高中物理动力学总结

学生党超好用！包括运动和力、牛顿定律、能量、动量、冲量、功能关系等内容，还有题型模板总结和重难点大题解题步骤（都是手打的不是很漂亮哈哈哈哈哈，很清晰，高中生都来围观！

动力学

• 运动
  • 运动的描述
    • 研究思路：理想模型（质点）
      • 考点：什么情况下可将物体看成质点？（大小、形状不影响研究）
    • 如何研究？
      • 参考系
      • 惯性参考系
    • 工具
      • 坐标轴
      • 时间轴
    • 物理量
      • 路程
      • 位移
      • 考点：路程≥位移
      • 速度
        • 瞬时
          • x-t图切线斜率
        • 平均
          • x-t图割线斜率
      • 速率
      • 加速度
        • 恒定
          • 匀变速
            • a,v同向，加速
            • a,v反向，减速
        • 不恒定
          • 变力模型
            • a,v同向加速
              • 加速度增大的加速运动
              • 加速度减小的加速运动
            • a,v反向
              • 加速度变大的减速运动
              • 加速度变小的减速运动
      • 时间
        • 时刻
        • 时间段
        • 考点：某一秒末与某一秒初/某一秒内的区分
    • 描述（重点）
      • 公式
      • 推论
        • 考点
          • 中间时刻速度=（初速度+末速度）/2
          • 中间位移速度=根号下（初速度方+末速度方）/2
          • 中间位移速度≥中间时刻速度
      • 比例
        • t相同
          • v1:v2:v3=1:2:3:……
          • x1:x2:x3=1:4:9:……
        • 相同位移T之比
          • 1：根号2-1：根号3-根号2：……
        • δx=aT平方
      • 图像
        • x-t
        • v-t
        • v-x
        • a-t
        • a-x
  • 匀变速直线运动
    • 追及相遇
      • 1.描述
      • 2.找关系
        • x
          • 同向：xb=xa+δx
          • 反向：xa+xb=δx
        • t
        • v 临界状态 va=vb最远/最近
      • 3.方法
        • 图像*
        • δ
        • 临界条件
    • 自由落体
    • 竖直上抛
      • 公式
        • t升=v0/g
        • t总=2t升
        • hmax=v0平方/2g
        • v落=-v0
      • 方法：对称、分段、整体
      • 注意：解题时注意多解情况（上升&回落）
  • 曲线运动
    • 加速度与速度方向不一致，速度指向切线方向
      • 物体所受合力指向运动轨迹内部
        • 运动合成与分解
          • 关联速度
            • 将速度沿杆和垂直于杆分解
          • 小船渡河问题
            • 最短时间
              • 船速垂直于对岸
            • 最短距离（v船＞v水）
              • 船速与水速合速度垂直于对岸
            • 最短距离（v船＜v水）
              • 以水速末端为圆心，船速为半径的圆的切线
    • 平抛运动（匀变速曲线运动）
      • 具有水平方向初速度，将速度沿水平和竖直方向分解（竖直方向为自由落体运动）
      • 斜面平抛
        • 垂直落在斜面上 则分解速度 Vx=v0 Vy=gt
        • 再次落在斜面上 分解位移（同上列公式）
    • 斜抛：斜向有初速度，同平抛运动分解
    • 圆周运动
      • 加速度垂直于速度
        • 物理量
          • 角速度Ω=2π/t(rad/s)=2πn
          • 线速度v=2πr/t(m/s)=Ωr
          • 周期T=运动一周所用的时间(s)
          • 频率F=1/T(Hz）
          • 转速n=1/T(r/s)
    • 圆周动力学
      • 向心力（效果力）=mv²/r=mΩ²r=ma向=mr4π²/T
      • 离心力
      • 向心加速度
        • a=v²/r=Ω²r
      • 常见模型
        • 汽车转弯 向心力由摩擦力提供
        • 水平圆周 向心力由摩擦力提供 若提供的向心力＞所需向心力则会出现向心现象 反之则离心
        • 竖直圆周
          • 绳
            • 最高点向心力由重力提供 临界速度=根号gr
          • 杆（有支撑） 最高点速度可以为零 杆提供支持力或拉力
        • 火车转弯
          • 向心力由重力支持力合力提供
        • 桥
          • 上凸 向心力由重力和支持力提供 压力小
          • 下凹 向心力由支持力提供 需克服重力
        • 万有引力天体模型
          • F=Gm1*m2/r²
            • 卫星
              • 变轨问题
                • 高轨低速大周期，低轨高速小周期
              • 近地卫星 r=r地球 万有引力提供向心力
              • 赤道物体 向心力由万有引力分力提供
              • 同步卫星 万有引力提供向心力 角速度=地球
            • 双星系统
              • 两星角速度相等，轨道半径、线速度之比=质量反比
          • 开普勒三定律
            • 1.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上。
            • 2.行星和太阳的连线在相等时间内扫过相等面积。
            • 3.轨道半长轴a的三次方/T平方=k
  • 机械振动
    • 往复运动
      • 简谐运动
        • 描述
          • 物理量
            • 全振动：振动物体从某位置出发第一次回到该位置，并保持相同运动方向的过程。
            • 平衡位置：在振动方向上合外力为零的位置
            • 振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离
            • 周期：完成一次全振动所用的时间
            • 频率：1/T
          • 图像
            • 表达式：
        • 性质
          • 周期性
          • 对称性
        • 应用
          • 弹簧振子
          • 单摆（摆角＜5°）
            • 测重力加速度
              • 器材：单摆、停表、直尺、游标卡尺、小球、铁架台等
              • 过程：从最高点释放，平衡位置开始计时，测量30-50次全振动
              • 处理
                • 公式
                • 图像（L-T²）
              • 误差
                • 摆线
                  • 测到小球上方，g偏小
                  • 测到小球下方，g偏大
                • 圆锥摆，g偏大
            • 等效单摆
          • 受迫振动
            • 系统在驱动作用下的振动，频率=驱动力
          • 共振
            • 驱动力频率接近固有频率，振幅大幅增加
• 力学
  • 物体之间相互作用
    • 万有引力
    • 电磁力
    • 强相互作用力
    • 弱相互作用力
    • 分类
      • 非接触力（场力）
      • 接触力
        • 弹力
          • 支持力/压力
          • 绳/杆（力会突变）；弹簧/橡皮绳（不突变）
        • 摩擦力
  • 属性
    • 物质性
    • 相互性
    • 独立性
    • 效果性
    • 绝对性
    • 瞬时性**
  • 分类
    • 性质力
      • 重力
        • 悬挂法/支点法找重心
        • 地球引力分力
      • 弹力
        • 原因：施力物体形变
        • 方向：与施力物体形变方向相反
        • 大小：F=kδx
        • 判定：假设法/条件法
      • 摩擦力
        • 条件：接触、挤压、粗糙、相对运动（趋势）
        • 静摩擦力：结合平衡条件、假设法
        • 动摩擦力
          • 大小：f=μN
          • 方向：相对运动反向
    • 效果力：拉力、推力、支持力等
      • 回复力：与位移方向相反，把物体拉回平衡位置
        • F=-kx
        • a=-kx/m
  • 受力分析
    • 合成
    • 分解
    • 平行四边形or矢量三角形法则
    • 平衡
      • 静态平衡
        • 正交分解（解析法） Fx=Fy
      • 动态平衡
        • 图解法
          • 矢量三角形
          • 相似三角形（列比例）
          • 动态三角形
          • 辅助圆
      • 整体、隔离
      • 晾衣杆模型
        • 仅与两杆距离有关
• 牛顿运动定律
  • 牛顿第一定律
  • 牛顿第二定律
    • F=ma
    • 性质
      • 同一性
      • 因果性
      • 瞬时性**（突变问题）
      • 矢量性
      • 独立性
    • 模型
      • 已知运动状态求力
        • 表格
        • 图像
        • 场景
      • 力求运动状态
        • 水平
          • 水平：摩擦力，额外拉力，Fx
          • 竖直：重力，支持力，额外拉力，Fy
        • 斜面
          • 沿斜面正交分解
        • 图像
        • 等时圆
    • 变力模型
      • 图像
      • 下雨
      • 弹簧动态模型
      • 超失重
      • 弹簧动态与临界
      • 斜面上加力（改变力学条件）
      • 瞬时突变问题
    • 应用
      • 超重：加速度向上 失重：加速度向下
      • 临界
        • 松弛临界（拉力为0）
        • 分离临界（相互作用弹力=0）
        • 滑动临界（木板滑块模型）
      • 收尾速度：加速度减小的加速运动→匀速运动
  • 牛顿第三定律
    • 作用力与反作用力等大、反向、共线、作用在不同物体上
  • 局限性
    • 低速
    • 宏观
    • 弱引力场
    • 相对论
      • 相对性原理
      • 光速不变原理
      • 同时性的相对性
      • 质能关系：E=mc²
      • 等效原理
    • 行星的演化
      • 哈勃定律 v=H0r
      • 小恒星→红巨星→白矮星
      • 大恒星→红超巨星→气体云→中子星
• 功与能
  • 功与功率
    • 功
      • W=FS=FScosθ（特定方向恒力）
        • 正功：cosθ＞0
        • 负功：cosθ＜0
        • 不做功 力与唯一垂直或未移动
      • 变力：图像法or微元法or动能定理
    • 功率
      • P=W/T=FV
        • 汽车启动问题
          • 恒定功率：加速度减小的加速运动
            • Vmax=P/F牵=P/F阻
          • 恒定加速度（牵引力）：匀加速→加速度减小的加速运动→匀速 Vmax=P/F牵=P/F阻
  • 能量
    • 动能
      • EK=0.5mv²v指的是瞬时速度）
    • 重力势能
      • Ep=mgh 重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加；注意零势能面的选取
    • 动能定理
      • W合=△Ek
        • 解题过程：确定研究对象or过程→受力分析，分析运动过程→明确初、末动能→列出方程，求解
          • 变力做功
          • 圆周运动
          • 摩擦损耗
    • 机械能守恒
      • 描述
        • E减=E增 （Ek减=Ep增 、Ep减=Ek增）
        • Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
        • 1/2mv1²+mgh1=1/2mv2²+mgh2
      • 条件：系统内只有重力和弹力做功
      • 应用
        • 单体
          • 重力势能与重力做功：重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加
          • 弹性势能与弹力做功
            • 同一物体弹性形变量越大，弹性势能也越大
            • Ep=1/2kx²
        • 系统模型
          • 传送带
            • 滑块加速时间：t=V0/μg a=μg
            • X传送带=V0²/μg
            • Wf=μmgx=mV0²/2
            • W电=fx=mV0²
            • Q=1/2mV0²
          • 弹簧模型
            • 弹力与形变
            • 分离点判断
            • 能量变化
          • 板块模型
            • a=μg
            • 注意摩擦力
              • 动能定理
        • 简谐运动
          • 经过平衡位置有最大动能和最小加速度，在两端有最大加速度且动能为0，动能和弹性势能相互转化
• 动量、冲量
  • 动量（矢量）：mv
  • 冲量：F△t
  • 动量定理
    • F△t=m△v（是合力！！不要忽略重力影响）
      • 解题过程：1.确定研究对象 2.受力分析和时间 3.分析运动过程 5.列出方程并求解
      • 应用
        • 变力冲量的计算
        • 平均作用力
        • 流体模型
  • 动量守恒定律
    • 描述
      • p=p′
      • Δp1=－Δp2
    • 条件
      • 系统不受外力或者所受合外力为零
      • 系统所受合外力虽然不为零，但系统的内力远大于外力时，如碰撞、爆炸等现象中，系统的动量可看成近似守恒
    • 应用
      • 人船
      • 反冲
        • 一个静止的物体在内力作用下分裂成两个部分，一部分朝某方向运动，另一部分朝相反方向运动（机械能不守恒）最好在某一特定方向列方程
      • 碰撞
        • 特点
          • 相互作用时间短
          • 平均作用力大
          • 动量守恒
          • 机械能不增
          • 碰撞情况
            • m1=m2,速度交换
            • m1＞m2,碰撞后都以V1方向运动，且主动碰的V前＞V后；被碰的则相反
            • m1＜m2，m1被反弹
        • 弹性碰撞
          • 机械能守恒
        • 普通碰撞
          • 机械能减少
        • 完全非弹性碰撞
          • 碰撞后黏在一起
      • 类碰撞
        • 内能损失
          • 子弹木板
            • 子弹=m,木块=M
              • 系统动量守恒：mv0=mv1+Mv2,共速时mv0=(m+M)V共
              • Wf子弹=-f(x+d)=1/2mv共²-1/2mv0²
              • Wf物块=1/2Mv共²
              • Q=fx相对=
              • v-t图：未打出：
              • 打出：
          • 滑块滑板
            • 动能定理+动量守恒
        • 势能损失
          • 吊环模型（注意吊环受力分析）
          • 1/4圆弧模型
          • 弹簧模型
            • 过程分析：
              • 不粘连：
              • 粘连：
            • 共速