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高中物理系列辅导专题讲座PAGEPAGE342022年高考物理总复习讲义(完整版)第一讲运动的描述直线运动知识清单【概念】1、质点2、参考系坐标系3、时刻时间间隔4、位置位移路程5、速度平均速度瞬时速度6、速率平均速率瞬时速率7、加速度【规律】匀变速直线运动过程中各量之间的关系(1)以上四个公式中共有五个物理量:x、t、a、v0、vt,这五个物理量中只有三个是独立的,可以任意选定。只要其中三个物理量确定之后,另外两个就唯一确定了。每个公式中只有其中的四个物理量,当已知某三个而要求另一个时,往往选定一个公式就可以了。如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等,那么另外的两个物理量也一定对应相等。(2)以上五个物理量中,除时间t外,x、v0、vt、a均为矢量。一般以v0的方向为正方向,以t=0时刻的位移为零,这时s、vt和a的正负就都有了确定的物理意义。(3),某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。,某段位移的中间位置的即时速度公式(不等于该段位移内的平均速度)。可以证明,无论匀加速还是匀减速,都有。匀变速直线运动在相邻的等时段内(4)初速度为零(或末速度为零)的匀变速直线运动做匀变速直线运动的物体,如果初速度为零,或者末速度为零,那么公式都可简化为:,,,一种典型的运动ABCaABCa1、x1、t1a2、x2、t2①②匀变速直线运动在连续相邻的等时间隔内OABCx1xOABCx1x2x3x1ⅠxⅡⅠABCx1x2x3x1ⅠxⅡⅠOxxⅢⅠ速度:成等差数列,且公差为Δv=at无确定的比例关系位移:成等差数列,且公差为Δx=at2每段内的位移x1,x2,x2及相对起点的位移xⅠ,xⅡ,xⅢ无确定的比例关系。v0=0xxⅢⅠ速度:成等差数列,且公差为Δv=at有确定的比例关系v1:v2:v3=1:2:3位移:成等差数列,且公差为Δx=at2有确定的比例关系,且每段内的位移x1:x2:x3=1:3:5相对起点的位移xⅠ:xⅡ:xⅢ=12:22:32匀变速直线运动在连续相邻的等位移内OABCtOABCt1t1t1T1T2T3OABCt1t1t1T1T2T3时间:无确定的比例关系速度:无确定的比例关系v0=0时间:从O点起,到A、B、C各点的时间满足T1:T2:T3=各段内的时间t1:t2:t3=速度:A、B、C各点的速度满足v1:v2:v3=自由落体运动1、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。2、自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动自由落体运动的加速度:1、在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,用字母g表示。2、地球表面不同地方,g的大小不同,在赤道处g最小,纬度越大的地方g越大,在南、北两极处g最大。(见课本P44表格)3、一般计算中,g可以取9.8m/s2或10m/s2,如果没有特别说明,都取9.8m/s2。自由落体的运动规律:1、速度随时间的变化规律2、位移随时间的变化规律只要把匀变速直线运动公式中的初速度v0取为0、加速度a取为g就可以了竖直上抛运动竖直上抛运动:1、物体以初速度v0竖直向上抛出,只受重力作用的运动,叫做竖直上抛运动。2、初速度v0≠0、加速度a=g,初速度方向与加速度方向相反。竖直上抛运动的规律:1、速度与时间的关系。2、位移与时间的关系。3、上升到最高点所用时间,上升的最大高度。4、对称性:【方法】1、同一直线上矢量的运算问题2、一个物体的单一匀变速直线运动过程(一段问题)3、一个物体的匀变速直线运动两段问题(化为一段)4、用图像法分析匀变速直线运动问题用图像研究物理现象、描述物理规律是物理学的重要方法,运动图象问题主要有:s-t、v-t、a-t等图像。1.s-t图象。能读出s、t、v的信息(斜率表示速度)。2.v-t图象。能读出s、t、v、a的信息(斜率表示加速度,曲线下的面积表示位移)。可见v-t图象提供的信息最多,应用也最广。位移图象(s-t)速度图象(v-t)加速度图象(a-t)匀速直线运动匀加速直线运动(a>0,s有最小值)抛物线(不要求)匀减速直线运动(a<0,s有最大值)抛物线(不要求)备注位移图线的斜率表示速度①斜率表示加速度②图线与横轴所围面积表示位移,横轴上方“面积”为正,下方为负pqABC【例1】一个固定在水平面上的光滑物块,其左侧面是斜面AB,右侧面是曲面AC。已知AB和AC的长度相同。两个小球p、q同时从A点分别沿ABpqABCA.p小球先到B.q小球先到C.两小球同时到vavaa’v1v2l1l1l2l2【例2】两支完全相同的光滑直角弯管(如图所示)现有两只相同小球a和a/同时从管口由静止滑下,问谁先从下端的出口掉出?(假设通过拐角处时无机械能损失)应用物理图象的优越性(1)利用图象解题可以使解题过程简化,思路更清晰,比解析法更巧妙、更灵活。在有些情况下运用解析法可能无能为力,用图象法可能使你豁然开朗。(2)利用图象描述物理过程更直观从物理图象可以更直观地观察出物理过程的动态特征。当然不是所有物理过程都可以用物理图象进行描述。(3)利用图象分析物理实验运用图象处理物理实验数据是物理实验中常用的一种方法,这是因为它除了具有简明、直观、便于比较和减少偶然误差的特点外,还可以有图象求第三个相关物理量、运用图想求出的相关物理量误差也比较小。2、要正确理解图象的意义(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s-t图象的斜率表示速度大小,v-t图象的斜率表示加速度大小。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”条件下的物理量的大小。由此往往能得到一个很有意义的物理量。【例3】一物体做加速直线运动,依次通过A、B、C三点,AB=BC。物体在AB段加速度为a1,在BC段加速度为a2,且物体在B点的速度为,则A.a1>a2 B.a1=a2 C.a1<a2 D.不能确定【例4】蚂蚁离开巢沿直线爬行,它的速度与到蚁巢中心的距离成反比,当蚂蚁爬到距巢中心的距离L1=1m的A点处时,速度是v1=2cm/s。试问蚂蚁从A点爬到距巢中心的距离L2=2m的B点所需的时间为多少?要点精析质点的模型平均速度、平均速率;瞬时速度、瞬时速率加速度:描述物体速度变化快慢的物理量,a=△v/△t(又叫速度的变化率),是矢量。a的方向只与△v的方向相同(即与合外力方向相同)。点评1:(1)加速度与速度没有直接关系:加速度很大,速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时);加速度很小,速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时);(2)加速度与速度的变化量没有直接关系:加速度很大,速度变化量可以很小、也可以很大;加速度很小,速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”——表示变化的快慢,不表示变化的大小。点评2:物体是否作加速运动,决定于加速度和速度的方向关系,而与加速度的大小无关。加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小,不表示速度增大或减小。(1)当加速度方向与速度方向相同时,物体作加速运动,速度增大;若加速度增大,速度增大得越来越快;若加速度减小,速度增大得越来越慢(仍然增大)。(2)当加速度方向与速度方向相反时,物体作减速运动,速度减小;若加速度增大,速度减小得越来越快;若加速度减小,速度减小得越来越慢(仍然减小)。专题突破追及相遇问题讨论追及、相遇的问题,其实质就是分析讨论两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置问题。1.两个关系:即时间关系和位移关系2.两个分界点:快慢分界点(速度相等,相对速度为零)和前后分界点(两物体在同一位置)常见的情况有:(1)物体A追上物体B:开始时,两个物体相距s0,则A追上B时,必有sA-sB=s0,且vA≥vB。(2)物体A追赶物体B:开始时,两个物体相距s0,要使两物体恰好不相撞,必有sA-sB=s0,且vA≤vB。3.解题思路和方法分析两物体运动过程,画运动示意图分析两物体运动过程,画运动示意图由示意图找两物体位移关系据物体运动性质列(含有时间)的位移方程【例5】从离地面高度为h处有自由下落的甲物体,同时在它正下方的地面上有乙物体以初速度v0竖直上抛,要使两物体在空中相碰,则做竖直上抛运动物体的初速度v0应满足什么条件?(不计空气阻力,两物体均看作质点).若要乙物体在下落过程中与甲物体相碰,则v0应满足什么条件?高效集训一、选择题(每小题4分,共40分)1.下列物体中,不能看作质点的是()A.计算从北京开往上海的途中,与上海距离时的火车B.研究航天飞机相对地球的飞行周期时,绕地球飞行的航天飞机C.沿地面翻滚前进的体操运动员D.比较两辆行驶中的车的快慢2.若汽车的加速度方向与速度方向一致,当加速度减小时,则:()A.汽车的速度也减小B.汽车的速度仍在增大C.当加速度减小到零时,汽车静止D.当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大3.物体从某一高度自由下落,第1s内就通过了全程的一半,物体还要下落多少时间才会落地
A.1s B.1.5sC.s D.(-1)s4.如图所示是做直线运动的甲、乙两物体的s-t图象,下列说法中正确的是:()A.甲启动的时刻比乙早t1s.B.当t=t2s时,两物体相遇C.当t=t2s时,两物体相距最远D.当t=t3s时,两物体相距s1m5.做匀加速运动的列车出站时,车头经过站台某点O时速度是1m/s,车尾经过O点时的速度是7m/s,则这列列车的中点经过O点时的速度为:()A.5m/s B.5.5m/sC.4m/s D.3.5m/s6.a、b两个物体从同一地点同时出发,沿同一方向做匀变速直线运动,若初速度不同,加速度相同,则在运动过程中:()①a、b的速度之差保持不变②a、b的速度之差与时间成正比③a、b的位移之差与时间成正比④a、b的位移之差与时间的平方成正比A.①③ B.①④ C.②③ D.②④7.下列关于平均速度和瞬时速度的说法中正确的是:()A.做匀变速运动的物体在相同时间间隔里的平均速度是相同的B.瞬时速度就是运动的物体在一段较短的时间内的平均速度C.平均速度就是初末时刻瞬时速度的平均值t/sVt/sVm/s20012348642甲乙丙8.汽车的加速性能是反映汽车性能的重要标志.速度变化越快,表明它的加速性能越好,如图为甲、乙、丙三辆汽车加速过程的速度—时间图象,根据图象可以判定()A.甲车的加速性能最好B.乙比丙的加速性能好C.丙比乙的加速性能好D.乙、丙两车的加速性能相同9.用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间,设直尺从开始自由下落,到直尺被受测者抓住,直尺下落的距离h,受测者的反应时间为 t,则下列说法正确的是() A.∝h B.t∝ C.t∝ D.t∝h210.从某高处释放一粒小石子,经过1s从同一地点释放另一小石子,则它们落地之前,两石子之间的距离将()A.保持不变 B.不断变大C.不断减小 D.有时增大有时减小二、填空题(每题4分,共16分)11.某市规定:卡车在市区内行驶速度不得超过40km/h.一次一辆卡车在市区路面紧急刹车后,经1.5s停止,量得刹车痕迹s=9m.,问这车是否违章?12.如图所示为甲、乙、丙三个物体在同一直线上运动的s-t图象,比较前5s内三个物体的平均速度大小为____________;比较前10s内三个物体的平均速度大小有′____′____′(填“>”“=’“<”)13.某一施工队执行爆破任务,已知导火索的火焰顺着导火索燃烧的速度是0.8cm/s,为了使点火人在导火索火焰烧到爆炸物以前能够跑到离点火处120m远的安全地方去,导火索需要m才行。(假设人跑的速率是4m/s)14.有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进,它的速度与到洞穴的距离成反比,当它行进到离洞穴距离为d1的甲处时速度为v1,则老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2=____________三、实验题(8分)15.在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度,为了计算加速度,合理的方法是A.根据任意两计数点的速度用公式a=Δv/Δt算出加速度B.根据实验数据画出v-t图象,量取其倾角,由公式a=tanα求出加速度C.根据实验数据画出v-t图象,由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=Δv/Δt算出加速度D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度16.在用接在50Hz交流电源上的打点计时器测定小车做匀加速直线运动的加速度的实验中,得到如图所示的一条纸带,从比较清晰的点开始起,每5个打印点取一个计数点,分别标上0、1、2、3、4…量得0与1两点间的距离s1=30mm,3与4两点间的距离s4=48mm,则小车在0与1两点间平均速度为__________,小车的加速度为__________.四、计算题(共36分)17.(10分)如图所示为一物体沿直线运动的s-t图象,根据图象:求(1)第2s内的位移,第4s内的位移,前5s的总路程和位移(2)各段的速度(3)画出对应的v-t图象18.(12分)一架飞机水平匀速的在某位同学头顶飞过,当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时,发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上,据此可估算出此飞机的速度约为声速的多少倍?19.(14分)相同(1)此屋檐离地面多高?(2)滴水的时间间隔是多少?(g取10m/s2)课后练习1、正以30m/s的速率运行中的列车,接到前方小站的请求:在该站停靠1min,接一个垂危病人上车。列车决定先以加速度大小是0.6m/s2匀减速直线运动到小站恰停止,停车1min后再以1.0m/s2的加速度做匀加速直线启动,直到恢复到原来的速度行驶。求该列车由于临时停车,共耽误多少时间?100s2、一列火车作匀变速直线运动驶来,一人在轨道旁观察火车的运动,发现在相邻的两个10s内,火车从他面前分别驶过8节车厢和6节车厢,每节车厢长8m(连接处长度不计)。求:⑴火车的加速度a;⑵人开始观察时火车速度的大小。3、一物体从某高处自由下落,它在落地前的最后1s内通过的位移是全程的19/100,求物体下落的高度和下落的时间。(g取10m/s2)4、从同一抛出点以30m/s初速度先后竖直上抛两物体,抛出时刻相差2s,不计空气阻力,取g=10m/s2,两个物体何时何处相遇?5、甲、乙两物体在同一直线上以10m/s的速度向同一方向运动,甲在前,乙在后,它们相距16m。某时刻甲以2m/s2的加速度做匀减速运动,求经过多长时间乙追上甲?若它们之间的距离36m,则经过多长时间乙能追上甲?第二讲受力分析力的运算知识清单【概念、规律】了解三种基本力:重力:由于地球的吸引而使物体受到的力重力并不就是地球对物体的引力(图示理解)重力的大小:G=mg关于重力加速度g:与物体的质量无关,是由地球及物体所在的位置所决定。在赤道上最小,在两极最大;从赤道沿经线到两极,g的值随纬度的增大而增大重力的方向:竖直向下。重力在物体上的作用点-重心:重心是物体各部分受重力作用的一个等效点。物体并非只在重心处受重力。物体重心的位置不一定在物体内,也可能在物体之外。物体重心位置可由悬挂法或计算的方法来确定,形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其任何中心。弹力:发生弹性形变的物体,在形变恢复的过程中对使它发生形变的物体产生的作用力产生弹力的条件:接触,发生弹性形变弹力的种类:弹簧的弹力;绳子的张力(拉力);接触弹力弹簧的弹力:弹簧产生的弹力大小遵守胡克定律,即F=kx;方向与形变的方向相反。可以是拉力,也可以是推力。绳子的张力(拉力):大小不遵守胡克定律,由物体的运动状态、受其他力的情况,用平衡法或动力学方法确定。接触弹力:发生在接触处,与接触面垂直。其大小不遵守胡克定律,由物体的运动状态、受其他力的情况,用平衡法或动力学方法确定。接触弹力的几种基本情形及接触弹力方向的确定:平面与平面接触弹力的方向与两平行的平面垂直。平面与曲面接触此时平面与曲面是相切的,接触处只是一个点。弹簧的方向是过该点与切面垂直。曲面与曲面接触接触处只是一个点,弹力的方向是过切点,沿垂直公切面(或公切线)方向。怎样判定接触处有无弹力?平衡法、动力学法:根据物体的运动状态及受其他的力确定假设法:即假设接触处无弹力,物体的运动状态有无改变。静摩擦力:产生条件是:接触,挤压,两物体有相对滑动的趋势方向:与相对运动的趋势的方向相反大小:存在一个最大值,大小在0~Fm之间,具体为多少由物体的运动状态、受其他力的情况,用平衡法或动力学方法确定。动摩擦力:产生条件是:接触,挤压,两物体有发生相对滑动。方向:与相对运动的方向相反大小:F=μFN其中μ为物体接触面的动摩擦因数,与接触面的性质(材料、粗糙程度)有关,与物体相对运动的速度及压力的大小无关。注意:静与动是相对接触面而言的,而并非一定是相对地面的。因此,运动的物体有可能受静摩擦力,而静止的物体也可能受动摩擦力的作用。专题、方法受力分析专题为什么只分析物体受到的力,而不分析物体施出的力?进行受力分析的难点是确定弹力、摩擦力等未知的力,这时候,头脑中应有以下几个基本的力学意识:力的物质性:力不能离开物体而存在,画出的任何一个力,都必须能找出其施力物体力的相互性:物体受到一个力,则必定会对施加这个力的物体也施加一个反作用力。物体之间的相互作用力(也称之为作用和反作用力)存在大小等、方向反、性质同、同时产生同时消失的特点。整体观念:如果有两个或两个以上的物体,在进行受力分析时,若讨论的力系统的外力,则可以把这两个或两个以上的物体视为一个整体,即视为一个物体平衡的观念:如果物体的状态是平衡态,则可以得到以下结论物体所受到力必为共点力物体所受到的力的合力为零物体所受到的力在任意一个方向的分力的合力为零。动力学观念:即力与加速度对应的观念。有某一个力,则必有对应的加速度,物体在某一方向看的加速度与该方向上的力相对应。进行受力分析的基本步骤①关于力的作用点:画在物体中央即可,如果不考虑物体的转动,可以所把所有的力的作用点都画在同一点②进行受力分析时应按下按顺序:a.画出物体受到的重力b.画出题中指定的力标出物体的与其他物体的接触点,按先弹力后摩擦力的顺序逐一分析物体在各接触处受到的接触力。c.分析物体受到的其他力③检查有无漏画的力?每一个力是否都能找到施力物体?是否把物体给其他物体的力也画在该物体上了?受力分析的题型:一个物体:方木块球三角形物体静止:在水平面上,在斜面上在轨道上在槽中在空中匀速运动:在水平面上在斜面上在轨道上在槽中在空中有加速度:在水平面上在斜面上B.两个物体静止:在水平面上在斜面上匀速运动:在水平面上在斜面上有加速度:在水平面上在斜面上C.几种特殊的物体的受力分析轻杆:可转动与不可转动的轻杆绳子:打结的绳与不打结的绳弹簧:轻弹簧,有重力的弹簧【例题】m例题1.如图所示,在竖直双线悬吊着的斜木梁上,m放着物体m,分析斜梁受哪几个力的作用,并画出受力图。例2.如图所示,竖直墙壁光滑,分析静止的木棒受哪几个力的作用,并画出受力图。例题3.如下图所示,单个物体在水平面上,画出物体的受力图,物体是质量均为m.光滑右动粗糙静止粗糙右动光滑静止光滑右动粗糙静止粗糙右动光滑静止粗糙左动F粗糙右动粗糙左动F粗糙右动F粗糙静止F粗糙右动粗糙右动F粗糙静止F粗糙左动F粗糙静止F粗糙左动F粗糙右动F粗糙静止F粗糙左动粗糙左动F光滑左动F光滑右动光滑左动F光滑右动F粗糙右动F例题4.如下图所示,两个物体在水平面上,画出每个物体的受力图:均粗糙静止F均粗糙静止F均粗糙静止F均粗糙静止F均粗糙静止均光滑静止只有地面光滑FF接触面均光滑只有地面光滑FF接触面均光滑F物体间光滑静止F只有地面光滑例题5.如下图所示,单个物体(质量为m)在斜面上,画出每个物体的受力图:θ斜面粗糙物体上滑θ斜面粗糙物体静止θ斜面粗糙物体上滑θ斜面粗糙物体静止θ斜面光滑物体上滑θ斜面光滑物体下滑FFFFFFθ斜面光滑物体上滑θ斜面光滑物体下滑θ斜面光滑物体上滑θ斜面光滑物体下滑θ斜面粗糙物体上滑θ斜面粗糙物体下滑θ斜面光滑物体上滑Fθθ斜面光滑物体上滑Fθ斜面粗糙物体上滑FFFθ斜面粗糙物体静止θ斜面粗糙物体静止θ斜面粗糙物体下滑θ斜面粗糙物体下滑Fθθ斜面粗糙物体下滑Fθ斜面粗糙物体静止Fθ斜面光滑物体下滑Fθ斜面粗糙物体上滑FABABF1F2光滑静止静止m1m2静止m1静止m1m2静止m1m2ab)θ1θ2(CABFB左移均静止ABFVAA.AAAAAB)AB)θF接触面光滑FBAB上移FV天花板粗糙mm1m2均静止K1K2m1..˙DBC2Rr两球静止Amm球静止)θαOAOABOOm)30)300ABOGOOOO【对系统的受力分析】两个物体构成系统,分析内力及外力,若要确定外力,可用整体法,若要确定系统内力,则必须隔离分析。例题8:静止在水平面上的两物体:在水平面上匀速运动的两物体:静止在斜面上的两物体及在斜面匀速下滑的两物体:【轻杆对的作用力】可转动的轻杆而不发生转动,则轻杆受到的力通过转动轴若轻杆一端固定,则另一端受到的力不一定过转动轴。力的运算:力的合成同一直线上两矢量的合成不在同一直线上的两矢量的合成平行四边形法则:要点,合成的两个力的起点在同一点合力的求法:解三角形:记住几种特殊情况求合力的通式:作图法:合力与分力的大小关系:合力不一定比分力大,其大小范围是:怎样求两矢量减?注意平行四力形的另一条对角线的意义三角形法则:要点:待合成的力首尾相连,合力为从第一个力的起点指向最后一个力的终点的矢量。力的合成的运算遵守加法交换律与结合律三角形法则与平行四边形法则本质上是一致的。力的分解:法则:平行四边形法则几种定解的讨论:已知合力,不规定两分力的大小和方向:有无数解已知合力及两分力的方向:只有唯一解已知合力一个分力的大小和方向:有唯一解已知合力和两分力的大小(有三种情况)已知合力、一个分力的方向和另一个分力的大小(有三种情况)GGG1G2oxy正交分解法将已知的力分解到互相垂直的两个方向,以便于计算,这种分解方法,叫正交分解法。正交分解法的意义在便于计算。一般是先分解,再合成。实例:斜面上物体的重力的分解两分力的效果及名称高效集训1.汽车在平直公路上匀速前进(设驱动轮在后),则()A.前、后轮受到的摩擦力方向均向后B.前、后轮受到的摩擦力方向均向前C.前轮受到的摩擦力向前,而后轮受到的摩擦力向后D.前轮受到的摩擦力向后,而后轮受到的摩擦力向前2.分析物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向:①物体A静止于斜面,如图甲所示.②物体A受到水平拉力F的作用,仍静止在水平面上,如图乙所示.③物体A放在车上,当车在刹车过程中,如图丙所示.A丁ωA丁ω甲A甲A丙A乙乙FABCFA3.如图所示,一木块放在水平面上,在水平方向施加外力F1=10N,F2=2N,木块处于静止状态.若撤去外力F1,则木块受到的摩擦力大小为NBCFA4.如图所示,三个物体叠放着,当作用在B物体上的水平力F=2N时,三个物体均静止,则物体A与B之间的摩擦力大小为N,B与C之间的摩擦力大小为N,C与地面之间的摩擦力大小为N.BFBFACα<BCA=α,AB边靠在竖直墙面上,F是垂直于斜面BC的推力.现物块静止不动,则摩擦力的大小为.6.如图所示,在两块相同的竖直木板之间,有质量均为m的4块相同的砖,用两个大小均为F的水平力压木板,使砖静止不动,则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小为()232314FFC.D.2mgmm(先增大后减小)8.把一重为G的物体,用一水平推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上(如图所示),从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的哪一个?()FftDFftD0GFftC0GFftB0GFftA0G9.画出下列各图中物体A、B、C的受力示意图(已知物体A、B、C均静止).B乙B乙∟丙CααAO甲10.A、B、C三物块质量分别为M、m和m0,作如图所示的联结。绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。若B随A一起沿水平桌面作匀速运动,则可以断定(A)
(A)物块A与桌面之间有摩擦力,大小为m0g
(B)物块A与B之间有摩擦力,大小为m0g(C)桌面对A,B对A,都有摩擦力,两者方向相同,合力为m0g
(D)桌面对A,B对A,都有摩擦力,两者方向相反,合力为m0g11.如图所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状态。则斜面作用于物块的静摩擦力的(ABCD)
(A)方向可能沿斜面向上(B)方向可能沿斜面向下
(C)大小可能等于零(D)大小可能等于F12.如图19-8所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度作匀速直线运动。由此可知,A、B间的滑动摩擦系数μ1和B、C间的滑动摩擦系数μ2有可能是(BD)。(A)μ1=0,μ2=0(B)μ1=0,μ2≠0
(C)μ1≠0,μ2=0(D)μ1≠0,μ2≠0
第三讲处理共点力的平衡问题几个概念:共点力:物体所受到的力,如果其作用线交于一点,则这些力为共点力。注意,共点并不一定要求力各人的作用点在同一点,只要力的作用线交于一点则可。平衡:物体处于平衡状态的标志是:静止或匀速运动。其受力本质是:合外力为零。由“平衡”所想到的:(“平衡”的规律)1.物体所受的力必为共点力2.物体所受到的力的合力为零3.若将所受到的力首尾相连,则最后一个力的终点必回到第一个力的起点4.按正交分解法,在x轴方向和y轴方向的合力分别为零。5.任意一个力与其他各力的合力平衡,即最终均可以转化为两个力的平衡。专题:物体受三个共点力的平衡问题特点:这三个力首尾相连,构成一个三角形方法:利用三角形的边角关系,或利用相似三角形进行求解或进行动态分析1.拉密定理(正弦定理)若构成力三角形,则大角对应大力。若三个力构成Y形,则大角对应小力2.相似三角形物体运动过程中,力三角形始终与某三角形相似,找出该三角形,确定各力3.合成法,动态中抓住不变的力4.分解法,动态中分解不变的力典型例题【例题1】.如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,0点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与o点的连线与水平线的夹角为α=60。求两小球的质量比m2:m1OOAOCB【例题2】如图所示,用细线AO、BO悬挂重物BO水平,AO与竖直线成300AOCBFFθ(【例题3】如图所示,在竖直墙壁上,用斜向上的恒力F按着重为mg的木块向下作匀速运动,F与竖直方向的夹角为θ,求动摩擦因数?巩固练习FA)3001.如图所示,质量为m的物体放在倾角为θ斜面上,它与斜面的动摩擦因素为μ,对A施加一个多大的水平力,物体A沿斜面匀速运动?(μFA)3002.试证明:当物体以初速度V0沿倾角为θ的斜面向下运动,则当μ=tgθ时作匀速运动,,与物体的质量无关。OOAB3.如图所示,O为圆心,A、B为圆上的两个点,当绳子的悬点A缓慢向右移动少许,关于绳子AO和BO张力的合力的变化正确的是()A.数值变大,方向变化B.数值变小,方向不变C.数值不变,方向不变D.数值不变,方向变化4.如图所示,一个倾角为θ的光滑斜面固定在竖直的墙壁上,为使一重量为G的铁球静止于墙壁与斜面之间,需用一作用线通过球心的水平推力F作用于球上,在此情况下()F)F)θ.B.球的重力一定大于FC.斜面对球的压力一定小于GD.斜面对球的压力一定大于GBABACA.N增大,F减小B.N,F都增大C.N减小,F增大D.N,F都减小FBFBAA.N增大,f增大,T增大B.N增大,f增大,T不变C.N减小,f减小,T减小D.N增大,f减小,T不变7.如图所示,重为G的均匀链条,两端用等长的轻绳连接,挂在等高的地方,AB绳与水平方向成角θ,试求:(1)绳子的张力;(2)链条最低点的张力。AABC)θθ(B甲B甲m乙AOK9.两根等长的轻绳,下端结于一点挂一质量为m的物体,上端固定在天花板上相距为s的两点上,已知两绳所承受的最大拉力均为T,则每根绳的长度不得短于多少?B)θA10.跨过定滑轮的轻绳的两端,分别系着物体A和物体B,物体A放在倾角为θ的斜面上,如图所示,已知物体A的质量为m,物A与斜面的摩擦因数为μ(μB)θAAB)θF11.完全相同的直角三角形A、B,按图所示叠放,设A、B接触的斜面光滑,A与桌面的动摩擦因数为μ.观在B上作同一水平推力F,恰好使A、B一起在桌面上匀速运动,且A、B保持相对静止,则A与桌面的动摩擦因数AB)θF12.如图,吊篮重200N,人重500N,绳子质量及绳子与滑轮摩擦不计,当此人用100N的拉力拉绳子时,吊篮底板对人的支承力是多少?地面对吊篮的支承力是多少?要使吊篮离地上升,此人对绳子的拉力至少是多少?FBFBAA.B受到的摩擦力一定增大B.地面对A的摩擦力一定增大C.面对A的支持力一定减小D.A对B的作用力一定减小.˙.˙DBC2RrAA.D点的弹力可以大于、等于、小于小球的重力B.D点的弹力大小等于A点的弹力的大小C.B点的弹力恒等于一个小球的重力的两倍SNSNSNABC15.如图所示,A、B是质量均为m的磁铁,C为木块,水平放置,静止时,B对A的弹力为F1,C对B的弹力为F2,则()A.F1=mgF2=2mgB.F1>mgF2=2mgC.F1<mgF2=2mgD.F1>mgF2>2mg16.一个质点受到n个共点力同时作用处于静止状态,其中力F1=10N,现在将F1反向,其它的力保持不变,求质点合力的大小和方向.力、物体的平衡单元测试(一)姓名一、选择题:1.下列关于力的说法,正确的是:A.力是由施力物体产生的,被受力物体接受;B.力有时能脱离物体而独立存在;C.有受力物体就一定有施力物体;D.只有相互接触的物体地能产生作用力.2.关于物体的重力,下列说法正确的是:物体所受的重力是由地球的吸引产生的;B.物体所受重力的大小等于该物体的吸引力大小;C、物体的重力始终等于该物体质量的9.8倍;3.关于重心,下列说法正确的是:重心是物体内重力最大的点;B.任何几何形状规则的物体的重心必与几何中心重合;C.重心是重力的作用点,它总是在物体上,不可能在物体外;D.重心是物体各部分所受重力的合力的作用点.4.关于摩擦力,下列说法正确的是:摩擦力方向总是跟运动方向相反;B.相互压紧且接触面粗糙的物体之间一定有摩擦力;C、相互接触的物体间正压力增大,摩擦力一定增大;D物体受到静摩擦力的大小,跟材料的粗糙程度无关.5.与两个物体接触面的滑动摩擦力有关的因素是:A.两个物体之间的相对速度;B.两个物体之间的接触面积;C.两个物体接触面的材料;D.两个物体之间的垂直接触面的弹力.6.一根轻质弹簧,当它上端固定,下端悬挂重为G的物体时,长度为L1;当它下端固定在水平地面上,上端压一重为G的物体时,其长度为L2,则它的倔强系数是:A.G/L1B.G/L2C.G/(L1-L2)D.G/(L1-L2)7.关于两个大小不变的共点力与其合力的关系,下列说法正确的是:A.合力大小随两力夹角增大而增大;B.合力的大小一定大于分力中最大者;C.两个分力夹角小于180O时,合力大小随夹角减小而增大;D.合力的大小不能小于分力中最小者8.有两个大小恒定的力,作用在一点上,当两力同向时,合力为A,反向时合力为B,当两力相互垂直时,其合力大小为:A.B.C.D.9.在力的分解中,有唯一解的条件是:A.已知两个分力的方向;B.已知两个分力的大小;C.已知一个分力的大小和方向;D.已知一个分力的大小,另一个分力的方向mMABA10mMABAA.A受两个力的作用,即支持力和对地面的压力B.A对地面的压力的施力体是地球C.A所受的支持力与A对桌面的压力是一对作用力与反作用力;D.A所受的支持力与A对桌面的压力一对平衡力11.两个物体A和B,质量分别为M和m,用跨过定滑轮的轻绳力连接,A静止于水平地面上,如图所示,不计摩擦,A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别为:A.mg,(M-m)gB.Mg,MgC.(M-m)g,MgD.(M+m)g,(M-m)g12.如图所示,物体静止,弹簧秤和细绳重力不计,不计一切摩擦,物体重G=5牛,弹簧秤A和B的读数分别为:A.5牛,0牛B.5牛,10牛C.5牛,5牛D.10牛,5牛13.如图所示,将两个相同的条形磁铁吸在一起,置于桌面上,下面的说法正确的是:A.B对桌面的压力等于A,B的总重力B.A对B的压力大于A的重力C.A对B的压力等于A的重力D.B对桌面的压力小于A、B的总重力14.如图所示,三个相同的物体叠放在一起,当作用在B物体上的水平力F为2牛顿时,三个物体都静止,则物体A与B之间、B与C之间,C与桌面之间的摩擦力大小分别为:A.0,0,0B.0,1牛,1牛C.0,2牛,2牛D.2牛,2牛,2牛15.如图所示,物体放在水平桌面上,在水平方向上共受三个力作用,即F1、F2和摩擦力作用,物块处于静止状态,其中F1=10牛,F2=2牛,若撤去F1,则物块受到的摩擦力是:A.8牛,方向向右B.8牛,方向向左C.2牛,方向向右D.2牛,方向向左16.如图所示,质量为m的物体置于水平地面上,受到一个与水平面方向成α角的拉力F作用,恰好作匀速直线运动,则物体与水平面间的摩擦系数为:A.Fsinα/(mg-Fsinα)B.Fcosα/(mg-Fsinα)C.(mg-Fsinα)/FcosαD.Fcosα/mg17.如图所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力为:A.方向可能沿斜面向上B.方向可能沿斜面向下C.大小可能等于零D.大小可能等于F18.一人将一木箱匀速推上一粗糙斜面,在此过程中,木箱所受的合力A.等于人的推力B.等于摩擦力C.等于零D.等于下滑力19.如图所示,在粗糙水平地面上,放一个斜面体b,若物体a在斜面上匀速下滑,则:A.b保持静止,但是有相对水平地面向右的运动趋势B.b保持静止,而且没有相对水平地面的运动趋势C.b保持静止,但是有相对水平地面向左的运动趋势D.条件不定,无法判断20.物体受共点力F1、F2、F3作用而作匀速直线运动,则这三个力可能选取的数值为:A.15牛、5牛、6牛B.3牛、6牛、4牛C.1牛、2牛、10牛D.1牛、6牛、3牛21.一根轻质细绳能承受的最大拉力是G,现把一重量为G的物体系在绳的中点,两手先并拢并分别握住绳的两端,然后缓慢地左右对称分开,若想绳不断,两绳间的夹角不能超过:A.45B.60C.120D.13522.如图所示,在倾角为α的斜面上,一质量为m的小球被竖直的木板挡住,不计一切摩擦,则小球对斜面的压力为:A.mgcosαB.mgtgαC.mg/cosαD.mg/sinαBC23.如图所示,把球夹在竖直墙和木板BC之间,不计摩擦。球对墙的压力为N1,球对板的压力为N2,在将板BCBCA.N1、N2都增大B.N1、N2都减小C.N1增大、N2减小D.N1减小、N2增大24.如图所示,在拉力F的作用下物体A向右运动的过程中,物体B保持匀速上升,若A所受地面的支持力为N1,所受地面的滑动摩擦力为f,绳子的张力为T,则在运动过程中:A.N,f,T均增大B.N,f,T均减小C.N,f增大,T不变D.N增大,f减小,T不变25.如图所示,轻质细绳AO和BO的张力分别为T1,T2,当悬点A的位置略向左移时,说法正确的是A.T1,T2增大,且B.T1,T2增大,且C.T1增加,T2减小,且26.如图所示,用两根轻绳AO,BO吊着一盏灯,若悬点A固定,同时保持结点O不变,将BO绳的悬点B移至水平方向的过程中,BO的张力的变化情况是A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大27.如图所示,平台重600牛,滑轮重量不计,要使系统保持静止,人的重量不能小于600牛B.300牛C.200牛D.150牛二、计算题:1.完全相同的直角三角形A、B,按图所示叠放,设A、B接触的斜面光滑,A与桌面的动摩擦因数为μ.观在B上作同一水平推力F,恰好使A、B一起在桌面上匀速运动,且A、B保持相对静止,则A与桌面的动摩擦因数μ跟斜面倾角θ的关系如何?AAB)θF2.如图所示,A重8牛,B重16牛,AB之间以及B与地面之间的滑动摩擦系数都是0.25,水平拉力F是多大时,B在其牵动下向左作匀速运动?3.如图所示,弹簧AB原长为35厘米,A端挂一个重50牛的物体,手执B端,将物体置于倾角为30O的斜面上,当物体沿斜面匀速下滑时,弹簧长变为40厘米,当物体匀速上滑时,弹簧长变为50厘米,求弹簧的倔强系数和物体与斜面的滑动摩擦系数。4.一块长方形的木板被锯成A,B两块然后对在了一起,如图所示,已知MA=0.1Kg,MB=0.3kg,木板与地面的摩擦系数为0.2,现用水平推力F推B,使A、B保持矩形整体沿力的方向作匀速直线运动。(g=10米/秒2)求:(1)F的大小;(2)B对A的弹力;(3)A、B间的摩擦力。5.如图所示,质量为千克的A球和质量为3千克的B球被轻质细线连接后,挂在光滑的柱上恰好处于静止状态,已知∠AOB=900,求OB与竖直方向的夹角α?一、选择题:1、C;2、AD;3、D;4、D;5、CD;6、D;7、C;8、B;9、AC;10、C;11、A;12、C;13、AB;14、C;15、C;16、B;17、ABCD;18、C;19、B;20、B;21、C;22、C;23、B;24、C;25、A;26、D;27、C;二、计算题:1、μ=g.cotθ/2;2、10牛;3、250牛/米,0.29;4、(1)0.8牛(2)0.173牛(3)0.1牛;5、30;力、物体的平衡单元测试(二)姓名一、选择题:1.关于静摩擦力,下列说法正确的是:A.两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用B.静摩擦力一定是阻力C.受静摩擦力作用的物体一定是静止的D.在压力一定的条件下,静摩擦力的大小是可以变化的,但有一定限度2.关于相互接触的两物体之间的弹力和摩擦力,下列说法正确的是A.有摩擦力一定有弹力B.摩擦力的大小与弹力成正比C.有弹力一定有摩擦力D.弹力是动力,摩擦力是阻力3.一个弹簧挂30牛的重物时,弹簧伸长1.2厘米,若改挂100牛的重物时,弹簧总长为20厘米,则弹簧的原长为:A.12厘米B.14厘米C.15厘米D.16厘米4.有两个大小相等的共点力F1和F2,当它们的夹角为900时的合力为F,它们的夹角变为120度时,合力的大小为A.2FB.C.D.5.将一个力F=10牛分解为两个分力,已知一个分力的方向与F成30度角,另一个分力的大小为6牛顿,则在分解中A.有无数组解B.有两解C.有唯一解D.无解6.在分析物体受力时,下面的说法正确的是A.向上抛出后的物体受到向上的作用力B.两物体相互挤压时,其弹力沿接触面垂直的方向指向施力物体C.轻绳的拉力方向指向绳子收缩的方向D.放在斜面上的物体受到的重力可分解下成滑力和正压力7.一块铁m被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动,如图所示,下列哪一说法是错误的?A.铁块受到四个力作用,其中有三个力的施力物体均是黑板B.铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力互相吸引的磁力和互相推斥的弹力C.磁力和弹力是互相平衡的力D.磁力大于弹力,黑板才能吸住铁块不动8.如图所示,物体在水平力F作用下静止在斜面上,若稍增大水平力F,而物体仍能保持静止,下列说法正确的是:A.斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大B.斜面对物体的静摩擦力及支持力都一定增大C.斜面对物体的静摩擦力一定增大,支持力不一定增大D.斜面对物体的静摩擦力不一定增大,支持力一定增大9.用弹簧秤称物块时,读数是7.5牛,用弹簧秤拉着物块沿着倾角为370的斜面向上匀速滑动时,读数是6牛顿。物块与斜面间的滑动摩擦系数是:A.1B.0.8C.0.25D.0.210.如图所示,小球系在细绳的一端,放在光滑的斜面上,用力将斜面在水平桌面上向左推移,使小球上升(最高点足够高)。那么,在斜面运动过程中,绳的拉力将A.先增大后减小B.先减小后增大C.一直增大D.一直减小二、多选题:1.用一水平力推地面上的木箱,没有推动,则:A.木箱运动趋势沿水平力方向B.木箱受到的摩擦力大于水平推力C.此时摩擦力与木箱对地面的正压力成正比D.木箱与地面的最大静摩擦力等于木箱开始运动时的最小推力2.如图所示,质量均为m的两木块a与b叠放在水平面上,a受到斜向上与水平成角的力作用,两力大小均为F,两木块保持静止状态,则A.a,b之间一定存在静摩擦力B.b与地之间一定存在静摩擦力C.b对a的支持力一定小于mgD.地对b的支持力一定大于2mg3.如图所示,大三角劈C置于粗糙水平面上,小三角劈B置于斜面上,B的上面又放一个小木块A,在A、B一起匀速下滑的过程中,下列说法正确的是:A.木块A受到方向向左的摩擦力B.木块A对B的压力小于A的重力C.B与C之间的滑动摩擦系数μ=tgαD.水平地面对C没有摩擦力作用4.如图所示,重20牛的物体放在粗糙水平面上,用力F=8牛的力斜向下推物体,F与水平面成30角,物体与平面间的滑动摩擦系数μ=0.5,则:A.物体对地面的压力为24牛B.物体所受的摩擦力为12牛C.气体所受的合力为5牛D.物体所受的合力为零5.如图所示装置,两物体质量分别为m1,m2,悬点ab间的距离大于滑轮的直径,不计一切摩擦,若装置处于静止状态,则A.m2可以大于m1B.m2一定大于m1/2C.m2可能等于m1/2D.θ1一定等于θ2三、计算题:1.如图所示,物体A重40牛,物体B重20牛,A与B,B与地的摩擦系数都相同。物B用细绳系住,当水平力F=32牛时,才能将A匀速拉出,接触面间的摩擦系数多大?2.如图所示,物重30牛,用OC绳悬挂在O点,OC绳能承受最大拉力为牛,再用一绳系OC绳的A点,BA绳能承受的最大拉力为30牛,现用水平力拉BA,可以把OA绳拉到与竖直方向成多大角度?ABC3003.如图所示,一轻质三角形框架的B处悬挂一个定滑轮(质量忽略不计)。一体重为ABC300(1)此时人对地面的压力多大?(2)斜杆BC,横杆AB所受的力多大?力、物体的平衡单元测试(二)一、单选题:1、D;2、A;3、D;4、B;5、B;6、C;7、D;8、D;9、C;10、B;二、多选题:1、AD;2、AC;3、C;4、AD;5、ABD;三、计算题:1、0.4;2、30;3、(1)200牛(2)牛,牛。第四讲动力学观念、思维与方法牛顿三定律一、对牛顿运动定律的理解1.伽利略理想斜面实验:这一重要实验说明了:物体不受力或者所受的合外力为零时,物体可以一直运动下去,即物体的运动不需要力来维持,这一结论打破了以前人们的“物体要受到力的作用才能运动,不受力就会静止下来,物体的运动需要力来维持”的认知.例题1.下面关于伽利略理想斜面实验的说法正确的是A.实验说明了质点不受力就会静止下来B.实验说明了质点的运动需要力来维持C.实验说明了质点不受力或者所受的合外力为零时,质点也可以运动D.实验说明了质点的运动不需要力来维持2.牛顿第一定律(又叫惯性定律):是牛顿在伽利略理想斜面实验的基础上总结出来的基本定律.即:它包含了两重含义:(1)物体不受力或者所受的合外力为零时,物体(2)物体所受的合外力不为零时,例题2.ABABCDA、向左匀速直线运动;B、向左加速直线运动;C、向左减速直线运动;D、向右减速直线运动。物体的惯性只由它的决定,是物体本身固有的性质,与其它因素无关.例题3.关于物体的惯性,下列说法正确的是A.物体的速度越大惯性越大,速度越小惯性越小B.物体所受合力越大惯性越大C.物体的质量越大惯性越大,质量越小惯性越小D.物体加速度越大惯性越大3.牛顿第二定律(1)牛顿第二定律的表述:(2)公式:(3)“1牛顿”的物理意义:.例题4.根据牛顿第二定律F=ma可知,当有力F作用在物体上时,物体就会产生加速度a。但是某人用力F将一桶水向上提时,却没有提起来,即没有产生相应的加速度a。这是不是说,牛顿定律在这一情形中不再适用?例题5.竖直上抛的物体,从抛出到落回原处的过程中,若物体受到的空气阻力大小与物体运动的速度大小成正比,则在此过程中,物体的加速度的大小变化是A、一直变小;B、一直变大;C、先变小后变大;D、先变大后变小。例题6.由F=ma得m=F/a,下面的说法正确的是A.m与F成正比,与a成反比B.m只与F成正比,与a无关C.m只与a成正比,与F无关D.m与F、a无必然联系,但可以用F/a来计算4.基本单位和导出单位(1)基本单位:(2)导出单位:例题7.下列各组单位中,全部是基本单位的是A.牛顿、米、秒、帕、斤、米每秒、米每二次方秒B.千克、米、秒、安培C.安培、牛顿、千克、秒D.牛顿、焦耳、千克、米、秒5.牛顿第三定律:.(1)作用力与反作用力:(2)如何区别“作用力与反作用力”跟“平衡力”例题8.关于作用力和反作用力,下列说法正确的是()A.一个作用力和它的反作用力的合力为零B.地球对重物的作用力比重物对地球的作用力大C.D.作用力和反作用力同时产生、同时消失FAFAFBmA.FA与FBB.重力与支持力C.支持力与地面受到的压力D.物体与地面受到的摩擦力6.超重与失重(1)视重与实重.(2)什么是超重与失重?.(3)超重与失重的相关计算(实质上是在竖直方向上牛顿第二定律的应用)例题9.如右图所示,一质量为m的物体置于升降机的水平地板上,当升降机以竖直向上的加速度a运动时,物体是超重还是失重?视重是多少?视重比实重变化多少?怎么变化?如果升降机以竖直向下的加速度a运动时,物体是超重还是失重?视重是多少?视重比实重变化多少?怎么变化?对超重与失重的归纳:如果物体的加速度竖直向上,则物体超重,超出ma,不管速度是向上还是向下;如果物体的加速度竖直向下,则物体失重,失去了ma,不管速度是向上还是向下,如果物体的加速度竖直向下且等于重力加速度,物体完全失重(实质上是全部重力都用来产生加速度).牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗?怎么理解?牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例.牛顿第一定律揭示的是:物体不受力可不可以运动的问题.牛顿第二定律揭示的是这样一个动力学观点:物体所受的合外力只要不为零,物体就一定有加速度,反过来,只要物体加速度不为零,即物体所受到的合外力就一定不为零,合外力与加速度是瞬时对应关系,只要合外力改变,加速度就一定同时改变,反过来,如果发现加速度改变了,就一定是因为合外力改变了,这是有关因果关系,合外力是因,加速度是果,并且,公式F=ma中的F、m、a分别是同一研究对象的合力、质量和加速度。这一章所有的题目都始终贯穿和充分地体现了这个动力学观点,所以,我们只有非常牢固地建立起这一观点,才能进入物理学的大门.才能把力学乃至物理学真正学好.请同学们在后面的各种问题中去认真体会这一点.二、应用牛顿第二定律解题的一般步骤:1、确定研究对象(包括整体法和隔离法的应用);2、进行受力分析,作出受力图,建立直角坐标系,并把不在坐标轴上的力分解到坐标轴上;3、求出合力或者合力的表达式4、由ΣF=ma列方程并求解;(往往还要列辅助方程)5、有些问题还要进行必要的讨论.三、基本应用1.第一类题型:已知物体的运动情况,求物体的受力情况已知物体的运动情况,由运动学公式可以求出加速度,再根据牛顿第二定律就可以求出物体所受的合外力,从而求出未知的力.例题12.如右图所示,一质量为m的物体静止于粗糙的水平面上,物体与水平面间的滑动摩擦因数为μ,一大小未知的水平力F作用在物体上,经过t秒后速度达到V,求水平力F的大小.FFmFmV0练习.如右图所示,一质量为m的物体某一时刻以初速度V0FmV0Fmθ例题13.如右图所示,一质量为m的物体静止于粗糙的水平面上,物体与水平面间的滑动摩擦因数为μ,一大小未知倾角为FmθFmV0θ练习.如右图所示,一质量为m的物体某一时刻以初速度V0于粗糙的水平面上向左运动,同时一大小未知的推力F作用在物体上,F与水平面的夹角为FmV0θ2.第二类题型:已知物体的受力情况,求物体的运动情况先分析物体的受力情况,画出受力图,建立适当的直角坐标系,确定合力的大小和方向(加速度的方向),由牛顿第二定律求出加速度,再分析物体的运动状态的可能性,当物体的加速度a与速度v的方向相同时,做加速运动,当a与v反向时,物体做减速运动,然后由运动学公式求出运动学的相关物理量.Fmθ例题14.如右图所示,一质量为m的物体静止于粗糙的水平面上,物体与水平面间的滑动摩擦因数为μ,一倾角为FmθFmθ如右图所示,一质量为m的物体某一时刻静止于粗糙的水平面上,同时一已知推力F作用在物体上,力F与水平面的夹角为θ,物体与水平面间的滑动摩擦因数为Fmθ例题15.一滑雪运动员与雪橇的总质量为m,从倾角为θ的雪坡顶端滑下,雪橇与雪面的动摩擦因数为μ,雪坡长为L,求运动员滑到坡底端时的速度大小练习.一质量为m=1kg的物体,从倾角为300的斜面上从静止开始下滑,设物体与斜面间的摩擦因数μ=0.2,斜面长为10米,取g=10m/s2,求物体到达斜面底端时的速度大小.牛顿运动定律的应用一、对牛顿运动定律的进一步理解1、牛顿第二定律揭示了合力与加速度的因果关系,即加速度的大小,方向是由合外力和质量共同决定,合外力和质量是因,加速度是果,关系不能颠倒.2、牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果;即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,有力存在就一定有加速度不为零,反过来,有加速度,就一定合力不为零,注意力的瞬间效果是加速度而不是速度。3、牛顿第二定律反映的是各物理量间的同一性:即公式F=ma中的F、m、a分别是同一研究对象的合力、质量和加速度。二、解题方法的进一步说明上一个单元我们列出了两种题型,①已知物体的运动情况,求出物体的受力情况;②已知物体的受力情况,求出物体的运动情况.这是对初学者而言的,如果对解题方法真正熟悉了,可以不去计较是哪种题型,也就是:先分析物体的受力情况(作出受力图)和运动情况,然后到题目的已知条件里去找,看看由哪些条件可以求出加速度就用哪些条件去求,然后再用F=ma求力或者用运动学公式求运动学的物理量.三、在建立坐标系的过程中,通常有两种分解方式:(1)以加速度的方向为x轴的正方向,建立坐标系,这种情况不分解加速度,所以有一个方向合力为零,以便于列方程。例1.一个物体沿斜面上滑时,加速度大小为6m/s2,沿斜面下滑时加速度大小为4m/s2,则该斜面的倾角为多少?物体与斜面间的滑动摩擦系数是多少?例2.如图所示,将质量为1kg的小球挂在倾角为30度光滑斜面上.(1)当斜面以加速度a=g/3沿水平方向左做匀加速直线运动时,求绳对小球的拉力和斜面对球的支持力.(2)斜面的加速度至少为多大,向哪个方向做匀加速直线运动时,斜面对球的支持力为零?(3)斜面的加速度至少为多大,向哪个方向做匀加速直线运动时,绳对小球的拉力为零?(取g=10m/s2)例3.质量为M的光滑圆槽放置在水平面上,圆槽内放一质量为m的小球,如图所示,今用一水平恒力F作用在圆槽上,并使小球相对圆槽静止,在图示位置随圆槽起运动,则小球对圆槽的压力大小是多少?θθF例4.如图,底面光滑的小车用两个量程是20N完全相同的弹簧秤A和B系着一个质量为1Kg的物体,在水平地面上当小车作匀速度运动时,两弹簧秤的读数均为10N,当小车作匀加速直线运动时,弹簧秤A的示数变为8N,这时小车运动的加速度的大小是多小?AAB练习:1.一个物体受竖直向上拉力F作用,当拉力F1=140牛时,物体从静止开始运动向上的加速度为4米/秒2,不计空气阻力,问:(1)物体的质量为多少?(2)物体在2秒内的位移和2秒末速度多大?(3)要使物体在2秒内的位移增大为原来的4倍,则拉力F2为多少?2.某物体从倾角θ=300,长为米的斜面顶端匀速滑下,若保持斜面长度不变,将斜面倾角变为600时,则该物体从斜面顶端由静止滑到底端所需的时间为多少?3.一质量为m的物体,受到三个力作用后静止在光滑的水平地面上,现将其中一个水平向南的力F减少其3/4,其他两个力保持不变,那么该物体在时间t内的位移将是(A)零(B)Ft2/8m,向南(C)Ft2/8m,向北(D)3Ft2/8m,向北θθα4.如图所示,在倾角为θ的粗糙斜面上,有一物块沿斜面匀加速下滑,物块上的支架上悬挂着一小球,把悬线偏离竖直方向的角度记为α,当角度大小稳定不变时(A)α>θ(B)α=θ(C)0<α<θ(D)α=05.在水平直轨道上运动的火车车厢内有一光滑水平平台,平台上的水平轻弹簧拉住一个小球,弹簧的另一端固定于车厢的壁上,其倔强系数K=500牛/米,小球的质量是2千克,若旅客发现弹簧缩短了2厘米,这说明(A)火车以a=5米/秒2向右作加速运动(B)火车以a=5米/秒2向右作减速运动(C)火车以a=5米/秒2向左作加速运动(D)火车以a=15米/秒2向左作减速运6.质量为m的物体沿斜面加速下滑时,斜面体的质量为M静止在水平地面上,则(A)斜面体对地面的压力大于(M+m)g(B)斜面体对地面的压力小于(M+m)g(C)斜面体对地面的压力等于(M+m)(D)斜面体底面受到的摩擦力为零(2)以某个力方向为x轴正向,很多力都落在两坐标轴上而不需再分解,这样要分解的力较少,求合力很方便,但是要分解加速度,两个方向都用F=ma列式θ例1.如图,电梯与水平面夹角300,当电梯加速向上运动时,人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?θ练习:1.用水平力F拉着三个物体在光滑的水平面上一起运动,现在中间物体上加一个小物体,仍让它们一起运动,且原拉力F不变,那么中间物体两端绳上的拉力Ta和Tb的变化情况是(A)Ta增大(B)Ta不变(C)Tb增大(D)Tb不变2.质量为m=1kg的小球穿在斜棒上,斜棒与水平面成30度的角,球与棒间的动摩擦因数为,小球受到坚直向上的拉力F=20N,则小球沿棒上滑的加速度为多少?例2.小车在水平面上以加速度a向左做匀加速直线运动,车厢内用OA,OB两细绳系住一个质量为m的物体,OA与竖直方向夹角为θ,OB是水平的,求二绳的拉力各是多少?如图所示。ABABOθm例3.如图所示,倾角为θθm例4.如图所示,两个光滑的梯形木块A和B紧挨着并排放在光滑水平面上,已知θ=600,mA=2千克,mB=1千克,现同时施水平力F1=5牛作用于A,F2=2牛作用于B,它们的方向相反。两木块在运动中无相对滑动,则B对A的作用力大小为多少牛?AABθF1F2300300m1.如图所示的升降机以加速度5米/秒2竖直上升时,升降机中质量为10千克的小球对斜面的压力为多少牛?对竖直墙的压力为多少牛?接触面光滑.2.用一轻弹簧水平地拉着一物体在水平面上匀速运动,弹簧伸长1厘米;再拉着此物体作加速度为3米/秒2的匀加速运动,弹簧伸长4厘米,则物体和水平面间的摩擦系为多少?3.如图,质量m1=60kg的人站在质量m2=30kg的吊台中,绳跨过定滑轮,一端固定在吊台上,一端握在人手中(两段绳都可认为是竖直的),若希望人和吊台共同以a=1m/s2的加速度上升,求:(1)人需以多大力F竖直向下拉绳?(2)人对吊台的压力是多少?(不计滑轮、绳的质量及滑轮处的摩擦)4.物块m1、m2,用仅能承受10牛拉力的轻细绳相连,置于水平桌面上,m1=2千克,与桌面的滑动摩擦系数μ1=0.4,m2=4千克,与桌面的滑动摩擦系数μ2=0.10,今想用水平力拉物块m1或m2,使物块尽快运动起来,那么为了不致使细绳被拉断,最大的水平拉力是多大?是拉m1还是拉m2?瞬间状态及临界状态的分析一、中学物理中的“绳”和“线”的特点:1、轻:m=0,mg=0,同一根绳各点的张力相等;2、软:只能提供拉力,不能承受压力;3、不可伸长:绳子中的拉力可以突变,即:所讲的是刚性绳,包括细线等。二、中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”的特点:1、轻:m=0,mg=0,同一根弹簧各点的张力相等;2、既能提供拉力,还能承受压力;3、弹力不能发生突变。三、对瞬间状态的分析,要强调力和加速度的同时性。即:瞬时力决定瞬时加速度。可见,确定瞬时加速度的关键是正确确定瞬时作用力,同时注意到弹性绳和刚性绳的区别。ABABCA.g,,g,gB.-5g,2.5g,0C.-5g,2g,0D.-g,2g,3gABABCOABCm1OABCm1m2OABCm1OABCm1m2例3.如图所示.一条轻弹簧和一根细线共同拉住一个质量为m的物体,平衡时细线是水平的,弹簧与竖直方向的夹角是θ,若突然剪断细线,则在刚剪断的瞬间,弹簧拉力的大小是,物体加速度的方向与竖直方向夹角等于;若上述弹簧改为钢丝,则在细线剪断的瞬间,钢丝的拉力大小是,物体加速度的方向与竖直方向的夹角是·练习:在上题中,如果将弹簧与绳,钢丝与绳交换位置,结果又如何?四、分析物理过程,找到临界状态.常用极限思维方法,使较为隐蔽的条件明显地暴路出来。mMF例4.如图,质量m=lkg的物块放在倾角为θ的斜面上,斜面体质量M=2kg.斜面与物块的动摩擦因数μ=0.2,地面光滑,θ=370,现对斜面体施一水平推力F.要使物体m相对斜面静止,力F应为多大?(设物体与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取
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