选择性必修一

人教版高中物理新教材选择性必修一思维导图，主要内容有第一章动量守恒定律、第二章机械振动、第三章机械波、第四章光。

选择性必修一

• 第一章 动量守恒定律
  • 1. 动量
    • 质量和速度的乘积 mv 定义为物体的动量
    • 单位：kg·m/s
    • 动量是矢量，动量的方向与速度的方向相同。
  • 2. 动量定理
    • 冲量
      • 力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量
      • 单位：N·S
    • 动量定理
      • 物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。
  • 3. 动量守恒定律
    • 定义
      • 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为 0，这个系统的总动量保持不变。
    • 条件
      • 系统不受外力或所受合外力为零
      • 内力远大于外力
      • 在某一方向上，系统不受外力或所受合外力为零，则该方向动量守恒
    • 计算
      • 碰撞后的总动量等于碰撞前的总动量
  • 4. 实验：验证动量守恒定律
    • 注意事项
      • 斜槽末端水平
      • 大质量碰小质量的球
      • 每次斜坡释放小球需要从同一位置释放
  • 5. 弹性碰撞和非弹性碰撞
    • 弹性碰撞
      • 定义：如果系统在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞
      • 计算：以1球撞2球为例。
        • 方程
        • 结果
    • 非弹性碰撞
      • 定义：如果系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞
      • 计算：动量守恒；能量守恒（损失能量为初总机械能减末机械能）
  • 6. 反冲现象 火箭
    • 动量守恒求解
• 第二章 机械振动
  • 1. 简谐运动
    • 弹簧振子
      • 弹簧未形变时，小球所受合力为 0，处于平衡位置
      • 小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子
    • 弹簧振子位移-时间图像
    • 简谐运动
      • 如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（x-t 图像）是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动
  • 2. 简谐运动的描述
    • 振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫作振动的振幅
    • 周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫 作振动的周期
    • 频率：周期的倒数叫作振动的频率。简谐振动中ω叫角频率
    • 相位：把（ωt＋φ）叫作相位
  • 3. 简谐运动的回复力和能量
    • 回复力：在这个力的作用下，物体在平衡位置附近做往复运动。
    • 如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
    • 实际的运动都有一定的能量损耗，所以简谐运动是一种理想化的模型。
    • 当小球运动到最大位移时，动能为０，弹性势能最大，系统的机械能等于最大弹性势能。对于弹簧劲度系数和小球质量都一定的系统，振幅越大，机械能越大。
  • 4. 单摆
    • 定义：如果细线的长度不可改变，细线的质量与小球相比可以忽略，球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫作单摆
    • 单摆的回复力：
    • 惠更斯确定了计算单摆周期的公式：
  • 5. 实验：用单摆测量重力加速度
    • 原理：当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式可得
    • 测量注意事项：摆长是摆线长度和小球半径之和。一般用停表测量单摆的周期。
  • 6. 受迫振动 共振
    • 基础概念
      • 弹簧振子与单摆在没有外力干预的情况下做简谐运动，周期或频率与振幅无关，仅由系统自身的性质决定，我们把这种振动称为固有振动，其振动频率称为固有频率
      • 振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动
      • 系统在驱动力作用下的振动叫作受迫振动
      • 当驱动力的频率等于固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到最大值，这种现象称为共振
• 第四章 光
  • 1. 光的折射
    • 折射定律
      • 折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比
      • 公式：
    • 折射率
      • 定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与 折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率
      • 应用：光在不同介质中的传播速度不同；某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度 c 与光在这种介质中的传播速度 v 之比：
  • 2. 全反射
    • 全反射
      • 定义
        • 当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫作全反射
        • 这时的入射角叫作临界角
    • 应用
      • 全反射棱镜
      • 光导纤维
  • 3. 光的干涉
    • 光的双缝干涉
      • 每当路程差等于λ的整数倍时，两列光波得到加强，屏上出现亮条纹；每当路程差等于半波长的奇数倍时，两列光波相互削弱，屏上出现暗条纹。
    • 干涉条纹和光的波长之间的关系
      • 相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是
  • 4. 实验：用双缝干涉测量光的波长
    • 实验原理
    • 物理量的测量
      • l 的测量 双缝到屏的距离 l 可以用刻度尺测出。
      • ∆ x 的测量 相邻两条亮条纹间的距离∆x 需用测量头测 出。
  • 5. 光的衍射
    • 衍射
      • 光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方。
      • 在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显，这时就不能说光沿直线传播了。
  • 6. 光的偏振 激光
    • 偏振
      • 不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的。这个现象称为“偏振现象”
    • 光的偏振
      • 通过偏振片 P 的光波，在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动。这种光叫作偏振光
    • 激光
      • 美国物理学家梅曼率先在实验室中制造出了传播方向、偏振、相位等性质完全相同的光波，这就是激光
      • 激光能像无线电波那样被调制，用来传递信息。
      • 平行度非常好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度。
      • 激光的亮度很高，也就是说，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。
• 第三章 机械波
  • 1. 波的形成
    • 横波
      • 质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫作横波
      • 在横波中，凸起的最高处叫作波峰
      • 凹下的最低处叫作波谷
    • 纵波
      • 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫作纵波
      • 质点分布最密的位置叫作密部
      • 质点分布最疏的位置叫作疏部。
    • 机械波
      • 绳、弹簧、水、空气等是波借以传播的物质，叫作介质
      • 机械振动在介质中传播，形成了机械波
  • 2. 波的描述
    • 波的图像
      • 如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波
    • 波长、频率和波速
      • 在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫作波长
      • 在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫作波的周期或频率。
      • 波速：
  • 3. 波的反射、折射和衍射
    • 反射：入射角等于反射角
    • 折射：光疏介质到光密介质，光线靠近法线
    • 衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射
  • 4. 波的干涉
    • 定义
      • 频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，这种现象叫作波的干涉
    • 规律：峰峰（谷谷）相交的点组成的线上都是振动加强区。峰谷相交的点组成的线都是振动减弱区。
    • 干涉和衍射都是波独有的性质
  • 5. 多普勒效应
    • 内容：当波源与观察者相对静止时，1 s 内通过观察者的波峰（或密部）的数目是一定的，观测到的频率等于波源振动的频率；当波源与观察者相互接近时，1 s 内通过观察者的波峰（或密部）的数目增加，观测到的频率增加；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率变小。