高一物理上册全册知识点总结运动学+相互作用+牛顿运动定律一篇搞定高中物理入门-维爱宝学习网

高一物理上册是高中物理的起点，运动的描述、匀变速直线运动、相互作用、牛顿运动定律，四大块是整个高中物理的基础。很多同学刚上高中觉得物理突然变难了，公式多、概念抽象、计算量大。其实只要抓住核心方法，高一物理并不难。本文把上册核心知识点全部整理在一起，一篇文章复习完一学期物理内容。

注：本文以人教版必修第一册为蓝本。

第一章运动的描述

1. 质点和参考系

质点：用来代替物体的有质量的点，是一种理想化模型；
物体能看作质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计；
参考系：描述物体运动时，选来作为标准的另外的物体；
参考系的选择是任意的，选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同；
通常选地面或相对地面静止的物体作为参考系。

2. 时间和位移

时刻：某一瞬间，在时间轴上用一个点表示，如第3秒末、第4秒初；
时间间隔（时间）：两个时刻之间的间隔，在时间轴上用一段线段表示，如前3秒、第3秒内；
路程：物体运动轨迹的长度，是标量，只有大小没有方向；
位移：从初位置到末位置的有向线段，是矢量，有大小和方向；
位移的大小≤路程，只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程。

3. 速度

速度：表示物体运动快慢和方向的物理量，是矢量；
平均速度：位移与发生这段位移所用时间的比值，v=Δx/Δt，方向与位移方向相同；
瞬时速度：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，方向沿轨迹的切线方向；
速率：瞬时速度的大小，是标量；
平均速率：路程与时间的比值，不是平均速度的大小。

4. 加速度

加速度：表示速度变化快慢的物理量，a=Δv/Δt=(v-v₀)/t，单位m/s²；
加速度是矢量，方向与速度变化量Δv的方向相同；
加速度与速度的关系：
- 加速度与速度同向时，物体做加速运动；
- 加速度与速度反向时，物体做减速运动；
- 加速度大，速度不一定大；加速度为0，速度不一定为0；
- 速度变化大，加速度不一定大，还要看时间。

5. 用图象描述直线运动

x-t图象（位移-时间图象）：
- 斜率表示速度，斜率越大速度越大；
- 倾斜直线表示匀速直线运动，平行于时间轴的直线表示静止；
- 交点表示两物体相遇；
- 斜率为正表示沿正方向运动，斜率为负表示沿负方向运动。
v-t图象（速度-时间图象）：
- 斜率表示加速度，斜率越大加速度越大；
- 倾斜直线表示匀变速直线运动，平行于时间轴的直线表示匀速直线运动；
- 图象与时间轴围成的面积表示位移，时间轴上方的面积为正位移，下方为负位移；
- 交点表示两物体速度相等，不是相遇。

第二章匀变速直线运动的研究

1. 匀变速直线运动

定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动；
特点：加速度大小和方向都不变，速度均匀变化。

2. 匀变速直线运动的基本公式

速度公式：v=v₀+at；
位移公式：x=v₀t+½at²；
速度位移公式：v²-v₀²=2ax；
平均速度公式：v平均=(v₀+v)/2（仅适用于匀变速直线运动）；
中间时刻速度：v(t/2)=(v₀+v)/2=v平均；
中间位置速度：v(x/2)=√[(v₀²+v²)/2]，且v(x/2)>v(t/2)。

3. 匀变速直线运动的推论

连续相等时间内的位移差：Δx=aT²（T为相等的时间间隔）；
推广：xₘ-xₙ=(m-n)aT²；
初速度为0的匀加速直线运动的比例关系：
- 1T末、2T末、3T末……的速度之比：v₁:v₂:v₃:…:vₙ=1:2:3:…:n；
- 1T内、2T内、3T内……的位移之比：x₁:x₂:x₃:…:xₙ=1²:2²:3²:…:n²；
- 第1个T内、第2个T内、第3个T内……的位移之比：xⅠ:xⅡ:xⅢ:…:xₙ=1:3:5:…:(2n-1)；
- 通过连续相等位移所用时间之比：t₁:t₂:t₃:…:tₙ=1:(√2-1):(√3-√2):…:(√n-√(n-1))。

4. 自由落体运动

定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动；
条件：只受重力、初速度为0；
性质：初速度为0、加速度为g的匀加速直线运动；
重力加速度g：g=9.8m/s²，粗略计算取10m/s²，g随纬度增大而增大，随高度增大而减小；
公式：v=gt，h=½gt²，v²=2gh。

5. 竖直上抛运动

定义：物体以一定的初速度竖直向上抛出，只在重力作用下的运动；
性质：加速度为g的匀变速直线运动（上升过程匀减速，下落过程匀加速）；
公式：v=v₀-gt，h=v₀t-½gt²，v²-v₀²=-2gh；
最高点：速度为0，上升时间t=v₀/g，最大高度h=v₀²/(2g)；
对称性：上升和下落过程经过同一位置时速度大小相等、方向相反；上升和下落经过同一段距离的时间相等。

6. 追及和相遇问题

追及问题：两个物体同向运动，后面的物体追上前面的物体；
相遇问题：两个物体相向运动，到达同一位置；
解题关键：
- 两个物体的运动时间关系；
- 两个物体的位移关系；
- 速度相等时是追及问题的临界条件（相距最远或最近、恰好追上或追不上）；
解题方法：公式法、图象法、相对运动法。

第三章相互作用

1. 重力

定义：由于地球的吸引而使物体受到的力，G=mg；
方向：竖直向下（不是垂直向下）；
重心：物体各部分所受重力的等效作用点；
重心位置：与物体的形状和质量分布有关，质量分布均匀、形状规则的物体重心在几何中心；重心不一定在物体上（如圆环、空心球）；
悬挂法找重心：适用于薄板状物体。

2. 弹力

定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力；
产生条件：两物体直接接触、发生弹性形变；
方向：与施力物体形变方向相反，与接触面垂直（压力、支持力垂直于接触面，绳的拉力沿绳收缩方向）；
胡克定律：在弹性限度内，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量（或压缩量）x成正比，F=kx；
k为弹簧的劲度系数，单位N/m，由弹簧本身决定（材料、粗细、匝数、原长）；
弹力大小的判断：除弹簧外，一般根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿运动定律求解。

3. 摩擦力

滑动摩擦力：
- 定义：两个相互接触的物体，发生相对滑动时，在接触面上产生的阻碍相对滑动的力；
- 产生条件：接触面粗糙、有弹力、有相对滑动；
- 方向：与接触面相切，与相对滑动方向相反；
- 大小：f=μN，μ为动摩擦因数，由接触面材料和粗糙程度决定，N为正压力；
- 注意：滑动摩擦力大小与接触面积、运动速度无关。
静摩擦力：
- 定义：两个相互接触的物体，有相对滑动趋势但未发生相对滑动时，在接触面上产生的阻碍相对滑动趋势的力；
- 产生条件：接触面粗糙、有弹力、有相对滑动趋势；
- 方向：与接触面相切，与相对滑动趋势方向相反；
- 大小：0<f≤fₘₐₓ，fₘₐₓ为最大静摩擦力，略大于滑动摩擦力，一般近似等于滑动摩擦力；
- 静摩擦力大小根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿运动定律求解，与正压力无关（最大静摩擦力与正压力有关）。
摩擦力方向的判断：
- 假设法：假设接触面光滑，看物体的相对运动方向，即为相对运动（趋势）方向，摩擦力方向与之相反；
- 注意：摩擦力阻碍的是相对运动（趋势），不是阻碍运动，摩擦力可以是动力也可以是阻力。

4. 力的合成和分解

合力与分力：如果一个力产生的效果与几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力叫做这个力的分力；
力的合成：求几个力的合力的过程；
平行四边形定则：两个力合成时，以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代表合力的大小和方向；
三角形定则：把两个力首尾相接，从第一个力的起点到第二个力的终点的有向线段就是合力；
两个力的合力范围：|F₁-F₂|≤F合≤F₁+F₂；
合力大小与夹角的关系：夹角越大，合力越小；夹角为0°时合力最大（F₁+F₂），夹角为180°时合力最小（|F₁-F₂|）；
三个力的合力范围：最大值为三个力之和，最小值看三个力能否构成三角形（能构成则最小值为0，不能构成则最小值为最大力减去另外两个力之和）；
力的分解：求一个力的分力的过程，是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则；
力的分解原则：按力的实际作用效果分解，或按问题的需要分解（正交分解）；
正交分解：把一个力分解为互相垂直的两个分力，通常选水平和竖直方向，或沿运动方向和垂直运动方向。

5. 共点力的平衡

共点力：作用在同一点，或作用线延长后交于同一点的力；
平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动状态；
平衡条件：合外力为0，即F合=0（正交分解时Fₓ=0，Fᵧ=0）；
二力平衡：两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上；
三力平衡：任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反；
多力平衡：任意一个力与其余所有力的合力大小相等、方向相反；
解题方法：合成法、正交分解法、矢量三角形法、相似三角形法。

第四章牛顿运动定律

1. 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：
- 揭示了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；
- 揭示了一切物体都具有惯性；
惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质；
惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性；
质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大；
惯性不是力，不能说”受到惯性”，只能说”具有惯性”或”由于惯性”。

2. 牛顿第二定律

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，加速度的方向跟作用力的方向相同；
公式：F合=ma；
理解：
- 矢量性：加速度方向与合外力方向相同；
- 瞬时性：加速度与合外力同时产生、同时变化、同时消失；
- 同体性：F、m、a对应同一个物体；
- 独立性：每个力都独立产生加速度，合加速度是各加速度的矢量和；
- 因果性：力是产生加速度的原因。
适用范围：宏观、低速运动的物体，惯性参考系。

3. 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；
作用力与反作用力的特点：
- 大小相等、方向相反、作用在同一直线上；
- 作用在两个不同的物体上；
- 性质相同（都是弹力、摩擦力等）；
- 同时产生、同时变化、同时消失；
- 不能求合力（因为作用在不同物体上）。
作用力与反作用力和平衡力的区别：

比较项目	作用力与反作用力	平衡力
作用对象	两个物体	同一个物体
力的性质	一定相同	不一定相同
同时性	同时产生、同时消失	不一定同时
能否求合力	不能	能，合力为0

4. 力学单位制

基本单位：被选定的基本物理量的单位，力学中有三个基本单位：米（m，长度）、千克（kg，质量）、秒（s，时间）；
导出单位：由基本单位根据物理关系推导出来的单位，如m/s、m/s²、N等；
单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制；
国际单位制（SI）：国际通用的单位制；
单位制的应用：计算时统一用国际单位制，计算结果也用国际单位制单位，可以省去单位运算。

5. 牛顿运动定律的应用

两类基本问题：
- 已知受力求运动：先分析受力，求合力，用牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求运动情况；
- 已知运动求受力：先用运动学公式求加速度，再用牛顿第二定律求合力，然后分析受力；
解题步骤：
1. 确定研究对象；
2. 分析受力情况，画受力示意图；
3. 分析运动情况；
4. 建立坐标系（通常选加速度方向为x轴正方向），正交分解；
5. 列方程（Fₓ=ma，Fᵧ=0）；
6. 求解，检验。

6. 超重和失重

超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象；
超重条件：物体有向上的加速度（加速上升或减速下降）；
失重：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现象；
失重条件：物体有向下的加速度（加速下降或减速上升）；
完全失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于0的现象；
完全失重条件：物体向下的加速度等于重力加速度g（如自由落体、绕地球做匀速圆周运动的航天器内）；
注意：超重和失重时，物体的重力并没有改变，只是对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）改变了。

7. 连接体问题

连接体：两个或两个以上相互联系的物体（如通过绳、杆、弹簧连接，或直接接触）；
整体法：把连接体看作一个整体，分析整体受力，用牛顿第二定律求加速度；
隔离法：把某个物体从连接体中隔离出来，单独分析受力，用牛顿第二定律求内力；
一般思路：先整体求加速度，再隔离求内力。

8. 传送带问题和板块模型

传送带问题：
- 关键是判断物体与传送带之间的相对运动方向，确定摩擦力方向；
- 注意摩擦力可能发生突变（从滑动摩擦变为静摩擦，或摩擦力方向改变）；
- 分阶段分析物体的运动状态。
板块模型：
- 关键是判断板块之间是否发生相对滑动；
- 先假设相对静止，求共同加速度，再看所需静摩擦力是否超过最大静摩擦力；
- 若超过最大静摩擦力，则发生相对滑动，分别求各自的加速度；
- 注意位移关系和时间关系。