《高中物理必修一思维导图高清》

一级：力学基础

• 二级：基本概念与单位制

  • 三级：
    • 质点：
      • 定义：用来代替物体，只有质量，没有体积和形状的点。
      • 条件：物体的形状和大小对所研究的问题影响很小，可以忽略不计。
    • 参考系：
      • 定义：用来作参考，判断物体是否运动的物体。
      • 选取：任意性，一般选地面为参考系。
      • 运动的相对性：对不同参考系，同一物体的运动状态可能不同。
    • 时间和时刻：
      • 时刻：某一瞬间，时间轴上的一个点，对应于物体所处的一个状态。
      • 时间：两个时刻之间的间隔，时间轴上的一段线段，对应于物体运动的一个过程。
    • 位移和路程：
      • 位移：表示物体位置变化的矢量，由初位置指向末位置，大小等于初末位置间的直线距离。
      • 路程：物体实际运动轨迹的长度，是标量，只表示大小，不表示方向。
    • 速度：
      • 平均速度：位移与时间的比值，是矢量，反映一段时间内物体运动的平均快慢程度。
      • 瞬时速度：物体在某一时刻或某一位置的速度，是矢量，反映物体在该时刻或该位置的运动快慢和方向。
      • 速率：瞬时速度的大小，是标量。
    • 加速度：
      • 定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，是矢量，表示速度变化的快慢。
      • 方向：与速度变化量的方向相同，不一定与速度方向相同。
      • 正负：表示加速度的方向与选取正方向是否相同。
    • 国际单位制（SI）：
      • 基本单位：长度（m）、质量（kg）、时间（s）。
      • 导出单位：例如，速度 (m/s)，加速度 (m/s²)，力 (N)。

• 二级：匀变速直线运动

  • 三级：
    • 匀速直线运动：
      • 定义：速度不变的直线运动。
      • 特点：加速度为零。
      • 规律：v = v₀, x = v₀t
    • 匀变速直线运动：
      • 定义：加速度不变的直线运动。
      • 特点：加速度恒定。
    • 基本公式：
      • 速度时间关系：v = v₀ + at
      • 位移时间关系：x = v₀t + ½at²
      • 速度位移关系：v² - v₀² = 2ax
      • 平均速度公式：v̄ = (v₀ + v) / 2 = x / t
    • 重要推论：
      • 相等时间内位移之差相等：Δx = aT²
      • 中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度。
    • 自由落体运动：
      • 定义：初速度为零，只受重力作用的运动。
      • 特点：加速度为重力加速度 g，方向竖直向下。
      • 公式：v = gt, h = ½gt², v² = 2gh
    • 竖直上抛运动：
      • 定义：以初速度竖直向上抛出的运动。
      • 特点：加速度为重力加速度 g，方向竖直向下。
      • 上升过程：匀减速直线运动，加速度为 -g。
      • 下降过程：自由落体运动。
      • 最高点：速度为零，但加速度不为零。

• 二级：相互作用与牛顿运动定律

  • 三级：
    • 力：
      • 定义：物体间的相互作用。
      • 特点：具有矢量性，有大小、方向和作用点。
      • 分类：按性质（重力、弹力、摩擦力等），按作用方式（接触力、非接触力）。
    • 重力：
      • 定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。
      • 方向：竖直向下。
      • 大小：G = mg (g 为重力加速度，一般取 9.8 m/s² 或 10 m/s²)
    • 弹力：
      • 定义：物体发生形变后，要恢复原状，对接触它的物体产生的力。
      • 方向：与形变方向相反。
      • 大小：胡克定律：F = kx (k 为劲度系数，x 为形变量)。
    • 摩擦力：
      • 定义：两个相互接触的物体，当它们相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上产生的阻碍相对运动的力。
      • 静摩擦力：由物体间的相对运动趋势产生，大小由物体的运动状态决定。
      • 滑动摩擦力：物体间已经发生相对滑动，大小由公式 f = μN 决定 (μ 为动摩擦因数，N 为正压力)。
    • 力的合成与分解：
      • 平行四边形定则：两个分力作用在同一物体上产生的效果，与这两个分力的合力作用的效果相同。
      • 正交分解法：将一个力分解成两个互相垂直的分力。
    • 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，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
      • 惯性：物体具有保持原来运动状态不变的性质。
    • 牛顿第二定律：
      • 内容：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。
      • 公式：F合 = ma
    • 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。
      • 特点：同时产生，同时消失，性质相同，分别作用在两个物体上。
    • 力的平衡：
      • 定义：物体受到的合力为零。
      • 条件：∑F = 0 (在直角坐标系中，∑Fx = 0, ∑Fy = 0)。
      • 应用：求解平衡问题，如共点力作用下的平衡。
      • 整体法与隔离法：灵活选择分析对象。