析：

• 要根据力的概念，从物体所处的环境（与多少物体接触，处于什么场中）和运动状态着手，其常规如下：
• 确定研究对象，并隔离出来；
• 先画重力，然后弹力、摩擦力，再画电、磁场力；
• 检查受力图，找出所画力的施力物体，分析结果能否使物体处于题设的运动状态（静止或加速），否则必然是多力或漏力；
• 合力或分力不能重复列为物体所受的力

2. 整体法和隔离体法

• 整体法：就是把几个物体视为一个整体，受力分析时，只分析这一整体之外的物体对整体的作用力，不考虑整体内部之间的相互作用力。
• 隔离法：就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来，只分析该物体以外的物体对该物体的作用力，不考虑物体对其它物体的作用力。
• 方法选择
• 所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用；当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。

3. 注意事项：

• 正确分析物体的受力情况，是解决力学问题的基础和关键，在具体操作时应注意：
• 弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间，因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在，如果存在，则根据弹力和摩擦力的方向，画好这两个力
• 画受力图时要逐一检查各个力，找不到施力物体的力一定是无中生有的同时应只画物体的受力，不能把对象对其它物体的施力也画进去

机械能

1. 功：

• W=Fscos（只能用于恒力，物体做直线运动的情况下）
• W=pt（此处的“p”必须是平均功率）
• W总=△Ek（动能定律）

2. 功率：

• p=W/t（只能用来算平均功率）
• p=Fv（既可算平均功率，也可算瞬时功率）

3. 动能：Ek=mv2动能为标量。

4. 重力势能：Ep=mgh重力势能也为标量，式中的“h”指的'是物体重心到参考平面的竖直距离。

5. 动能定理：F合s=mv—mv

6. 机械能守恒定律：mv+mgh1=mv+mgh2

力的合成与分解

1. 同一直线上力的合成同向：F=F1+F2，反向：F=F1—F2（F1>F2）

2. 互成角度力的合成：F=（F12+F22+2F1F2cosα）1/2（余弦定理）F1⊥F2时：F=（F12+F22）1/2

3. 合力大小范围：|F1—F2|≤F≤|F1+F2|

4. 力的正交分解：Fx=Fcosβ，Fy=Fsinβ（β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx）

注：

• 力（矢量）的合成与分解遵循平行四边形定则；
• 合力与分力的关系是等效替代关系，可用合力替代分力的'共同作用，反之也成立；
• 除公式法外，也可用作图法求解，此时要选择标度，严格作图；
• F1与F2的值一定时，F1与F2的夹角（α角）越大，合力越小；
• 同一直线上力的合成，可沿直线取正方向，用正负号表示力的方向，化简为代数运算。

力的基本概念

1. 力：力是物体之间的相互作用，有力必有施力物体和受力物体。力的大小、方向、作用点叫力的三要素。用一条有向线段把力的三要素表示出来的方法叫力的图示。按照力命名的依据不同，可以把力分为：

• 按性质命名的力（例如：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。）
• 按效果命名的力（例如：拉力、压力、支持力、动力、阻力等）。力的作用效果：
• 形变；
• 改变运动状态。

2. 重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。重力的大小G=mg，方向竖直向下。作用点叫物体的重心；重心的位置与物体的质量分布和形状有关。质量均匀分布，形状规则的物体的重心在其几何中心处。薄板类物体的重心可用悬挂法确定。

   注意：重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于万有引力。由于重力远大于向心力，一般情况下近似认为重力等于万有引力。

3. 弹力：

• 内容：发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力的作用，这种力叫弹力。
• 条件：
• 接触；
• 形变。但物体的形变不能超过弹性限度。
• 弹力的方向和产生弹力的那个形变方向相反。（平面接触面间产生的弹力，其方向垂直于接触面；曲面接触面间产生的弹力，其方向垂直于过研究点的曲面的切面；点面接触处产生的弹力，其方向垂直于面、绳子产生的弹力的方向沿绳子所在的直线。）
• 大小：
• 弹簧的弹力大小由F=kx计算
• 一般情况弹力的大小与物体同时所受的其他力及物体的运动状态有关，应结合平衡条件或牛顿定律确定