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文檔簡介
1、WORD格式高中物理必修1運動學問題是力學局部的根底之一, 在整個力學中的地位是非常重要的, 本章是講運動的初步概念,描述運動的位移、速度、加速度等,貫穿了幾乎整個高中物理內(nèi)容,盡管在前幾年高考中單純考運動學題目并不多, 但力、電、磁綜合問題往往滲透了對本章知識點的考察。近些年高考中圖像問題頻頻出現(xiàn), 且要求較高, 它屬于數(shù)學方法在物理中應用的一個重要方面。第一章運動的描述專題一:描述物體運動的幾個根本本概念 知識梳理1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(zhuǎn)動和振動等形式。2 參考系:被假定為不動的物體系。對同一物體的運動, 假設所選的參考系不同,
2、 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。3 質(zhì)點:用來代替物體的有質(zhì)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(zhì)點的依據(jù),如:公轉(zhuǎn)的地球可視為質(zhì)點,而比賽中旋轉(zhuǎn)的乒乓球那么不能視為質(zhì)點。物體可視為質(zhì)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(zhuǎn)動效果時。4 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(tài)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
3、應位移、 路程、 沖量、功等過程量 通常說的“幾秒內(nèi)“第幾秒內(nèi)均是指時間。5 位移和路程(1) 位移表示質(zhì)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(shù)值表示位移,取正值時表示其方向與規(guī)定正方向一致,反之那么相反。(2) 路程是質(zhì)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(zhì)點的具體運動過程有關。(3) 位移與路程是在一定時間內(nèi)發(fā)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(zhì)點做單方向直線運動時,二者才相等。6速度(
4、 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(jīng)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。平均速度是矢量,方向與位移方向一樣。專業(yè)資料整理WORD格式第1頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式平均速度的大小與物體不同的運動階段有關。 v= s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。平均速率是標量。 v= s是平均速率的定義式,適用于所有的運動。t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。 例
5、題評析【例 1】物體沿直線向同一方向運動,通過兩個連續(xù)相等的位移的平均速度分別為v1=10m/s和 v2=15m/s,那么物體在這整個運動過程中的平均速度是多少?【分析與解答】設每段位移為s,由平均速度的定義有v =2s2s2v1v2 =12m/st1t2 s / v1s/ v2v1 v2點評一個過程的平均速度與它在這個過程中各階段的平均速度沒有直接的關系,因此要根據(jù)平均速度的定義計算,不能用公式v =(v0+vt)/2,因它僅適用于勻變速直線運動。【例2】一質(zhì)點沿直線ox 方向作加速運動,它離開o 點的距離x 隨時間變化的關系為x=5+2t 3(m) ,它的速度隨時間變化的關系為v=6t2(
6、m/s) ,求該質(zhì)點在t=0到 t=2s間的平均速度大小和 t=2s到 t=3s間的平均速度的大小。【分析與解答】當t=0 時,對應 x =5m,當 t=2s 時,對應 x =21m,當 t=3s時,對應 x =59m,023那么:t=0到 t=2s 間的平均速度大小為v1x2x0 =8m/s2t=2s 到 t=3s間的平均速度大小為v2x3x2 =38m/s1點評只有區(qū)分了求的是平均速度還是瞬時速度,才能正確地選擇公式。【例 3】一架飛機水平勻速地在某同學頭頂飛過,當他聽到飛機的發(fā)動機聲音從頭頂正上方傳來時,發(fā)現(xiàn)飛機在他前上方與地面成 600角的方向上,據(jù)此可估算出此飛機的速度約為聲速的多少
7、倍?【分析與解答】設飛機在頭頂上方時距人h,那么人聽到聲音時飛機走的距離為:3 h/3對聲音: h=v 聲 t對飛機:3 h/3=v飛t解得: v 飛=3 v聲/30.58v聲 點評 此類題和實際相聯(lián)系,要畫圖才能清晰地展示物體的運動過程,挖掘出題中的隱含條件,如此題中聲音從正上方傳到人處的這段時間內(nèi)飛機前進的距離,就能很容易地列出方程求解。專題二 . 加速度專業(yè)資料整理WORD格式第2頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式 知識梳理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= vtv0,單位: m/s 2是速度的變化率。t4加速度是矢量,其方向與v
8、的方向一樣。5注意 v, v,v 的區(qū)別和聯(lián)系。v 大,而v 不一定大,反之亦然。tt 例題評析【例 4】一物體做勻變速直線運動, 某時刻速度大小為 v1 =4m/s,1S 后速度大小為 v2=10m/s,在這 1S 內(nèi)該物體的加速度的大小為多少?【分析與解答】根據(jù)加速度的定義,avtv0題中 v0=4m/s, t=1st104當 v與 v104=6m/s2當 v與 v反向時,得 a22同向時,得 a1=-14m/s212111 點評 必須注意速度與加速度的矢量性,要考慮v1、 v2的方向。【例 5】某著名品牌的新款跑車擁有極好的駕駛性能,其最高時速可達330km/h,0 100km/h的加速
9、時間只需要 3.6s , 0 200km/h的加速時間僅需 9.9s ,試計算該跑車在0 100km/h的加速過程和0 200km/h 的加速過程的平均加速度。【分析與解答】vtv0: 根據(jù)at且 vt1100km/ h 27.78m / svt 2200km / h55.56m / s故跑車在0 100km/h 的加速過程a1vt 1v0127.78027.72m / s2t13.6m / s故跑車在0 200km/h 的加速過程a2vt 2v0 255.56025.61m / s2t 29.9m / s專題三 . 運動的圖線 知識梳理1. 表示函數(shù)關系可以用公式, 也可以用圖像。 圖像也是
10、描述物理規(guī)律的重要方法, 不僅在力學中, 在電磁學中、 熱學中也是經(jīng)常用到的。 圖像的優(yōu)點是能夠形象、 直觀地反映出函數(shù)關系。專業(yè)資料整理WORD格式第3頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式2. 位移和速度都是時間的函數(shù),因此描述物體運動的規(guī)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。形狀完全一樣的圖線,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
11、 t 圖表示物體做勻速直線運動表示物體做勻加速直線運動 ( 斜率表示加速度 a)( 斜率表示速度 v)表示物體做勻速直線運動表示物體靜止表示物體做勻減速直線運動表示物體向反方向做勻速直線運動交點的縱坐標表示三個運動質(zhì)點的共同速度交點的縱坐標表示三個運動質(zhì)點相 t 時刻物體速度為 v ( 圖中陰影局部面積表示質(zhì)點11遇時的位移在 Ot 1時間內(nèi)的位移 )t l時刻物體位移為 s1 例題評析【例 6】右圖為某物體做勻變速直線運動的圖像,求:( 1該物體 3s 末的速度。( 2該物體的加速度。( 3該物體前 6s 內(nèi)的位移。【分析與解答】 : 1由圖可直接讀出 3s 末的速度為 6m/s。2a t
12、圖中圖線的斜率表示加速度,故加速度為a93 m / s21m / s2。613a t 圖中圖線與 t 軸所圍面積表示位移, 故位移為S36 (93)m 36m 。62 點評 這局部內(nèi)容關鍵要掌握速度 - 時間圖象及位移時間圖象的意義 , 包括載距 , 斜率 , 相交等 .第二章探究勻變速運動的規(guī)律近年高考考察的重點是勻變速直線運動的規(guī)律及v-t圖像。本章知識較多與牛頓運動定律、電場中帶電粒子的運動等知識結(jié)合起來進展考察。近年試題的內(nèi)容與現(xiàn)實生活和生產(chǎn)實際的結(jié)合逐步密切。專題一 : 自由落體運動專業(yè)資料整理WORD格式第4頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式 知識梳理1定義:物體從靜止開場下落,并
13、只受重力作用的運動。2規(guī)律:初速為0 的勻加速運動,位移公式:h1gt 2,速度公式: v=gt23兩個重要比值:相等時間內(nèi)的位移比1:3:5- ,相等位移上的時間比1:( 2 1):( 32). 例題評析【例 1】建筑工人安裝塔手架進展高空作業(yè),有一名建筑工人由于不慎將抓在手中的一根長 5m的鐵桿在豎直狀態(tài)下脫落了,使其做自由落體運動,鐵桿在下落過程中經(jīng)過某一樓層面的時間為0.2s ,試求鐵桿下落時其下端到該樓層的高度?g10m/s 2,不計樓層面的厚度【分析與解答】 鐵桿下落做自由落體運動,其運動經(jīng)過下面某一樓面時間t =0.2s,這個t 也就是桿的上端到達該樓層下落時間t A與桿的下端到
14、達該樓層下落時間t B之差,設所求高度為 h,那么由自由落體公式可得到:h 1 gt B22h 51 gt A22t A t Bt解得 h28.8m【例 2】在現(xiàn)實生活中,雨滴大約在 1.5km 左右的高空中形成并開場下落。計算一下,假設該雨滴做自由落體運動, 到達地面時的速度是多少?你遇到過這樣快速的雨滴嗎?據(jù)資料顯示,落到地面的雨滴速度一般不超過8m/s,為什么它們之間有這么大的差異呢?【分析與解答】根據(jù): s1 gt2vtgt2可推出 vt2gs2 101.5 103 m / s1.732 10 2 m / s可見速度太大,不可能出現(xiàn)這種現(xiàn)象。 點評 實際上雨滴在下落過程所受空氣阻力和其
15、速度是有關的, 速度越大所受阻力也越大 ,落到地面之前已做勻速運動.,專題二 : 勻變速直線運動的規(guī)律 知識梳理1. 常用的勻變速運動的公式有122/2322+2as: vt =v0+at s=v 0t+atvt=v04v0 vtvt / 2S=(v0+vt )t/25aT2 v2 s1說明:上述各式有V , V , a,s, t 五個量,其中每式均含四個量,即缺少一個量,0t專業(yè)資料整理WORD格式第5頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式在應用中可根據(jù)量和待求量選擇適宜的公式求解。式中 T 表示連續(xù)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v0的方向為正方向,假設該
16、量與v0的方向一樣那么取為正值,反之為負。對量代入公式時要帶上正負號,對未知量一般假設為正,假設結(jié)果是正值,那么表示與v0方向一樣,反之那么表示與V0方向相反。另外,在規(guī)定v0方向為正的前提下,假設a 為正值,表示物體作加速運動,假設a 為負值,那么表示物體作減速運動;假設 v 為正值,表示物體沿正方向運動,假設v 為負值,表示物體沿反向運動; 假設 s 為正值, 表示物體位于出發(fā)點的前方,假設S 為負值, 表示物體位于出發(fā)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。 例題評析【例 3】 跳傘運發(fā)動作低空跳傘表演,當飛機離地面
17、224 m 時,運發(fā)動離開飛機在豎直方向做自由落體運動. 運動一段時間后,立即翻開降落傘,展傘后運發(fā)動以12.5 m/s 2的平均加速度勻減速下降. 為了運發(fā)動的平安,要求運發(fā)動落地速度最大不得超過5 m/s. 取g=10m/s2. 求: 1運發(fā)動展傘時,離地面的高度至少為多少"著地時相當于從多高處自由落下" 2運發(fā)動在空中的最短時間為多少"【分析與解答】 :運發(fā)動跳傘表演的過程可分為兩個階段,即降落傘翻開前和翻開后 . 由于降落傘的作用,在滿足最小高度且平安著地的條件下,可認為 vm=5 m/s的著地速度方向是豎直向下的,因此求解過程中只考慮其豎直方向的運動情況
18、即可 . 在豎直方向上的運動情況如下列圖 .2 2( 1由公式vTv0 2as可得第一階段: v2 2gh1第二階段:v22 2 2mvah又 h h H12解式可得展傘時離地面的高度至少為h299 m.設以 5 m/s的速度著地相當于從高h 處自由下落.那么 h v2=52m 1.25 m.2 g2 10( 2由公式s=v0t1at2可得:211gt12第一階段: h 2第二階段: h2 vt 21 at 222又t= 12t t解式可得運發(fā)動在空中的最短時間為t =8.6 s.說明:簡要地畫出運動過程示意圖,并且在圖上標出相對應的過程量和狀態(tài)量,不僅能使較復雜的物理過程直觀化,長期堅持下去
19、,更能較快地提高分析和解決較復雜物理問題的能力.【例 4】 以速度為10 m/s 勻速運動的汽車在第2 s 末關閉發(fā)動機,以后為勻減速運動,專業(yè)資料整理WORD格式第6頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式第 3 s 內(nèi)平均速度是9 m/s,那么汽車加速度是_ m/s2,汽車在 10 s 內(nèi)的位移是 _m.【分析與解答】 :第 3 s初的速度 v010 m/s,第3.5 s末的瞬時速度vt=9 m/s推論2所以汽車的加速度:=vtv0=910m/s 2 2 m/s 2at 0.5“表示a 的方向與運動方向相反.汽車關閉發(fā)動機后速度減到零所經(jīng)時間:t 20 v0=010s=5 s8 sa 2那么關閉
20、發(fā)動機后汽車8 s 內(nèi)的位移為:s20v02=0 102m 25 m2a2 2前 2 s汽車勻速運動:s1 v0t 110×2 m20 m汽車 10 s 內(nèi)總位移:s=s1 s220 m25 m45 m.說明: 1求解剎車問題時,一定要判斷清楚汽車實際運動時間.( 2此題求s2時也可用公式s= 1at2計算 . 也就是說“末速度為零的勻減速運動可倒2過來看作“初速度為零的勻加速運動.專題三汽車做勻變速運動,追趕及相遇問題 知識梳理在兩物體同直線上的追及、 相遇或防止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
21、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(fā)同向的勻速運動的物體時,假設二者速度相等了,還沒有追上,那么永遠追不上,此時二者間有最小距離. 假設二者相遇時追上了 ,追者速度等于被追者的速度, 那么恰能追上, 也是二者防止碰撞的臨界條件; 假設二者相遇時追者速度仍大于被追者的速度, 那么被追者還有一次追上追者的時機, 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(fā)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
22、遇,分析同1 .相向運動的物體,當各自發(fā)生的位移的絕對值的和等于開場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v1=15m/s),v 2=40m/s做同向勻速運動,當甲、乙間距為1500m 時,乙車開場剎車做勻減速運動,加速度大小為專業(yè)資料整理WORD格式第7頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式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, 速度開場減小,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
23、甲車相對乙車初始位置的位移,那么乙車就一定能追上甲車,設乙車速度減為v1=15m/s 時,用的時間為t ,那么有V1=v 2-att=(v 2-v 1)/a=125s在這段時間里乙車的位移為S 2= v1v2t =34375m2在該時間內(nèi)甲車相對乙車初始位置的位移為S1=1500十v1t=3375m因為 s2>s1,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(xiàn)讓該摩托車從靜止出發(fā),要在4 分鐘內(nèi)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,那么該摩托車行駛時,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。那么
24、:1 at 2V0t+S 0, 12a =2V0 t 2S02 25 240 2 10000.24 m/s2,2t 22402摩托車追上汽車時的速度:V = at = 0.24240 = 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 at12Vm t t1 S0 V0t, 42Vm at 1, 5由 4 5得: t 1=40/3 秒a=30902.25 (m/s)40/340總結(jié): 1要養(yǎng)成根據(jù)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
25、研究對象的運動過程,搞清整個運動過程按運動性質(zhì)的轉(zhuǎn)換可分為哪幾個運動階段,各個階段遵循什么規(guī)律,各個階段間存在什么聯(lián)系. 3由于本章公式較多,且各公式間有相互聯(lián)系,因此,本章的題目常可一題多解.解題時要思路開闊, 聯(lián)想比較, 篩選最簡捷的解題方案 . 解題時除采用常規(guī)的公式解析法外,圖象法、 比例法、極值法、逆向轉(zhuǎn)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(nèi)容是力學的根底, 也是貫穿于整個物理學的核心內(nèi)容。 本章從力的根本定義出發(fā),通過研究重力、彈力、摩擦力,逐步認識力的物質(zhì)性、力的矢量性、力的相互性,并通過受專業(yè)資料整理WORD格式第8
26、頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式力分析, 分析物體所處的狀態(tài)或從物體所處的平衡狀態(tài),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。 由于它的根底性和重要性, 決定了這局部知識在高考中的重要地位。本章知識的考察重點是: 三種常見力, 為每年高考必考內(nèi)容,明年乃至許多年后,仍將是頻繁出現(xiàn)的熱點。 力的合成與分解、 共點力的平衡等在高考中或單獨出現(xiàn)或與動力學、電磁學等相結(jié)合,或選擇或計算論述,或易或難,都要出現(xiàn)。專題一 : 力的概念、重力和彈力 知識梳理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(zhì)(1) 力的物質(zhì)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
27、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(xiàn)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(zhì)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(shù)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(fā)生形變 _,二是改變物體的運動狀態(tài)
28、。這兩種效果可各自獨立產(chǎn)生,也可能同時產(chǎn)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、 F2的大小、方向均一樣時,我們說 F1=F2,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(chǎn)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。
29、5力的分類(1) 性質(zhì)力:由力的性質(zhì)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、X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(chǎn)生:重力是由于地球的吸收而產(chǎn)生的, 重力的施力物體是地球。 2重力的大小:1為重力加速度,通常在地球外表附近,g 取 9.82由 G=mg計算, g米秒 ,表示質(zhì)量專業(yè)資料整理WORD格式第9頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式是 1 千克的物體受到的重力是9.8 牛頓。 由彈簧秤測量:物體靜止時彈簧秤的示數(shù)為重力大小。2 3重力的方向:重力的方向總是豎直向下
30、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, 認為各局部受到的重力作用都集中于一點,這 物體的各局部都受重力作用,效果上1個點就是重力的作用點,叫做物體的重心。 重心跟物體的質(zhì)量分布、物體的形狀有關,重心不一定在物體上。質(zhì)量分布均勻、 形2狀規(guī)那么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?qū)ξ矬w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(zhuǎn)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,一2般情況可近似認為重力等于萬有引力,即: mg=GMm/R。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
31、與物體的運動狀態(tài)無關,在加速運動的系統(tǒng)中,例如: 發(fā)生超重和失重的現(xiàn)象時,重力的大小仍是mg7彈力1產(chǎn)生條件:(1) 物體間直接接觸;(2) 接觸處發(fā)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(chǎn)生拉力,方向沿繩指向繩收縮的方向.(2) 彈簧產(chǎn)生的壓力或拉力方向沿彈簧的軸線。(3) 輕桿既可產(chǎn)生壓力,又可產(chǎn)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(shù), 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| ,
32、不能將 x 當作彈簧的長度L2 一般物體所受彈力的大小, 應根據(jù)運動狀態(tài), 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。 例題評析【例 1】以下關于力的說法中,正確的選項是()A 只有相互接觸的兩物體之間才會產(chǎn)生力的作用B 力是不能離開物體而獨立存在的,一個力既有施力物體,又有受力物體C 一個物體先對別的物體施加力后,才能受到反作用力D 物體的施力和受力是同時的【分析與解答】 力是物體間的相互作用, 不一定發(fā)生在直接接觸的物體間, 直接接觸而發(fā)生的作用叫接觸力,如彈力、摩擦力;通過場發(fā)生的作用叫場力,如重力、電場力、磁場力等。物體的施力和受力不分先后,總是同時的。正確答案為
33、 B、 D 【例 2】關于物體的重心,以下說法正確的選項是A 物體的重心一定在該物體上B 形狀規(guī)那么的物體,重心就在其中心處專業(yè)資料整理WORD格式第10頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式C 用一根懸線掛起的物體靜止時,細線方向一定通過物體的重心D重心是物體上最重的一點【分析與解答】重心是物體各局部的重力的合力的作用點,薄板物體的重心位置可以用懸掛法確定, 其他形狀的物體重心位置也可以用懸掛法想象的討論。重心不一定在物體上,也當然不是物體中最、重的一點,故AB錯, ( 如一根彎曲的桿,其重心就不在桿上) 用懸線掛起物體處于靜止時,由二力平衡原理知細線拉力必與重力等大、反向、共線,故C 正確。【
34、例 3】如下列圖,小車上固定一根折成 角的曲桿,桿的另一端一固定一質(zhì)量為m的球,那么當小車靜止時和以加速度a 向右加速運動時桿對球的彈力大小及方向如何"【分析與解答】當小車靜止時,根據(jù)物體平衡條件可知,桿對球的彈力方向豎直向上,大小等于 mg。當小車加速運動時,設小球受的彈力F 與豎直方向成 角,如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律,有:Fsin =maFcos =mg解得: F=(mg) 2(ma) 2tan=a/g可見,桿對球彈力的方向與加速度大小有關,只有當加速度 a=gtan 、且方向向右時,桿對球的彈力才沿著桿;否那么不沿桿的方向。(4) 面與面、點與面接觸的壓力或支持力的方向總垂直
35、于接觸面,指向被壓或被支持的物體,如下列圖,球和桿所受彈力的示意圖。專題二 : 摩擦力 知識梳理摩擦力有滑動摩擦力和靜摩擦力兩種,它們的產(chǎn)生條件和方向判斷是相近的。1產(chǎn)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:
36、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,如下列圖,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專業(yè)資料整理WORD格式第11頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式趨勢,車給人向前的靜摩擦力作用;此時人隨車向前
37、運動,受靜摩擦力方向與運動方向一樣。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(tài)有關,只能根據(jù)物體所處的狀態(tài) ( 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,即物體將要開場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 , 為動摩擦因數(shù),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。 例題評析【例 4】如以下列圖所示,拉力F 使疊放在一起的A、 B 兩物體以共同速度沿 F 方向做勻速直線運動,那么()A 甲、乙圖中A 物體均受靜摩擦力作用,方向與F 方向一樣
38、。B 甲、乙圖中A 物體均受靜摩擦力作用,方向與,方向相反C 甲、乙圖中A 物體均不受靜摩擦力作用D 甲圖中 A 物體不受靜摩擦力作用,乙圖中A 物體受靜摩擦力作用,方向與F 方向一樣【分析與解答】 :假設甲圖中A 物體受靜摩擦力作用,那么它在水平方向上受力不平衡,將不可能隨B 物體一起做勻速直線運動,所以A 物體不受靜摩擦力作用,這樣就排除了A、 B兩項的正確性 c、D 兩項中哪個正確,由乙圖中A 物體是否受靜摩擦力判定假設乙圖中A物體不受靜摩擦力作用,那么它將在其重力沿斜面的分力作用下向下滑不能隨 B 物體保持沿斜面向上的勻速直線運動因此乙圖中A 物體一定受靜摩擦力作用,且方向與F 方向一
39、樣,c 項是不正確的答案: D專題三 : 力的合成與分解 知識梳理1力的合成利用一個力 ( 合力 ) 產(chǎn)生的效果跟幾個力( 分力 ) 共同作用產(chǎn)生的效果一樣,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(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用產(chǎn)生的效果一樣,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,即一個力假設分解為兩個分力,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, 假設考慮了合力的效果,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,
40、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,N2作用線垂直于桿,當桿在作用線共面的三個非平行力作專業(yè)資料整理WORD格式第12頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式用下處于平衡狀態(tài)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、 N2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力的合成定那么:1平行四邊形定那么:求共點力F1、F2的合力, 可以把表示F1、F2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
41、向,如圖 a。2 三角形定那么:求F1、F2的合力,可以把表示F1、 F2的有向線段首尾相接,從F1的起點指向F2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(jù)這個力產(chǎn)生的實際效果或按問題的需要進展分解(2) 有確定解的條件:合力和兩個分力的方向,求兩個分力的大小( 有唯一解 )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)合力、一個分力 F1的大小與另一分力 F2的方向,求 F1的方向和 F2的大小 ( 有兩個或唯一解 )(3) 力的正交分解:將力按互相垂直的兩個方向進展分解的方法利用力的正交分解法可以求幾個共點力的合
42、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(jù)力的作用效果, 畫出力的平行四邊形, 接著就轉(zhuǎn)化為一個根據(jù)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(shù)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 例題評析【例 5】在傾角為的斜面上,放一質(zhì)量為 m的光滑小球,小球被豎直的木板擋住,那么球?qū)π泵娴膲毫?( )
43、【分析與解答】 :小球的重力產(chǎn)生兩個效果:水平擠壓木板;垂直斜面方向壓緊斜面故可專業(yè)資料整理WORD格式第13頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式將重力沿水平方向和垂直斜面方向分解為Fl、 F2如右圖所示,根據(jù)平行四邊形定那么,可得:F=mg/cos 答案: C【例6 】分解一個力,假設它的一個分力的大小和另一個分力的方向,以下正確的選項是( )A 只有唯一組解B一定有兩組解C 可能有無數(shù)組解D 可能有兩組解專題四 : 受力分析 知識梳理受力分析就是把研究對象在給定物理環(huán)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(jù)(1) 依據(jù)各種力的產(chǎn)生條件和性質(zhì)特點,每種力的產(chǎn)生條件提供了其
44、存在的可能性,由于力的產(chǎn)生原因不同,形成不同性質(zhì)的力,這些力又可歸結(jié)為場力和接觸力,接觸力( 彈力和摩擦力 ) 確實定是難點,兩物體直接接觸是產(chǎn)生彈力、摩擦力的必要條件,彈力產(chǎn)生原因是物體發(fā)生形變, 而摩擦力的產(chǎn)生, 除物體間相互擠壓外, 還要發(fā)生相對運動或相對運動趨勢。(2) 依據(jù)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(jù)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(jù)物體所處的運動狀態(tài):有些力存在與否或者力的方向較難確定,要根據(jù)物體
45、的運動狀態(tài),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(jù)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量藩侵j 研究對象可以是單個物體或物體的某一局部,也可以是由幾個物體組成的系統(tǒng)(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(yǎng)成按一般步驟分析的好習慣 一般應先分析重力;然后環(huán)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,這樣可以防止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 “沖力專業(yè)資料整理WORD格式第14頁共28頁專業(yè)資料整理WORD格式(4) 畫完受力圖后要進展定性檢驗,看一看根據(jù)你畫的受力圖,物體能否處于題目中所給的運動狀態(tài)3受力分析的本卷須知(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(jù)性質(zhì)命名的力(3) 每分析一個力,都
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