高中物理必修一第三章与第四章知识要点

高一物理必修1 第三章和第四章知识要点
一、常见的力
1、力学中常见的力的分类：（①按性质分类：重力、弹力、摩擦力…；②按效果命名：拉力、压力、支持力、动力、阻力…；③按研究对象分类：内力和外力；④按作用方式分类：非接触力（重力、电场力、磁场力等），接触力（弹力、摩擦力）。

力的作用效果：是使物体发生形变或改变物体的运动状态（产生加速度）．
力的三要素是：大小、方向、作用点．
力的图示做法：①定标度；②画出力的作用线；③根据标度确定力的大小，画出箭头；④标出力的名称和大小。

2. 重力
(1)重力是地球对物体的万有引力的一个分力。

(2)重力的大小（G=mg），方向：（不能说与支持面垂直）。

(3)测量方式：弹簧秤、测力计等。

(4)重力的作用点—重心，重心可以在物体上，也可以不在物体上。

3. 弹力
(1)定义（）；产生条件（①直接接触(接
触力)②发生弹性
．．形变）
(2)胡克定律F＝kx，x是弹簧的形变量，不是总长。

【通常只适合于在弹性限度内，有明显形变的弹簧、
橡皮条等物体的弹力计算】。

(3)弹力的方向（垂直于接触面或接触曲面的切面，由施力物体指向受力物体）、弹力存在与否的判断（①
产生条件②撤物法③反证法。

）
(4)弹力产生原因的分析：施力物发生弹性形变,要恢复原状，而给受力物一个反方向的反抗力.（如一本
书放在桌面上，书受到的支持力是因为桌面发生了弹性形变，桌面受到的压力是因为书发生了弹性形变。

）
4. 摩擦力
(1)定义（）、产生条件（①两个物体直接接触且
相互挤压②接触面粗糙③发生相对运动或有相对运动的趋势）【注：“相对”指受力物体相对于接触面】
(2)方向（）
(3)滑动摩擦力和静摩擦力都可以是阻力也可以是动力；与物体运动方向可以相反也可以相同
(4)相对地面静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，相对地面运动的物体可以受静摩擦力的作用
(5)滑动摩擦力大小（f=μN）与运动速度无关，滑动摩擦力（或最大静摩擦力）跟压力成正比并和接触
面的性质有关；静摩擦力在未达到最大值时不跟压力成正比，且f静=F外。

【注：计算摩擦力时，应先判断是静f还是滑动f】
二、力的合成与分解（遵循平行四边形定则或三角形定则）
1.合力、分力以及共点力的概念（自行补充）
2.合力与分力的大小关系：①合力可以大于、小于或等于分力；合力也可大于其中一个分小，小于或
等于另一个分力。

②当合力一定时，增大两分力之间的夹角，分力变大；当两分力一定时，增大分力之间的夹角，合力变小。

③合力范围（）
3.两种情况力的分解是唯一的：①已知合力的大小和方向，以及两个分力的方向；②已知合力的大小
和方向，以及一个分力的大小和方向
三、受力分析的过程和思路
①确定受力分析的对象（只分析别的物体作用在研究对象上的力，不能分析对象施给别人的力）
②分析重力
③分析弹力（先看研究对象与周围多少个物体直接接触；再看是否由于挤压产生弹性形变；或用撤物
法。

）
④分析题目给定的作用力（外部作用力）
⑤分析摩擦力（研究对象与其它接触的物体是否有相对运动或相对运动的趋势。

注意：凡是“光滑”
都没有摩擦力）
【受力分析顺序】
四、力的平衡及其应用（静止或匀速直线运动）
1.物体的平衡条件：（任一直线上合力为0）或物体的加速度为0
推广：n个共点力的作用下使物体平衡，则任n-1个力的合力一定与第n个力等值反向
2.物体平衡问题的分析思路和解题步骤
1)明确研究对象．①单个物体②结点③物体的组合
2)分析研究对象的受力情况
3)选取研究方法：①合成法②力的效果分解③正交分解（适用于三个力互不垂直，但方向或角度
已知；还适用于物体受多于三个力的情况）④相似三角形（适用于三个力互不垂直，且方向或角度未知）
4)利用平衡条件建立方程（F合=0；F x合=F1x+F2x+F3x+…；F y合=F1y+F2y+F3y+…）0
5)数学方法求解①代数法②三角函数法③相似三角形法
3.判断在动态平衡状态下几个力的夹角变化过程中某些力如何变化（表达式法和作图法）
五、牛顿第一定律（惯性定律）
1. 内容；
2. 意义；
3.理解
(1)运动状态的改变指运动速度发生变化，包括：①仅速度大小改变；②仅速度方向改变；③速度大
小方向都变化。

这三种情况都产生加速度。

力是物体产生加速度的原因（不是维持物体运动的原因）
(2)物体不受外力时的状态（）。

(3)外力的作用：迫使物体改变运动状态（）
(4)牛顿第一定律不能用实验验证。

(5)惯性（不要把惯性与牛顿第一定律混淆）
1）概念：物体都具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质
2）一切物体都具有惯性。

惯性是物体的固有属性，与运动状态或是否受力无关（静止的物体也有惯性，速度大的物体惯性不一定大）。

3）质量是惯性大小的唯一量度。

惯性的大小意味着改变该物体运动状态的难易程度。

六、牛顿第二定律（牛顿运动定律仅适用于低速运动的宏观物体）
1. 内容、表达式（F合=ma）
2. 四性：（1）矢量性：大小、方向；（2）瞬时性：力与加速度瞬时对应。

同时产生、同时变化、同时消
失；（3）同一性：F、m、a对应同一物体、同一时刻；（4）独立性：每个力都可以产生各自的加速度，物体的实际加速度是每个加速度的矢量和
3. 牛顿第二定律的应用
两类动力学问题：①已知受力情况，求运动情况。

②已知运动情况，求受力情况。

核心：求a――力和运动联系的桥梁
4.（1）解题思路：
（2）解题步骤：
①确定研究对象。

②对对象进行受力分析和运动情况分析，再画出示意图，并把加速度的方向画在受力图旁边。

③建立牛顿第二定律方程或运动方程，求加速度。

④解方程，求运动物理量或求力。

【几种不受其他外力（仅G、N、f）情况下的加速度】：
（1）粗糙水平面（a=μg）;（2）光滑斜面（a=gsinθ）;
（3）粗糙斜面（上滑：a=，减速；下滑a= ，a大于0加速，反之减速）
七、牛顿第三定律
1. 内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，作用在一条直线上。

2. 一对作用力和反作用力(等值、反向、共线、异体、性质相同、同存)
一对平衡力（等值、反向、共线、同体、性质不同，没有依赖性）
3．实例：在拔河比赛中，双方受到的拉力大小相等（但摩擦力不等）；同理，马拉车时，马拉车的力等于车拉马的力，两者是作用力与反作用力。

八、国际单位制中的力学单位
1与力学有关的三个基本单位
2.牛顿（N）是国际单位，但它是导出单位，不是基本单位。

九、超重和失重
1. 定义：
2. 实质：物体本身的重力（即实重）不变，只是拉力或压力大小发生变化
3. 超重和失重仅取决于加速度的方向【与速度无关】
存在竖直向上的加速度，即a↑时，超重；
存在竖直向下的加速度，即a↓时，失重。

完全失重（a竖直向下并等于g）此时，一切由重力产生的物理现象都会完全消失
十、实验部分
（实验一）匀变速直线运动的实验探究
1. 打点计时器及其应用
交流电源（电火花220V，电磁式4－6V）
先开电源后释放纸带
如果交流频率50Hz，即每隔0.02s打一个点。

处理数据时，为了方便测量和减少误差，通常都采用取5个时间间隔作为一个时间单位T，则T＝0.05×2＝0.1s
【注意取点的其他说法】如：“每隔4个点取一个计数点”，“或者2个计数点之间有4个点没画出”…….
2. 数据处理
（1）求加速度（逐差法和v－t图象法）
例：假设有六组数据
逐差法：
（2）求某个计数点的瞬时速度（原理：中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度），，【解题注意事项】纸带位移单位、时间间隔、有效数字、描点画图
（实验二）探究弹簧伸长量与弹力的关系（见课本和实验册）
数据处理通常要要画弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图，或者F与弹簧总长L的关系图（其中L0为弹簧原长）。

（实验三）探究滑动摩擦力的大小与物体间压力的关系（见课本和实验册）
（实验四）验证平行四边形定则【注意几个步骤中的方向以及结点位置不动】
1. 减小实验误差：力尽量大些，细线尽量长些，弹簧秤要与细线在同一平面上，且弹簧秤要与木板平行。

2. 合力的实验值和理论值图像的区别（两个分力的合力理论值在两个分力的对角线方向。

合力的实验值一定跟细线在同一条直线上）。

3. 结点不动，转动某个弹簧秤，观察2个弹簧秤的示数如何变化？（参考练习册）
（实验五）探究加速度与力、质量的关系（控制变量法）
1. 实验步骤、实验仪器（打点计时器、纸带及复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘和砝码、细绳、低压交流电源、天平(带有一套砝码)、刻度尺）
2. 注意事项
① 平衡摩擦力时不要挂重物，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要
重新平衡摩擦力（使f =μMgcos θ与G 1=M gsin θ相等）。

② 实验中必须满足M 车>>m 码。

只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等． ③ 小车应靠近打点计时器，且先接通电源再释放纸带．
④ 连着小车的细绳应与木板平行
3. 误差分析
① 质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造
成误差．
② 因实验原理不完善造成误差：本实验中用小盘及砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到
的拉力要小于小盘及砝码的总重力)，存在系统误差．小盘及砝码的总质量越接近小车的质量，误差
就越大；反之，小盘及砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小． ③ 平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂
小盘外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接
通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上点的距离相等．
4. 求a （参考第一个实验）
5. 关键几点：①一定要平衡摩擦力；②使M 车>>m 码；
③数据处理：a-F 图；a-1/M 图。

其它方法一：实验装置如图
①小车附载遮光板的宽度s ——由刻度尺直接读出
②遮光板通过光电门的时间t ——由电子计时器测出
③分别计算出遮光板通过光电门的速度v 1、v 2
④两个光电门之间的距离——由气垫导轨一侧刻度尺直接读出
小车加速度的计算式： 其它方法二：实验装置如图(参考课本P89)
①小车位移s ——由位置传感器直接自动测出
②小车运动时间t ——由传感器脉冲时间自动给出
s
v v a 22122-
=
气垫导轨 光电门 11t s v =22t s v =s t。