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文档简介
1、高中物理必修1知识点复习及典型例题知识点一、运动描述、运动学规律的应用一、质点、参考系、坐标系【例1】(2015云南景洪三中期末)在研究下述运动时,能把物体看作质点的是( )A研究空中跳水动作的跳水运动员B研究飞往火星的宇宙飞船最佳运行轨道C研究地球自转D研究一列火车通过长江大桥所需的时间针对训练 (2015安庆二中期末)下列关于质点的叙述中正确的是( )A质点就是一个有质量的几何点B原子因为很小,所以原子就是一个质点C地球的质量和体积都很大,所以当然不能看做质点D质点是物理学上常用的忽略次要因素而抽象出的理想化物理模型二、描述运动的物理量1、速度与速率速度是描述物体运动快慢和方向的物理量,是
2、矢量,速率是描述物体运动快慢的物理量(1)速度平均速度.瞬时速度是当时间趋近于零时的平均速度的极限值(2)速率平均速率.瞬时速率是指瞬时速度的大小,常称为速率2、加速度(1)定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值即a.(2)单位: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.(3)加速度方向与速度方向的关系加速度的方向:加速度的方向与速度变化量的方向相同加速度方向与速度方向的关系:在直线运动中,如果速度增大,加速度的方向与速度的方向相同;如果速度减小,加速度的方向与速度的方向相反3、关于速度v、速度变化量v与加速度a的理解(1)速度描述物体运动的快慢;
3、速度变化量是末速度与初速度的矢量差;加速度是速度变化量与所用时间的比值,它描述速度变化的快慢,也称为速度的变化率(2)速度v、速度变化量v、加速度a三者的大小无必然联系速度大,加速度不一定大,速度变化量也不一定大;速度小,加速度不一定小,速度变化量也不一定小速度变化量大,加速度不一定大;速度变化量小,加速度不一定小(3)速度的方向是物体的运动方向,速度变化量的方向是加速度的方向,加速度与速度的方向关系决定了物体做加速运动还是减速运动当加速度与速度同向时,物体做加速直线运动当加速度与速度反向时,物体做减速直线运动【例2】 (2015云南景洪三中期末)下列所描述的直线运动,不可能的是( )A速度变
4、化很小,加速度很大B速度越来越大,加速度越来越小C速度变化越来越快,加速度越来越小D某瞬间速度为零,加速度很大针对训练 (2015福州八中期末)关于速度、速度改变量和加速度,正确的说法是( )A物体运动的速度改变量越大,它的加速度一定越大B物体运动的速度发生变化时,加速度也一定变化C运动物体的加速度减小时,它的速度也一定随着减小D物体的加速度越大,速度一定变化得越快三、匀变速直线运动的公式及应用匀变速直线运动的常用公式:1速度v与时间t的关系式:vv0at.2位移与时间的关系:xv0tat23匀变速直线运动的速度与位移关系式: v2v2ax.注意: v、v0、a、x 都是矢量,一般以v0方向为
5、正方向,其余物理量与正方向相同的为正,与正方向相反的为负要理解好各个物理量的含义及其对应的关系公式涉及v、v0、a、x 、t这5个量,原则上已知三个量可求另外两个量,可以解决所有的匀变速直线运动的问题解决运动学问题的基本思路为:审题画过程草图判断运动性质选取正方向(或选取坐标轴)选用公式列方程求解方程,必要时对结果进行讨论【例3】(2015甘肃天水一中期末)一小汽车由静止开始匀加速启动,加速度a=2.5m/s2,其最大速度为vm=3m/s,试求它在t=5s内发生的位移。针对训练(2015云南玉溪一中期末)某航母跑道长200m。飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s2,起飞需要的最小速度为50m
6、/s。那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为( )A20m/s B15m/s C10m/s D5m/s四、匀变速直线运动的基本推论的应用1平均速度公式:,即某段时间内平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度;,即某段时间内的平均速度等于初、末速度的平均值2在连续相等时间间隔T内的位移之差为一恒定值,即xaT2.【例4】(2015安庆二中期末)做初速度不为零的匀加速直线运动的物体,在时间T内通过位移S1到达A点,接着在时间T内又通过位移S2到达B点,则以下判断不正确的是( )A物体在A点的速度大小为B物体运动的加速度为C物体运动的加速度为D物体在B点的速度大小为针对训练 (2015
7、四川资阳期末)某人在零时刻开始观察一个正在做匀加速直线运动的物体,现在测出了第3s内及第7s内的位移,根据上述已知条件()A能够求出任意一段时间内的位移B不能求出任意一段时间内的位移C不能求出任一时刻的瞬时速度D能够求出任一时刻的瞬时速度知识点二 图像和追及相遇问题一、x-t图像的理解及意义首先要学会识图识图就是通过“看”寻找规律及解题的突破口为方便记忆,这里总结为六看:一看“轴”,二看“线”,三看“斜率”,四看“面”,五看“截距”,六看“特殊值”(1)“轴”:纵、横轴所表示的物理量,xt图象纵轴是位移x。(2)“线”:从线反映运动性质,xt图象为倾斜直线表示匀速运动。(3)“斜率”:“斜率”
8、往往代表一个物理量xt图象斜率表示速度。(4)“面”即“面积 ”:主要看纵、横轴物理量的乘积有无意义xt图象面积无意义。 (5)“截距”:初始条件、初始位置x0。(6)“特殊值”: xt图象交点表示相遇。【例1】(2015安庆二中期末)A、B两质点从同一地点运动的xt图象如图所示,下列说法中正确的是( )AA、B两质点在4s末速度相等B前4s内A、B之间距离先增大后减小,4s末两质点相遇http:/3xt.ccC前4s内A、B之间距离先减小后增大,4s末两质点相遇DA质点一直做匀速运动,B质点先加速后减速,8s末回到出发点针对训练 (2015黑龙江大庆铁人中学期末)聪聪同学讲了一个龟兔赛跑的故
9、事,按照故事情节,明明同学画出了兔子和乌龟的位移图像如图所示。下列说法错误的是( )A故事中的兔子和乌龟是在同一地点同时出发的B乌龟做的是匀速直线运动C兔子和乌龟在比赛途中相遇两次D乌龟先通过预定位移到达终点二、v-t图像的理解及意义首先要学会识图识图就是通过“看”寻找规律及解题的突破口为方便记忆,这里总结为六看:一看“轴”,二看“线”,三看“斜率”,四看“面”,五看“截距”,六看“特殊值”(1)“轴”:纵、横轴所表示的物理量,vt图象纵轴是速度v。(2)“线”:从线反映运动性质,vt图象为倾斜直线表示匀变速运动。(3)“斜率”:“斜率”往往代表一个物理量,vt图象斜率表示加速度。(4)“面”
10、即“面积 ”:主要看纵、横轴物理量的乘积有无意义 vt 图象与t轴所围面积表示位移。(5)“截距”:初始条件、初速度v0.(6)“特殊值”:如交点, vt图象交点表示速度相等(不表示相遇)。【例2】(2015云南玉溪一中期末)质点直线运动的图象如图所示,该质点( )A在2s末速度方向发生改变B在4s末加速度方向发生改变C在前4s内的位移为零D在前4s内的平均速度为1m/s针对训练 (2015福州八中期末)小球从空中自由下落,与水平地面第一次相碰后又弹到空中某一高度,其速度v随时间t变化的关系如图所示。若g=10m/s2,则( )A小球第一次反弹后离开地面的速度大小为5m/sB小球反弹起的最大高
11、度为0.45mC碰撞前后速度改变量的大小为2m/sD小球是从2.5m高处自由下落的三、运动学规律在行车问题中的应用对于汽车刹车这一类减速运动问题,一定要注意“时间陷阱”,因为在利用公式xv0tat2时,只要知道了v0、a、t,原则上是可以计算出位移的,但在实际问题中,告诉的时间往往超过减速到零所用的时间,所以利用上述公式时往往容易出错解答这类问题的基本思路是1先确定刹车时间若车辆从刹车到速度减到零所用的时间为T,则由公式vv0aT(其中v0)可计算出刹车时间T.2将题中所给出的已知时间t与T比较若T<t,则在利用公式vv0at、xv0tat2进行计算时,公式中的时间应为T;若T>t
12、,则在利用以上公式进行计算时,公式中的时间应为t.【例3】(2015安庆二中期末)汽车以20 m/s的速度在平直公路上行驶,急刹车时的加速度大小为5 m/s2,则自驾驶员急踩刹车开始,2 s与5 s时汽车的位移之比为( )A54 B45 C 34 D43针对训练 (2015湖北武汉二中期末)酒后驾驶会导致许多安全隐患,其中之一是驾驶员的反应时间变长,“反应时间”是指驾驶员从发现情况到开始采取制动的时间下表中“反应距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离;“刹车距离”是指驾驶员从踩下刹车踏板制动到汽车停止的时间内汽车行驶的距离分析上表可知,下列说法正确的是( )速度反应距离刹车
13、距离正常酒后正常酒后15 m/s6 m12 m15 m15 mA驾驶员正常情况下反应时间为1.0 sB驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5 sC汽车刹车时,加速度大小为10 m/s2D汽车刹车时,加速度大小为7.5 m/s2四、追击与相遇问题1追及相遇问题是一类常见的运动学问题,分析时,一定要抓住:(1)位移关系:x2x0x1.其中x0为开始追赶时两物体之间的距离,x1表示前面被追赶物体的位移,x2表示后面物体的位移(2)临界状态:v1v2.当两个物体的速度相等时,可能出现恰好追上、恰好避免相撞、相距最远、相距最近等临界、最值问题2处理追及相遇问题的三种方法(1)物理方法:通过对物理情景和物
14、理过程的分析,找到临界状态和临界条件,然后列出方程求解(2)数学方法:由于匀变速直线运动的位移表达式是时间t的一元二次方程,我们可利用判别式进行讨论:在追及问题的位移关系式中,若>0,即有两个解,并且两个解都符合题意,说明相遇两次;0,有一个解,说明刚好追上或相遇;<0,无解,说明不能够追上或相遇(3)图象法:对于定性分析的问题,可利用图象法分析,避开繁杂的计算,快速求解【例4】 (2015黑龙江大庆铁人中学期末)如图所示,A、B两辆汽车在水平的高速公路上沿同一方向运动,汽车B以14m/s的速度做匀速运动,汽车A以a=10m/s2的加速度做匀加速运动,已知此时两辆汽车位置相距40m
15、,且此时A的速度为4 m/s。求:(1)从此之后再经历多长时间A追上B。(2)A追上B时A的速度是多大?针对训练(2015福建泉州一中期末)甲、乙两质点同时、同地点向同一方向作直线运动,它们的vt图象如图所示,则( )A乙始终比甲运动得快B乙在2s末追上甲C乙追上甲时距出发点40m远D4s内乙的平均速度大于甲的速度知识点三 自由落体和竖直上抛一、对自由落体运动基本概念的理解1、自由落体运动(1)定义:自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动(2)运动性质:初速度为零的匀加速直线运动2、自由落体的加速度(1)定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度
16、,又叫做重力加速度,通常用g表示(2)方向:总是竖直向下(3)大小:在地球的不同地点,g的大小一般不相同计算中g一般取9.8 m/s2,近似计算时,g取10 m/s2.【例1】下列哪一个物体的运动可视为自由落体运动( )A树叶的自由下落的运动B被运动员推出去的铅球的运动C从桌边自由滑落的钢笔的运动D从水面自由落到水底的石子的运动针对训练 关于自由落体运动,下列说法中正确的是( )A初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动B只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动C自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等D自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动二、自由落体运动规律的应用1速
17、度公式:vgt.2位移公式:hgt2.3速度位移公式:v22gh.【例2】(2015吉林期末)一颗自由下落的小石头,经过某点时的速度是10 m/s,经过另一点时的速度是30 m/s, 求经过这两点的时间间隔和两点间的距离。(取g10 m/s2)针对训练 (2015福建八县一中期末)物体甲的质量是物体乙的质量的2倍,甲从H、乙从2H高处同时自由下落,甲未落地前的下落过程中,下列说法中正确的是( )A同一时刻甲的速度比乙的速度大B甲的加速度比乙的加速度大C乙下落时间是甲的2倍D各自下落相同的高度时,它们的速度相同三、竖直上抛运动的理解及应用1、性质:是坚直向上的,加速度为重力加速度g的匀变速直线运
18、动。2、运动特征: (1)对称性:如图所示,物体以初速度v0竖直上抛,A、B为途中的任意两点,C为最高点,则:时间对称性:物体上升过程中从AC所用时间tAC和下降过程中从CA所用时间tCA相等,同理tABtBA.速度对称性:物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等(2)多解性:当物体经过抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,造成双解,在解决问题时要注意这个特点3、求解方法 (1)分段法上升阶段按初速度v0、加速度为g的匀减速直线运动来计算;下降阶段按自由落体运动计算,最大高度、上升时间与下降时间相等 (2)全过程法就全过程而言,它是初速度为v0、加速度为
19、g的匀减速直线运动,因此,可以用匀减速直线运动的公式,求整个竖直上抛运动的速度、位移、时间等物理量 =-2gh【例3】 (2015四川资阳期末)将一小球以一定的初速度竖直向上抛出,空气阻力不计。下面四个速度图象中表示小球运动的vt图象是( )针对训练 (2015云南玉溪一中期末)将小球从高塔边以m/s的初速度竖直上抛,空气阻力忽略不计。重力加速度m/s2。求:(1)经多长时间小球的速度大小为10m/s;(2)经s时,小球离抛出点的距离为多少。知识点四 三种性质力的理解和分析一、力、重力、弹力和胡克定律1、力和力的图示(1)运动状态的变化:只要一个物体的速度变化了,不管是速度的大小还是速度的方向
20、改变了,物体的运动状态就发生变化(2)力的作用效果:力能使物体的运动状态或形状发生改变(3)力是物体与物体之间的相互作用;力是矢量,不但有大小,而且有方向(4)力的图示:可以用带箭头的线段表示力线段按一定比例(标度)画出,它的长短表示力的大小,它的指向表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点,线段所在的直线叫做力的作用线(5)力的示意图:只需要表示出力的方向和作用点的线段2、重力(1)重力定义:由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力(2)大小:Gmg.(3)方向:总是竖直向下(4)重心:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体
21、的重心形状规则、质量均匀分布的物体的重心在几何中心上3、弹力和胡克定律(1)弹力:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体产生的力(2)几种弹力的方向压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面绳的拉力沿着绳且指向绳收缩的方向(3) 胡克定律内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比公式:Fkx,其中k为弹簧的劲度系数,单位:牛顿每米,符号:N/m,它的大小反映了弹簧的“软”、“硬”程度【例1】(2015福建泉州一中期末)如图所示,重物A和B用跨过滑轮的细绳相连,滑轮挂在静止的轻弹簧下,已知A重40N,B重18N,滑轮重4N,弹簧的劲度系数500N/m,不计绳重
22、和摩擦,求物体A对支持面的压力和弹簧的伸长量。BA针对训练 如下图所示,A、B两物体的重力分别是GA3 N,GB4 NA用细线悬挂在顶板上,B放在水平面上,A、B间轻弹簧中的弹力F2 N,则细线中的张力T及B对地面的压力N的可能值分别是()A5 N和6 N B5 N和2 N C1 N和6 N D1 N和2 N二、摩擦力1、静摩擦力(1)定义:两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动时产生的摩擦力叫做静摩擦力(2)方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反(3)大小:当相对运动趋势增强时,静摩擦力也随着增大,但有一个限度,这个静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力而两物体间实际发生的
23、静摩擦力F在0与Fmax之间,即0FFmax.2、滑动摩擦力(1)定义:当一个物体在另一个物体表面滑动时,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力(2)方向:总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向相反(3)大小:两个物体间的滑动摩擦力的大小跟压力成正比,用公式表示为FFN,其中是比例常数(它是两个力的比值,没有单位),叫做动摩擦因数,它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关,还跟接触面的情况(如粗糙程度)有关.【例2】(2015安庆二中期末)摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块,小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时,木块与桌面的接触面相同
24、),则由下表分析可知( )实验次数小木块的运动状态弹簧测力计读数(N)1静止0.32静止0.53直线加速0.64匀速直线0.45直线减速0.2A木块受到的最大摩擦力为0.6 NB木块受到的最大静摩擦力可能为0.5 NC在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小都是相同的D在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小各不相同针对训练 木块A、B分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m.A、B、弹簧组成的系统置于水平地面上静止不动现用F1 N的水平拉力作用在木块B上,如下图所示,求力F作用后木块A、B所受摩擦力的
25、大小(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)三、物体的受力分析受力分析的一般步骤1明确研究对象,即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况,研究对象可以是单个物体(质点、结点),也可以是两个(或多个)物体组成的整体;2隔离分析:将研究对象从周围物体中隔离出来,分析周围有哪些物体对它施加了力的作用;3按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序,依据各力的方向,画出各力的示意图【例3】如下图所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁若再在斜面上加一物体m,且M、m相对静止,此时小车受力个数为( )A3 B4 C5 D6针对训练 如下图所示,木箱A中放一个光滑的铁球B,它们一起静止于斜面上,如果对铁球B(不包括木箱
26、A)进行受力分析,则铁球B受力个数为( )A3个 B4个 C2个 D1个知识点五 力的合成和分解共点力作用下的平衡 一、力的合成与分解1、力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成(2)力的平行四边形定则:两个力合成时,以表示这两个力的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(3)多力合成的方法:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力2、力的分解(1)定义:已知一个力求它的分力的过程叫做力的分解(3)分解法则:力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守力的平行四边形定则(2)分解的依据:对
27、一个已知力的分解可根据力的实际作用效果来确定【例1】(2015云南景洪三中期末)有三个共点力F1、F2、F3作用于某一点,其合力为零。已知F3=5N,现保持其余两力大小和方向不变,只将F3的方向沿逆时针方向绕作用点转动90°,则这三个力的合力大小变为( )A B C D仍为零针对训练 (2015四川资阳期末)如图所示,小娟、小明两人共提一桶水匀速前行。已知两人手臂对桶的拉力大小相等且为F,两人手臂间的夹角为,水和水桶总重为G,则下列说法中正确的是( )A当0°时,FG B当为120°时,FGC当=90°时,FG D越大,F越大二、物体在共点力作用下的静态
28、平衡问题1矢量三角形法一个物体受三个力作用而平衡时,则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反,且这三个力首尾相接构成封闭三角形可以通过解三角形求解相应力的大小和方向解题基本思路:分析物体的受力情况;作出力的平行四边形(或力的矢量三角形);根据三角函数的边角关系或勾股定理或相似三角形的性质等求解相应力的大小和方向2正交分解法物体受多个力作用时,可用正交分解法求解建立直角坐标系xOy,将所受的力都分解到x轴与y轴上,则平衡条件可写为:Fx合0,Fy合0,即x、y方向上的合力分别为零解题的基本思路:先分析物体的受力情况;再建立直角坐标系;然后把不在坐标轴上的力进行分解;最后根据力的平衡条件
29、Fx0,Fy0列方程,求解未知量【例2】 (2015福建泉州一中期末)如图所示,水平横梁一端B插在墙壁内,另一端装有光滑轻小滑轮C,一轻绳一端A固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为M=10kg的重物,ACB=30°,则滑轮受到绳子作用力大小为( )A50N B C100N D针对训练 (2015四川资阳期末)如图所示,内壁光滑的半球形容器静止在粗糙水平面上.将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在半球形容器底部O处(O为球心),弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点。已知容器半径为R、OP与水平方向的夹角为30°。下列说法正确的是( )A轻弹簧对小球的作用力大小为B
30、半球形容器相对于水平面有向左的运动趋势C半球形容器对小球的弹力和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上D弹簧原长为三、物体在共点力作用下的动态平衡问题1.动态平衡问题:通过控制某一物理量,使物体的状态发生缓慢变化的平衡问题,从宏观上看,物体是运动变化的,但从微观上理解是平衡的,即任一时刻物体均处于平衡状态。2.图解法:对研究对象进行受力分析,再根据三角形定则画出不同状态下的力的矢量图(画在同一个图中),然后根据有向线段(表示力)的长度变化判断各力的变化情况。3.图解法分析动态平衡问题,往往涉及三个力,其中一个力为恒力,另一个力方向不变,但大小发生变化,第三个力则随外界条件的变化而变化,包括大小和方向
31、都变化。解答此类“动态型”问题时,一定要认清哪些因素保持不变,哪些因素是改变的,这是解答动态问题的关键4.图解法的一般步骤(1)首先画出力的分解图在合力、两分力构成的三角形中,一个是恒力,大小、方向均不变;另两个是变力,其中一个是方向不变的力,另一个是大小、方向均改变的力(2)分析方向变化的力在哪个空间内变化,借助力的矢量三角形,利用图解法判断两个变力大小、方向的变化(3)注意:由图解可知,当大小、方向都可变的分力(设为F1)与方向不变、大小可变的分力垂直时,F1有最小值【例3】(2015福州八中期末)如图所示,电灯悬于两壁之间,保持O点及OB绳的位置不变,而将绳端A点向上移动,则( )A绳O
32、A所受的AOB拉力一定逐渐增大B绳OA所受的拉力一定逐渐减小C绳OA所受的拉力先增大后减小D绳OA所受的拉力先减小后增大针对训练 (2015福州八中期末)如图所示,在粗糙水平地面上放一三角形劈, 三角形劈与光滑竖直墙之间放一光滑圆球,整个装置处于静止状态,若把三角形劈向右移动少许后,它们仍处于静止状态,则( )A球对墙的压力增大B球对墙的压力减小C球对三角形劈的压力增大D地面对三角形劈的摩擦力不变知识点六 牛顿第一、第二和第三定律的理解一、牛顿过第一定律的理解1牛顿第一定律: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2对牛顿第一定律的理解(1)定性说明了力
33、和运动的关系说明了物体不受外力时的运动状态:匀速直线运动状态或静止状态说明力是改变物体运动状态的原因(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性惯性因此牛顿第一定律也叫惯性定律【例1】(2015云南景洪三中期末)关于牛顿第一定律有下列说法,其中正确的是( )A牛顿第一定律可用实验来验证B牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因;C惯性定律与惯性的实质是相同的D物体的运动不需要力来维持。针对训练 (2015福州八中期末)下列关于惯性的说法,正确的是( )A高速行驶的公共汽车紧急刹车时,乘客都要向前倾倒,说明乘客都具有惯性B短跑运动员最后冲刺时,速度很大,很难停下来,说明速度越大,惯性越大C道路交通
34、安全法中规定:各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带,这是因为系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害 D把手中的球由静止释放后,球能竖直下落,是由于球具有惯性的缘故 二、牛顿过第二定律的理解1牛顿第二定律: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2表达式:Fkma,式中k是比例系数,F是物体所受的合力,当物理量的单位都使用国际单位时Fma.【例2】 (2015云南景洪三中期末)如图所示,位于水平地面上的质量为M的物体,在大小为F,与水平方向成的拉力作用下沿地面作加速运动,已知物体与地面间的动摩擦系数为,则物体的加速度为( )AF/M
35、 BC D针对训练 (2015福州八中期末)如图所示,某人坐在列车车厢内,观察悬挂在车厢顶上的摆球来判断列车的运动情况,得出下面一些结论,其中正确的是( )A摆球向前偏离竖直位置时,列车加速前进B摆球向后偏离竖直位置时,列车加速前进C摆球向后偏离竖直位置时,列车减速前进D摆球竖直下垂时,列车一定匀速前进三、牛顿过第三定律的理解1牛顿第三定律: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2作用力与反作用力具有“四同”和“三异”的关系“四同”表示:(1)同大小:大小相等(2)同直线:作用在同一条直线上(3)同存亡:同时产生、同时消失、同时变化(4)同性质:作用力是引力,
36、反作用力也是引力;作用力是弹力,反作用力也是弹力;作用力是摩擦力,反作用力也是摩擦力“三异”表示:(1)异向:方向相反(2)异体:作用在不同的物体上(3)异效:在不同的物体上分别产生不同的作用效果,不能相互抵消,因此,不能认为作用力和反作用力的合力为零【例3】2015云南景洪三中期末)下列关于作用力和反作用力的说法中,正确的是( )A物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力B作用力和反作用力的合力为零,即两个力的作用效果可以互相抵消C鸡蛋碰石头时,鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小是相等的D马能将车拉动,是因为马拉车的力大于车拉马的力针对训练 (2015安庆二中期末)小球静止在水平面上
37、,以下说法正确的是( )A球对水平面的正压力与球的重力大小相等,这两个力是作用力与反作用力B球对水平面的正压力与球的重力大小相等,这两个力是一对平衡力C水平面对小球有支持力,是因为小球对水平面的作用导致桌面的形变引起的D水平面对小球有支持力,是因为水平面对小球的作用导致小球的形变引起的知识点七连接体问题、瞬时和临界问题一、整体法和隔离法在连接体问题中的应用1整体法:把整个连接体系统看做一个研究对象,分析整体所受的外力,运用牛顿第二定律列方程求解其优点在于它不涉及系统内各物体之间的相互作用力2隔离法:把系统中某一物体(或一部分)隔离出来作为一个单独的研究对象,进行受力分析,列方程求解其优点在于将
38、系统内物体间相互作用的内力转化为研究对象所受的外力,容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形,问题处理起来比较方便、简单注意整体法主要适用于各物体的加速度相同,不需要求内力的情况;隔离法对系统中各部分物体的加速度相同或不相同的情况均适用【例1】 (2015甘肃天水一中期末)如图所示,在光滑水平面上有甲、乙两木块,质量分别为m1和m2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来,现用一水平力F向左推木块乙,当两木块一起匀加速运动时,两木块之间的距离是( )A B C D针对训练 (2015重庆一中期末)如图所示,光滑的水平地面上有三个木块a、b、c,质量均为m,a、c之间用轻质细绳连
39、接。现用一水平恒力F作用在b上,三者开始一起做匀加速运动,运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面,达到稳定后系统仍加速运动,且始终没有相对滑动,下列说法正确的是( )A无论粘在哪块木块上面,系统的加速度一定减小B若粘在a木块上面,绳的张力减小,a、b间摩擦力不变C若粘在b木块上面,绳的张力和a、b间摩擦力一定都减小D若粘在c木块上面,绳的张力增大, a、b间摩擦力不变二、牛顿第二定律的瞬时性牛顿第二定律的核心是加速度a与其所受得合外力F有瞬时对应关系,每一瞬时得加速度只取决于这一瞬时的合外力,而与这一瞬时之前或这一瞬时之后得力无关,不等于零得合外力作用在物体上,物体立即产生加速度,如果合外力得
40、大小或方向改变,加速度得大小或方向也立即改变,如果合外力变为零,加速度也立即变为零,也就是说物体运动的加速度可以发生突然得变化,这就是牛顿第二定律的瞬时性。 关于瞬时加速度问题,涉及最多的是剪绳、杆或弹簧问题,那么绳和弹簧有什么特点呢? 中学物理中得“绳”和“线”,是理想化模型,具有如下特性: (1)轻,即绳或线的质量和重力均可视为等于零,由此特点可知,同一根绳或线得两端及中间各点得张力大小相等。 (2)软,即绳或线只能承受拉力,不能承受压力。 (3)不可伸长,无论承受拉力多大,绳子的长度不变,由此特点,绳子中得张力可以突变。 中学物
41、理中的弹簧或橡皮绳,也是理想化模型,有下面几个特性: (1)轻,弹簧或橡皮绳的质量和重力均可视为零,由此可知,同一弹簧的两端及中间各点得弹力大小相等。 (2)弹簧技能承受拉力,也能承受压力,方向沿弹簧得轴线,橡皮绳只能承受拉力,不能承受压力。 (3)由于弹簧和橡皮绳受力时,发生明显形变,所以,形变恢复需要一段时间,故弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变,但是当弹簧或橡皮绳被剪断时,他们所受得弹力立即消失。【例2】(2015黑龙江大庆铁人中学期末)细绳拴一个质量为m的小球,小球用固定在墙上的水平轻质弹簧支撑,小球与弹簧不连结,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,(
42、cos53°=0.6,sin53°=0.8)以下说法正确的是( )A小球静止时弹簧的弹力大小为mgB小球静止时细绳的拉力大小为mgC细线烧断瞬间小球的加速度大小为gD细线烧断瞬间小球的加速度大小为g针对训练 (2015福州八中期末)如图所示,A 、B两物体质量均为m,A与B用弹簧连接,当悬挂A物的细线突然剪断,在剪断的瞬间,A的加速度大小和B物体的加速度大小分别为( )Ag, g B. 2g, 0 C. 0, 2g D.2g, 2g三、牛顿运动定律中临界问题的分析方法若题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时,一般都有临界状态出现分析时,可用极限法,即把问题(物理过程
43、)推到极端,分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件在某些物理情景中,由于条件的变化,会出现两种不同状态的衔接,在这两种状态的分界处,某个(或某些)物理量可以取特定的值,例如具有最大值或最小值常见类型有:(1)隐含弹力发生突变的临界条件弹力发生在两物体的接触面之间,是一种被动力,其大小由物体所处的状态决定,运动状态达到临界状态时,弹力发生突变(2)隐含摩擦力发生突变的临界条件摩擦力是被动力,由物体间的相对运动趋势决定,静摩擦力为零是状态方向发生变化的临界状态;静摩擦力最大是物体恰好保持相对静止的临界状态【例3】如图所示,细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的
44、另一端拴一质量为m的小球(1)当滑块至少以多大的加速度a向左运动时,小球对滑块的压力等于零? (2)当滑块以a2g的加速度向左运动时,线中拉力为多大?针对训练(2015甘肃天水一中期末)如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间的动摩擦因数,要使物体不致下滑,车厢前进的加速度至少应为(重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )知识点八动力学基本问题和多过程问题一、动力学的两类基本问题1掌握解决动力学两类基本问题的思路方法其中受力分析和运动过程分析是基础,牛顿第二定律和运动学公式是工具,加速度是连接力和运动的桥梁2求合力的方法(1)平行四边形定则若物体在两个共点力的作用下产
45、生加速度,可用平行四边形定则求F合,然后求加速度(2)正交分解法:物体受到三个或三个以上的不在同一条直线上的力作用时,常用正交分解法一般把力沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解【例1】一架质量m5.0×103 kg的喷气式飞机,从静止开始在机场的跑道上滑行,经过距离x5.0×102 m,达到起飞速度v60 m/s.在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍求:飞机滑行时受到的牵引力多大?(g取10 m/s2)针对训练 (2015安庆二中期末)如图足够长的斜面倾角=30°。一个物体以v0=12m/s的初速度,从斜面上A点处沿斜面向上运动,加速度大小为a=
46、8.0m/s2(g取10 m/s2)。求:(1)物体沿斜面从A点上滑的最大距离x;(2)物体从A点出发需经多少时间才能回到A处?二、牛顿运动定律应用中的图像问题1常见的图象形式在动力学与运动学问题中,常见、常用的图象是位移图象(xt图象)、速度图象(vt图象)和力的图象(Ft图象)等,这些图象反映的是物体的运动规律、受力规律,而绝非代表物体的运动轨迹2图象问题的分析方法遇到带有物理图象的问题时,要认真分析图象,先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图象给出的信息,再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式去解题【例2】(2015湖北武汉二中期末)如图1所示,在光滑水
47、平面上叠放着甲、乙两物体。现对甲施加水平向右的拉力F,通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F变化的关系如图2所示。 巳知重力加速度g = 10 m/s2,由图线可知( )A甲的质量是2kgB甲的质量是6kgC甲、乙之间的动摩擦因数是0.2D甲、乙之间的动摩擦因数是0.6针对训练(2015吉林期末)如图所示,分别是物体做直线运动的位移、速度、加速度和物体受到的合外力F随时间t的变化图象,其中表示物体在做匀加速运动的是( )三、牛顿个定律的应用超重、失重当物体具有向上的加速度时,由牛顿第二定律知悬绳对悬挂物的拉力或支持面对被支持物的支持力FN- mg= ma,由牛顿第三定律知物体对悬绳拉力或对支持面
48、的压力FN= mg +ma,如物体重力增加了ma 一样,这种现象称之为超重。当物体具有向下的加速度时,由牛顿第二定律得mg-FN = ma,由牛顿第三定律知物体对悬绳拉力或对支持面的压力FN = mg - ma,如物体重力减轻了ma 一样,这种现象称之为失重。当a = g时,物体对悬绳拉力或对支持面压力完全消失,如物体没有重力一样,这种现象称为完全失重。由此可看出,超重的实质是物体或物体的一部分具有向上的加速度,表现为物体对悬绳的拉力或对支持面的压力比重力大。失重的实质是物体或物体的一部分具有向下的加速度,表现为物体对悬绳的拉力或对支持面的压力比重力小。因此,物体是处于超重还是失重状态,与物体
49、向上运动还是向下运动无关,只取决与于物体加速度方向是向上还是向下;处于超、失重状态下的物体受到的重力并没有变化。由于处于超、失重状态下物体对支持面的压力不再等于重力,因此依据重力的影响制作的测量仪器将失效,如天平、比重计、体重计、水银气压计等。液体对浸于其中的物体浮力公式在超重状态下是F浮=v排(g+a),在失重状态下是F浮=v排(g-a)。利用超、失重的规律,去定性和定量分析有关的物理问题,在很多情况下比直接应用牛顿运动定律分析要简单的多。超重和失重是两个重要的物理现象在实际应用中,如果能灵活地运用超重和失重的相关知识处理有关问题,可使一些问题得到简化。【例3】(2015四川资阳期末)如图所
50、示是某航天飞船返回舱返回地面的示意图,假定其过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则( )A返回舱在喷气过程中所受合外力可能与运动方向相同B返回舱在喷气过程中舱内的宇航员处于失重状态C火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力不变D返回舱在喷气过程中减速的主要原因是缓冲火箭喷气而获得向上的反冲作用力针对训练(2015杭州期末联考)如图,在学校秋季运动会上,小明同学以背越式成功地跳过了1.70米的高度。若空气阻力作用可忽略,则下列说法正确的是( )A小明上升过程中处于失重状态B研究小明在空中姿态时可把小明视为质
51、点C起跳时小明对地面的压力与地面对他的支持力大小相等D小明起跳以后在下降过程中重力消失了,只有惯性四、牛顿运动定律的应用处理多过程问题很多动力学问题常涉及多物体或多个连续的运动过程,物体在不同的运动过程中,运动规律和受力情况都发生了变化,因此该类问题的综合性较强,所涉及的知识点也较多,难度一般在中等偏上。,解决这类问题时,既要将每个子过程独立分析清楚,又要关注它们之间的联系,如速度关系、位移关系等。第一步:审题干,抓关键信息第二步:审设问,找问题的突破口第三步:三定位,将解题过程步骤化:一定研究对象;二定过程分析;三定运用规律第四步:求规范,步骤严谨不失分注意:(1)任何多过程的复杂物理问题都
52、是由很多简单的小过程构成,上一过程的末态是下一过程的初态,对每一个过程分析后,列方程,联立求解。(2)两个过程的连接处,加速度可能突变,但速度不会突变,速度是联系前后两个阶段的桥梁。【例4】(2015云南景洪三中期末)在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动,如图,人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来,斜坡滑道与水平滑道间的平滑连接的,滑板与两滑道间的动摩擦因数均为,不计空气阻力,斜坡倾角,试分析:(g=10m/s2)ABC(1)若人和滑板的总质量为m=60kg,求人在斜坡上下滑时的加速度大小?(2)若由于受到场地限制,B点到C点的水平距离
53、为x=20m。为了确保人身安全,假如你是设计师,你认为在设计斜坡滑道时,对AB长L应有怎样的要求。知识点九 传送带问题一、物体在传送带上的动力学问题传送带传递货物时,一般情况下,由摩擦力提供动力,而摩擦力的性质、大小、方向和运动状态密切相关分析传送带问题时,要结合相对运动情况,分析物体受到传送带的摩擦力方向,进而分析物体的运动规律是解题的关键注意因传送带由电动机带动,一般物体对传送带的摩擦力不影响传送带的运动状态【例1】(2015云南玉溪一中期末)如图所示,水平传送带以的速度匀速运转,在其左端无初速度释放一质量为的小滑块,滑块可视为质点,滑块与传送带间的动摩擦因数,传送带长,重力加速度m/s2
54、。求:(1)滑块从传送带左端到右端的时间?(2)滑块相对传送带滑行的位移?针对训练 (2015云南景洪三中期末)滑块能沿静止的传送带匀速滑下,如图.若在下滑时突然开动传送带向上传动.此时滑块的运动将( )A维持原来匀速下滑 B减速下滑 C向上运动 D可能相对地面不动.二、传送带与图像的综合应用首先要学会识图识图就是通过“看”寻找规律及解题的突破口为方便记忆,这里总结为六看:一看“轴”,二看“线”,三看“斜率”,四看“面”,五看“截距”,六看“特殊值”。(1)“轴”:纵、横轴所表示的物理量,(2)“线”:从线反映运动性质, (3)“斜率”:“斜率”往往代表一个物理量(4)“面”即“面积 ”:主要看纵、横轴物理量的乘积有无意义 (5)“截距”:初始条件.(6)“特殊值”:如交点、拐点。传送带中遇到带有物
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