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文档简介
1、如何学好高中物理初中同学们学习了力、热、电、光的有关知识,高中物理所涉及的范围更广,增加了近代物理的内容,研究得更深,许多定性的规律又从定量的角度深入研究,所以学好高中物理,只是看看、记记、算算是不行的。怎样才能学好主中物理呢?首先,要有兴趣,兴趣是最好的老师。一是平时多注意观察生活中的物理现象,如起重机、水面的波纹、台球运动、声控开关、高压锅的工作、激光笔发光等,并问几个为什么。当学习到相关的内容时,你便有生动的情景再现,学起来容易,也能积极地用所学的知识解决实际问题,会有莫大的成就感和愉悦感。二是多动手,尽可能做一些课外实验,书上的“做一做”也可以做一做。三是认真观察演示实验,认真做好学生
2、实验,学会使用仪器和处理数据,了解用实验研究问题的方法如控制变量法、描迹法、模拟法等。以实事求是的精神,以敏锐的洞察力和科学的方法进行实验,做得像一位物理学家。第二,要重视理解。理解物理概念是从什么现象中抽象、概括来的,物理规律是从什么现象总结的,或是怎样推理得来的,那么在什么条件下适用,怎么用也就搞清楚了,不去拿着题目乱套公式。例如学习电阻的概念。在实验中发现, 同一金属导体,当其两端的电压加倍时,电流也加倍,说明导体对电流的阻碍作用相同;此时电压和电流的比值不变,不同导体,相同电压下,电流不同,说明不同导体对电流的阻碍作用不同,此时电压和电流的比值不同。这时引入一个物理量“电阻”,用其大小
3、反映导体对电流阻碍作用的大小。如果将电压和电流的比值定义为电阻,即R=U/I,电阻R越大,相同电压U下,电流I越小,说明导体对电流的阻碍作用越大。这样,你就理解了:1、“电阻”的含义反映导体对电流的阻碍的作用的大小;2、电阻的决定因素导体本身;3、公式R=U/I,告知了测量电阻的一种方法。另外,各种物质对电流都有阻碍作用,都可用R=U/I来测量其值,即定义虽从金属导体研究得来的,但适用范围可推广至一切物体。这样,你学习的知识才是有根有源,才是脉络清晰的。再者,平时要多思、多想,多悟。很多东西不可能一下子透彻理解,经过困惑、经过思索、经过与同学、老师讨论或争论,你才会有豁然开朗和真正理解。以上几
4、点,大家在学习中可以逐渐领会、修正和发展,找到适合自己的方法。请相信:正常的智力+科学的方法+勤奋=成功。也许一开始你会觉得高中物理不如初中物理好学,知道了也好搞错,不要紧,那是正常的。只要你觉得你具备了以上三点,一定能学好高中物理。力、重力基础知识梳理力知识点1 力是物体对物体的作用力的物质性:力不能离开物体而独立存在。力的相互性:力的作用是相互的。力的矢量性:力为矢量,既有大小,又有方向。力的独立性:一个力作用于某个物体上产生的效果,与这个物体是否同时受到其他力的作用无关。知识点2 力的分类按力的性质分:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。按力的效果分:动力、阻力、压力、拉力、支持
5、力、浮力、向心力、回复力等。按研究对象分:内力和外力。知识点3 力的作用效果一种使受力物体的形状发生改变即形变;另一种使受力物体的运动状态发生改变。力的作用效果是由力的三要素来决定的。知识点4 如何表达一个力力的图示法:用一根带箭头的线段来表示力的大小、方向、作用点的方法就是力的图示。力的示意图:用一根带箭头的线段把一个力的方向和作用点表示出来的方法。重力知识点1 重力产生的原因重力是物体由于受到地球的吸引而使物体受到的力。物体所受重力的施力物体是地球。地球表面周围的物体不论处于什么运动状态都受到重力的作用,而且这种力不随运动状态的改变而改变,这种力的产生是不随人的意志转移的。物体的重力与地球
6、对物体的吸引力是不同的。重力是地球对物体吸引力的一个分力。提醒:物体所受的重力实际上是地球对物体万有引力的一个分力,所以严格地讲,重力不等于地球对物体的吸引力,但是重力和地球对物体的万有引力差别很小,两者的大小所似相等,方向近似相同。在一般计算中,我们认为物体的重力就是等于地球对物体的万有引力。知识点2 重力的方向重力的方向是竖直向下的,不能说物体的重力是垂直向下的。不要把竖直方向说成是指向地心,也不能不加条件地说成是垂直方向,因为垂直方向是针对于某一面来说的。知识点3 重力的大小物体的重力G=mg,在地球表面附近,g通常取9.8N·kg-1。在水平面上处于静止状态的物体,其重力的大
7、小等于对水平支持物的压力。在竖直悬绳作用下处于静止状态的物体,其重力的大小等于对竖悬绳的拉力。提醒:这两个结论,就我们目前的知识是无法证明的,所以我们就把这两个结论当做“显而易见”的事实接受下来,待学到了牛顿第三定律后,再来进一步理解该结论。知识点4 重力和质量的关系项目质量重力不同性质物体本身的一种属性是物体受到地球的吸引力,只是物体受到的一个力变化情况是不会发生变化的随着地理位置的不同而有变化测量工具天平(杠杆原理)弹簧秤(二力平衡原理)物理量的性质标量矢量联系G=mg知识点5 重力的作用点一个物体的各个部分都要受到重力的作用,但是在效果上可以认为这些作用集中于一点,这一点称为物体的重心。
8、研究问题时,常常可以把整体物体的重力集中到重心上,物体就可以用一个质点来表示。物体的重心和物体的质量分布有关。物体的重心和物体的形状有关。质量分布均匀、形状规则的物体,其重心在其几何中心处。例如:质量分布均匀的圆铁板的重心,就在圆板的圆心上。矩形木板质量分布均匀,它的重心即在两条对角线的交点上。重心位置虽然与物体质量分布和物体形状有关,但是与物体的放置方法无关。物体的重心可能在物体上,也可能不在物体上。弹力,你掌握了没有知识点1 弹力的产生1、几个基本概念:(1)形变物体的形状或体积的改变,叫做形变。(2)常见形变的种类:拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变等。(3)弹性形变在外力停止作用后
9、,能够恢复原状的形变叫做弹性形变。(另外,在外力停止作用后不能恢复原来形状的形变,叫塑性形变。如保险丝、橡皮泥等发生的形变叫塑性形变)教材中所指的形变,通常指弹性形变。(4)弹性限度如果物体的形变过大,超过一定限度,则物体的形变将不能完全恢复,这个限度就叫做弹性限度。2、发生弹性形变的物体,由于要恢复原来的形状,会对跟它接触的物体产生一个力的作用,这个力叫做弹力。3、弹力的产生必须具备的两个条件:(1)两个物体直接接触;(2)物体发生弹性形变。4、弹力的施力物体和受力物体施力物体:发生形变的物体。受力物体:阻碍发生形变的物体恢复原状的那一个物体。知识点2 弹力的方向1、物体对别的物体施加弹力的
10、方向总是与该物体发生形变的方向相反。2、几种特殊弹力的方向:(1)压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体,被压的物体是受力物体。(2)支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体,被支持的物体是受力物体。(3)绳对物体的拉力总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向。3、弹力发生在直接接触的物体间,分析弹力的方向时必须考虑物体间的接触情况,物体间的接触情况有几种情形:面面接触,此时弹力垂直于接触面。点面接触,此时弹力垂直于接触面。点线接触,此时弹力垂直于线。点弧接触,此时弹力垂直于弧的切面。知识点3 弹力的大小弹力是由于物体发生形变而产生的,所以弹力的大小也与弹性形变的程度有关。当某一物体的形变程度越大,
11、该物体对外界的弹力就越大,具体确定弹力时依据以下的原则:1、弹簧的弹力在其弹性限度内遵从胡克定律:F=kx2、一般物体发生形变产生弹力时形变极不明显,物体间的弹力要通过物体的受力情况或运动情况来确定。知识点4 胡克定律在弹簧发生形变时,弹簧的弹力和弹簧的形变量成正比,其数学表达式为:F=kx,其中,x是弹簧的伸长或压缩量,其值为弹簧的长度和弹簧原长的差值。K为弹簧的劲度系数,简称为劲度,大小由弹簧本身的性质来决定。注意:弹簧的弹力问题,在教材中虽然讲得比较少,但是在高中出现的频率却极高。摩擦力重点难点1、滑动摩擦力物体A在物体B上滑动时,要受到物体B阻碍它相对滑动的力,这种力叫滑动摩擦力。(1
12、)产生条件两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生。摩擦力与弹力一样属接触作用力,但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力。接触面粗糙,当一个物体沿另一个物体表面滑动时,接触面粗糙,各凹凸不平的部分互相啮合,形成阻碍相对运动的力,即为摩擦力。接触面上发生相对运动特别注意:“相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变。(2)滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体的相对运动的方向相反。这里的“相对”是指互相接触发生摩擦的物体,而不是相对运动的物体。例 如图1汽车L在公路上行驶,路旁一观察者发现货物M沿粗糙车厢板由右向左滑动。根据滑动摩擦力产生条件知,L、M之间必出
13、现滑动摩擦力。M相对L向左运动,则L对M的滑动摩擦力的方向向右;L相对M向右运动,则M对L的滑动摩擦力的方向应向左。滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反,但并非一定与物体的运动方向相反。(3)滑动摩擦力的作用点:在两个物体的接触面处受力物体上。2、静摩擦力一个物体在另一个物体的表面上相对于另一个物体静止但存在着相对运动趋势时,所受到的另一个物体阻碍其发生相对运动的力,叫静摩擦力。(1)产生条件两物体直接接触、相互挤压有弹力产生;接触面粗糙;两物体保持相对静止但有相对运动趋势。(2)静摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反。所谓“相对运动趋势的方向”,是指假设接触面光
14、滑时,物体将要发生的相对运动方向。比如物体静止在粗糙斜面上,假设接触面光滑时,物体将沿斜面下滑,即物体静止时相对(斜面)运动趋势的方向是沿斜面向下,则物体所受静摩擦力的方向沿斜面向上,与物体相对运动趋势的方向相反。判断静摩擦力的方向可用假设法,其操作程序是:A、选研究现象受静摩擦力作用的物体;B、选参照物体与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体;C、假设接触面光滑,找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向;D、确定静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反。静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反,但并非一定与物体的运动方向相反。典型的例子如课本图1-21所示的皮带运输机。传送皮带
15、倾斜地由下向上运动着,把货物放在传送皮带上,货物相对皮带有沿带向下运动的趋势,于是受到传送皮带施加的沿带向上的静摩擦力,与皮带保持相对静止从低处被送往高处。货物受到的静摩擦力与其运动方向相同,是货物运动的动力。此例说明:静摩擦力并非一定发生在(对地面)静止的物体之间;静摩擦力阻碍的是“相对运动的趋势”,并非一定阻碍物体的运动。静摩擦力既可以是阻力,又可以是物体运动的动力。(3)静摩擦力的大小具有不确定性和被动适应性,会随着引起相对运动趋势的外力的增大则增大,但增大有一个限度,不能超过某一个最大值Fmax。(4)静摩擦力的作用点:在两物体的接触面处受力物体上。力的分解1、力的分解已知一个力求它的
16、两个分力叫力的分解。力的分解是力的合成逆运算,力的分解同样遵守力的平行四边形定则,被分解的那个力是平行四边形的对角线,与这个力的作用点共点的平行四边形的两个邻边就是这个力的两个分力。求分力的大小就是求这两个邻边的长短。求分力的方向就是求这两个邻边的指向。2、力的分解原则实际问题中的一个力究竟该分解成怎样的两个力,要看力的实际作用效果,具体做法是:首先根据力的作用效果确定两个分力的方向:然后根据平行四边行定则确定两个分力的大小,可用图示法,也可用计算法合力F与分子夹角的关系(1)当=0º时,即F1和F2同向,此时的合力最大,Fmax=F1+F2,方向与两个力的方向相同。(2)当=180
17、º时,即F1和F2的方向相反,此时的合力最小,Fmin=|F1-F2|,方向跟两个力中较大的那个力的方向相同。(3)当=90º时,即F1和F2互相垂直,如图1所示,由直角三角形的知识得合力F=(4)当夹角等于其余任意角度时,根据余弦定理,合力,也可将这一般三角形的运算转化为直角三角形的运算。如图2所示,过C作OA延长线的垂线CD,则(5)当夹角在0º180º之间变化时,根据几何知识(三角形任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边),可知合力大小的变化范围是,且角越大,合力F越小,如图3所示,在保证和大小不变的情况下,随着角的增大,F越来越小。(6)
18、请同学们思考:力的三角形军事同盟中,三角形的三条边分别表示合力和分力,是否最长的边一定是合力?力的合成 要点梳理1、共点力几个力的都作用在物体的同一点,或者几个力作用在物体的不同点,但这几个力的作用线延长相交于一点,这几个力就叫做共点力。所以,共点不一定是作用在同一点上的力,如下图1中甲、乙所示的三个力F1、F2、F3均为共点力。2、合力与分力如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力,而那几个力就叫这个力的分力,合力与分力的关系是“等效代替”的关系,这是人们为了简化问题而采用的一种等效的方法,如图2所示,橡皮绳AB,第一次用两个力F1
19、、F2共同作用把橡皮绳的结点B拉到C点;第二次用一个力F把橡皮绳的结点B也拉到C点,由于F和F1、F2共同作用的效果相同,所以,F是F1、F2的合力,F1、F2是F的两个分力,此处力的作用效果是用橡皮绳沿相同方向伸长相同长度来显示的。求几个力的合力叫力的合成。3、力的合成的定则:如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形,那么,这两个邻边所夹的那条对角线就表示合力的方向,这个结论就叫做平行四边形定则,如图3所示。拓展:三角形定则:根据平行四边形的对边平行且相等,平行四边形定则可简化为三角形定则。若从O点出发先作出表示力F1的有向线段OA,再从A点出发作出表示力F2的有向线段AC,连
20、接OC,则有向线段OC就表示合力F的大小和方向,如图4所示。4、力F1和F2的合力F的大小和方向,随F1和F2之间的夹角的变化而变化5、两个以上的力的合成两个以上的力的合成,可采取逐步合成的方法,先求出任意两个力的合力,再求出这个合力与第三个力的合力,依次类推,直到求出所有力的合力。6、矢量和标量矢量既有大小,又有方向的物理量,如力、速度等。标量只有大小,没有方向的物理量,如质量、长度、时间等。长度的测量知识点拨(一)游标卡尺基本构造游标卡尺主要由如图1所示的A(主尺)和B(游标尺)构成。量爪C可以用来测量工件厚度和管的外径,量爪D可用一测量槽的宽度和管的内径,深度尺E可用来测槽和筒的深度,F
21、为固定螺丝。准确度游标卡尺的准确度是以游标上的分度相对于主尺上最小分度的大小来确定。有10分、20分和50分三种游标卡尺。a、10分的游标卡尺的准确度为0.1mm。其主尺的最小分度为1mm,游标尺上10个等分刻度的总长度等于9mm,游标上每一个分度比主尺的一分度少0.1mmb、20分的游标卡尺的准确度为0.05mm,其主尺的最小分度为1mm,游标尺上20等分刻度的总长等于19mm,游标上每一分度比主尺的一分度少0.05mm。c、50分的游标卡尺的准确度为0.02mm,其主尺的最小分度为1mm,游标尺上50个等分刻度的总长度等于49mm,游标上每一分度比主尺的一分度少0.02mm。总之,三种游标
22、卡尺的准确度可简单理解为1mm/k(k为游标上的总的等分格数)。读数原理a、从主尺上读出整毫米数(与游标尺上零刻度线对齐的主尺上的位置的左边的整毫米刻度数)。b、与主尺上某根刻度对得最齐的游标上的第n根刻度线乘以准确度得到整毫米刻度以下的小数部分;c、把上面的两部分相加,即为被测物体长度的测量值。公式:s=L+1n/Ks为长度的测量值,为主尺上整毫米读数,K为游标上的总的等分格数。游标卡尺不需要估读。有效数字位数:所读到结果以mm为单位,小数点后位数与精度相同,如20分度的游标卡尺测量结果若以mm为单位,小数点后应有两位,与它的精度0.05mm的小数点后位数相同。(1)在看游标尺上的哪条刻线与
23、主尺上的某条刻线重合时,要选一条重合得最好的来读数。(2)在看是游标尺上的第几条刻线与主尺刻线重合时,不包括游标尺的零刻度在内。(3)在读数前,先拧紧固定螺丝,以免游标尺移动,影响读数。(4)精度为0.1mm、0.05mm和0.02mm的游标卡尺的读数,以mm为单位时,读数保留到小数点后第1位、第2位、第2位。(二)刻度尺刻度尺又称米尺,常用米尺的最小刻度为1mm,量程不等。用刻度尺测量物体的长度时要注意以下几点:要使刻度尺的刻度线紧贴被测物,眼睛应正对刻度线读数,以避免视差。用零刻度线在端头的刻度尺测量时,为了防止因端头磨损而产生误差,常选择刻度尺的某一刻度线为测量起点,测量的长度等于被测物
24、体的两个端点在刻度尺上的读数之差。毫米以下的数值靠目测估读一位,估读最小刻度值的1/10。测量精度要求高时,要进行重复测量后取平均值。误差和有效数字知识梳理1、误差测量值与真实值的差异称为误差,误差存在于一切测量之中,而且贯穿测量过程的始终。2、系统误差与偶然误差从误差来源看,误差根据其性质分为系统误差和偶然误差。系统误差:系统误差主要是由于实验原理不够完备、实验仪器精度不够或实验方法粗略而产生的。(如温度计的零度未校准;用单摆测重力加速度,周期公式T=是经过了近似计算即当摆角小于5度时,推导出来的)。系统误差的基本特点是:实验结果对真实值的偏差总是具有相同的倾向性,即总是偏大或偏小,减小系统
25、误差的方法有:改善实验原理,提高实验仪器的测量精度,设计更精巧的实验方法。偶然误差:偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的。(如用米尺测量毫米以下数位的估读,测量温度时气流的干扰、电源电压的起伏而引起的微小变化等)。偶然误差的特点是:有时偏大,有时偏小,但它遵从一定的统计规律,多次测量时,比真实值大和比真实值小的概率是均等的。减小偶然误差的方法有:增加测量次数,取平均值,通常将足够多次数的测量结果的平均值取为该待测量的真实值。3、绝对误差与相对误差从分析数据看,误差分为绝对误差和相对误差。绝对误差:绝对误差是测量值与真实值之差。即绝对误差=|测量值-真实值,它反映测量值偏离
26、真实值的大小。相对误差:相对误差等于绝对误差与真实值之比,常用百分数表示。即:相对误差=相对误差反映了实验结果的精确程度。对于测量值的评价,必须考虑相对误差。绝对误差大者,其相对误差不一定大。受力分析1、受力分析 把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有力找出来,并画出受力示意图,这就是受力分析。对物体进行正确的受力分析是分析、求解力学问题的关键。对物体进行受力分析通常采用“隔离法”,即把要分析的物体隔离出来,只分析它受到的力,而不分析它对别的物体施加的力。2、物体受力分析的一般思路(1)明确研究对象,将它从周围的物体中隔离出来,研究对象可以是质点、结点、物体、物体系。(2)按顺序分
27、析物体所受的力,根据不同力产生条件的不同,一般按照重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序分析较好,不容易漏掉某个力。(3)正确画出物体受力示意图,画每个力时不要求严格按比例画出的每个力的大小,但方向必须正确,另外注意同一题中有多个研究对象时,一定要采用隔离法分别画出它们的受力示意图。(4)检查防止错画力、多画力和漏画力。3、受力分析的注意事项初学者对物体进行受力分析时,往往不是“少力”就是“多力”,因此在进行受力分析时应注意以下几点:(1)只分析研究对象所受的力,不分析确定对象对其他物体所施加的力。(2)每分析一个力,都应找到施力物体,这是防止“多力”的有效措施之一。(3)合力和分力不能同时作为物体
28、受到的力(4)不要把“效果力”和“性质力”混淆重复分析,通常只分析“性质力”,不分析“效果力”。(5)结合物体的运动状态和利用力作用的相互性也是确保受力分析正确的有效途径。(6)为使问题简化,可根据题设条件忽略某些次要的力。知识网络梳理产生条件地球的吸引使物体发生形变力物体对物体的作用,力的作用是相互的力的概念力的三要素大小、方向、作用点力的图示表示力的几何方法力的作用效果使物体的运动状态发生改变力的种类重力大小G=mg方向总是竖直向下作用点重心产生条件两物体接触且有弹性形变弹力大小由弹性形变大小决定,对弹簧有F=kx方向总与接触面垂直摩擦力静摩擦力产生条件接触、挤压、不光滑、相对运动趋势大小
29、0ffm方向与相对运动趋势方向相反滑动摩擦力产生条件接触、挤压、不光滑、相对滑动大小f=FN方向与相对运动方向相反力的合成与分解合力与分力等效代替的关系法则平行四边形定则三角形定则正交分解法物体受分析方法隔离法顺序重力、其他力、弹力、摩擦力本章的内容要求重难点内 容要求说明11、力是物体间的相互作用,是物体发生形变和 物体运动状态变化的原因,力是矢量;力的合成12、重力是物体在地球表面附近所受到的地球对的它引力、重力13、形变和弹力、胡克定律14、静摩擦、最大的摩擦力16、验证力的平行四边形定则不要求知道静摩擦因数高考透视内容和要求重难点力的概念 力的矢量性力的矢量性为难点重力 重心 形变和弹
30、力 滑动摩擦力 静摩擦力和最大静摩擦力弹力、摩擦力的产生和方向判定既是重点,又是难点力的合成和分角平行四边形定则重点重点受力分析的常规方法与技巧分析物体受力是学习本章乃至整个力学问题的关键,初学者一定要自觉养成良好的分析物体受力的习惯,了解对物体进行受分析的常规方法和技巧,为以后的学习奠定扎实的基础是非常有益的。(1)隔离法 对物体进行受力分析,首先要将研究对象从周围环境中隔离出来,这也是处理力学问题的基本方法之一。(2)分析受力 在分析时要分析研究对象受到的力,而不要将其施给别的物体的力也画在物体上。(3)按照合理的顺序分析力,防止多力或漏力,一般先分析非接触力和题中给出的外力,然后分析所有
31、接触面,必须先分析弹力后,再分析摩擦力,而不能颠倒分析顺序,因为弹力是摩擦力产生的必要条件,有弹力处才有可能存在摩擦力,无弹力之处,则一定无摩擦力,所以建议分析顺序为:重力弹力摩擦力。(4)准确画出物体受力图。一般将作用点画在物体的中心上,物体一般用一个小长方形表示,标注力时要注意力的性质,不能在同一物体上将不同的力用相同符号来标注。(5)灵活运用重力、弹力和摩擦力的产生条件和假设法,对受力物体进行分析,为了便于同学们比较、掌握,现将力学中常见的几种力列表如下,以供使用。种类产生的原因和条件大小方向重力由地球对物体的吸引而产生的力G=mg竖直向下弹力直接接触发生弹性形变胡克定律F=kx由二力平
32、衡等知识求解与引起形变的外力方向相反:过接触点垂直接触面;沿绳指向绳收缩的方向滑动摩擦力接触面有弹力而且粗糙物体间有相对运动f=N根据二力平衡等知识求解与接触面相切,与相对运动方向相反静摩擦力接触面有弹力而且粗糙物体间有相对运动趋势与使物体有相对运动趋势方向上的力等大、反向0f静fmax根据二力平衡等知识求解与接触面相切,与相对运动趋势方向相反;可用假设法协助判断请你画出下列各图中物体A的受力示意图:质点运动基本概念聚集1、机械运动(1)物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动,简称为运动。(2)宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中,没有不运动的物体,运动的这种特性叫做运动的普遍性和运动的绝
33、对性。(3)我们看到的运动和静止,都是相对于所选参考系的运动或静止,所以称相对运动或相对静止,运动的描述结果与选取的参考系有关,运动的这种特性叫做运动的相对性。2、参考系(1)要描述一个物体的运动,就必须选择另外一个物体作为标准,这个被选来作为标准的另外物体就叫做参考系。一个物体一旦被选为参考系,就必须认为它是静止的。(2)选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,观察的结果可能会有所不同。比如,生活在地球上的人,觉得地球是静止不动的,其实地球以30km/s的巨大速度绕太阳公转。(3)在运动学中,参考系的选取是任意的,但在实际选择参考系时以运动的描述尽可能简单为原则。比如,描述地面上物体的运动时
34、,通常选地面或相对于地面静止不动的其他物体作为参考系。(4)要比较两个物体的运动情况,必须选择同一参考系,比较才有意义。例如:水星与火星,如果一个以地球为参考系,一个以太阳为参考系,来比较它们的运动情况就没有意义。3、时间与时刻(1)时刻是事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志;时间则是事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度。(2)时刻和时间可以在时间轴上表示出来,时间轴上的每一个点都表示一个不同的时刻,时间轴上的一段线段表示的是时间,如下图所示。(3)要注意严格区分时间和时刻。例如:在上图所示的时间轴上,“第5秒末”、“第6秒初”、“第n秒末”、“第n+1秒初”等指的都是
35、时刻,且“第5秒末”、“第6秒初”表示的是同一时刻。“前2秒内”、“第4秒内”等指的都是时间,且“第4秒内”指的是从“第3秒末”到“第4秒末”这1秒的时间。4、质点(1)在研究物体的机械运动时,为了使问题简化,忽略物体的形状和大小,用一个有质量的点代替整个物体,这个点叫质点。质点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,是一个理想化物理模型。(2)一个物体能否被视为质点,要具体情况具体分析。平动的物体可以视为质点。所谓平动,就是物体运动时物体上任意两点之间的连线都是平行的,其上任一点的运动与整体的运动有相同的特点,如水平传送带上的物体随传送带的运动。有转动,但相对平动而
36、言可以忽略时,也可以把物体视为质点,如汽车在运行时,虽然车轮有转动,但我们关系的是车辆整体运动的快慢,故汽车可以看成质点。物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时,可视物体为质点。如:地球绕太阳公转时,地球的大小变成次要因素,我们完全可以把地球当作质点看待。当然,在研究地球自转时,就不能把地球看成质点了。(3)质点的物理意义不仅在物体形状、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,也可根据质点的意义,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。5、位移和路程(1)位移是描述质点位置变化的物理
37、量,既有大小,又有方向,是矢量,是从起点A指向终点B的有向线段。有向线段的长度表示位移的大小,有向线段的方向表示位移的方向,它是一个与运动路径无关,仅由初、末位置决定的物理量。(2)路程是质点运动轨迹的实际长度,它是标量,只有大小,没有方向。路程的大小与质点运动的路径有关,但它不能描述质点位置的变化。(3)由于位移是矢量,而路程是标量,所以位移和路程不能直接进行比较,但位移的大小可能和路程相等,只有质点做没有往返的直线运动时,位移的大小才等于路程,否则,路程总是大于位移的大小,在任何情况下,路程都不可能小于位移的大小。(4)在规定正方向的情况下,与正方向相同的位移取正值,与正方向相反的位移取负
38、值,位移的正负不表示大小,仅表示方向。思维能力培养1、时刻和时间的区别时刻指的是某一瞬时,在时间轴上用一个点来表示,对应的是位置、速度、动能等状态量;时间是两时刻的间隔,在时间轴上用一段长度来表示,对应的是位移、路程、冲量、功等过程量。意义时间轴表示对应量通常说法(举例)时刻一瞬间轴上一点位置、瞬时速度第4秒末、第5秒初时间一段时间轴上一段位移、平均速度前2秒、第3秒2、位移和路程的区别与联系项目位移路程不同点定义初位置指向末位置的有向线段物体运动轨迹的长度矢量,标量是矢量,有大小和方向,由起始位置到终止位置的方向为位移的方向。这一矢量线段的长为位移大小,遵守平行四边形法则是标量,只有大小,没
39、有方向,物体运动轨迹的方程,既为路程的大小,遵守平行四边形法则图示(曲线运动)物体由A点到B点有向线段的大小和方向表示质点的位移物体由A点到B点,弧AB轨迹的长度即为质点的路程联系单位:米都是描述质点运动的量对于单方向直线运动,位移的大小与路程相等速度与加速度知识扫描1、速度(1)定义 速度v等于物体运动的位移s跟发生这段位移所用时间t的比值。(2)公式 (3)物理意义 速度是表示物体运动快慢和方向的物理量。(4)单位 国际单位制中,速度的单位是“米每秒”,符号是m/s(或m·s-1)。常用单位还有:千米每小时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·
40、s-1)等等。注意 速度不但有大小,而且有方向,是矢量,其大小在数值上等于单位时间内位移的大小,它的方向跟运动的方向相同。2、平均速度(1)定义 做变速直线运动的物体的位移s跟发生这段位移所用时间t的比值,叫做平均速度。(2)公式 (3)平均速度既有大小又有方向,是矢量,其方向与一段时间内的平均快慢程度,只能粗略地描述物体的运动。注意 (1)平均速度表示做变速直线运动的物体在某一段时间内的平均快慢程度,只能粗略地描述物体的运动。(2)在变速直线运动中,不同时间(或不同位移)内的平均速度一般都不相同的。因此,求出的平均速度必须指明是对哪段时间(或哪段位移)而言的。(3)平均速度与平均速率是不同的
41、,平均速度=,平均速率=,平均速度是矢量,平均速率是标量,其大小在数值上可能相等(单向直线),也可能不等。3、瞬时速度与瞬时速率(1)定义 运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,叫瞬时速度;瞬时速度的大小叫瞬时速率,有时简称速率。(2)瞬时速度的物理意义 精确描述物体运动快慢和运动方向的物理量。对瞬时速度要明确以下五点:瞬时速度常称为速度。方向性 速度与速率不同,速率只反映质点的运动快慢,而速度却反映质点运动的快慢和方向。瞬时性 速度具有瞬时性,一般所提到的速度都是指瞬时速度,它反映物体在某时刻(或某位置)运动的快慢和方向。所谓匀速运动,实际上是各个时刻的速度都相同。相对性 变换参考系时,同
42、一物体的速度对不同参考系而言是不同的。在s-t图象中,某时刻的速度等于此时刻所对应的图线的斜率。4、加速度(1)定义 加速度是表示速度改变快慢的物理量。它等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值,a表示加速度。(2)表达式 ,式中表示物体开始时刻的速度(初速度),表示经过一段时间t末了时刻的速度(末速度),表示速度的改变。(3)物理意义 加速度是表示速度改变快慢和方向的物理量。(4)单位 在国际单位制中,加速度的单位是:“米每二次方秒”,符号是m/s2(或m·s-2),常用的单位还有cm/s2(或cm·s-2)。(5)注意,只是加速度的定义式,不是决定式,即一个物体运动的
43、加速度a的决定因素不是、和t。以后我们会知道,a决定于物体的质量和它所受的合外力。加速度不但有大小,而且有方向,是矢量,在匀变速直线运动中,加速度的方向跟速度的改变量的方向相同。叫做速度的改变量。由于速度是矢量,求其改变量时要特别注意其方向性,运用平行四边形定则。加速度a速度v无直接联系,与也无直接联系,v大,a不一定大;大,a也不一定大,如高速行驶的汽车,v很大,a一般很小,甚至等于0;若列车由静止到高速行驶,其速度变化量很大,但经历时间也长,所以加速度并不大。叫速度的变化率,越大,a越大。加速度与速度的比较(1)变化率 某一个量对时间的变化率,是指单位时间内该量变化的数值,变化率只表示变化
44、的快慢,不表示变化的大小。速度是位置的变化与时间的比值,因而,速度是位移对时间的变化率。加速度是速度的变化与时间的比值,因而加速度是速度对时间的变化率,表示速度变化的快慢。(2)加速度和速度大小比较速度很大的物体,其加速度不一定就很大,如高空匀速飞行的飞机,其速度可高达1000m/s,而加速度却为零。加速度很大的物体其速度不一定就很大,如开炮瞬间炮弹的加速度非常大但其速度几乎为零。速度为零时,加速度可以不为零;反之加速度为零时,速度也可以不为零。(3)加速度和速度的方向比较速度的方向就是物体运动的方向,加速度的方向总是与速度变化的方向相同。在直线方向中,加速度的方向可能跟速度方向相同,也可能跟
45、速度方向相反。若加速度的方向跟速度的方向相同,物体做加速运动,速度在增大,即使加速度减小,速度仍在增大,只不过增加的慢了;若加速度的方向跟速度的方向相反,物体做减速运动,速度在减小,即使加速度增大,速度仍在减小,只不过减小的更快了。所以,加速度和速度产没有直接的联系,加速度反映的是速度变化的快慢,而不是速度本身的大小,也不是速度变化了多少。速度概念误区警示1、认为平均速度就等于速度的平均值这个式子对特定的运动是适用的,但对一般的直线运动和曲线运动是不适用的。在计算平均速度时,必须用位移除以时间去求解。2、将平均速度与平均速率等同在单方向的直线运动中,由于路程和位移大小相等,所以平均速度与平均速
46、率才数值相等,但在往复直线运动或曲线运动中,位移和路程在数值上都不相等,故平均速度和平均速率就不相等。事实上,平均速度与平均速率有本质区别,前者为矢量,大小用位移除以时间来获得;后者是标量,大小由路程除以时间来获得,在后面的学习中要注意它们的区别。3、注意速度、平均速度、瞬时速度等这些物理量的矢量性。在解题时,常只注意它们的大小,忽视了他们的方向。在判断这些矢量关系时,要注意,只有大小相等,方向相同,才是同一个矢量,否则就不是同一矢量。对矢量差的理解叫做速度的改变量,由于速度是矢量,求其改变量时要特别注意其方向性。如物体沿轴方向做加速度直线运动,计时时的初速度,经后其末速度变为,两速度方向显然
47、是一致的,则在内其速度的改变量,如图1甲所示,我们规定初速度的方向为正方向,则速度改变量的方向与规定的正方向相同,故若仍规定初速度的方向为正方向,10s后,末速度大小虽然仍是7m/s,但方向相反,即,如图1乙所示,则速度改变量中的“-”号表示速度改变量的方向与规定的正方向相反,“-”号不表示大小,只表示方向。在以上两种情况下,第一次加速度,与初速度同向;第二次,与初速度反向。要点扫描速度公式vt=+at匀变速直线运动(a与v0同相)匀减速直线运动(a与v0反相)匀速直线运动(加速度a=0)s=vt直线运动v不变匀变速直线运动(加速度a恒定不变)非匀变速直线运动(加速度不恒定) 说明 式中、vt
48、、a皆为矢量,通常取初速度的方向作为正方向。若加速,则a>0;若减速,则a<0位移公式 at2 说明 at2对匀加速、匀减速直线运动皆成立,代入数据计算时要考虑a>0或a<0两种情况。另外位移s还可表示为点细解 速度和时间关系1、速度公式的导出: 由;加速度的定义式,得注意 速度公式反映了匀变速直线运动的瞬时速度随时间变化的规律。式中是开始计时的瞬时速度,是经过t后的瞬时速度。速度公式中、a都是矢量,在直线运动中,规定正方向后(常以的方向为正方向,都可用带正、负号的代数量表示。因此,对计算结果中的正、负,需根据正方向的规定加以说明。若经计算后,说明末速度与初速度同向;若
49、,表示加速度为反向。若规定初速度的方向为正方向,减速运动的速度公式,当时,可求出运动的时间。若初速度,则,瞬时速度与时间成正比。利用计算未知量时,若物体做减速运动,且加速度已知,则代入公式计算时a应取负数,如,以2m/s2做减速运动,则2s后的瞬时速度2、匀变速运动的平均速度平均速度的一般表达式此式表示作变速运动的物体通过的位移与通过这段位移所用时间的比值为物体在这一段位移上的平均速度,此式适用于任何形式的运动。匀变速运动的平均速度公式即平均速度为初、末节速度的算术平均值。注意:上式成立的条件是物体作匀变速直线运动。平均速度的物理意义可以把原来的变速运动看成是以某速度运动的匀速运动。点细解 位
50、移与时间的关系1、根据平均速度的意义;作任何变速运动物体的位移都可表示为s=vt,此式具有普遍性,即任何情况下都成立。而在匀变速直线运动中,平均速度,所以匀变速直线运动的位移2、位移公式的推导。公式代入法 由于位移,而,又因为,在此三式中消去和,得到位移公式点细解 位移和速度的关系由速度公式;位移公司说明 我们已知道两个位移公式:以上两式仅适于匀变速直线运动。、辨析比较项目速度(v)加速度(a)速度改变量()物理意义描述物体运动快慢和运动方向的物理量描述物体速度变化快慢和方向的物理量描述物体速度变化大小的物理量定义式单位m/s2m/s决定因素的大小由决定a不是由v、来决定,由合外力F决定由与决
51、定,而且也由与决定方向物体运动的方向与方向一致,而与的方向无关由或决定方向大小位移与时间的比值位移对时间的变化率s-t图象中的曲线在该点的切线斜率的大小速度对时间的变化率速度改变量与所用时间的比值v-t图象中,曲线斜率的大小灵活应用公式法和图象法解决实际问题应用匀变速直线运动的公式解题时应注意:1、适用条件速度公式at和位移公式at2的适用条件必须是物体做匀变速直线运动,否则不能应用上述公式。所以对上述两公式应用时必须首先对物体的运动性质和运动过程进行判断和分析。2、矢量性速度公式和位移公式都是矢量式,公式中涉及到的v0、vt、s、a、t五个物理量中除时间t外均为矢量,所以要特别注意其方向性。
52、在应用时,赋予各量正、负号,然后再连同正负号代入公式进行计算,通常选取初速度方向为正方向。3、画图分析物体的运动过程,要养成画物体运动草图的习惯,并在图中标注相关物理量。这样有助于加深对运动过程的理解,有助于发现已知量和未知量之间的相互关系,迅速找到解题的突破口。4、分段处理如果一个物体的运动包含几个阶段,要分段分析,弄清每段上的运动情况及遵循的规律。应特别注意的是各段交接点处的速度往往是解题的关键,应给予重视。匀变速直线运动特殊规律推证一、在连续相等的时间(T)内的位移之差为一恒定值,即aT2(又称为匀变速直线运动的“判别式”)推证 设物体以初速度v0、加速度a做匀加速直线运动,自计时起时间
53、T内的位移为: 在第2个T内的位移为: 由两式得连续相等时间内的位移差为:进一步推证可得:二、某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,即推证 由得三、某段位移中间位置的瞬时速度与这段位移的初、末速度和的关系为:推证 由速度位移公式 得 即得四、初速度为零的匀变速运动的比例式设开始计时,以T为时间单位,则:(1)1T末、2T末、3T末nT末瞬时速度之比为(2)1T内、2T内、3T内nT内位移之比(3)第一个T内,第二个T内,第三个T内第 N个T秒内位移之比为sI : sII : sIII : : sN=1:3:5:(2n-1)推导 故sI sII= sIII=sN=所以 sI : s
54、II : sIII : : sN=1:3:5:(2n-1)(4)通过连续相等的位移所用时间之比tI : tII : tIII : : tN=1: 推证 tII=t2-t1=TIII=t3-t2=所以tI : tII : tIII : tN=1: 自由落体运动重难点聚集1、自由落体运动(1)定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫自由落体运动。(2)特点:初速度受力特点:只受重力作用,没有空气阻力或空气阻力可忽略不计。加速度是重力加速度g,其大小不变,方向始终竖直向下。(3)运动性质:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。2、自由落体运动的规律自由落体运动可以看成匀变速直线运动在v0=0,a=g时的一种特例,因此其运动规律可由匀变速直线运动的一般公式得出。匀变速直线运动的一般规律自由落体运动注意
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