一机械运动物体的空间位置随时间的变化
2014届一轮复习第一章_匀变速直线运动的研究

必修1第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究第1课时 描述运动的物理量基础知识归纳1.机械运动物体的 空间位置 随时间的变化. 2.参考系为了研究物体的运动而假定为不动,用来做 参考 的物体,对同一个物体的运动,所选择的参考系不同,对它运动的描述可能就会 不同 ,通常取 地面 为参考系来描述物体的运动.3.质点(1)定义:用来代替物体的有 质量 的点.(2)物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的 大小 和 形状 可以忽略.6.速度和速率(1)平均速度:运动物体的 位移 与所用 时间 的比值. (2)瞬时速度:运动物体在某一 位置 或 时刻 的速度. (3)速率:瞬时速度的 大小 叫速率,是标量.7.加速度(1)定义:a =tv∆∆,Δv 是速度变化量,Δt 是时间间隔.(2)物理意义:描述 速度 变化的快慢. (3)方向:与Δv 的方向相同,单位是 m/s 2 . 8.匀速直线运动(1)定义:轨迹为直线,且在任意相等的时间内 位移 相等的运动. (2)规律的描述 ①公式:v = x/t . ② 图象:如图所示.重点难点突破一、对质点概念的理解1.质点是一种科学抽象,是在研究物体运动时,抓住主要因素、忽略次要因素,对实际物体的近似,是一种理想化模型.2.一个物体是否可以视为质点,要具体情况具体分析.(1)平动的物体可以视为质点.所谓平动,就是物体运动时,其上任一点的运动与整体的运动有完全相同的特点,如水平传送带上的物体随传送带的运动.(2)有转动,但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点.如汽车在运动时,虽然车轮有转动,但我们关心的是车辆整体运动的快慢,故汽车可以看成质点.(3)物体的大小、形状对所研究问题影响可以忽略不计时,可视物体为质点.如地球是足够大的物体,但地球绕太阳公转时,地球的大小就变成次要因素,我们完全可以把地球当做质点看待.当然,在研究地球自转时,就不能把地球看成质点了.又如测量一个同学的跑步速度时,可以将他看成质点,但观察他做广播操时,就不能将他看成质点了.3.质点的物理意义当物体的形状、大小不起主要作用时,可把物体抽象为一个质点,以便简化问题;即使在物体形状、大小起主要作用时,也可根据质点的定义,把物体看成由无数多个质点组成的系统.所以,研究质点的运动,是研究实际物体运动的近似和基础.二、位移和路程的区别位移是描述物体位置变化大小和方向的物理量,它是从运动物体的初位置指向末位置的有向线段.位移既有大小又有方向,是矢量,大小只跟运动起点、终点位置有关,跟物体运动所经历的实际路径无关.路程是物体运动所经历的路径长度,是标量,大小跟物体运动经过的路径有关. 位移和路程都属于过程量,物体运动的位移和路程都需要经历一段时间.三、对平均速度和瞬时速度的理解在匀速直线运动中,由于速度不变,即x 跟t 的比值x/t 不变,平均速度与瞬时速度相同,v =x /t 既是平均速度,也是物体各个时刻的瞬时速度.在变速运动中,v -=x/t 随x 或t 的选取不同而不同,而且是反映这段位移上的平均速度,它只能粗略地描述这段位移上运动的快慢程度.对做变速运动的物体,在它经过的某个位置附近选很小一段位移Δx ,Δx 小到在这段位移上察觉不到速度有变化,即在Δx 上物体是匀速,那么这段位移上的平均速度与这段位移上各个时刻的瞬时速度相等,即定义为:物体在这一位置的速度等于在这一位置附近取一小段位移Δx 与经过这段Δ x 所用时间Δ t 的比值,即Δ t 趋于0时,tx∆∆=v .五、参考系的理解和应用1.运动是绝对的,静止是相对的.一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系而言的.2.参考系的选取可以是任意的.3.确定一个物体的运动性质时,必须首先选取参考系,选择不同的物体做参考系,可能得出不同的结论.4.参考系本身既可以是运动的物体也可以是静止的物体,在讨论问题时,被选为参考系的物体,我们假定它是静止的.5.当比较两个物体的运动情况时,必须选择同一个参考系.6.参考系的选取原则.选取参考系时,应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则,一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定,如研究地面上物体的运动时,通常选地面或相对地面静止的物体为参考系.典例精析1.位移和路程的比较及计算【例1】在一条直线跑道上,每隔5 m 远放置一个空瓶子,运动员进行折返跑训练,从中间某一瓶子处出发,跑向最近的空瓶子将其扳倒后返回再扳倒出发点处的第一个瓶子,之后再折返扳倒前面的最近的瓶子,依次下去,当他扳倒第6个空瓶子时,他跑过的路程多大?位移是多大?【解析】设从O 处出发,其运动情景如图所示,由路程是轨迹的长度得L =(5+5+10+15+20+25) m =80 m由位移概念得x =10 m【思维提升】本题主要考查对位移和路程的理解,作出运动员运动的示意图,使运动过程直观形象,易于求解.【拓展1】某同学从学校的门口A 处开始散步,先向南走了50 m 到达B 处,再向东走了100 m 到达C 处,最后又向北走了150 m 到达D 处,则:(1)此人散步的总路程和位移各是多少?(2)要确切地表示这人散步过程中的各个位置,应采用什么数学手段较妥,分别应如何表示? (3)要比较确切地表示此人散步的位置变化,应用位移还是路程? 【解析】(1)这人散步的总路程为 s =(50+100+150) m =300 m 画图,如图所示,位移大小为x =22)50150()100(-+ m =1002 m 且tan α=1,α=45°,即位移方向为东偏北45°.(2)应用直角坐标系中的坐标表示,以A 为坐标原点,向东为x 轴正向,向北为y 轴正向,则A 点为(0,0),B (0,-50),C (100,-50),D (100,100).(3)应用位移可准确表示人散步的位臵变化. 2.平均速度的求法【例2】汽车从甲地由静止出发,沿直线运动到丙地,乙在甲、丙两地的中点.汽车从甲地匀加速运动到乙地,经过乙地时速度为60 km/h ;接着又从乙地匀加速运动到丙地,到丙地时速度为120 km/h.求汽车从甲地到达丙地的平均速度.【解析】设甲、丙两地距离为2l ,汽车通过甲、乙两地的时间为t 1,通过乙、丙两地的时间为t 2.甲到乙是匀加速运动,由l =2乙甲v v +•t 1得t 1=/2)60(0/2)(+=+lv v l 乙甲 h =30l h从乙到丙也是匀加速运动,由l =2丙乙v v +•t 2得t 2=2/)20160(/2)(+=+l v v l 丙乙 h=90lh所以90302221l l lt t l v +=+=甲丙 km/h =45 km/h 【思维提升】平均速度的常用计算方法有:(1)利用定义式v =x/t ,这种方法适合于任何运动形式;(2)利用v =21(v 0+v ),这种方法只适用于匀变速直线运动.求平均速度的关键是明确所求的是哪一段时间内的平均速度或哪一段位移的平均速度.【拓展2】某人爬山,从山脚爬上山顶,然后又从原路返回到山脚,上山的平均速率为v 1,下山的平均速率为v 2,则往返的平均速度大小和平均速率是 ( D )A.221v v +, 221v v + B. 221v v -,221v v - C.0, 2121v v v v +- D.0,21212v v v v +【解析】平均速度tt x ∆=∆∆0=0,平均速率v =212121212122v v v v v s v s s t t x x +=+=++ 3.位移、速度、速度变化率和加速度的关系【例3】一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减 小直至为零,则在此过程中 ( )A.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值B.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值【答案】B【思维提升】不能认为加速度变小,速度一定变小,也不能认为加速度变大,速度一定变大.当加速度与速度方向相同时,速度变大;当加速度与速度方向相反时,速度变小.【拓展3】一物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s ,1 s 后速度的大小变为10 m/s.在这1 s 内物体的 ( AD )A.位移的大小可能小于4 mB.位移的大小可能大于10 mC.加速度的大小可能小于4 m/s 2D.加速度的大小可能大于10 m/s 2【解析】因物体做匀变速直线运动,有两种可能:①若是匀加速直线运动,则v t =10 m/s ,位移x =20tv v +•t=2104+×1 m =7 m ,加速度a =14100-=-t v v t m/s 2=6 m/s 2 ②若是匀减速直线运动,则v t =-10 m/s ,位移x =20t v v +•t =2104-×1 m =-3 m ,加速度a =14100--=-t v v t m/s 2=-14 m/s 2,故选A 、D.易错门诊4.参考系及其应用【例4】航空母舰是一种可以供军用飞机起飞和降落的军舰.蒸汽弹射起飞,就是使用一个长平的甲板作为飞机跑道,起飞时一个蒸汽驱动的弹射装置带动飞机在两秒钟内达到起飞速度,目前只有美国掌握生产蒸汽弹射器的成熟技术.某航空母舰上的战斗机,起飞过程中最大加速度是a =4.5 m/s 2,飞机要达到速度v 0=60 m/s 才能起飞,航空母舰甲板长为L =289 m.为使飞机安全起飞,航空母舰应以一定速度航行才能保证飞机起飞安全,求航空母舰的最小航行速度v 是多少?(设飞机起飞对航空母舰的状态没有影响,飞机的运动可以看做匀加速直线运动)【错解】由运动学知识有220v v -=2aL ,解得v =aL v 220-,代入数据得v =2895.42602⨯⨯- m/s =999m/s ≈31.6 m/s【错因】本题在解题的过程中如果以地面为参考系,飞机起飞的距离并不是航空母舰甲板长度L ,甲板的长度应该是飞机与航空母舰的相对位移.错解中的速度是以地面为参考系,位移以航空母舰为参考系,同一个过程中物理量采用不同的参考系显然是不正确的.【正解】若航空母舰匀速运动,以地面为参考系,设在时间t 内航空母舰和飞机的位移分别为x 1和x 2,航空母舰的最小速度为v ,由运动学知识得x 1=vt ,x 2=vt +21at 2,x 2-x 1=L ,v 0=v +at联立以上几式解得v =9 m/s【思维提升】若在分析问题的同一公式中,必须选用统一的参考系. 第 2 课时 匀变速直线运动规律及应用基础知识归纳1.匀变速直线运动的基本规律(1)概念:物体做 直线 运动,且加速度大小、方向都 不变 ,这种运动叫做匀变速直线运动.可分为 匀加速 直线运动和 匀减速 直线运动两类.(2)特点: 加速度的大小和方向都不随时间变化 . (3)匀变速直线运动的规律2.匀变速直线运动的重要推论(1)任意两个连续相等的时间间隔T 内的位移之差是一个恒量,即x 2-x 1=x 3-x 2=…=Δx = aT 2 或x n +k -x n = kaT 2 .(2)在一段时间t 内,中间时刻的瞬时速度v 等于这段时间的平均速度,即2t v =20t v v v +==tx. (3)中间位移处的速度:2x v =2220t v v +.(4)初速度为零的匀加速直线运动的特殊规律①t 末、2t 末、3t 末、…、nt 末瞬时速度之比为v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n = 1∶2∶3∶…∶n . ②t 内、2t 内、3t 内、…、nt 内位移之比为x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n = 12∶22∶33∶…∶n 2 . ③在连续相等的时间间隔内的位移之比为x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶x n = 1∶3∶5∶…∶(2n -1) . ④经过连续相等位移所用时间之比为t Ⅰ∶t Ⅱ∶t Ⅲ∶…∶t n = )1(∶)23(∶)12(1 ----n n ∶.重点难点突破一、匀变速直线运动问题的求解方法在众多的匀变速直线运动的公式和推论中,共涉及五个物理量v 0、v t 、a 、x 、t ,合理地运用和选择方法是求解运动学问题的关键.1.基本公式法:是指速度公式和位移公式,它们均是矢量式,使用时应注意方向性.一般以v 0的方向为正方向,其余与正方向相同者取正,反之取负.2.平均速度法:定义式v =x /t ,对任何性质的运动都适用,而20tv v v +=只适用于匀变速直线运动. 3.中间时刻速度法利用“任一时间t 内中间时刻的瞬时速度等于这段时间t 内的平均速度”,即v v =21,适用于任何一个匀变速直线运动,有些题目应用它可以避免常规解法中用位移公式列出的含有t 2的复杂式子,从而简化解题过程,提高解题速度.4.比例法对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速运动,可利用初速度为零的匀加速直线运动的五大重要特征的比例关系,用比例法求解.5.逆向思维法把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法.一般用于末态已知的情况. 6.图象法应用v-t 图象,可把复杂的问题转变为较为简单的数学问题解决,尤其是用图象定性分析,可避开繁杂的计算,快速找出答案.7.巧用推论Δx =x n +1-x n =aT 2解题匀变速直线运动中,在连续相等的时间T 内的位移之差为一恒量,即x n +1-x n =aT 2,对一般的匀变速直线运动问题,若出现相等的时间间隔,应优先考虑用Δx =aT 2求解.二、匀变速直线运动重要推论的理解及灵活运用对于匀变速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动的七个推论,要学会从匀变速直线运动的基本公式推导出来并熟练掌握,这样有助于我们进一步加深对匀变速直线运动规律的理解;同时,巧妙地运用上述推论,可使求解过程简便快捷.三、求解匀变速直线运动的一般思路1.弄清题意,建立一幅物体运动的图景.为了直观形象,应尽可能地画出草图,并在图中标明一些位置和物理量.2.弄清研究对象,明确哪些量已知,哪些量未知,根据公式特点恰当地选用公式.3.利用匀速变直线运动的两个推论和初速度为零的匀加速直线运动的特点,往往能够使解题过程简化.4.如果题目涉及不同的运动过程,则应重点寻找各段运动的速度、位移、时间等方面的关系. 四、应用运动学公式解决行车问题应注意1.正确分析车辆行驶的过程、运动状态,确定各相关量的符号,灵活运用公式列方程.2.注意找出题目中的隐含条件.如汽车的启动过程,隐含初速度为零;汽车刹车直到停止过程,隐含物体做匀减速运动且末速度为零的条件.3.在计算飞机着陆、汽车刹车等这类速度减为零后不能反向运动的减速运动的位移时,注意判断所给时间t 内物体是否已经停止运动.如果已停止运动,则不能用时间t 代入公式求位移,而应求出它停止所需的时间t ′,将t ′代入公式求位移.因为在以后的t ′~t 时间内物体已停止运动,位移公式对它已不适用.此种情况称为“时间过量问题”.4.公式应用过程中,如需解二次方程,则必须对求解的结果进行讨论.5.末速度为零的匀减速运动,是加速度大小相同、初速度为零的匀加速运动的逆过程,因此可将其转化为初速度为零的匀加速运动进行计算,使运算简便.典例精析1.匀变速直线运动问题的求解【例1】物体以一定的初速度从A 点冲上固定的光滑的斜面,到达斜面最高点C 时速度恰好为零,如图所示.已知物体运动到斜面长度3/4处的B 点时,所用时间为t ,求物体从B 运动到C 所用的时间.【解析】解法一:逆向思维法物体向上匀减速冲上斜面,相当于向下匀加速滑下斜面.故x BC =221BC at ,x AC =a (t +t BC )2/2,又x BC =x AC /4解得t BC =t 解法二:比例法对于初速度为零的匀变速直线运动,在连续相等的时间内通过的位移之比为 x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1) 现在x BC ∶x AB =1∶3通过x AB 的时间为t ,故通过x BC 的时间t BC =t解法三:利用相似三角形面积之比等于对应边平方比的方法,作出v-t 图象,如图所示.S △AOC /S △BDC =CO 2/CD 2且S △AOC =4S △BDC ,OD =t ,OC =t +t BC所以4/1=(t +t BC )2/2BC t ,解得t BC =t【思维提升】本题解法很多,通过对该题解法的挖掘,可以提高灵活应用匀变速直线运动规律和推论的能力、逆向思维的能力及灵活运用数学知识处理物理问题的能力.【拓展1】一个做匀加速直线运动的物体,在头4 s 内经过的位移为24 m ,在第二个4 s 内经过的位移是60 m.求这个物体的加速度和初速度各是多少?【解析】解法一:基本公式法头4 s 内的位移:x 1=v 0t +21at 2第2个4 s 内的位移:x 2=v 0(2t )+21a (2t )2-(v 0t +21at 2)将x 1=24 m 、x 2=60 m 、t =4 s 代入上式, 解得a =2.25 m/s 2,v 0=1.5 m/s解法二:物体在8 s 内的平均速度等于中间时刻(即第4 s 末)的瞬时速度,则v 1=86024+ m/s =v 0+4a ,物体在前4 s 内的平均速度等于第2 s 末的瞬时速度v 2=424m/s =v 0+2a 两式联立解得a =2.25 m/s 2,v 0=1.5 m/s解法三:由公式Δx =aT 2,得a =2242460-=∆T x m/s 2=2.25 m/s 2根据v 1=86024+m/s =v 0+4a ,所以v 0=1.5 m/s2.匀变速直线运动的推论及其应用【例2】物体沿一直线运动,在t 时间内通过的位移为x ,它在中间位置21x 处的速度为v 1,在中间时刻21t 时的速度为v 2,则v 1和v 2的关系为 ( ) A.当物体做匀加速直线运动时,v 1>v 2 B.当物体做匀减速直线运动时,v 1>v 2 C.当物体做匀速直线运动时,v 1=v 2 D.当物体做匀减速直线运动时,v 1<v 2 【解析】本题主要考查对中间时刻速度和中点位臵速度的理解及比较.设物体运动的初速度为v 0,末速度为v t ,有202v v t -=2a •x ① 222021xa v v ∙=- ② 由①②式解得v 1=2220t v v + ③由速度公式可求得v 2=(v 0+v t )/2 ④而③④两式,对匀加速、匀减速直线运动均成立.用数学方法可知,只要v 0≠v t ,必有v 1>v 2;当v 0=v t ,做匀速直线运动,必有v 1=v 2.所以,正确选项应为A 、B 、C.【答案】ABC【思维提升】解题时要注意:当推出v 1>v 2时假设物体做匀加速运动,不能主观地认为若物体做匀减速运动结果就是v 1<v 2.【拓展2】一列火车由静止开始做匀加速直线运动,一个人站在第1节车厢前端的站台前观察,第1节车厢通过他历时2 s ,全部车厢通过他历时8 s ,忽略车厢之间的距离,车厢长度相等,求:(1)这列火车共有多少节车厢?(2)第9节车厢通过他所用的时间为多少?【解析】(1)根据做初速度为零的匀加速直线运动的物体,连续通过相等位移所用时间之比为 1∶(2-1)∶(23-)∶…∶(1--n n ) n n n t t 11)23()12(111=--++-+-+= 所以n182=,n =16,故这列火车共有16节车厢. (2)设第9节车厢通过他所用时间为t 9,则89191-=t t ,t 9=89-t 1=(6-24) s=0.34 s 【例3】将粉笔头A 轻放在以2 m/s 的恒定速度运动的足够长的水平传送带上后,传送带上留下一条长度为4 m 的划线.若使该传送带改做初速度不变、加速度大小为1.5 m/s 2的匀减速运动直至速度为零,并且在传送带开始做匀减速运动的同时,将另一粉笔头B 轻放在传送带上,则粉笔头B 停止在传送带上的位置与划线起点间的距离为多少?(g 取10 m/s 2)【解析】粉笔头A 在传送带上运动,设其加速度为a ,加速时间为t ,则vt -21at 2=4 m ,at =2 m/s ,所以a =0.5 m/s 2若传送带做匀减速运动,设粉笔头B 的加速度时间为t 1,有v 1=at 1=v -a ′t 1.所以t 1=5.15.02+='+a a v s =1 s此时粉笔头B 在传送带上留下的划线长为l 1=x 传送带-x 粉笔=(vt 1-212121)21at t a -'=2×1 m -21×1.5×12 m -21×0.5×12 m =1 m因传送带提供给粉笔的加速度大小为0.5 m/s 2,小于1.5 m/s 2.故粉笔相对传送带向前滑,到传送带速度减为零时,有v 1=a ′t 2,v 2=v 1-at 2,l 2=x 粉笔-x 传送带=18122212221='--a v a v v m 传送带停止运动后,粉笔继续在传送带上做匀减速运动直至停止.则l 3=91222=a v m ,所以Δl =l 1-l 2-l 3=65 m【思维提升】粉笔头A 在第一种情况下先做匀加速运动;粉笔头B 在第二种情况下先做匀加速运动,后做匀减速运动.求解时不仅要注意粉笔头各运动阶段的物理量间关系,还要注意其与传送带运动的各物理量间的关系.易错门诊3.运动学规律在行车问题中的应用【例4】汽车初速度v 0=20 m/s ,刹车后做匀减速直线运动,加速度大小为a =5 m/s 2,求: (1)开始刹车后6 s 末汽车的速度; (2)10 s 末汽车的位置.【错解】(1)由v =v 0+at ,得6 s 末汽车的速度为v t =20 m/s +[(-5)×6] m/s =-10 m/s负号表示与运动方向相反.(2)10 s 末汽车的位移为x =v 0t +21at 2=[20×10+21×(-5)×102] m =-50 m 负号表示汽车在开始刹车处后方50 m 处. 【错因】没有考虑到汽车刹车后的实际运动情况是速度减为零后,汽车将停下,而不再做反向的匀加速运动.【正解】(1)设汽车经过时间t 速度减为零,则由v t =v 0+at ,得t =52000--=-a v v t s =4 s 故6 s 后汽车速度为零.(2)由(1)知汽车4 s 后就停止,则x =220(20=t v ×4) m =40 m 即汽车10 s 末位臵在开始刹车点前方40 m 处. 【思维提升】竖直上抛运动的物体,速度先减为零,然后反向做匀加速运动.而刹车之类的问题,物体速度减为零后停止运动,不再反向做加速运动,因此对于此类问题首先要弄清停下需经历多少时间或多少位移.第 3 课时 运动图象的探究分析及应用基础知识归纳1.位移—时间图象(x-t 图象)(1)x-t 图象的物理意义:反映做直线运动的物体的 位移 随时间变化的关系. (2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率大小表示物体 速度的大小 . ②图线上某点切线的斜率正负表示物体 速度的方向 . (3)两种特殊的x-t 图象①若x-t 图象是一条倾斜的直线,说明物体做 匀速直线 运动. ②若x-t 图象是一条平行于时间轴的直线,说明物体处于 静止 状态. 2.速度—时间图象(v-t 图象)(1)物理意义:反映了做直线运动的物体的 速度 随 时间 的变化关系. (2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率大小表示物体运动的 加速度的大小 . ②图线上某点切线的斜率正负表示加速度的 方向 . (3)两种特殊的v-t 图象①匀速直线运动的v-t 图象是与横轴 平行 的直线. ②匀变速直线运动的v-t 图象是一条 倾斜 的直线. (4)图象与时间轴围成的“面积”的意义①图象与时间轴围成的“面积”表示相应时间内的 位移 .② 若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为 正方向 ;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为 负方向 .重点难点突破一、x-t 图象与v-t 图象的比较形状相同的图线,在不同的图象中所表示的物理规律不同,通过下图中的例子体会x-t 图象和v-t 图象中图线表示的物理规律.二、运动图象的识别和信息利用1.首先明确所给的图象是什么图象,即认清图象中横、纵轴所代表的物理量及它们的函数关系.特别是那些图形相似容易混淆的图象,更要注意区分.2.要清楚地理解图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”的物理意义:(1)点:图线上的每一个点对应研究对象的一个状态,特别要注意“起点”、“终点”、“拐点”,它们往往对应一个特殊状态.(2)线:表示研究对象的变化过程和规律,如v-t 图象中图线若为倾斜直线,则表示物体做匀变速直线运动.(3)斜率:表示横、纵坐标上两物理量的比值,常有一个重要的物理量与之对应,用于求解定量计算对应物理量的大小和定性分析变化的快慢问题.如x-t 图象的斜率表示速度的大小,v-t 图象的斜率表示加速度的大小.(4)面积:图线与坐标轴围成的面积常与某一表示过程的物理量相对应.如v-t 图象与横轴包围的“面积”大小表示位移大小.(5)截距:表示横、纵坐标两物理量在“边界”条件下的大小. 三、应用图象分析实际问题图象在中学物理中应用十分广泛,它能形象地表达物理规律,直观地叙述物理过程,并鲜明地表示物理量间的各种关系.利用图象解决物理问题,是学习物理的一种重要方法.四、位移图象和运动轨迹的区别能用位移—时间图象表示出来的运动应该是直线运动;根据位移是否随时间均匀变化(或图象是否是直线)判断是否是匀速直线运动;根据位移的大小随时间变化的情况判断运动方向是否改变.位移图象和运动轨迹不能混为一谈.典例精析 1.运动图象的比较【例1】做直线运动的物体的v-t 图象如图所示.由图象可知( ) A.前10 s 物体的加速度为0.5 m/s 2,后5 s 物体的加速度为-1 m/s 2 B.15 s 末物体回到出发点 C.10 s 末物体的运动方向发生变化 D.10 s 末物体的加速度方向发生变化【解析】从图线的斜率可知物体在前10 s 内的加速度为0.5 m/s 2,后5 s 内的加速度为-1 m/s 2,A 正确.物体先沿正方向做匀加速直线运动,10 s 末开始做匀减速直线运动,运动方向不变,加速度方向发生了变化,15 s 末物体速度为零,离出发点距离37.5 m ,选项D 正确,B 、C 错误.【答案】AD【思维提升】应用v-t 图象分析物体的运动时,要抓住图线的特征与运动性质的关系,要抓住图线的“点”、“线”、“面积”和“斜率”的意义.【拓展1】若将上题中的图象的纵轴(v 轴)换成x 轴,其他条件不变,试回答下列问题: (1)物体在0~10 s 和10 s ~15 s 两个阶段分别做什么运动? (2)物体何时距出发点最远,何时回到出发点?【解析】(1)0~10 s 内,物体的速度为v 1=k 1=0.5 m/s ,物体沿x 轴正方向做匀速直线运动.10 s ~15 s 内,物体的速度为v 2=k 2=-1 m/s ,物体沿x 轴负方向做匀速直线运动.(2)从图可直接判断,物体10 s 末离出发点最远,最远距离为5 m ;第15 s 时,物体位移为0,回到出发点.2.运动图象的识别和应用【例2】一宇宙空间探测器从某一星球表面垂直升空,假设探测器的质量恒为1 500 kg ,发动机的推力为恒力,宇宙探测器升空到某一高度时,发动机突然关闭,如图所示为其速度随时间变化的规律.(1)升高后9 s 、25 s 、45 s ,即在图线上A 、B 、C 三点探测器的运动情况如何?(2)求探测器在该行星表面达到的最大高度(3)计算该行星表面的重力加速度及发动机的推动力(假设行星表面没有空气).【解析】(1)升空后探测器做初速为零的匀加速直线运动.9 s 末发动机关闭,此时速度最大,此后做匀减速运动,25 s 末速度减为零,此时探测器离行星表面最高,然后探测器返回做自由落体运动,45 s 末落地,速度为80 m/s.(2)由上述分析可知25 s 末探测器距行星表面最高,最大高度h m =21×25×64 m =800 m (3)由9 s ~45 s 计算图线的斜率可得该行星的重力加速度g =(80+64)/(45-9) m/s 2=4 m/s 2.对0~9 s 过程运用牛顿第二定律有:F -mg =ma ,而a =964m/s 2≈7.1 m/s 2F =m (g +a )=1 500×(4+7.1) N =1.665×104 N【思维提升】分析速度—时间图象,把握运动状态的变化是解此题的关键. 3.应用图象分析问题【例3】摩托车在平直公路上从静止开始启动,a 1=1.6 m/s 2,稍后匀速运动,然后减速,a 2=6.4 m/s 2,直到停止,共历时130 s ,行程1 600 m ,试求:(1)摩托车行驶的最大速度;(2)若摩托车从静止启动,a 1、a 2不变,直至停止,行程不变,所需最短时间为多少.【解析】画出v-t 图象如图(甲).(1)由v 2-20v =2ax ,有22m 2m 1m 12m 2)130(2m a v v a v a v a v +--+=1 600 而a 1=1.6 m/s 2 a 2=6.4 m/s 2解得v m =12.8 m/s(舍去另一解)(2)路程不变,则图象中面积不变,当v 越大则t 越小,如图(乙)所示.设最短时间为t min ,则t min =2m 1m a v a v '+' ① 22m12m 22a v a v '+'=1 600 ② 其中a 1=1.6 m/s 2,a 2=6.4 m/s 2 由②式得v m ′=64 m/s 故t min =s 1.664s 6.164+=50 s 即最短时间为50 s.。
理论力学

§1-3
物体的受力分析和受力图
在受力图上应画出所有力,主动力和约束力(被动力) 画受力图步骤:
1、取所要研究物体为研究对象(隔离体)画出其简图
2、画出所有主动力 3、按约束性质画出所有约束(被动)力
例1-1
碾子 , 、 处光滑 A B
解:画出简图
取 AB 梁,其受力图如图 (c)
CD 杆的受力图能否画
为图(d)所示?
若这样画,梁AB 的受力 图又如何改动?
如图所示结构,画AD、BC的受力图。
P
A
C
D
RB
RC
C
B
B
P
X
P
RA
A
A
YA
RC
D
C
A
RC
D
C
C
A
FA A
B
FB B
受力图正确吗
?
FA C
自由体:位移不受限制的物体叫自由体。 非自由体:位移受限制的物体叫非自由体。
约束:对非自由体的位移起限制作用的物体. (这里的约束是名词,而不是动词)
约束力:约束对非自由体的作用力. 大小——待定
约 束 力
方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反 作用点——接触处
工程常见的约束 1、具有光滑接触面(线、点)的约束(光滑接触约束)
约束力:比径向轴承多一个轴向的约束反力,亦有三个正 交分力 FAx , FAy , FAz .
固定端约束
阳台,电线杆,机床的卡盘
(1)光滑面约束——法向约束力 FN
(2)柔索约束——张力 FT
(3)光滑铰链—— FAy FAx
(4)滚动支座—— FN
质点_参考系和坐标系

答案
ABD
解析
两车的速度相同时,其相对位置不变,以其中
任一辆车为参考系,另一辆车是静止的,故 A 正确; 若第三辆车丙与甲、乙两车同向同速行驶,以丙车为 参考系时,甲、乙两车均静止,故 B 正确;若一人在 甲车中走动时,他与乙车的相对位置是变化的,则乙 车是运动的,故 C 错;甲车刹车停下,乙车向东行驶, 甲车与乙车间的距离增大,甲车相对乙车向西运动, 故 D 正确.
• 典型例题
• 1、在下列物体的运动中,可视作质点的物体有 (ACFG )
• A.从北京开往广州的一列火车
• B.研究转动的汽车轮胎 • C.研究绕地球运动时的航天飞机 • D.表演精彩芭蕾舞演员 • E.参加一百米跑竞赛的运动员在冲刺过程中 • F.在斜下推力的作用下,沿水平面滑动的箱子 • G.计算子弹从枪口到靶心的飞行时间 • H.测量子弹船过一张薄纸的时间。
4.坐标系 (1)建系目的:定量地描述物体的 位置 及位置的
变化 .
(2)建系方法: 当物体做直线运动时, 可以选取某一 点为坐标原点建立坐标轴, 坐标轴的方向表示规定 的 正方向 ,坐标轴上的数值表示物体的位置. (3)全球卫星定位系统 它是由若干个绕地球运行的人造卫星和地面接收 装置组成的,能够很精确的确定物体的位置的系 统,通常简称 GPS .
位置,必须找准其横坐标与纵坐标. 答案 A(2 m,3 m),坐标值的含义为A点在坐标原点东
2 m、偏北3 m处.
针对练习 3
以北京长安街为坐标轴 x,向东为正方
向, 以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点 O, 建立一维坐标,一辆汽车最初在原点以西 3 km 处, 几分钟后行驶到原点以东 2 km 处. (1)这辆汽车最初位置和最终位置分别是 A.3 km C.3 km 2 km -2 km B.-3 km D.-3 km 2 km -2 km ( 5 km 5 km ) ( )
高中物理必修1知识点汇总

第一章运动的描述1.机械运动物体在空间中所处的位置随时间发生变化;简称运动;分为直线运动和曲线运动。
2.参考系事先假定为不动的物体;参考系的选取是任意的;选择参考系时,应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则,通常选取地面或相对地面静止的物体作为参考系;参考系选取的不同而使分析的物体运动情况不同说明了运动是相对的。
3.坐标系为了定量描述物体位置变化,需要在参考系上建立坐标系。
4.质点用来代替物体的有质量的点;物体的大小和形状可以忽略并且只做平动。
5.时刻表示某一瞬间;在时间轴上用点表示;与物体的位置相对应;符号为t。
6.时间间隔表示某一过程;在时间轴上用线段表示;与物体的位移相对应。
两个时刻的间隔即为时间间隔;正确理解2秒内、第2秒内、第2秒初、第2秒末。
7.路程质点运动轨迹的长度;只有大小没有方向;单位是长度单位。
8.位移从起点到终点的有向线段;有大小和方向;大小的单位是长度单位,方向是起点到终点的方向;符号为s。
9.标量只有大小没有方向的量;如质量、时间、路程、能量、温度等。
10.矢量既有大小又有方向的量;如位移、力、速度等。
11.速度描述物体运动快慢及方向的量;矢量;单位m/s、km/h;物体位移与时间的比值叫平均速度,方向与位移方向相同;运动物体某一时刻或某一位置的速度叫瞬时速度,方向是运动轨迹的切线方向;速度的大小叫速率;符号为v。
12.加速度描述物体速度变化快慢与方向的量;矢量;速度变化与时间的比值;方向与速度变化量方向相同;单位是m/s2;符号为a。
13.s-t位移图像反映直线运动物体位移随时间的变化;横轴表示时间,纵轴表示位移;图像上某点斜率的大小表示速度大小,斜率的正负表示速度的方向;图像的截距表示初始位置。
14.v-t速度图像反映直线运动物体速度随时间的变化;横轴表示时间,纵轴表示速度;图像上某点斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向;图像于坐标轴围成的面积表示位移的大小,时间轴上部表示位移为正,下部表示位移为负;图像的截距表示初速度。
机械运动的基本概念和公式

机械运动的基本概念和公式机械运动是物体在空间中随时间变化的位置和速度的变化。
机械运动是我们日常生活中经常遇到的一种运动形式,广泛应用于机械工程、物理学和工业等领域。
在机械运动的研究中,有一些基本概念和公式常被用来描述和计算物体的位置、速度和加速度等运动参数。
1. 位移(s)位移是指物体在一段时间内从初始位置到末位置的位置变化量。
位移可以用矢量表示,有方向和大小。
位移的大小可以通过两点之间的直线距离来表示。
2. 速度(v)速度是指物体在单位时间内所移动的位移量,也可以理解为物体的位移变化率。
速度可以用矢量表示,有方向和大小。
平均速度可以通过总位移与总时间的比值来计算,即v = Δs / Δt,其中Δs表示总位移,Δt表示总时间。
3. 加速度(a)加速度是指物体在单位时间内速度的改变量,也可以理解为速度的变化率。
加速度可以用矢量表示,有方向和大小。
平均加速度可以通过速度变化量与时间的比值来计算,即a = Δv / Δt,其中Δv表示速度变化量,Δt表示时间。
4. 运动公式在机械运动中,有一些常见的运动公式可以帮助我们计算和分析物体的运动。
- 匀速直线运动在匀速直线运动中,物体的速度保持不变。
根据定义,速度等于位移除以时间,因此在匀速直线运动中,速度公式可以表示为v = s / t。
此外,还可以通过s = v * t来计算位移。
- 竖直上抛运动在竖直上抛运动中,物体被抛向上方,受重力的作用,速度逐渐减小。
在最高点时,速度为零。
根据重力加速度的定义,加速度为常量(-9.8 m/s^2)。
在竖直上抛运动中,位移可以表示为s = v0 * t + 1/2 * a * t^2,其中v0表示初速度,t表示时间。
初速度为抛出时的速度。
- 自由落体运动在自由落体运动中,物体受重力的作用,加速度为常量(9.8m/s^2)。
自由落体运动中,位移可以表示为s = 1/2 * g * t^2,其中g 表示重力加速度,t表示时间。
工程力学

工程力学力学是研究物体机械运动的规律。
机械运动是指物体的空间位置随时间的变化。
固体的运动和变形,气体和液体的流动都属于机械运动。
工程力学的研究对象是运动速度远远小与光速的宏观物体。
工程力学的研究内容是以牛顿运动定律、线弹性体的胡克定律、叠加原理为基础,密切联系工程实际,分析并研究物体受力、平衡、运动、变形等方面的基本规律,为工程结构的力学设计提供理论依据和计算方法。
工程力学的基本内容包括:刚体静力分析、弹性静力分析和动力分析。
刚体静力分析——研究物体的平衡规律,同时也研究力的一般性质及其合成法则。
弹性静力分析——研究平衡状态下的弹性体,在外力作用下的受力、变形和失效规律,为工程构件的静力学设计提供有关强度、刚度与稳定性分析的基本理论和计算方法。
动力分析——研究物体的运动规律以及与所受力之间的关系,提供为工程结构进行动力设计的计算方法。
工程力学研究方法的特点:1. 抽象化方法——分析问题特征,建立符合工程实际的力学模型(力、刚体、质点、弹性固体)。
2. 数学演绎法——采用数学演绎的方法,根据力学原理建立各力学量之间的关系(列方程),从而揭示各物理量之间的内在联系及机械运动的实质。
刚体静力分析刚体静力分析(刚体静力学)是以刚体作为讨论力学问题的模型,研究物体在力系作用下的平衡规律。
刚体静力分析任务包括以下三方面:1. 物体的受力分析分析结构或构件所受到的各个力的方向和作用线位置。
2. 力系的等效和简化研究如何将作用在物体上的一个复杂力系用简单力系来等效替换,并探求力系的合成规律。
通过力系的等效和简化了解力系对物体作用的总效应。
3. 力系的平衡条件和平衡方程寻求物体处于平衡状态时,作用在其上的各种力系应满足的条件,称为力系的平衡条件。
利用平衡条件建立所对应力系的数学方程,称为平衡方程。
刚体静力学的核心问题是:利用平衡方程求解物体或物体系统的平衡问题,而研究力系的等效简化则是为了探求、建立力系的平衡方程。
高中物理 第一章 运动的描述 1 质点 参考系练习高一物理试题
点囤市安抚阳光实验学校1.质点 参考系1.了解机械运动的概念,了解力学研究的问题——物体做机械运动的规律。
2.了解质点的概念,知道物体可看成质点的条件。
3.了解参考系的概念,知道运动具有相对性。
4.体会理想化模型在探究自然规律中的作用。
一、机械运动与力学1.机械运动:物体的□01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:在物理,研究物体做□02机械运动规律的分支叫作力学。
二、物体和质点1.质点的义:在某些情况下,可以忽略物体的□01大小和□02形状,把它简化为一个具有□03质量的点,这样的点叫作质点。
2.物体看成质点的另一种情况:物体上各点的运动情况□04完全相同,从描述运动的角度看,物体上□05任意一点的运动完全能反映整个物体的运动。
3.一个物体能否看成质点是由□06所要研究的问题决的。
4.理想化模型:在物理,突出问题的□07主要因素,忽略□08次要因素,建立□09理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种研究方法。
质点就是一种理想化模型。
三、参考系1.静止与运动:自然界的一切物体都处于永恒的运动中,□01绝对静止的物体是不存在的,而运动是□02绝对的。
2.运动的相对性:描述某个物体的位置随时间的变化时,是□03相对于其他物体而言的。
3.参考系:描述物体的□04运动时,选的作为□05参考的物体。
4.参考系的选取(1)在描述一个物体的运动时,参考系可以□06任意选择。
(2)选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果会□07有所不同。
(3)通常情况下,在讨论地面上物体的运动时,都以□08地面为参考系。
判一判(1)很小的物体一能看成质点。
( )(2)同一物体有时可看成质点,有时则不能。
( )(3)质点与几何中心点一样,没有区别。
( )提示:(1)×(2)√ 当所研究的问题能够忽略物体的大小、形状时,才能看成质点,能否看成质点与物体本身的大小无关。
高中物理主要概念
高中物理基本概念【物理学】1、 物理学是一门自然科学,它起始于伽利略和牛顿的年代,经历三个多世纪的发展,它已经成为一门有众多分支的、令人尊敬和热爱的基础科学。
2、 物理学所研究的是自然界中各种物质存在的现象、形式以及它们的性质和运动规律,同时还研究物质的内部结构。
3、 物理学是一门实验科学,也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的科学。
教材【必修1】第一章:运动的描述:1、 机械运动:物体的空间位置随时间.....的变化,是自然界最简单、最基本的运动形态,称为机械运动,简称为运动。
2、 质点:在某些情况下,为了研究问题方便........,我们可以忽略物...体的大小和形状.......,而突出物体具有质量这个要素,把它简化为...一个有质量的物质点,称为质点。
3、 参考系:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体做参考,观察物体相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化,以及怎样变化,这种用来做参考的物体称为参.....考系..。
4、 坐标系:为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。
有一维、二维、三维坐标系。
5、 路程:路程是物体运动轨迹的长度.....。
6、 位移:物体的位置变化用位移来表示。
我们可以用一条有方向线段来表示位移,起始指...向终点...为位移的方向,线段的长度表示位移的大小。
7、 矢量和标量:矢量是有大小和方向,如力、位移、速度、加速度等。
标量只有大小没有方向。
8、 速度:物理学中用位移与发生这段位移所用时间的比值来表示物体运动的快慢.........。
单位是米/秒。
9、 平均速度和瞬时速度:平均速度是描述物体在一段时间t ∆或一段位移x ∆内的平均快慢程度。
用v 表示,它只能粗略描述运动的快慢。
瞬时速度是用来描述物体在某一位置或.....某一时刻....物体运动的速度。
在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等。
10、打点计时器:打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔,在纸带上连续打点的计时..仪器..。
高中物理必修1第一章运动的描述思维导图
v1.0 可编辑可修改
1
机械运动:物体的空间位置随时间变化。
或者说一个物体相对另一物体的位置变化。
位置
时刻
坐
标
一维直线坐标系。
二维平面坐标系。
位移 平均速度
位置改变
定量描述位置
位置改变快慢
路程
平均
大
瞬时速度
取极限
时间间隔
速度变化率
速度变化量 矢量
平均加速度
只有大小没有方向的物理量。
标量
第一章 运动的描述 思维导图
既有大小又有方向,遵循矢量运算法则的物理量。
瞬时速率
光电门:极短时间的平均
时间间隔
时间间隔
时间间隔
瞬时加速度 牛顿第二定律
时刻 取极限
2。
第一章运动的描述(复习一)
+ 如图,某一物体沿两个半径为R的半圆弧由A运动到
C,则它的位移和路程分别是( D)
+ A.0,0
+ B.4 R向右,πR
B
C
+ C.4πR向右、4R
+ D.4R向右,2πR
规律总结:计算加速度的一般步骤方法为: (1)确定研究对象. (2)明确研究过程. (3)规定正方向. (一般以初速度方向为正方向 ) (4)根据规定的正方向判定初、末速度 (v1、v2)的正负. v2-v1 (5)代入 a= 中求解. Δt
0 -4
16 12 8 4
v/m/s
a
10
c b d
2 4 6
0 -4
8
10
交点表示三者的速度相同 t/s
1个实验:用打点计时器测速度
1.电磁打点计时器、电火花计时器的结构、原 理和区别。 都是交流电、50HZ,前者4-6V,后者220V。
2.A.根据纸带上点迹的疏密判断运动情况
△x B.判断两点间的平均速度 v = —— △t
x/m
下面关于加速度的描述中正确的是( A ) A. F1赛车起动时速度为零,而加速度不为零 B.匀速行驶的磁悬浮列车,由于其速度很大,所以加速度很大 C.列车加速度逐渐减小时,—定在做减速运动
D.列车加速度与运动方向相同时,不—定在做加速运动
打点计时器的使用
(1)电磁打点计时器:电磁打点计时器是一种使用低压交流电源 的仪器,它的工作电压为4~6 V,当通过的电流频率为f=50 Hz时, 它每隔0.02 s打一次点. (2)电火花打点计时器:电火花打点计时器是利用火花放电使墨 粉在纸带上打出墨点而显出点迹的一种计时仪器.给电火花打点计 时器接220 V电源,按下脉冲输出开关,计时器发出的脉冲电流, 接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴,产生火花放电,于 是在纸带上打出一系列的点.当通过的电流频率为f=50 Hz时,它 的脉冲放电周期也是0.02 s,即0.02 s打一个点.
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一、机械运动:物体的空间位置随时间的变化
二、质点:用来代替物体的一个有质量的点[模型]
三、时间间隔与时刻的区别
四、路程与位移位移定义:从出位置指向末位置的有向线段路程:物体运动轨迹的长度
五、矢量:有大小又有方向的物理量标量:只有大小没有方向的物理量
六、速度定义:表示物体运动快慢的物理量公式v=x/t 单位:米每秒(m/s)国际单位
1、平均速度:粗略地描述物体变速运动中运动快慢
2、瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度(运动快慢),简称为速度
3、平均速率:物体运动路程与时间的比值
4、瞬时速率:瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称为速率
七、匀速直线运动定义:在任意相等的时间内通过的位移都相同的运动是匀速直线运动公式:x=vt
八、加速度:a=Δv/Δt=(Vt----Vo)/t
定义:物体速度的变化量与发生这些变化的时间的比值
物理意义:描述速度变化快慢的物理量(速度的变化率)
单位:米每二次方秒矢量方向:与Δv方向相同
第二章匀变速直线运动的研究实验:探究小车速度随时间变化规律
九、匀变速直线运动的平均速度
定义:沿着一条直线且加速度不变的运动
公式:x=Vot+at2/2 连续相等时间内的位移差:s=aT2
初速度为零的匀加速直线运动推论
1、从运动开始计时起,在连续星等的各段时间内通过的位移之比为
x1:x2:x3:…………:xn=1:3:
5::xn:…………:(2n-1) (n=1,2,3,…………)
2、从运动开始计时起,时间t内,2t内,3t内…nt内通过的位移之比为x1:x2:x3::…………:xn=1^2:2^2:3^2::xn…………:n^2
3、从运动开始计时起,通过连续的等大位移所用时间之比为
t1:t2:t3:…………:tn=1::tn1:(根号2-1)::::(根号3-根号2)::::根号n-(根号n-1)
4、1s末,2s末,3s末…ns末的瞬时速度之比为
v1:v2:v3:…………:vn=1:2:3:…………:n
十、自由落体运动定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动
1.初速度Vo= 0
2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)
4.推论Vt2=2gh
第三章相互作用
力:物体间的相互作用
1、力不能脱离物体而单独存在
2、施力物体同时也是受力物体力,符号F,单位:牛顿,简称:牛,符号:N,是矢量
力的三要素:大小,方向,作用点十一、重力G 定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力
大小:G=mg方向:竖直向下作用点:重心(与物体形状和质量分布有关)
十二、弹力形变:物体形状回体积发生变化简称形变
按效果分:弹性形变、塑性形变弹力有无的判断: 1)定义法(产生条件)2)搬移法:假设其中某一个弹力不存在,然后分析其状态是否有变化。
3)假设法:假设其中某一个弹力存在,然后分析其状态是否有变化 1.物体具有恢复原状的性质称为弹性。
2.撤去外力后,物体能完全恢复原状的形变,称为弹性形变。
3.如果外力过大,撤去外力后,物体的形状不能完全恢复,这种现象为超过了物体的弹性限度,发生了塑性形变。
胡克定律:在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量x成正比,即胡克定律
十三、摩擦力滑动摩擦力
1.两个相互接触的物体有相对滑动时,物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦。
2.在滑动摩擦中,物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力,叫做滑动摩擦力。
3.滑动摩擦力f的大小跟正压力N(≠G)成正比。
即:f=μN
4.μ称为动摩擦因数,与相接触的物体材料和接触面的粗糙程度有关。
0<μ<1。
5.滑动摩擦力的方向总是与物体相对滑动的方向相反,与其接触面相切。
6.条件:直接接触、相互挤压(弹力),相对运动/趋势。
7.摩擦力的大小与接触面积无关,与相对运动速度无关。
8.摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
9.计算:公式法/二力平衡法。
研究静摩擦力 1.当物体具有相对滑动趋势时,物体间产生的摩擦叫做静摩擦,这时产生的摩擦力叫静摩擦力。
2.物体所受到的静摩擦力有一个最大限度,这个最大值叫最大静摩擦力。
3.静摩擦力的方向总与接触面相切,与物体相对运动趋势的方向相反。
4.静摩擦力的大小由物体的运动状态以及外部受力情况决定,与正压力无关,平衡时总与切面外力平衡。
0≤F=f0≤fm
6.静摩擦有无的判断:概念法(相对运动趋势);二力平衡法;牛顿运动定律法;假设法(假设没有静摩擦)
十四、力的合成力的平行四边形定则
1.力的平行四边形定则:如果用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形,则这两个邻边的对角线表示合力的大小和方向。
2.一切矢量的运算都遵循平行四边形定则。
合力的计算 1.方法:公式法,图解法(平行四边形/多边形/△)
2.三角形定则:将两个分力首尾相接,连接始末端的有向线段即表示它们的合力。
十五、共点力的平衡条件
共点力:如果几个力作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于同一点(该点不一定在物体上),这几个力叫做共点力。
寻找共点力的平衡条件 1.物体保持静止或者保持匀速直线运动的状态叫平衡状态。
2.物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态,就叫做共点力的平衡。
3.二力平衡是指物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,其平衡条件是这两个离的大小相等、方向相反。
多力亦是如此。
4.正交分解法:把一个矢量分解在两个相互垂直的坐标轴上,利于处理多个不在同一直线上的矢量(力)作用分解。
十六、作用力与反作用力探究作用力与反作用力的关系
1.一个物体对另一个物体有作用力时,同时也受到另一物体对它的作用力,这种相互作用力称为作用力和反作用力。
2.力的性质:物质性(必有施/手力物体),相互性(力的作用是相互的)
3.平衡力与相互作用力:同:等大,反向,共线异:相互作用力具有同时性(产生、变化、小时),异体性(作用效果不同,不可抵消),二力同性质。
平衡力不具备同时性,可相互抵消,二力性质可不同。
十七、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律(惯性定律):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。
——物体的运动并不需要力来维持。
2.物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。
3.惯性是物体的固有属性,与物体受力、运动状态无关,质量是物体惯性大小的唯一量度。
4.物体不受力时,惯性表现为物体保持匀速直线运动或静止状态;受外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度不同。
十八、牛顿第二定律 1.牛顿第二定律:物体的加速度跟所受合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2.a=F/m(k=1)→F=ma
3.k的数值等于使单位质量的物体产生单位加速度时力的大小。
国际单位制中k=1。
4.当物体从某种特征到另一种特征时,发生质的飞跃的转折状态叫做临界状态。
5.极限分析法(预测和处理临界问题):通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端,从而把临界现象暴露出来。
6.牛顿第二定律特性:1)矢量性:加速度与合外力任意时刻方向相同 2)瞬时性:加速度与合外力同时产生/变化/消失,力是产生加速度的原因。
3)相对性:a是相对于惯性系的,牛顿第二定律只在惯性系中成立。
4)独立性:力的独立作用原理:不同方向的合力产生不同方向的加速度,彼此不受对方影响。
5)同体性:研究对象的统一性。
十九、牛顿第三定律
1.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。
2.牛顿第三定律适用于任何两个相互作用的物体,与物体的质量、运动状态无关。
二力的产生和消失同时,无先后之分。
二力分别作用在两个物体上,各自分别产生作用效果。
二十、超重和失重
1.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情况称为超重现象(视重>物重),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情况称为失重现象(物重<视重)。
2.只要竖直方向的a≠0,物体一定处于超重或失重状态。