2022年高中物理 第一、二章 直線運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)學(xué)案 新人教版必修1
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1、2022年高中物理 第一、二章 直線運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)學(xué)案 新人教版必修1 (一)質(zhì)點(diǎn)、參考系、位移和路程、時(shí)間與時(shí)刻 一、質(zhì)點(diǎn)概念和物體被看作質(zhì)點(diǎn)的條件 1、質(zhì)點(diǎn):用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)沒(méi)有形狀、大小,卻具有物體的全部質(zhì)量。質(zhì)點(diǎn)實(shí)際并不存在,是為了使研究問(wèn)題簡(jiǎn)化的一個(gè)理想化的物理模型。 2、一個(gè)物體能否看作質(zhì)點(diǎn),不是由物體自身的大小決定的,而是由研究問(wèn)題的實(shí)際情況決定的,當(dāng)物體自身的形狀和大小與所研究的問(wèn)題范圍相比較,可以忽略時(shí),抓主要因素、忽略次要因素,這是一種科學(xué)抽象方法,因此要具體問(wèn)題具體分析。同一物體能否被看作質(zhì)點(diǎn),要根據(jù)具體情況而定。例如研究地球公轉(zhuǎn)時(shí),地球的大小可以忽略不
2、計(jì),因此可以把地球視為質(zhì)點(diǎn);但研究地球自轉(zhuǎn)時(shí),地球就不能抽象為質(zhì)點(diǎn)了。 二、參考系:在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),選來(lái)作為參考的假定不動(dòng)的物體,叫做參考系。 理解時(shí)應(yīng)注意:運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,靜止是相對(duì)的,選擇不同的參考系來(lái)觀察同一個(gè)運(yùn)動(dòng),觀察的結(jié)果可能會(huì)有不同。參考系的選取雖是任意的,但應(yīng)盡可能使描述簡(jiǎn)單和觀察方便,通常取地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系。 三、位置、位移和路程 1、位置:質(zhì)點(diǎn)在空間所處的確定的點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)的位置可以用位置坐標(biāo)來(lái)表示。 2、位移:表示質(zhì)點(diǎn)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(zhǎng)度,位移的方向由初位置指向末位置。位移是一個(gè)與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)
3、關(guān)、僅由初末位置決定的物理量。 3、路程:是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,是標(biāo)量。在確定的兩位置間,物體的路程不是唯一的,它與質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程有關(guān)。 4、位移與路程是一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生的,是過(guò)程量。一般情況下,位移的大小并不等于路程,只有當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí),二者才相等。 四、時(shí)間與時(shí)刻 1、時(shí)刻在時(shí)間軸上用一個(gè)確定的點(diǎn)來(lái)表示。如:“第3秒末”、“第3秒初”、“8點(diǎn)20分”、“9點(diǎn)整”…… 2、時(shí)間是兩時(shí)刻之間的一段間隔。在時(shí)間軸上用一段線段來(lái)表示。如:“前3秒(內(nèi))”、“第3秒(內(nèi))”、“第n秒”、“8分鐘”、“兩個(gè)小時(shí)”…… 注意:①“第3秒末”指時(shí)間軸上t=3秒這一點(diǎn),但“第3秒初”和“第
4、2秒末”指的是同一時(shí)刻,指時(shí)間軸上t=2秒這一點(diǎn);“前3秒”、“第3秒(內(nèi))”、“后3秒”“3秒內(nèi)”均指一段時(shí)間而非時(shí)刻,“前3秒”、“后3秒”“3秒內(nèi)”的時(shí)間長(zhǎng)度均為3秒,但“第3秒(內(nèi))”的時(shí)間長(zhǎng)度則只有1秒,即從第3秒初(也就是第2秒末)到第3秒末(也就是第4秒初)…… ②時(shí)刻與位置相對(duì)應(yīng),時(shí)間與位移或路程相對(duì)應(yīng)。 (二)速度和速率 一、速度 1、速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。是矢量。 2、平均速度:質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間(或位移)的平均速度。 ①,即; ②平均速度的方向與位移的方向一致,因此某段時(shí)間內(nèi)的平均速度的方向由這段時(shí)間內(nèi)的
5、初末位置確定。平均速度與位移(或時(shí)間)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系,所選的(或)不同,對(duì)應(yīng)的一般也不同。 3、瞬時(shí)速度:當(dāng)→0時(shí),的極限值叫做質(zhì)點(diǎn)在那一時(shí)刻(或位置)的瞬時(shí)速度。即。瞬時(shí)速度的方向就是質(zhì)點(diǎn)在那一時(shí)刻(或位置)的運(yùn)動(dòng)方向。 二、速率 1、速率只有大小,沒(méi)有方向,是標(biāo)量。 2、平均速率:質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程與所用時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間內(nèi)的平均速率。 ,即 在一般變速運(yùn)動(dòng)中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在單方向的直線運(yùn)動(dòng)中,二者才相等。 3、瞬時(shí)速率:瞬時(shí)速度的大小。 三、平均速度、平均速率對(duì)應(yīng)的是位移、路程或時(shí)間;瞬時(shí)速度、瞬時(shí)速率對(duì)應(yīng)的是時(shí)刻或位置。 (三)加速度
6、 一、 加速度 1、物理意義:是描述速度改變快慢的物理量,是矢量。 2、速度的變化:,描述速度變化的大小和方向,是矢量。 3、定義:速度的變化量與發(fā)生這一變化所需時(shí)間的比值,叫做變速運(yùn)動(dòng)的加速度。用表示。 4、的大?。旱扔趩挝粫r(shí)間內(nèi)速度的變化量。 5、單位: 6、的方向:與速度變化的方向一致。但的方向不一定與的方向一致。在直線運(yùn)動(dòng)中,的方向可以與方向相同,也可以相反。 二、注意幾個(gè)問(wèn)題: 1、因速度也是一個(gè)矢量,既有大小又有方向,因此當(dāng)兩者之一有變化或兩者都有變化時(shí),運(yùn)動(dòng)的物體就有加速度。 2、加速度既不表示物體速度的大小,也不表示物體速度變化的大小,而表示速度變化的快
7、慢,所以可以把加速度叫做速度的變化率。 3、在直線運(yùn)動(dòng)中,當(dāng)與同向時(shí),隨t增大;反向時(shí), 隨t減小。特別要注意,為負(fù)方向時(shí),并不表示一定增大,而只表示的方向與坐標(biāo)正方向相反。在直線運(yùn)動(dòng)中只有根據(jù)與的方向是否相同,才能做出增大還是減小的結(jié)論。 4、加速度的大小與速度的大小沒(méi)有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的關(guān)系,物體運(yùn)動(dòng)速度大,并不意味著加速度一定大。 鞏固練習(xí)題(一) 1、“小小竹排江中游,巍巍青山兩岸走?!边@兩句詩(shī)描述的“青山兩岸走”所選的參考系是 。(待選項(xiàng):青山、竹排) 2、自行車(chē)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)10s后速度增大到5m/s,在這段時(shí)間內(nèi)自行車(chē)的速度變化量為_(kāi)____m/s,加速
8、度為_(kāi)_____ m/s2。 3、以下關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中正確的是( ) A.質(zhì)量小、體積小的物體都能看成質(zhì)點(diǎn) B.觀察花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)情況時(shí),不能把運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn) C.調(diào)整人造衛(wèi)星的姿態(tài),使衛(wèi)星的照相窗口對(duì)準(zhǔn)地面時(shí)可以看成質(zhì)點(diǎn) D.研究雜技演員在走鋼絲的表演時(shí)可以看成質(zhì)點(diǎn) 4、兩個(gè)人以相同的速率同時(shí)從圓形軌道的A點(diǎn)出發(fā),分別沿ABC和ADC行走,如圖所示,從A點(diǎn)到他們相遇時(shí)不相同的量是(AC為圓的直徑):( ) A.路程 B.位移 C.瞬時(shí)速度 D.平均速度 5、關(guān)于速度和速率,
9、說(shuō)法正確的是( ) A.瞬時(shí)速度的大小等于瞬時(shí)速率 B.平均速度的大小等于平均速率 C. 瞬時(shí)速度是物體在某一位置或某一時(shí)刻的速度 D. 平均速度方向就是物體的運(yùn)動(dòng)方向 6、下列各組物理量中,全部是矢量的是( ) A.位移、時(shí)間、加速度 B.質(zhì)量、路程、速度 C.速度、位移、加速度 D.速率、路程、平均速度 7、如圖,一物體沿三條不同的路徑由A運(yùn)動(dòng)到B,下列關(guān)于它們的位移的大小說(shuō)法正確的是( ) A.沿Ⅰ較大 B.沿Ⅱ較大 C.沿Ⅲ較大 D.一
10、樣大 8、以下的表述指時(shí)間的是( ) A.第1秒末 B.第3秒 C.第4秒初 D.3秒內(nèi) 9、關(guān)于加速度的大小,下列說(shuō)法正確的是( ) A、速度變化越大,加速度一定越大 B、速度變化的越快,加速度一定越大 C、速度為零時(shí),加速度一定為零 D、速度變化很小,加速度可能很大 10、下列描述的各種情況可能存在的是( ) A.物體的速度變化很大,加速度卻很小 B.物體的加速度很大,速度變化卻很慢 C.物體的加速度在增加,速度卻在減小 D.物體的加速度為負(fù)值,速度卻為
11、正值 二 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用 (一)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及其應(yīng)用 一、勻變速直線運(yùn)動(dòng) 1、定義:物體在一條直線上運(yùn)動(dòng),如果在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度變化相等,這種運(yùn)動(dòng)叫勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 2、特點(diǎn):加速度大小和方向都不隨時(shí)間的變化而變化,即=恒量,且加速度與速度在同一直線上,當(dāng)兩者同向時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),兩者反向時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。 二、基本公式 ① ② ③ ④ 三、一些重要推論: (1)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在相鄰的相
12、等時(shí)間間隔T內(nèi)的位移的差是一個(gè)恒量,即 推廣:在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,第M個(gè)T時(shí)間內(nèi)的位移和第N個(gè)T時(shí)間內(nèi)的位移之差 。 (2)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度,等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,即 (3)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在某段位移中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于初速度和末速度的平方和的一半的平方根,即 (4)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),除了具備上述特點(diǎn)外,還有下列幾個(gè)特點(diǎn):(設(shè)T為等分時(shí)間間隔) ①1T末、2T末、3T末、……、nT末的瞬時(shí)速度比為=1:2:3:…… ②1 T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)、……、nT內(nèi)位移之比為= ③第1T內(nèi)、第2T內(nèi)、第3T內(nèi)……第nT內(nèi)位移之
13、比為xⅠ:xⅡ:xⅢ……xn=1:3:5:……:(2n-1) ④從靜止開(kāi)始,通過(guò)連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比為t1:t2:t3: tn=1::…… (二)特例:自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng) 一、自由落體運(yùn)動(dòng) 1、自由落體運(yùn)動(dòng) (1)定義:物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng),叫自由落體運(yùn)動(dòng)。 (2)特點(diǎn):初速度,加速度α=g,只受一個(gè)力,即重力作用。 (3)運(yùn)動(dòng)性質(zhì):自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 2.自由落體運(yùn)動(dòng)加速度 (1)定義:在同一地點(diǎn),一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都相同,這個(gè)加速度叫做自由落體運(yùn)動(dòng)加速度,常稱重力加速度,用g表示。 (2)g是矢量,方
14、向豎直向下,在地球的不同地方,g的大小略有不同。在地面上從赤道向兩極移動(dòng)時(shí),g值逐漸變大。通常計(jì)算中取g=,在粗略計(jì)算中取g=。 3、自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 由于自由落體運(yùn)動(dòng)是=0、α=g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的特例,故初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的公式及勻變速直線運(yùn)動(dòng)相關(guān)推論式對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)都適用。即: (1)速度公式: (2)位移公式: (3)速度和位移關(guān)系式: 二、豎直上拋運(yùn)動(dòng) (1)定義:物體以初速度豎直向上拋出,不計(jì)空氣阻力,拋出后物體只受重力作用的運(yùn)動(dòng)。 (2)性質(zhì):初速度,加速度α=-g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)(常規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较颍? (3)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的
15、基本規(guī)律: 分段法:上升階段看做末速度為零,加速度大小為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng),下降階段為自由落體運(yùn)動(dòng)。 整體法:從整體看來(lái),運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程加速度為重力加速度,因此可以把豎直上拋運(yùn)動(dòng)看作是一個(gè)統(tǒng)一的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较颍瑒t加速度α=-g) ①速度公式: ②位移公式: ③速度和位移關(guān)系式: (4)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的基本特點(diǎn): ①上升到最高點(diǎn)的時(shí)間,最高點(diǎn) ②上升過(guò)程和下落過(guò)程具有對(duì)稱性,從拋出點(diǎn)上升到最高點(diǎn)所用時(shí)間與從最高點(diǎn)回落到拋出點(diǎn)所用時(shí)間相等,因此,從拋出到落回原拋出點(diǎn)的總時(shí)間為 ③根據(jù)對(duì)稱性,落回到拋出點(diǎn)的速度與拋出時(shí)速度大小
16、相等,方向相反。 ④上升的最大高度: (三)對(duì)稱法在直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中的應(yīng)用 一、豎直上拋運(yùn)動(dòng)中的上升階段和下降階段具有對(duì)稱性 ①對(duì)應(yīng)同一高度: →上升和下降階段物體通過(guò)同一段路程所用時(shí)間相等: ②對(duì)應(yīng)同一位置: 所以,豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升過(guò)程可以看做下降過(guò)程做時(shí)間反演后得到的。 二、一個(gè)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物體至運(yùn)動(dòng)停止的過(guò)程,做時(shí)間反演就是一個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 (四)直線運(yùn)動(dòng)的圖象 1、位移-時(shí)間圖像(x-t圖像) 由,可知:斜率在數(shù)值上就等于物體的速度。在同一圖像通過(guò)斜率(看斜率)比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢。兩圖線的交點(diǎn)表示的物理意義:兩物體時(shí)刻在處相遇。 2、
17、速度-時(shí)間圖像(v-t圖像) 由,可知:斜率在數(shù)值上就等于物體的加速度。在同一圖像中通過(guò)斜率(看斜率)比較物體加速度的大小。兩圖線的交點(diǎn)表示的物理意義:表示甲、乙兩物體在t2時(shí)刻速度相同。 ③通過(guò)圖像可用公式法或面積法來(lái)求位移。 (五)追及、相遇問(wèn)題的處理方法(請(qǐng)復(fù)習(xí)學(xué)案,注意幾種典型的題型) 鞏固練習(xí)題(二) 1、下列關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是( ) A.自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻速運(yùn)動(dòng) B.物體剛下落時(shí),速度和加速度都為零 C.物體越重,下落得越快 D.下落過(guò)程中,速度增大,加速度不變 2、如圖所示是幾個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)圖象,表示勻變
18、速速直線運(yùn)動(dòng)的是( ) 3、如圖所示是甲、乙兩物體做直線運(yùn)動(dòng)前3s內(nèi)的v-t圖象.下列表述正確的是( ) A.甲和乙的速度方向相同,加速度方向相反 B.甲的加速度為m/s2 C.第1s末甲和乙的速度大小相同,方向相反 D.甲的加速度比乙的小 4、在下列圖中,表示物體作豎直上拋運(yùn)動(dòng)的是圖象( ) 5、一石塊由高出地面上方h處自由下落,當(dāng)它的速度大小等于著地時(shí)速度的一半時(shí),它距地面的高度為( ) A. B. C. D. 6、汽車(chē)緊急剎車(chē)后,停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上發(fā)生滑動(dòng),可以明顯看出滑動(dòng)的痕跡,即常說(shuō)的剎車(chē)線,由剎車(chē)線長(zhǎng)短可以得知汽車(chē)剎
19、車(chē)前的速度大小,因此剎車(chē)線的長(zhǎng)度是分析交通事故的一個(gè)重要依據(jù)。若緊急剎車(chē)時(shí)的加速度為7 m/s2,剎車(chē)線長(zhǎng)14m,可知汽車(chē)剎車(chē)前的速度大約是( ) A.7m/s B.14m/s C.10m/s D.20m/s 7、 A、B、C三點(diǎn)在同一直線上,一個(gè)物體自A點(diǎn)從靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為v,到C點(diǎn)時(shí)的速度為2v,則AB與BC兩段距離大小之比是( ) A、1:4 B、1:3 C、1:2 D、1:1 8、汽車(chē)以16m/s的速度在平直公路上勻速行駛,剎車(chē)后經(jīng)4s速
20、度減為8m/s,則剎車(chē)過(guò)程中4s內(nèi)的平均速度及剎車(chē)后10s內(nèi)前進(jìn)的距離分別為( ) A.2、60 B.12、60 C.12、64 D.、64 9、(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用__________(待選項(xiàng):直流、交流) 電源的儀器,當(dāng)電源頻率為50時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔是______秒。 (2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)________(填字母) A.應(yīng)先接通電源,再使紙帶運(yùn)動(dòng) B.應(yīng)先使紙帶運(yùn)動(dòng),再接通電源 C.在使紙帶運(yùn)動(dòng)的同時(shí)接通電源 D.先使紙帶運(yùn)動(dòng)或先接通電源都可以 (3)下圖是有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶,紙帶固定在一個(gè)做勻加速直線運(yùn)
21、動(dòng)的小車(chē)后面,圖中A、B、C、D、E為按時(shí)間順序所取的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下C點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度為 m/s,小車(chē)的加速度為 m/s2。 10、物體從靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),第3 s時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移為5m ,求: (1)第3s內(nèi)的平均速度 (2)物體的加速度 11、高空作業(yè)的電業(yè)工人,在操作過(guò)程中,不慎將一螺母脫落. 螺母最后1秒內(nèi)下落的距離為25m,取g=10m/s2,求: (1)螺母下落到地面的時(shí)間; (2)螺母脫落處距地面的高度。 12、氣球下掛一重物,以v0=10m/s勻
22、速上升,當(dāng)?shù)竭_(dá)離地高h(yuǎn)=175m處時(shí),懸掛重物的繩子突然斷裂,那么重物經(jīng)多少時(shí)間落到地面?落地的速度多大?(g取10m/s2) 三 物體的相互作用 (一)力 一、力的基本特性 1、物質(zhì)性:力是物體對(duì)物體的互相作用,力不可能離開(kāi)物體而獨(dú)立存在。 2、矢量性:力有大小和方向,是矢量,力的運(yùn)算符合平行四邊形法則。 3、相互性:力的作用總是相互的,物體A施力于物體B的同時(shí),物體B也必將施力于物體A。而兩個(gè)物體間相互作用的這一對(duì)力總是滿足大小相等,方向相反,作用線共線,分別作用于兩個(gè)物體上,同時(shí)產(chǎn)生,同種性質(zhì)等關(guān)系。 二、力的作用效果:力使物體產(chǎn)生加速度或使物體產(chǎn)生形變。
23、 (二)重力 1、產(chǎn)生:重力是由于地球的吸引而使物體受到的力。 說(shuō)明:重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力,但它一般不等于地球?qū)ξ矬w的引力(兩極除外)。重力方向一般不指向地心(赤道和兩極除外)。 (1)重力的大?。褐亓Υ笮〉扔趍g.(說(shuō)明:物體的重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及所處的狀態(tài)都無(wú)關(guān)) (2)重力的方向:總是豎直向下的. (3)重力的作用點(diǎn)—重心:重力總是作用在物體的各個(gè)點(diǎn)上,但為了研究問(wèn)題簡(jiǎn)單,我們認(rèn)為一個(gè)物體的重力集中作用在物體的一點(diǎn)上,這一點(diǎn)稱為物體的重心. ①質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體的重心在物體的幾何中心. ②不規(guī)則物體的重心可用懸線法求出重心位置. 說(shuō)明:重心可以不在物
24、體上.物體的重心與物體的形狀和質(zhì)量分布都有關(guān)系。重心是一個(gè)等效的概念。 (三)彈力 1、彈力:發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對(duì)跟它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力. 2、彈力產(chǎn)生的條件: ①物體相互接觸; ②物體發(fā)生彈性形變. 3、彈力的方向 (1)跟物體的形變方向相反,跟物體恢復(fù)原狀的方向相同。 ①?gòu)椈蓛啥说膹椓Ψ较蚴桥c彈簧中心軸線相重合,指向彈簧恢復(fù)原狀方向; ②輕繩的彈力方向沿繩收縮的方向; ③面與面,點(diǎn)與面接觸時(shí),彈力方向垂直于面(若是曲面則垂直于切面);球面與球面的彈力沿半徑方向,且指向受力物體; ④輕桿的彈力可沿桿的方向,
25、也可不沿桿的方向,根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況利用平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律判斷. (2)幾種典型物體模型的彈力特點(diǎn)如下表。 項(xiàng)目 輕繩 輕桿 彈簧 形變情況 伸長(zhǎng)忽略不計(jì) 認(rèn)為長(zhǎng)度不變 可明顯伸長(zhǎng)可縮短 施力與受力情況 只能受拉力或施 出拉力 能受拉或受壓可施出拉 力或壓力 同桿 力的方向 始終沿繩 不一定沿桿 沿彈簧中心軸線 4、彈力的大?。? ①與形變大小有關(guān),同一物體形變?cè)酱髲椓υ酱? ②對(duì)有明顯形變的彈簧,彈力的大小可以由胡克定律計(jì)算。 胡克定律可表示為(在彈性限度內(nèi)):F=kx,還可以表示成ΔF=kΔx,即彈簧彈力的改變量和彈簧形變量的改變量成正比。
26、 5、彈力有無(wú)的判斷方法: (1)假設(shè)法: 假設(shè)該處沒(méi)有彈力.假設(shè)與該物體接觸的另一物體去掉,看該物體是否仍保持原來(lái)的狀態(tài),從而確定該處有無(wú)彈力. (2)狀態(tài)法:先假設(shè)該處有彈力作用,看該物體的受力是否平衡,從而確定該處有無(wú)彈力。 (四)摩擦力 1、滑動(dòng)摩擦力:一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上存在相對(duì)滑動(dòng)的時(shí)候,要受到另一個(gè)物體阻礙它們相對(duì)滑動(dòng)的力,這種力叫做滑動(dòng)摩擦力. (1)產(chǎn)生條件:①接觸面是粗糙;②兩物體接觸面上有彈力;③兩物體間有相對(duì)滑動(dòng). (2)方向:總是沿著接觸面的切線方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反. (3)大小—滑動(dòng)摩擦定律 滑動(dòng)摩擦力跟正壓力成正比,也就跟一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)
27、物體表面的垂直作用力成正比。即其中的FN表示正壓力,不一定等于重力G。為動(dòng)摩擦因數(shù),取決于兩個(gè)物體的材料和接觸面的粗糙程度,與接觸面的面積無(wú)關(guān)。
2、靜摩擦力:當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),所受到的另一個(gè)物體對(duì)它的力,叫做靜摩擦力.
(1)產(chǎn)生條件:①接觸面是粗糙的;②兩物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì);③兩物體接觸面上有壓力.
(2)方向:沿著接觸面的切線方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反.
(3)大?。红o摩擦力的大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的強(qiáng)弱有關(guān),趨勢(shì)越強(qiáng),靜摩擦力越大,但不能超過(guò)最大靜摩擦力,即0 28、不是物體實(shí)際受到的靜摩擦力,物體實(shí)際受到的靜摩擦力一般小于最大靜摩擦力;最大靜摩擦力與接觸面間的正壓力成正比;一般情況下,為了處理問(wèn)題的方便,最大靜摩擦力可按近似等于滑動(dòng)摩擦力處理。
3、摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
①摩擦力的方向總是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì))的方向相反。而不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。
②摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的。而不一定是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)的。
注意:以上兩種情況中,“相對(duì)”兩個(gè)字一定不能少。
這牽涉到參考系的選擇。一般情況下,我們說(shuō)物體運(yùn)動(dòng)或靜止,是以地面為參考系的。而牽涉到“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”,實(shí)際上是規(guī)定了參考系。例如分析A所受摩擦力,A相對(duì)于B…必須以B為 29、參考系,而不能以地面或其它物體為參考系。
③摩擦力不一定是阻力,也可以是動(dòng)力。
④受靜摩擦力的物體不一定靜止,但一定相對(duì)靜止。
⑤受滑動(dòng)摩擦力的物體不一定運(yùn)動(dòng),但一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
4、摩擦力有無(wú)、方向的判斷的確定
(1)由產(chǎn)生條件確定。這種方法就是看產(chǎn)生摩擦力的三個(gè)條件是否滿足。有一個(gè)條件不滿足,就沒(méi)有摩擦力。
2.由假設(shè)法確定:
(1)可假設(shè)接觸面是光滑的,看物體間是否會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)判斷相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
(2)由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),結(jié)合物體受其它外力的情況來(lái)進(jìn)行判斷。
對(duì)于平衡問(wèn)題,假設(shè)有摩擦力,看物體能否處于平衡,如能處于平衡狀態(tài),則必有摩擦力;如不能處于平衡狀態(tài),則必?zé)o摩擦力 30、。
(五)力的合成與分解
一、力的合成
1、合力與分力
(1)定義:當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力的共同作用時(shí),我們常??梢郧蟪鲞@樣一個(gè)力,這個(gè)力產(chǎn)生的效果跟原來(lái)幾個(gè)力的共同效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,原來(lái)的幾個(gè)力叫做分力。
(2)邏輯關(guān)系:合力和分力是一種等效替代關(guān)系。
2、共點(diǎn)力:作用在物體的同一點(diǎn),或作用線的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)的力。
3、力的合成:求幾個(gè)力的合力的過(guò)程。
4、力的運(yùn)算法則:
(1)平行四邊形定則:求兩個(gè)互成角度的的合力,可以用表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形,這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向。
(2)三角形定則:把兩個(gè)矢量首尾相接從而求出合 31、矢量的方法(如圖所示)。
5、注意:(1)合力不一定大于分力。
(2)合力與它的分力是力的效果上的一種等效替代關(guān)系。
二、力的分解
1、概念:求一個(gè)力的分力的過(guò)程。
2、遵循原則:平行四邊形定則或三角形定則。
3、分解的方法:
(1)按力產(chǎn)生的效果進(jìn)行分解.
(2)正交分解.
三、以下是合力計(jì)算的幾種特殊情況:
①相互垂直的兩個(gè)力的合成,如圖所示。由幾何知識(shí)可知合力大小和方向。
②夾角為θ的大小相同的兩個(gè)力的合成,如圖所示。由幾何知識(shí),作出的平行四邊形為菱形,其對(duì)角線相互垂直且平分,則由幾何知識(shí)可知合力大小。
③夾角為120°的兩等大的力的合成,如圖所示。由幾何知識(shí)得 32、出對(duì)角線將畫(huà)出的平行四邊形分為兩個(gè)等邊三角形,故合力的大小與分力相等。
2、合力范圍的確定:
(1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成|F1-F2|≤F合≤F1+F2即兩個(gè)力大小不變時(shí),其合力隨夾角的增大而減小,當(dāng)兩力反向時(shí),合力最小,為|F1-F2|,當(dāng)兩力同向時(shí),合力最大,為F1+F2。
(2)物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下平衡時(shí),任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向。
(3)當(dāng)兩個(gè)力之間的夾角減小時(shí),合力增大;夾角增大時(shí),合力減小。
(4)三個(gè)共點(diǎn)力的合成
①三個(gè)力共線且同向時(shí),其合力最大為F1+F2+F3。
②求合力的最小值的方法
方法一:任取兩個(gè)力,求出其合力的范圍,如果第三個(gè)力在這個(gè)范圍之內(nèi) 33、,則三個(gè)力的合力的最小值為零,如果第三個(gè)力不在這個(gè)范圍內(nèi),則合力的最小值為最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)較小的力的和的絕對(duì)值。
方法二:取最大的力減去其他各個(gè)力之和,大于零時(shí)最小值就是差值,小于零最小值為零。此方法適用于三個(gè)力或三個(gè)以上的力的合成。
四、力的分解的兩種方法
1、按力的效果分解:
(1)根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個(gè)實(shí)際分力的方向;
(2)再根據(jù)兩個(gè)實(shí)際分力方向畫(huà)出平行四邊形;
(3)最后由平行四邊形知識(shí)求出兩分力的大小。
如圖所示,物體的重力G按產(chǎn)生的效果分解為兩個(gè)分力,F(xiàn)1使物體下滑,F(xiàn)2使物體壓向斜面,注意F2不是物體對(duì)斜面的壓力。
2、正交分解法
(1)定義:把 34、一個(gè)力分解為相互垂直的分力的方法。
(2)優(yōu)點(diǎn):把物體所受的不同方向的各個(gè)力都分解到相互垂直的兩個(gè)方向上去,然后再求每個(gè)方向上的分力的代數(shù)和,這樣就把復(fù)雜的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化成了簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算,最后再求兩個(gè)互成90°角的力的合力就簡(jiǎn)便多了。
3、特別提示
(1)使用正交分解法時(shí),坐標(biāo)軸的建立非常關(guān)鍵,一般情況下,應(yīng)使盡可能多的力“落”在坐標(biāo)軸上或關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱。
(2)在實(shí)際問(wèn)題中進(jìn)行力的分解時(shí),有實(shí)際意義的分解方法是按力的實(shí)際效果進(jìn)行分解,其他的分解方法都是為了解題方便而利用的。
鞏固練習(xí)題(三)
1、一輛汽車(chē)停在水平地面上,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.地面受到了向下的彈力,是 35、因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變;汽車(chē)沒(méi)有發(fā)生形變,所以汽車(chē)不受彈力
B.地面受到了向下的彈力,是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變;汽車(chē)受到了向上的彈力,是因?yàn)槠?chē)也發(fā)生了形變
C.汽車(chē)受到向上的彈力,是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變;地面受到向下的彈力,是因?yàn)槠?chē)發(fā)生了形變
D.以上說(shuō)法都不正確
2、水平桌面上放著一個(gè)重為100 N的木塊,木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,則
(1)若在木塊上施加一水平拉力F=26 N時(shí),能夠剛好拉動(dòng)木塊,則木塊所受的最大靜摩擦力_____N;
(2)若施加的水平拉力F=15 N,則木塊所受的摩擦力為_(kāi)_______N;
(3)使木塊勻速前進(jìn)時(shí)所施加的水平拉力F為_(kāi)___ 36、___N.
3、在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中,用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn),在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩,細(xì)繩另一端系著繩套b、c(用來(lái)連接彈簧測(cè)量力計(jì))。如圖甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),Ob和Oc為細(xì)繩.
(1)在做實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮條的一端固定在木板上,用兩個(gè)彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點(diǎn),同一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,O點(diǎn)位置是否允許變動(dòng)?答: (選填“是”或“否”),本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是 。
(2)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如乙圖所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與繩套結(jié)點(diǎn)的位置.圖中________是力F 37、1與F2的合力的理論值,________是力F1與F2的合力的實(shí)驗(yàn)值.通過(guò)把F’和F進(jìn)行比較,可以驗(yàn)證平行四邊形定則。
(3)某同學(xué)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條,使結(jié)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn).在這一步中必須記錄的是________
A.兩細(xì)繩的長(zhǎng)度和兩細(xì)繩的方向 B.橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度和兩細(xì)繩的方向
C.兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度 D.兩細(xì)繩套的方向和兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)
4、畫(huà)出下圖中靜止的球或桿受到的彈力的示意圖,各接觸面和點(diǎn)均光滑.
5、如圖所示,一根彈性桿的一端固定在傾角為300的斜面上,桿的另一端固定一個(gè) 38、重力為2N的小球,小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),彈性桿對(duì)小球的彈力( )
A.大小為2N,方向平行于斜面向上 B.大小為1N,方向平行于斜面向上
C.大小為2N,方向垂直于斜面向上 D.大小為2N,方向豎直向上
6、如圖是某個(gè)彈簧的彈簧力F與其長(zhǎng)度x的關(guān)系變化圖象.該彈簧的勁度系數(shù)k = _________N/m.
7、如圖所示,以水平力F壓物體A,這時(shí)A沿豎直墻壁勻速下滑,若物體A與墻面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,A物體的質(zhì)量為m,那么A物體與墻面間的滑動(dòng)摩擦力大小等于( )
A.μmg B.mg C.F D.μF
8、如圖所示,放在水 39、平桌面上的木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),所掛的砝碼和托盤(pán)的總質(zhì)量為0.6kg.彈簧秤此時(shí)的讀數(shù)為2N,圖中的滑輪摩擦不計(jì),取。若輕輕取走盤(pán)中的部分砝碼,使砝碼和托盤(pán)的總質(zhì)量減少到0.3kg,那么此裝置將會(huì)出現(xiàn)的情況是 ( )
A.彈簧秤的讀數(shù)將減小 B.木塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài)
C.木塊對(duì)桌面的摩擦力不變 D.木塊所受的合力將要變大
9、兩物體A和B通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩連接,它們都處于靜止?fàn)顟B(tài),對(duì)于物體A的受力,下列說(shuō)法正確的是( )
A.受重力、繩子拉力、摩擦力作用
B.受重力、繩子拉力、水平面給它的彈力和摩擦力作用
C.受重力、繩子拉力、水平面給它的彈力作用
40、D.受重力、水平面給它的彈力和摩擦力作用
10、作用在同一點(diǎn)上的三個(gè)力2N、3N、4N的合力最大值為_(kāi)_______N,最小值為_(kāi)_______N。作用在同一點(diǎn)上的三個(gè)力1N、4N、6N的合力最大值為_(kāi)_______N,最小值為_(kāi)_______N。
11、有兩個(gè)大小相等的共點(diǎn)力F1和F2,當(dāng)它們間的夾角為900時(shí)合力為F,則當(dāng)它們間的夾角為1200時(shí),合力的大小為 ( )
A.2F B.F C.F D.F
12、質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下,在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng).已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因 41、數(shù)為μ,那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為下列各值的( )
A、μmg B、μ(mg+Fsinθ) C、μ(mg+Fsinθ) D、Fcosθ
13、如圖,力F作用在B物體上,A、B共同作勻速運(yùn)動(dòng),A是否受到摩擦力?若力F作用在A物體上,A、B共同作勻速運(yùn)動(dòng),A是否受到摩擦力?要求做受力分析圖,并確定A、B受力個(gè)數(shù)。
14、如圖所示,GA=100N,GB=40N,彈簧的勁度系數(shù)為200N/m,不計(jì)繩重和摩擦,求物體A對(duì)支持面的壓力和彈簧的伸長(zhǎng)量.
15、用兩根輕質(zhì)的繩子AB和BC吊一個(gè)0.5kg的燈如果BC繩處于平,AB繩與水平夾角為60°,求繩AB和BC所受的拉力。()
16、如圖所示,表面粗糙的固定斜面頂端安有滑輪,質(zhì)量為1的物體P與質(zhì)量為2的物體Q用輕繩連接并跨過(guò)滑輪(連接Q的一端的繩的拉力方向與斜面平行,不計(jì)滑輪摩擦),P懸于空中,Q放在斜面上,均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知斜面傾角為,取()。
P
Q
(1)求P所受繩的拉力大小;
(2)判斷Q所受摩擦力的方向,并求出摩擦力的大小。
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