高一物理必修一(全)知識點梳理

2024年3月24日發(作者：IRIX)

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高一物理必修一（全）知識點梳理

第一章 運動的描述

概念：

機械運動：一個物體相對于另一個物體的位置的改變叫做機械運動，簡稱運動，

它包括平動、轉動和振動等形式。

參考系：被假定為不動的物體系。

對同一物體的運動，若所選的參考系不同，對其運動的描述就會不同，通常

以地球為參考系研究物體的運動。

質點：用來代替物體的有質量的點。它是在研究物體的運動時，為使問題簡化，

而引入的理想模型。僅憑物體的大小不能視為質點的依據，如：公轉的地球可視

為質點，而比賽中旋轉的乒乓球則不能視為質點。 ’

物體可視為質點主要是以下三種情形：

(1)物體平動時；

(2)物體的位移遠遠大于物體本身的限度時；

(3)只研究物體的平動，而不考慮其轉動效果時。

時刻和時間

(1)時刻指的是某一瞬時，是時間軸上的一點，對應于位置、瞬時速度、動

量、動能等狀態量，通常說的“2秒末”，“速度達2m/s時”都是指時刻。

(2)時間是兩時刻的間隔，是時間軸上的一段。對應位移、路程、沖量、功

等過程量．通常說的“幾秒內”“第幾秒內”均是指時間。

位移和路程

(1)位移表示質點在空間的位置的變化，是矢量。位移用有向線段表示，位

移的大小等于有向線段的長度，位移的方向由初位置指向末位置。當物體作直線

運動時，可用帶有正負號的數值表示位移，取正值時表示其方向與規定正方向一

致，反之則相反。

(2)路程是質點在空間運動軌跡的長度，是標量。在確定的兩位置間，物體

的路程不是唯一的，它與質點的具體運動過程有關。

(3)位移與路程是在一定時間內發生的，是過程量，二者都與參考系的選取

有關。一般情況下，位移的大小并不等于路程，只有當質點做單方向直線運動時，

二者才相等。

速度

（1）．速度：是描述物體運動方向和快慢的物理量。

（2）．瞬時速度：運動物體經過某一時刻或某一位置的速度，其大小叫速率。

（3）．平均速度：物體在某段時間的位移與所用時間的比值，是粗略描述運動快

慢的。

①平均速度是矢量，方向與位移方向相同。

②平均速度的大小與物體不同的運動階段有關。

s

③v=是平均速度的定義式，適用于所有的運動，

t

（4）.平均速率：物體在某段時間的路程與所用時間的比值，是粗略描述運動快

慢的。

①平均速率是標量。

s

②v=是平均速率的定義式，適用于所有的運動。

t

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③平均速度和平均速率往往是不等的，只有物體做無往復的直線運動時二者

才相等。

加速度

1．加速度是描述速度變化快慢的物理量。

2．速度的變化量與所需時間的比值叫加速度。

3．公式：a=

v

t

?v

0

，單位：m/s

2

是速度的變化率。

t

4．加速度是矢量，其方向與

?v

的方向相同。

?v?v

5．注意v,

?v,

的區別和聯系。

?v

大，而不一定大，反之亦然。

?t?t

運動的圖線

1.表示函數關系可以用公式，也可以用圖像。圖像也是描述物理規律的重要方法，

不僅在力學中，在電磁學中、熱學中也是經常用到的。圖像的優點是能夠形象、

直觀地反映出函數關系。

2.位移和速度都是時間的函數，因此描述物體運動的規律常用位移一時間圖像(s

—t圖)和速度一時間圖像(v一t圖)。

3. 對于圖像要注意理解它的物理意義，即對圖像的縱、橫軸表示的是什么物理

量，圖線的斜率、截距代表什么意義都要搞清楚。形狀完全相同的圖線，在不同

的圖像(坐標軸的物理量不同)中意義會完全不同。

4.下表是對形狀一樣的S一t圖和v一t圖意義上的比較。

S一t圖 v一t圖

①表示物體做勻速直線運動 ①表示物體做勻加速直線運動(斜率表示加速

(斜率表示速度v) 度a)

②表示物體靜止 ②表示物體做勻速直線運動

③表示物體向反方向做勻速直線③表示物體做勻減速直線運動

運動 ④交點的縱坐標表示三個運動質點的共同速度

④交點的縱坐標表示三個運動質⑤t

1

時刻物體速度為v

1

(圖中陰影部分面積表示

點相遇時的位移 ①質點在O～t

1

時間內的位移)

⑤t

l

時刻物體位移為s

1

第二章 探究勻變速運動的規律

自由落體運動

1．定義：物體從靜止開始下落，并只受重力作用的運動。

1

2．規律：初速為0的勻加速運動，位移公式：

h?gt

2

，速度公式：v=gt

2

3．兩個重要比值：相等時間內的位移比1：3：5-----，相等位移上的時間比

1:(

2?1):(3?2).....

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勻變速直線運動的規律

1

v

t

=v

0

+at ○

2

s=v

0

t+at

2

/2 ○

3

v

t

2

=v

0

2

+2as 1.常用的勻變速運動的公式有:○

4

v?

○

?

v

0

?v

t

5

?s?aT

2

?v

t/2

S=(v

0

+v

t

)t/2 ○

2

（1）．說明：上述各式有V

0

，V

t

，a，s，t五個量，其中每式均含四個量，即缺

少一個量，在應用中可根據已知量和待求量選擇合適的公式求解。⑤式中T表示

連續相等時間的時間間隔。

（2）．上述各量中除t外其余均矢量，在運用時一般選擇取v

0

的方向為正方向，

若該量與v

0

的方向相同則取為正值，反之為負。對已知量代入公式時要帶上正

負號，對未知量一般假設為正，若結果是正值，則表示與v

0

方向相同，反之則

表示與V

0

方向相反。

另外，在規定v

0

方向為正的前提下，若a為正值，表示物體作加速運動，

若a為負值，則表示物體作減速運動；若v為正值，表示物體沿正方向運動，若

v為負值，表示物體沿反向運動；若s為正值，表示物體位于出發點的前方，若

S為負值，表示物體位于出發點之后。

（3）．注意：以上各式僅適用于勻變速直線運動，包括有往返的情況，對勻變速

曲線運動和變加速運動均不成立。

勻變速運動，追趕及相遇問題

在兩物體同直線上的追及、相遇或避免碰撞問題中關鍵的條件是：兩物體能

否同時到達空間某位置.因此應分別對兩物體研究，列出位移方程，然后利用時

間關系、速度關系、位移關系解出.

（1）追及

追和被追的兩者的速度相等常是能追上、追不上、二者距離有極值的臨界條

件.

如勻減速運動的物體追從不同地點出發同向的勻速運動的物體時，若二者速

度相等了，還沒有追上，則永遠追不上，此時二者間有最小距離.若二者相遇時

（追上了），追者速度等于被追者的速度，則恰能追上，也是二者避免碰撞的臨

界條件；若二者相遇時追者速度仍大于被追者的速度，則被追者還有一次追上追

者的機會，其間速度相等時二者的距離有一個較大值.

再如初速度為零的勻加速運動的物體追趕同一地點出發同向勻速運動的物

體時，當二者速度相等時二者有最大距離，位移相等即追上.

（2）相遇

同向運動的兩物體追及即相遇，分析同（1）.

相向運動的物體，當各自發生的位移的絕對值的和等于開始時兩物體間的距

離時即相遇.

【例5】 在鐵軌上有甲、乙兩列列車，甲車在前，乙車在后，分別以速度

v

1

=15m/s),v

2

=40m/s做同向勻速運動，當甲、乙間距為1500m時，乙車開始剎車

做勻減速運動，加速度大小為O.2m/s

2

，問：乙車能否追上甲車?

【分析與解答】 由于乙車速度大于甲車的速度，因此，盡管乙車剎車后做

勻減速直線運動，速度開始減小，但其初始階段速度還是比甲車的大，兩車的距

離還是在減小，當乙車的速度減為和甲車的速度相等時，乙車的位移大于甲車相

對乙車初始位置的位移，則乙車就一定能追上甲車，設乙車速度減為v

1

=15m/s

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時，用的時間為t，則有

V

1

=v

2

-at

t=(v

2

-v

1

)/a=125s

在這段時間里乙車的位移為

v?v

S

2

=

12

t

=3437．5m

2

在該時間內甲車相對乙車初始位置的位移為

S

1

=1500十v

1

t=3375m

因為s

2

>s

1

，所以乙車能追上甲車。

【例6】一輛摩托車行駛的最大速度為30m/s。現讓該摩托車從靜止出發，要在

4分鐘內追上它前方相距1千米、正以25m/s的速度在平直公路上行駛的汽車，

則該摩托車行駛時，至少應具有多大的加速度？

【分析與解答】：假設摩托車一直勻加速追趕汽車。則：

1

2

at?

V

0

t+S

0

……（1）

2

a =

2V

0

t?2S

0

2?25?240?2?1000

2

??0.24

（m/s） ……（2）

t

2

240

2

摩托車追上汽車時的速度：

V = at = 0.24?240 = 58 (m/s) ……（3）

因為摩托車的最大速度為30m/s，所以摩托車不能一直勻加速追趕汽車。

應先勻加速到最大速度再勻速追趕。

1

2

at

1

?V

m

?

t?t

1

?

?S

0

?V

0

t

……（4）

2

V

m

≥at

1

……（5）

由（4）（5）得：t

1

=40/3（秒）

3090

a=

??

2.25 (m/s)

40/340

總結：（1）要養成根據題意畫出物體運動示意圖的習慣.特別對較復雜的運

動，畫出草圖可使運動過程直觀，物理圖景清晰，便于分析研究.

（2）要注意分析研究對象的運動過程，搞清整個運動過程按運動性質的轉

換可分為哪幾個運動階段，各個階段遵循什么規律，各個階段間存在什么聯系.

（3）由于本章公式較多，且各公式間有相互聯系，因此，本章的題目常可

一題多解.解題時要思路開闊，聯想比較，篩選最簡捷的解題方案.解題時除采用

常規的公式解析法外，圖象法、比例法、極值法、逆向轉換法（如將一勻減速直

線運動視為反向的勻加速直線運動）等也是本章解題中常用的方法.

第三章 相互作用

本章內容是力學的基礎，也是貫穿于整個物理學的核心內容。本章從力的基

本定義出發，通過研究重力、彈力、摩擦力，逐步認識力的物質性、力的矢量性、

力的相互性，并通過受力分析，分析物體所處的狀態或從物體所處的平衡狀態，

分析物體的受力情況。物體的受力分析法是物理學重要的分析方法。由于它的基

礎性和重要性，決定了這部分知識在高考中的重要地位。

本章知識的考查重點是：①三種常見力，為每年高考必考內容，明年乃至許

多年后，仍將是頻繁出現的熱點。②力的合成與分解、共點力的平衡等在高考中

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或單獨出現或與動力學、電磁學等相結合，或選擇或計算論述，或易或難，都要

出現。

力的概念、重力和彈力

要對力有深刻的理解，應從以下幾個方面領會力的概念。

1．力的本質

(1)力的物質性：力是物體對物體的作用。提到力必然涉及到兩個物體一—

施力物體和受力物體，力不能離開物體而獨立存在。有力時物體不一定接觸。

(2)力的相互性：力是成對出現的，作用力和反作用力同時存在。作用力和

反作用力總是等大、反向、共線，屬同性質的力、分別作用在兩個物體上，作用

效果不能抵消.

(3)力的矢量性：力有大小、方向，對于同一直線上的矢量運算，用正負號

表示同一直線上的兩個方向，使矢量運算簡化為代數運算；這時符號只表示力的

方向，不代表力的大小。

(4)力作用的獨立性：幾個力作用在同一物體上，每個力對物體的作用效果

均不會因其它力的存在而受到影響，這就是力的獨立作用原理。

2．力的作用效果

力對物體作用有兩種效果：一是使物體發生形變_，二是改變物體的運動狀

態。這兩種效果可各自獨立產生，也可能同時產生。通過力的效果可檢驗力的存

在。

3．力的三要素：大小、方向、作用點

完整表述一個力時，三要素缺一不可。當兩個力 F

1

、F

2

的大小、方向均相

同時，我們說F

1

=F

2

，但是當他們作用在不同物體上或作用在同一物體上的不同

點時可以產生不同的效果。

力的大小可用彈簧秤測量，也可通過定理、定律計算，在國際單位制中，力

的單位是

牛頓，符號是N。

4．力的圖示和力的示意圖

(1)力的圖示：用一條有向線段表示力的方法叫力的圖示，用帶有標度的線

段長短表示大小，用箭頭指向表示方向，作用點用線段的起點表示。

(2)力的示意圖：不需畫出力的標度，只用一帶箭頭的線段示意出力的大小

和方向。

5．力的分類

(1)性質力：由力的性質命名的力。如；重力、彈力、摩擦力、電場力、磁

場力、分子力等。

(2)效果力：由力的作用效果命名的力。如：拉力、壓力、支持力、張力、

下滑力、分力：合力、動力、阻力、沖力、向心力、回復力等。

6．重力

（1）．重力的產生：

重力是由于地球的吸收而產生的,重力的施力物體是地球。

（2）．重力的大小：

1

由G=mg計算，g為重力加速度，通常在地球表面附近，g取9.8米／秒， ○

2

表示質量是1千克的物體受到的重力是9.8牛頓。

2

由彈簧秤測量：物體靜止時彈簧秤的示數為重力大小。 ○

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（3）．重力的方向：

重力的方向總是豎直向下的，即與水平面垂直，不一定指向地心.重力是矢

量。

（4）．重力的作用點——重心

1

物體的各部分都受重力作用，效果上,認為各部分受到的重力作用都集中 ○

于一點，這個點就是重力的作用點，叫做物體的重心。

2

重心跟物體的質量分布、物體的形狀有關，重心不一定在物體上。質量分 ○

布均勻、形狀規則的物體其重心在物體的幾何中心上。

（5）．重力和萬有引力

重力是地球對物體萬有引力的一個分力，萬有引力的另一個分力提供物體隨

地球自轉的向心力，同一物體在地球上不同緯度處的向心力大小不同，但由此引

起的重力變化不大，一般情況可近似認為重力等于萬有引力，即：mg=GMm/R

2

。

除兩極和赤道外，重力的方向并不指向地心。

重力的大小及方向與物體的運動狀態無關，在加速運動的系統中，例如：發

生超重和失重的現象時，重力的大小仍是mg

7．彈力

1．產生條件：

(1)物體間直接接觸；

(2)接觸處發生形變(擠壓或拉伸)。

2．彈力的方向：彈力的方向與物體形變的方向相反，具體情況如下：

(1)輕繩只能產生拉力，方向沿繩指向繩收縮的方向.

(2)彈簧產生的壓力或拉力方向沿彈簧的軸線。

(3)輕桿既可產生壓力，又可產生拉力，且方向沿桿。

3．彈力的大小

彈力的大小跟形變量的大小有關。

1

彈簧的彈力，由胡克定律F=kx,k為勁度系數，由本身的材料、長度、截 ○

面積等決定，x為形變量，即彈簧伸縮后的長度L與原長Lo的差：x=|L-L

0

|，不

能將x當作彈簧的長度L

2

一般物體所受彈力的大小，應根據運動狀態，利用平衡條件和牛頓運動定○

律計算，例2小車的例子就說明這一點。

摩擦力

摩擦力有滑動摩擦力和靜摩擦力兩種，它們的產生條件和方向判斷是相近

的。 ．

1．產生的條件：

(1)相互接觸的物體間存在壓力；

(2)接觸面不光滑；

(3)接觸的物體之間有相對運動(滑動摩擦力)或相對運動的趨勢(靜摩擦

力)。

注意：不能絕對地說靜止物體受到的摩擦力必是靜摩擦力，運動的物體受到

的摩擦力必是滑動摩擦力。靜摩擦力是保持相對靜止的兩物體之間的摩擦力，受

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靜摩擦力作用的物體不一定靜止。滑動摩擦力是具有相對

滑動的兩個物體之間的摩擦力，受滑動摩擦力作用的兩個

物體不一定都滑動。

2．摩擦力的方向：

沿接觸面的切線方向(即與引起該摩擦力的彈力的方

向垂直)，與物體相對運動(或相對：運動趨勢)的方向相反。例如：靜止在斜面

上的物體所受靜摩擦力的方向沿接觸面(斜面)向上。

注意：相對運動是以相互作用的另一物體為參考系的運動，與以地面為參考

系的運動不同，故摩擦力是阻礙物體間的相對運動，其方向不一定與物體的運動

方向相反。例如：站在公共汽車上的人，當人隨車一起啟動(即做加速運動)時，

如圖所示，受重力G、支持力N、靜摩擦力f的作用。當車啟動時，人相對于車

有向后的運動趨勢，車給人向前的靜摩擦力作用；此時人隨車向前運動，受靜摩

擦力方向與運動方向相同。

3．摩擦力的大小：

(1)靜摩擦大小跟物體所受的外力及物體運動狀態有關，只能根據物體所處

的狀態(平衡或加速)由平衡條件或牛頓定律求解。靜摩擦力的變化存在一個最大

值-----最大靜摩擦力，即物體將要開始相對滑動時摩擦力的大小(最大靜摩擦力

與正壓力成正比)。

(2)滑動摩擦力與正壓力成正比，即f=

?

N

,μ為動摩擦因數，與接觸面材料

和粗糙程度有關；N指接觸面的壓力，并不總等于重力。

力的合成與分解

1．力的合成

利用一個力(合力)產生的效果跟幾個力(分力)共同作用產生的效果相同，而做

的一種等效替代。力的合成必須遵循物體的同一性和力的同時性。

（1）合力和分力:如果一個力產生的效果跟幾個力共同作用產生的效果相

同，這個力就叫那幾個力的合力，那幾個力就叫這個力的分力。

合力與分力的關系是等效替代關系，即一個力若分解為兩個分力，在分析和

計算時，考慮了兩個分力的作用，就不可考慮這個力的作用效果了；反過來，若

考慮了合力的效果，也就不能再去重復考慮各個分力的效果。

（2）．共點力

物體同時受幾個力作用，如果這些力的作用線交于一點，這幾個力叫共點力。

如圖(a)所示，為一金屬桿置于光滑的半球形碗中。桿受重力及A、 B兩點

的支持力三個力的作用； N

1

作用線過球心，N

2

作用線垂直于桿，當桿在作用線

共面的三個非平行力作用下處于平衡狀態時，這三力的作用線必匯于一點，所以

重力G的作用線必過 N

1

、N

2

的交點0；圖(b)為豎直墻面上掛一光滑球，它受三

個力：重力、墻面彈力和懸線拉力，由于球光滑，

它們的作用線必過球心。

（3）力的合成定則：

1平行四邊形定則：求共點力F

1

、F

2

的合力，可

○

以把表示F

1

、F

2

的線段為鄰邊作平行四邊形，它的對

角線即表示合力的大小和方向，如圖a。

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○

2三角形定則：求F

1

、F

2

的合力，可以把表示F

1

、F

2

的有向線段首尾相接，

從F

1

的起點指向F

2

的末端的有向線段就表示合力F的大小和方向，如圖b。

2．力的分解

(1)在分解某個力時，要根據這個力產生的實際效果或按問題的需要進行分

解．

(2)有確定解的條件：

①已知合力和兩個分力的方向，求兩個分力的大

小．(有唯一解)

②已知合力和一個分力的大小與方向，求另一個分力的大小和方向．(有一

組解或兩組解)

③已知合力、一個分力F

1

的大小與另一分力F

2

的方向，求F

1

的方向和F

2

的

大小．(有兩個或唯一解)

(3)力的正交分解：將已知力按互相垂直的兩個方向進行分解的方法．利用

力的正交分解法可以求幾個已知共點力的合力，它能使不同方向的矢量運算簡化

為同一直線上的矢量運算．

力的分解問題的關鍵是根據力的作用效果，畫出力的平行四邊形，接著就轉

化為一個根據知邊角關系求解的幾何問題。

3、處理力的合成與分解問題的方法

1．力的圖示法：按力的圖示作平行四邊形，然后量出對角線的長短并找出方

向．

2．代數計算法：由正弦或余弦定理解三角形求解．

3．正交分解法：將各力沿互相垂直的方向先分解，然后求出各方向的合力，

再合成．

4．多邊形法：將各力的首尾依次相連，由第一個力的始端指向最后一個力的

尾端的有向線段表示合力的大小和方向．

受力分析

受力分析就是把研究對象在給定物理環境中所受到的力全部找出來，并畫出

相應受力圖。

1．受力分析的依據

(1)依據各種力的產生條件和性質特點，每種力的產生條件提供了其存在的

可能性，由于力的產生原因不同，形成不同性質的力，這些力又可歸結為場力和

接觸力，接觸力(彈力和摩擦力)的確定是難點，兩物體直接接觸是產生彈力、摩

擦力的必要條件，彈力產生原因是物體發生形變，而摩擦力的產生，除物體間相

互擠壓外，還要發生相對運動或相對運動趨勢。

(2)依據作用力和反作用力同時存在，受力物體和施力物體同時存在。一方

面物體所受的每個力都有施力物體和它的反作用力，找不到施力物體的力和沒有

反作用力的力是不存在的；另一方面，依據作用力和反作用力的關系，可靈活變

換研究對象，由作用力判斷出反作用力。

(3)依據物體所處的運動狀態：有些力存在與否或者力的方向較難確定，要

根據物體的運動狀態，利用物體的平衡條件或牛頓運動定律判斷。

2．受力分析的程序

(1)根據題意選取研究的對象．選取研究對霖豹原慰是要使對留題懿研窮盡

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量藩侵j研究對象可以是單個物體或物體的某一部分，也可以是由幾個物體組成

的系統．

(2)把研究對象從周圍的物體中隔離出來，為防止漏掉某個力，要養成按一

般步驟分析的好習慣．一般應先分析重力；然后環繞物體一周，找出跟研究對象

接觸的物體，并逐個分析這些物體對研究對象的彈力和摩擦力；最后再分析其他

場力(電場力、磁場力)等．

(3)每分析一個力，都要想一想它的施力物體是誰，這樣可以避免分析出某

些不存在的力．如豎直上拋的物體并不受向上的推力，而剎車后靠慣性滑行的汽

車也不受向前的“沖力”．

(4)畫完受力圖后要進行定性檢驗，看一看根據你畫的受力圖，物體能否處

于題目中所給的運動狀態．

3．受力分析的注意事項

(1)只分析研究對象所受的力，不分析研究對象對其他物體所施的力．

(2)只分析根據性質命名的力．

(3)每分析一個力，都應找出施力物體．

(4)合力和分力不能同時作為物體所受的力．

4．受力分析的常用方法：隔離法和整體法

（1）．隔離法

為了弄清系統(連接體)內某個物體的受力和運動情況，一般可采用隔離法．

運用隔離法解題的基本步驟是：

○

1明確研究對象或過程、狀態；

○

2將某個研究對象、某段運動過程或某個狀態從全過程中隔離出來；

○

3畫出某狀態下的受力圖或運動過程示意圖；

○

4選用適當的物理規律列方程求解．

（2）．整體法

當只涉及研究系統而不涉及系統內部某些物體的力和運動時，一般可采用整

體法．運用整體法解題的基本步驟是：

○

1明確研究的系統和運動的全過程；

○

2畫出系統整體的受力圖和運動全過程的示意圖；

○

3選用適當的物理規律列方程求解．

隔離法和整體法常常交叉運用，從而優化解題思路和方法，使解題簡捷明快．

共點力作用下物體的平衡

1．共點力的判別：同時作用在同一物體上的各個力的作用線交于一點就是共

點力。這里要注意的是“同時作用”和“同一物體”兩個條件，而“力的作用線

交于一點”和“同一作用點”含義不同。當物體可視為質點時，作用在該物體上

的外力均可視為共點力：力的作用線的交點既可以在物體內部，也可以在物體外

部。 ，

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2．平衡狀態：對質點是指靜止狀態或勻速直線運動狀態，對轉動的物體是

指靜止狀態或勻速轉動狀態。

(1)二力平衡時，兩個力必等大、反向、共線；

(2)三力平衡時，若是非平行力，則三力作用線必交于一點，三力的矢量圖

必為一閉合三角形；

(3)多個力共同作用處于平衡狀態時，這些力在任一方向上的合力必為零；

(4)多個力作用平衡時，其中任一力必與其它力的合力是平衡力；

(5)若物體有加速度，則在垂直加速度的方向上的合力為零。

3．平衡力與作用力、反作用力

共同點：一對平衡力和一對作用力反作用力都是大小相等、方向相反，作用

在一條直線上的兩個力。

一對平衡力 一對作用力與反作

用力

作用對 只能是同一物分別作用在兩個物

象 體， 體上

力的性可以是不同性質 一定是同一性質

質 的力 的力

【注意】①一個力可以沒有平

作用效二者的作用相互 各自產生自己的

衡力，但一個力必有其反作用

果 抵消 效果，互不影響。

力。

②作用力和反作用力同時

產生、同時消失；對于一對平衡力，其中一個力存在與否并不一定影響另一個力

的存在。

4．正交分解法解平衡問題

正交分解法是解共點力平衡問題的基本方法，其優點是不受物體所受外力多

少的限制。

解題依據是根據平衡條件，將各力分解到相互垂直的兩個方向上。

正交分解方向的確定：原則上可隨意選取互相垂直的兩個方向；但是，為解

題方便通常的做法是：①使所選取的方向上有較多的力；②選取運動方向和與其

相垂直的方向為正交分解的兩個方向。在直線運動中，運動方向上可以根據牛頓

運動定律列方程，與其相垂直的方向上受力平衡，可根據平衡條件列方程。③使

未知的力特別是不需要的未知力落在所選取的方向上，從而可以方便快捷地求

解。

解題步驟為：選取研究對象一受力分析一建立直角坐標系一找角、分解力一

列方程一求解。

動態平衡問題分析

1．所謂動態平衡問題是指通過控制某些物理量，使物體的狀態發生緩慢變化，

而在這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態中．

2．圖解分析法

對研究對象在狀態變化過程中的若干狀態進行受力分析，依據某一參量的變

化，在同一圖中做出物體在若干狀態下力的平衡圖(力的平行四邊形)，再由動態

力的四邊形各邊長度變化及角度變化確定力的大小及方向的變化情況．

動態平衡中各力的變化情況是一種常見類型．總結其特點有：合力大小和方

向不變；一個分力的方向不變，分析另一個分力方向變化時兩個分力大小的變化

情況．用圖解法具有簡單、直觀的優點．

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實驗：互成角度的兩個力的合成

1．實驗目的

驗證平行四邊形定則

2．驗證原理

如果兩個互成角度的共點力F。、F。作用于橡皮筋的結點上，與只用一個力

F’作用于橡皮筋的結點上，所產生的效果相同(橡皮條在相同方向上伸長相同的

長度)，那么，F’就是F

1

和F

2

的合力。根據平行四邊形定則作出兩共點力F

1

和

F

2

的合力F的圖示，應與F’的圖示等大同向。

3．實驗器材

方木板一塊；白紙；彈簧秤(兩只)；橡皮條；細繩套(兩個)；三角板；刻度

尺；圖釘(幾個)；細芯鉛筆。

4．實驗步驟

①用圖釘把白紙釘在方木板上。

②把方木板平放在桌面上，用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另

一端拴上兩個細繩套。(固定點A在紙面外)

③用兩只彈簧秤分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結

點到達某一位置o(如圖1～133所示)。(位置0須處于紙面以內)

④用鉛筆描下結點0的位置和兩條細繩套的方向，并記錄彈簧

秤的讀數。

⑤從力的作用點(位置o)沿著兩條繩套的方向畫直線，按選定的

標度作出這兩只彈簧秤的拉力F，和F：的圖示，并用平行四邊形定

則作出合力F的圖示。

⑥只用一只彈簧秤通過細繩套把橡皮條的結點拉到同樣

的位置o，記下彈簧秤的讀數和細繩的方向。用刻度尺從。點按同樣標度沿記錄

的方向作出這只彈簧秤的拉力F’的圖示。

⑦比較力F’的圖示與合力F的圖示，看兩者是否等長，同向。

⑧改變兩個力F

1

和F

2

的大小和夾角，再重復實驗兩次。

5．注意事項

①不要直接以橡皮條端點為結點，可拴一短細繩再連兩細繩套，以三繩交點

為結點，應使結點小些，以便準確地記錄結點O的位置。

②不要用老化的橡皮條，檢查方法是用一個彈簧秤拉橡皮條，要反復做幾次

使橡皮條拉伸到相同的長度看彈簧秤讀數有無變化。

③A點應選在靠近木板上邊中點為宜，以使。點能確定在紙的上側，結點O

的定位要力求準確，同一次實驗中橡皮條拉長后的結點位置0必須保持不變。

④彈簧秤在使用前應將其水平放置，然后檢查、校正零點。將兩彈簧秤互相

鉤著水平拉伸，選擇兩只讀數完全一致的彈簧秤使用。

⑤施加拉力時要沿彈簧秤軸線方向，并且使拉力平行于方木板。

⑥使用彈簧秤測力時，拉力適當地大一些。

⑦畫力的圖示時應選擇適當的標度，盡量使圖畫得大一些，要嚴格按力的圖

示要求和幾何作圖法作出平行四邊形。

特別說明：

○

1．實驗采用了等效的方法：實驗中，首先用兩只彈簧秤通過細繩互成角度

地拉一端固定的橡皮條，使細繩的結點延伸至某一位置O，再用一只彈簧秤拉橡

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皮條，并使其結點位置相同，以保證兩只彈簧秤的拉力的共同作用效果跟原來一

只彈簧秤的拉力的效果相同，若按平行四邊形定則求出的合力的大小和方向跟第

二次一只彈簧秤的拉力的大小和方向完全相同，或者誤差很小，這就驗證了互成

角度的共點力合成的平行四邊形定則的正確性。

○

2在做到兩共點力F

1

、F

2

與F’等效的前提下，準確做出 F

1

和F

2

的圖示，用

平行四邊形定則做出其合力F的圖示，以及F’的圖示是本實驗成功的關鍵，為

此，要求F

1

、F

2

的大小方向，須記錄準確，做圖示時要選擇合適的標度，以使所

做平行四邊形盡量大，畫平行四邊形的平行線時，要用兩只三角板或一只三角板

和一把直尺，嚴格作圖。

○

3．實驗誤差的來源與分析

本實驗誤差的主要來源除彈簧測力計本身的誤差外，還出現讀數誤差、作圖

誤差。因此，讀數時眼睛一定要正視，要按有效數字正確讀數和記錄，兩力的對

邊一定要平行，兩個分力F

1

、F

2

問夾角

?

越大，用平行四邊形作用得出的合力F

的誤差

?

F就越大，所以，實驗中不要把

?

取得太大。本實驗允許的誤差范圍是：

0

力的大小

?

F≤5％F，F’與F的夾角

?

≤7。

第四章 牛頓運動定律

牛頓運動三定律在經典物理學中是最重要、最基本的規律，是力學乃至整個

物理學的基礎。

歷年高考對本章知識的考查重點：①慣性、力和運動關系的理解；②熟練應

用牛頓定律分析和解決兩類問題(已知物體的受力確定物體的運動情況、已知物

體的運動情況確定物體的受力)。

命題的能力考查涉及：①在正交的方向上質點受力合成和分解的能力；②應

用牛頓定律解決學科內和跨學科綜合問題的能力；③應用超重和失重的知識定量

分析一些問題；④能靈活運用隔離法和整體法解決簡單連接體問題的能力；⑤應

用牛頓定律解題時的分析推理能力。

命題的最新發展：聯系理科知識的跨學科綜合問題。

一、 牛頓第一定律（慣性定律）：

一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態

為止。

1．理解要點：

①運動是物體的一種屬性，物體的運動不需要力來維持。

②它定性地揭示了運動與力的關系：力是改變物體運動狀態的原因，是使物

體產生加速度的原因。

③第一定律是牛頓以伽俐略的理想斜面實驗為基礎，總結前人的研究成果加

以豐富的想象而提出來的；定律成立的條件是物體不受外力，不能用實驗直接驗

證。

④牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎，不能認為它是牛頓第二定律合外力

為零時的特例，第一定律定性地給出了力與運動的關系，第二定律定量地給出力

與運動的關系。

2．慣性：物體保持原來的勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質叫做慣性。

①慣性是物體的固有屬性，與物體的受力情況及運動狀態無關。

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②質量是物體慣性大小的量度。

③由牛頓第二定律定義的慣性質量m=F/a和由萬有引力定律定義的引力質

量嚴格相等。

④慣性不是力，慣性是物體具有的保持勻速直線運動或靜止狀態的性質、力

是物體對物體的作用，慣性和力是兩個不同的概念。

二、牛頓第二定律

1. 定律內容

物體的加速度a跟物體所受的合外力

2. 公式：

理解要點：

①因果性：

F

合

是產生加速度a的原因，它們同時產生，同時變化，同時存

在，同時消失；

②方向性：a與都是矢量,，方向嚴格相同；

是該時刻作用在該物體

成正比，跟物體的質量m成反比。

③瞬時性和對應性：a為某時刻物體的加速度，

上的合外力。

4

牛頓第二定律適用于宏觀, 低速運動的情況。 ○

[總結].應用牛頓第二定律解題的步驟

(1)選取研究對象：根據題意，研究對象可以是單一物體，也可以是幾個物

體組成的物體系統。

(2)分析物體的受力情況

(3)建立坐標

①若物體所受外力在一條直線上，可建立直線坐標。

②若物體所受外力不在一直線上，應建立直角坐標，通常以加速度的方向為

一坐標軸，然后向兩軸方向正交分解外力。

(4)列出第二定律方程

(5)解方程，得出結果

第二定律應用：

1.物體系. (1)物體系中各物體的加速度相同，這類問題稱為連接體問題。這類

問題由于物體系中的各物體加速度相同，可將它們看作一個整體，分析整體的受

力情況和運動情況，可以根據牛頓第二定律，求出整體的外力中的未知力或加速

度。若要求物體系中兩個物體間的相互作用力，則應采用隔離法。將其中某一物

體從物體系中隔離出來，進行受力分析，應用第二定律，相互作用的某一未知力

求出，這類問題，應是整體法和隔離法交替運用，來解決問題的。

(2)物體系中某一物體作勻變速運動，另一物體處于平衡狀態，兩物體在相

互作用，這類問題應采用牛頓第二定律和平衡條件聯立來解決。應用隔離法，通

過對某一物體受力分析應用第二定律(或平衡條件)，求出兩物體間的相互作用，

再過渡到另一物體，應用平衡條件(或第二定律)求出最后的未知量。

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2．臨界問題

某種物理現象轉化為另一種物理現象的轉折狀態叫做臨界狀態。臨界狀態又

可理解為“恰好出現”與“恰好不出現”的交界狀態。

處理臨界狀態的基本方法和步驟是：①分析兩種物理現象及其與臨界值相關

的條件；②用假設法求出臨界值；③比較所給條件與臨界值的關系，確定物理現

象，然后求解

動力學的兩類基本問題

◎ 知識梳理

應用牛頓運動定律求解的問題主要有兩類：一類是已知受力情況求運動情

況；另一類是已知運動情況求受力情況.在這兩類問題中，加速度是聯系力和運

動的橋梁，受力分析是解決問題的

關鍵.

牛頓第三定律、超重和失重

1.牛頓第三定律

(1).作用力和反作用力一定是同種性質的力，而平衡力不一定；

(2)．作用力和反作用力作用在兩個物體上，而一對平衡力作用在一個物體上

(3)．作用力和反作用力同時產生、同時變化、同時消失；而對于一對平衡力，

其中一個力變化不一定引起另外一個力變化

兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上，

公式可寫為。

作用力與反作用力的二力平衡的區別

內容 作用力和反作用力 二力平衡

受力物體 作用在兩個相互作用的物體上 作用在同一物體上

依賴關系 同時產生，同時消失相互依存，無依賴關系，撤除一個、另一個

不可單獨存在 可依然存在，只是不再平衡

疊加性 兩力作用效果不可抵消，不可疊兩力運動效果可相互抵消，可疊

加，不可求合力 加，可求合力，合力為零；形變

效果不能抵消

力的性質 一定是同性質的力 可以是同性質的力也可以不是同

性質的力

2.超重和失重

超重現象是指：N>G或 T>G； 加速度a向上；

失重現象是指：G>N或 G>T； 加速度a向下；

完全失重是指：T=0或N=0； 加速度a向下；大小a= g

3.牛頓運動定律只適應于宏觀低速，且只適應于慣性參照系。

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