高中物理必修第一册摘要

高中物理必修第一册共四章：

第一章：运动的描述

第二章：匀变速直线运动的研究

第三章：相互作用--力

第四章：运动和力的关系

1、机械运动 （mechanical motion）：物体的空间位置随时间的变化，是自然界中最简单、最基本的运动形态，叫作机械运动 。

2、力学（mechanics）：在物理学中，研究物体做机械运动规律的分支叫作力学。

3、质点（mass point）：忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点。

4、参考系（reference frame）：描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作为参考，观察物体的位置相对于这个“其他物体” 是否随时间变化，以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。

5、坐标系（coordinate system）：为了定量地描述物体的位置，需要在参考系上建立适当的坐标系。

6、路程（path）： 是物体运动轨迹的长度，是标量。

7、位移（displacement）：只由物体的初、末位置来描述物体位置的变化，是矢量。  

8、速度（velocity）：位置变化快慢的描述。。国际单位制中，速度的单位是米每秒， 符号是m/s 或m·s^-1。 速度是矢量，它既有大小，又有方向。速度v的方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。

9、平均速度（average velocity）： 求得的速度v，表示的只是物体在时间Δt 内运动的平均快慢程度，叫作平均速度。

10、瞬时速度（instantaneous velocity）：当Δt 非常非常小时，运动快慢的差异可以忽略不计，此时，我们就把  叫作物体在时刻t 的瞬时速度。瞬时速度的大小通常叫作速率（speed）。

11、匀速直线运动：是瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度相等。

12、加速度（acceleration）：速度变化快慢的描述，物理学中把速度的变化量与发生这一变化所用时间之比，叫作加速度。通常用a 表示。若用Δv 表示速度在时间Δt 内的变化量，则有  ，国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s²或m·s ^-2 。加速度是矢量，既有大小，又有方向。

13、匀变速直线运动（uniform variable rectilinear motion）：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫作匀变速直线运动。匀变速直线运动的v-t 图像是一条倾斜的直线。

匀变速直线运动的速度与时间的关系式：

匀变速直线运动的位移与时间的关系式：。如果初速度为0，这个公式可以简化为：

匀变速直线运动的速度与位移的关系式：

14、自由落体运动（free-fall motion）：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫作自由落体运动。这种运动只在真空中才能发生。在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。

15、自由落体加速度（free-fall acceleration）：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度（gravitational acceleration），通常用 g 表示。 重力加速度的方向竖直向下， 精确的实验发现，在地球表面不同的地方，g 的大小一 般是不同的。在赤道的海平面处 g 为9.780 m/s² ，在北京g 为9.801 m/s² 。在一般的计算中，g 可以取 9.8 m/s² 或10 m/s² 。

自由落体的速度、位移与时间的关系式分别为： ， ，

16、力（force）：力是物体对物体的作用。物体间相互作用的这一对力， 通常叫作作用力（acting force）和反作用力（reacting force）。 作用力和反作用力总是互相依赖、同时存在的。我们可以把其中任何一个力叫作作用力，另一个力叫作反作用力。在研究物体做机械运动时，最常见的力有重力、弹力和摩擦力。

17、重力（gravity）：由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力， 单位是牛顿，简称牛，符号用N 表示。重力的施力物体是地球，方向竖直向下。物体受到的重力G 与物体质量m 的关系是：  ，其中g 是自由落体加速度。g 的单位既可以是N/kg， 又可以是m/s² ，而且 1 N/kg＝1 m/s²

18、重心（center of gravity）：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看， 可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心。因此，重心可以看作物体所受重力的作用点。质量均匀分布的物体，重心的位置 只跟物体的形状有关。质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。

19、力的图示：力可以用有向线段表示。有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾（或箭头）表示力的作用点。这种表示力的方法，叫作力的图示。

20、弹力（elastic force）：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫作形变（deformation）。发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。放在地板上的物体，它对地板的压力以及地板对它的 支持力，都是弹力，其方向是跟接触面垂直的；绳子的拉力，也是弹力，其方向是沿着绳子而指向绳子收缩的方向。

21、胡克定律（Hooke's law）：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状， 这种形变叫作弹性形变（elastic deformation）。如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度（elastic limit）。

英国科学家胡克经过研究发现，在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力 F  的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x  成正比，即  ，这个规律叫作胡克定律。式中弹力 F  、弹簧伸长（或缩短）的长度 x  的单位分别是牛顿（N）、米（m）， k 叫作弹簧的劲度系数（coefficient of stiffness），单位是牛顿每米，符号是N/m。 生活中说有的弹簧“硬”，有的弹簧“软”，指的就是它们的劲度系数不同。

22、滑动摩擦力（sliding frictional force）：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时， 在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。如果用表示滑动摩擦力的大小，用F压表示压力的大小，则有  其中，μ 是比例常数，叫作动摩擦因数（dynamic friction factor）。它的值跟接触面有关，接触面材料不同、粗糙程 度不同，动摩擦因数也不同。

23、静摩擦力（static frictional force）：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动，这时的摩擦力叫作静摩擦力。静摩擦力的方向总是跟物体相对运动趋势的方向相反。

24、牛顿第三定律（Newton's third law）：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。

25、力的合成和分解：假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力（resultant force）。 假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同， 这几个力就叫作那个力的分力（component force）。 在物理学中，我们把求几个力的合力的过程叫作力的合成（composition of forces），把求一个力的分力的过程叫 作力的分解 （resolution of force）。

26、平行四边形定则 （parallelogram rule）：两个力合成时，如果以表示这两个力的有向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（图3.4-4）。这个规律叫作平行四边形定则。

需要指出的是，如果没有限制，对于同一条对角线， 可以作出无数个不同的平行四边形（图3.4-5）。也就是说，同一个力 F  可以分解为无数对大小、方向不同的分力。

27、矢量和标量：既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量叫作矢量（vector）。只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量叫作标量（scalar）。 除了力和位移以外，速度、加速度都是矢量。在我们学过的物理量中，质量、路程、功、电流等都是标量。

28、共点力平衡的条件：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。

29、运动学（kinematics）和动力学（dynamics）：在力学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分支，叫作运动学；研究运动和力的关系的分支，叫作动力学。

30、牛顿第一定律 （Newton's first law）：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。这就是牛顿第一定律。物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性（inertia）。牛顿第一定律也叫作惯性定律。 

任何物体都和周围的物体有相互作用，不受力作用的物体是不存在的。所以，牛顿第一定律所描述的状态是一 种理想状态。牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。保持静止或匀速直线运动状态是物体的固有属性，这一属性称为惯性。惯性不是外界强加给它的，是物体固有的，一切物体都具有惯性。大量事例说明，不同质量的物体，惯性的大小是不一样的。也就是说，不同物体维持其原有运动状态的“能力” 不同，质量大的物体惯性大。描述物体惯性的物理量是它的质量（mass）。质量只有大小，没有方向，是标量。在国际单位制中， 质量的单位是千克，符号为kg。

31、惯性参考系：如果在一个参考系中，一个不受力的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态，这样的参考系叫作惯性参考系，简称惯性系。以加速运动的纸为参考系，牛顿第一定律并不成立，这样的参考系叫作非惯性系。

32、牛顿第二定律 （Newton's second law）：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。这就是牛顿第二定律。 牛顿第二定律可表述为  ,也可以写成等式 ,其中k 是比例系数。

33、国际单位制：1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制（Le Système International d′Unités，法文），简称SI。在力学范围内，规定长度、质量、时间为三个基本量， 对热学、电磁学、光学等学科，除了上述三个基本量和相 应的基本单位外，还要加上另外四个基本量和它们的基本 单位，才能导出其他物理量的单位。

34、失重（weightlessness）：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，叫作失重现象。 

35、超重（overweight）：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，叫作超重现象。