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文檔簡介
1、速度、平均速度、瞬時速度、平均速率、瞬時速率(1)速度:表示質(zhì)點的運動快慢和方向,是矢量它的大小用位移和時間的比值定義,方向就是物體的運動方向,也是位移的變化方向,但不一定與位移方向相同(2)平均速度:運動物體的位移與通過這段位移所用時間的比值定義式:平均速的方向:與位移方向相同說明:矢量:有大小,有方向;平均速度與一段時間(或位移)相對應(yīng);平均速度定義式適用于所有的運動,計算時一般要直接應(yīng)用,不能亂套其它公式;只有做勻變速直線運動的情況才有特殊(即是等于初、末速度之和的一半),此時平均速度的大小等于中時刻的瞬時速度,并且一定小于中間位置的速度(3)瞬時速度:運動物體在某一時刻(或經(jīng)過某一位置
2、)時的速度,叫做瞬時速度簡稱“速度”瞬時速度是矢量,其方向是物體此刻或此位置的運動方向,軌跡是曲線時,則為該點的切線方向大小等于運動物體在該時刻前后無窮短時間內(nèi)的平均速度的大小(4)瞬時速度概念的引入:由速度定義求出的速度實際上是平均速度,它表示運動物體在某段時間內(nèi)的平均快慢程度,它只能粗略地描述物體的運動快慢,要精確地描述運動快慢,就要知道物體在某個時刻(或經(jīng)過某個位置)時運動的快慢,因此而引入瞬時速度的概念(5)平均速率:表示運動快慢,是標量,指路程與所用時間的比值(6)瞬時速率:就是瞬時速度的大小,是標量【例1】關(guān)于速度,下列說法正確的是( )A速度是表示物體運動快慢的物理量,既有大小,
3、又有方向,是矢量B平均速度就是速度的平均值,它只有大小,沒有方向,是標量C運動物體在某一時刻或某一位置的速度,叫做瞬時速度,它是矢量D汽車上的速度計是用來測量汽車平均速度大小的儀器答案:AC 點評:基礎(chǔ)題,考查對速度概念的認識和理解平均速度通常并不等于速度的平均值,只有對勻變速直線運動,平均速度才等于初、末速度的平均值汽車上的速度計是用來測量汽車瞬時速度大小的儀器【例2】物體沿直線向同一方向運動,通過兩個連續(xù)相等的位移的平均速度分別為v1=10m/s和v2=15m/s,則物體在這整個運動過程中的平均速度是多少?【分析與解答】設(shè)每段位移為s,由平均速度的定義有 =12m/s點評:基礎(chǔ)偏難題,考查
4、平均速度計算一個過程的平均速度與它在這個過程中各階段的平均速度沒有直接的關(guān)系,因此要根據(jù)平均速度的定義計算,不能用公式=(v0+vt)/2,因它僅適用于勻變速直線運動【例3】一質(zhì)點沿直線ox方向作加速運動,它離開o點的距離x隨時間變化的關(guān)系為x=5+2t3(m),它的速度隨時間變化的關(guān)系為v=6t2(m/s),求該質(zhì)點在t=0到t=2s間的平均速度大小和t=2s到t=3s間的平均速度的大小【分析與解答】當t=0時,對應(yīng)x0=5m,當t=2s時,對應(yīng)x2=21m,當t=3s時,對應(yīng)x3=59m,則:t=0到t=2s間的平均速度大小為=8m/st=2s到t=3s間的平均速度大小為=38m/s點評:
5、中難題,考查平均速度計算只有區(qū)分了求的是平均速度還是瞬時速度,才能正確地選擇公式專題訓練1下列關(guān)于速度的說法中正確的是( )A變速直線運動的速度是變化的B平均速度即為速度的平均值C瞬時速度是物體在某一時刻或在某一位置時的速度D瞬時速度可看作時間趨于無窮小時的平均速度2下面的幾個速度中表示平均速度的是( )A子彈射出槍口的速度是800 m/s,以 790 m/s的速度擊中目標B汽車從甲站行駛到乙站的速度是40 km/hC汽車通過站牌時的速度是72 km/hD小球第3 s末的速度是6 m/s3關(guān)于速度和平均速度,下列說法中正確的是:( )A平均速度就是速度的平均值B速度是矢量,平均速度是標量C速度
6、和平均速度都是矢量D在直線運動中速度一定與平均速度相同4下列關(guān)于平均速度和瞬時速度的說法中正確的是( )A某物體在某段時間里的每一時刻瞬時速度都為零,則該物體在這段時間內(nèi)的平均速度一定等于零B若物體在某段時間里的平均速度等于零,則它在這段時間內(nèi)任一時刻的瞬時速度一定等于零C勻速直線運動中物體任一段時間內(nèi)的平均速度不一定等于它在任一時刻的瞬時速度D變速直線運動中物體在一段時間內(nèi)的平均速度一定不等于它在某一時刻的瞬時速度5下列關(guān)于平均速度和瞬時速度的說法中正確的是( )A作變速運動的物體在相同時間間隔里的平均速度是相同的 B瞬時速度就是運動的物體在一段較短的時間內(nèi)的平均速度 C平均速度就是初末時刻
7、瞬時速度的平均值 D某物體在某段時間里的每一時刻瞬時速度都為零,則該物體在這段時間內(nèi)靜止6一學生在百米賽跑中,測得他在 50m處的瞬時速度為 6m/s,16s末到達終點的瞬時速度為7.5m/s,則它在全程內(nèi)的平均速度是( )A.6m/s B.6.25m/sC.6.75m/sD.7.0m/s7短跑運動員在100m賽跑中,測得5s末的速度為 9m/s,10s末到達終點的速度為10.2m/s,則運動員在全程中的平均速度是( )A.9m/s B.9.5m/sC.10m/sD.10.2m/s8作變速直線運動的物體,若前一半時間的平均速度為4m/s,后一半時間的平均速度是8m/s,則全程的平均速度是( )
8、A.7m/s B.5m/sC. 6m/s D. 5.5m/s9一輛汽車從甲地開往乙地的過程中,前一半時間內(nèi)的平均速度是30km/h,后一半時間的平均速度是60km/h,則在全程內(nèi)這輛汽車的平均速度是( )A35km/hB40km/hC45km/hD50km/h10物體在甲乙兩地往返運動,從甲地到乙地的平均速度為v1,從乙地到甲地的平均速度為v2,則物體往返一次,平均速度大小與平均速率分別是( )A0, B0, C都是 D都是0 11一質(zhì)點做勻變速直線運動,某一段位移內(nèi)平均速度為v,且已知前一半位移內(nèi)平均速度為v1,則后一半位移的平均速度v2為( )A B C D12一輛汽車以速度v1勻速行駛?cè)?/p>
9、程的2/3路程,接著以v2=20km/h走完剩下的路程,若它全路程的平均速度=28km/h,則v1應(yīng)為( )A24km/hB34km/hC35km/hD28km/h13甲、乙兩人同時由相同位置A沿直線運動到同一位置B,甲先以速度v1勻速運動了一半路程,然后以v2勻速運動了剩下的一半路程;乙在由A地運動到B地過程中,前一半時間運動速度為v1,后一半時間運動速度為v2,若v1< v2,則甲與乙相比( )A甲先到B地 B乙先到B地 C只要取值合適,甲、乙兩人可以同時到達B地 D以上情況都有可能14長為100的隊伍以2m/s的速度行進,一個傳令兵以3m/s的速度從排頭跑到隊尾,又立即從隊尾以同樣
10、大小的速度跑回排頭則傳令兵往返需要的時間為( ) A66sB100C120D150654321scm15用同一底片對著小球運動的路徑每隔0.1s拍一次照,得到的照片如圖所示則小球在s這段位移的平均速度是( )A0.20m/s B0.17m/s C0.125m/sD1.5m/s16甲、乙、丙三個物體同時同地出發(fā)做直線運動,它們的位移一時間圖像如圖所示,在20 s內(nèi)它們的平均速度和平均速率的大小關(guān)系是( ) A平均速度大小相等,平均速率 B平均速度大小相等,平均速率C平均速度,平均速率相等D平均速度和平均速率大小均相等17火車從車站出發(fā)沿平直鐵軌行駛,在某段位移的前位移的平均速度是;中間的位移的平
11、均速度是v;最后位移的平均速度是,這列火車在這段位移中的平均速度是多少? 自由落體運動(1)定義:物體從靜止開始下落,并只受重力作用的運動條件:只在重力作用下;初速度為零(2)規(guī)律:初速為0的勻加速直線運動,位移公式:,速度公式:v=gt(3)重力加速度:用g 表示,g=9.8m/s2,方向總是豎直向下(4)自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用:、已知s、t、vt中的任何一個,求出另外兩個的值;、測量反應(yīng)時間;、測量高度或深度;、測量重力加速度(5)兩個重要比值:連續(xù)相等時間內(nèi)的位移比1:3:5,連續(xù)相等位移上的時間比劇專題訓練1(2009年廣東學業(yè)水平考試單選I)“飛流直下三千尺,疑是銀河落九天”是唐代詩
12、人李白描寫廬山瀑布的佳句某瀑布中的水下落的時間是4 秒,若把水的下落近似簡化為自由落體,g 取10 米/秒2,則下列計算結(jié)果正確的是( )A瀑布高度大約是80米 B瀑布高度大約是10米C瀑布高度大約是1000米 D瀑布高度大約是500米2甲物體的重力是乙物體的3倍,它們在同一高度處同時自由下落,則下列說法中正確的是( )A甲比乙先著地B甲比乙的加速度大C甲、乙同時著地D無法確定誰先著地3把紙團、羽毛、金屬片放在牛頓管中,如果用抽氣機把管內(nèi)的空氣抽掉,再把玻璃管倒過來,觀察這些物體的下落快慢情況,下列說法中正確的是( )A紙團下落得最快 B羽毛下落得最快C金屬片下落得最快 D紙團、羽毛、金屬片下
13、落一樣快4關(guān)于重力加速度,下列幾種說法正確的是( )A重力加速度表示自由下落的物體運動的快慢B重力加速度表示自由下落的物體運動速度變化的大小C重力加速度表示自由下落的物體運動速度變化的快慢D質(zhì)量大的物體重力加速度大,質(zhì)量小的物體重力加速度小5關(guān)于自由落體運動,下面說法正確的是( )A它是豎直向下,v0=0,a=g的勻加速直線運動B在開始連續(xù)的三個1s內(nèi)通過的位移之比是135C在開始連續(xù)的三個1s末的速度大小之比是123D從開始運動起依次下落4.9cm、9.8cm、14.7cm,所經(jīng)歷的時間之比為16金屬小筒的下部有一個小孔A,當筒內(nèi)盛水時,水會從小孔中流出,如果讓裝滿水的小筒從高處自由下落,不
14、計空氣阻力,則在小筒自由下落的過程中( )A水繼續(xù)以相同的速度從小孔中噴出B水不再從小孔中噴出C水將以較小的速度從小孔中噴出D水將以更大的速度從小孔中噴出7關(guān)于自由落體運動,下列說法中正確的是()A某段位移內(nèi)的平均速度等于初速度與末速度和的一半B某段時間內(nèi)的平均速度等于初速度與末速度和的一半C在任何相等的時間內(nèi)速度的變化相等D在任何相等的時間內(nèi)位移的變化相等8自由落體運動在任何兩個相鄰的1s內(nèi),位移的增量為( )A1mB5m C10m D不能確定9甲物體的重量比乙物體大5倍,甲從H高處自由落下,乙從2H高處與甲物體同時自由落下,在它們落地之前,下列說法中正確的是( )A兩物體下落過程中,在同一
15、時刻甲的速度比乙的速度大B下落1s末,它們的速度相同C各自下落1m時,它們的速度相同D下落過程中甲的加速度比乙的加速度大10從某高處釋放一粒小石子,經(jīng)過1s從同一地點再釋放另一粒小石子,則在它們落地之前,兩粒石子間的距離將( )A保持不變B不斷增大C不斷減小D有時增大,有時減小11長為5m的豎直桿下端距離一豎直隧道口為5m,若這個隧道長也為5m,讓這根桿自由下落,它通過隧道的時間為( )A B C D12甲、乙兩物體分別從10m和20m高處同時自由落下,不計空氣阻力,下面描述正確的是( )A落地時甲的速度是乙的1/2B落地的時間甲是乙的2倍C下落1s時甲的速度與乙的速度相同D甲、乙兩物體在最后
16、1s內(nèi)下落的高度相等13AtvOBtvOCtvODtOv一球由空中自由下落,碰到桌面立刻反彈,則v-t圖象為圖中的(取向上為正) ( )14一個物體從塔頂上下落,在到達地面前最后1s內(nèi)通過的位移是整個位移的9/25,塔高為多少米?(g=10 m/s2)15從離地500m的空中自由落下一個小球,取g= 10m/s2,求:(1)經(jīng)過多少時間落到地面;(2)從開始落下的時刻起,在第1s內(nèi)的位移、最后1s內(nèi)的位移;(3)落下一半時間的位移.摩擦力1產(chǎn)生的條件: (1)相互接觸的物體間存在壓力; (2)接觸面不光滑; (3)接觸的物體之間有相對運動(滑動摩擦力)或相對運動的趨勢(
17、靜摩擦力) 2摩擦力的方向: 沿接觸面的切線方向(即與引起該摩擦力的彈力的方向垂直),與物體相對運動(或相對:運動趨勢)的方向相反例如:靜止在斜面上的物體所受靜摩擦力的方向沿接觸面(斜面)向上 注意:“與相對運動方向相反”不能等同于“與運動方向相反”3摩擦力的大?。?(1)靜摩擦大小跟物體所受的外力及物體運動狀態(tài)有關(guān)。最大靜摩擦力,即物體將要開始相對滑動時摩擦力的大小(最大靜摩擦力與正壓力成正比)(2)滑動摩擦力與正壓力成正比,即f=µN,為動摩擦因數(shù),與接觸面材料和粗糙程度有關(guān);N指接觸面的正壓力,并不總等于重力重難點突破一、正確理解動摩擦力和靜摩擦力中的“動”與“靜”的含義“動”
18、和“靜”是指研究對象相對于跟它接觸的物體而言的,而不是相對于地面的運動和靜止,所以受滑動摩擦力作用的物體可能是靜止的,反之,受靜摩擦力作用的物體可能是運動的二、滑動摩擦力方向的判斷滑動摩擦力方向總是跟相對運動的方向相反,要確定滑動摩擦力的方向首先要判斷出研究對象跟它接觸的物體的相對運動方向三、靜摩擦力的有無、方向判斷及大小計算若物體處于平衡狀態(tài),分析沿接觸面其它力(除靜摩擦力)的合力,若合力為零,則靜摩擦力不存在,若合力不為零,一定存在靜摩擦力,且靜摩擦力的大小等于合力,方向與合力方向相反若物體處于非平衡狀態(tài),則利用牛頓運動定律來判斷靜摩擦力的有無、方向及大小四、計算摩擦力大?。菏紫纫逡?/p>
19、算的是靜摩擦力還是滑動摩擦力,只有滑動摩擦力才可以用F=FN計算,而靜摩擦力是被動力,當它小于最大靜摩擦力時,取值要由其它力情況及運動狀態(tài)來分析,跟正壓力的大小無關(guān)特別是有些情況中物體運動狀態(tài)發(fā)生了變化(如先動后靜或先靜后動)時,更要注意兩種摩擦力的轉(zhuǎn)化問題【例1】如右圖所示,質(zhì)量為m的木塊在傾角為的斜面上沿不同方向以不同速度v1、v2、v3滑行時,小木塊受到的滑動摩擦力多大?斜面受到的滑動摩擦力多大?(已知木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為)【分析與解答】:(公式法)不管小木塊沿斜面向哪個方向運動,其受到斜面支持力N都等于mgcos,故小木塊受到的滑動摩擦力均為:f=N=mgcosA由牛頓第三定律知
20、,斜面受木塊的滑動摩擦力大小也為f=mgcos【例2】如右圖所示,拉力F使疊放在一起的A、B兩物體以共同速度沿F方向做勻速直線運動,則 ( ) A甲、乙圖中A物體均受靜摩擦力作用,方向與F方向相同 B甲、乙圖中A物體均受靜摩擦力作用,方向與F方向相反 C甲、乙圖中A物體均不受靜摩擦力作用 D甲圖中A物體不受靜摩擦力作用,乙圖中A物體受靜摩擦力作用,方向與F方向相同【分析與解答】假設(shè)甲圖中A物體受靜摩擦力作用,則它在水平方向上受力不平衡,將不可能隨B物體一起做勻速直線運動,所以A物體不受靜摩擦力作用,這樣就排除了A、B兩項的正確性C、D兩項中哪個正確,由乙圖中A物體是否受靜摩擦力判定假設(shè)乙圖中A
21、物體不受靜摩擦力作用,則它將在其重力沿斜面的分力作用下向下滑不能隨B物體保持沿斜面向上的勻速直線運動因此乙圖中A物體一定受靜摩擦力作用,且方向與F方向相同,C項是不正確的答案:DF1F2【例3】如圖所示,一木塊放在水平桌面上,在水平方向上共受到三個力即F1、F2和摩擦力作用,木塊處于靜止狀態(tài),其中F1=10N,F(xiàn)2=2N若撤去力F1,則木塊在水平方向受到的合力為( ) A10N,方向向左 B8N,方向向右 C2N,方向向左 D零【錯解】木塊在三個力作用下保持靜止當撤去F1后,另外兩個力的合力與撤去力大小相等,方向相反故A正確【錯解原因】造成上述錯解的原因是不加分析生搬硬套運用“物體在幾個力作用
22、下處于平衡狀態(tài),如果某時刻去掉一個力,則其他幾個力的合力大小等于去掉這個力的大小,方向與這個力的方向相反”的結(jié)論的結(jié)果實際上這個規(guī)律成立要有一個前提條件,就是去掉其中一個力,而其他力不變本題中去掉F1后,由于摩擦力發(fā)生變化,所以結(jié)論不成立【分析解答】由于木塊原來處于靜止狀態(tài),所以所受摩擦力為靜摩擦力依據(jù)牛二定律有F1-F2-f=0此時靜摩擦力為8N方向向左撤去F1后,木塊水平方向受到向左2N的力,有向左的運動趨勢,由于F2小于最大靜摩擦力,所以所受摩擦力仍為靜摩擦力此時F2+f=0即合力為零故D選項正確專題訓練:3如圖1 ,某同學用力推靜止于地面的箱子,當箱子沒有被推動時,關(guān)于箱子受到的靜摩擦
23、力,下列說法中正確的是( )A靜摩擦力的方向與F 的方向相同B靜摩擦力的方向與F 的方向相反C靜摩擦力隨推力的增大而減小D靜摩擦力的大小與推力無關(guān)5如圖2所示,用力F把木塊緊壓在豎直墻上不動,木塊對墻的壓力為N,木塊受到的摩擦力為f,受到的重力為G,則( )AN>F BN<F 于 Cf>G Df=GF圖36如圖3所示,用水平力F把一鐵塊緊壓在豎直墻壁上靜止不動,當F增大時( )A墻對鐵塊的彈力增大 B墻對鐵塊的摩擦力增大C墻對鐵塊的摩擦力不變 D墻與鐵塊間的摩擦力減小8置于水平地面上的物體在沿水平方向的拉力作用下,仍處于靜止,則物體所受靜摩擦力的大?。?)A與壓力成正比 B小
24、于水平拉力C小于滑動摩擦力 D在物體上疊放另一物體,該物體受到的靜摩擦力不變 9如圖4所示,mgsinMg,在m上放一小物體時,m仍保持靜止,則( )Mmq圖4 A繩子的拉力增大 Bm所受合力變大 C斜面對m的靜摩擦力可能減小 D斜面對m的靜摩擦力一定增大10關(guān)于摩擦力,下面說法正確的是( )A摩擦力的方向總是和物體的運動方向相反B相互壓緊,接觸面粗糙的物體之間總有摩擦力C相互接觸的物體之間,壓力增大,摩擦力一定增大D靜止的物體受到靜摩擦力的大小和材料的粗糙程度無關(guān)11關(guān)于滑動摩擦力,下列說法正確的是( )A壓力越大,滑動摩擦力越大B壓力不變,動摩擦因數(shù)不變,接觸面積越大,滑動摩擦力越大C壓力
25、不變,動摩擦因數(shù)不變,速度越大,滑動摩擦力越大D動摩擦因數(shù)不變,壓力越大,滑動摩擦力越大12如圖5,木塊質(zhì)量為m,跟水平桌面的動摩擦因數(shù)為,受水平向右的力F的作用勻速運動,從物體到邊緣開始,到物體下落為止,在此過程中物體保持勻速運動,下列說法正確的是( )A推力F因物體懸空部分越來越大而變小B推力F在物體下落前會變?yōu)樵瓉淼?/2C推力F始終是mg圖5D因接觸面變小,動摩擦因數(shù)會變大13關(guān)于彈力和摩擦力的關(guān)系,下列說法正確的是( )A兩物體間若有彈力,就一定有摩擦力B兩物體間若有摩擦力,就一定有彈力C彈力和摩擦力的方向不一定相垂直D當兩物體間的彈力消失時,摩擦力仍可存在一段時間mM14如圖6所示
26、,質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上滑動,長木板與水平地面間的滑動摩擦系數(shù)為1,木塊與木板間的滑動摩擦系數(shù)為2,已知長木板處于靜止狀態(tài),那么此時長木板受到的地面摩擦力大小為( ) A2mg B1Mg圖6 C1(m+M)g D2mg+1Mg16請畫出右圖8中各接觸面所受的摩擦力方向(A、B、C質(zhì)量均為m)17如下圖9所示,物體A在水平地面上受到水平推力F的作用,A的重力為750N,則下圖10中尖端突起說明 ,圖中水平線說明 ,A與地面間動摩擦因數(shù)為 圖9圖10牛頓運動定律一、牛頓第一定律1、內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止說
27、明:(1)物體不受外力是該定律的條件 (2)物體總保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)是結(jié)果 (3)直至外力迫使它改變這種狀態(tài)為止,說明力是產(chǎn)生加速度的原因(4)物體保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性,慣性大小的量度是物體的質(zhì)量(5)應(yīng)注意:牛頓第一定律不是實驗直接總結(jié)出來的牛頓以伽利略的理想斜面實驗為基拙,加之高度的抽象思維,概括總結(jié)出來的不可能由實際的實驗來驗證;牛頓第一定律不是牛頓第二定律的特例,而是不受外力時的理想化狀態(tài);定律揭示了力和運動的關(guān)系:力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態(tài)的原因2、慣性:物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)說明:慣性是物體的固有屬性,與物體是否受力及運動狀態(tài)無
28、關(guān)質(zhì)量是慣性大小的量度質(zhì)量大的物體慣性大,質(zhì)量小的物體慣性小有的同學總認為“慣性與物體的運動速度有關(guān),速度大,慣性大,速度小,慣性就小”,理由是物體的運動速度大,不容易停下來,產(chǎn)生這種錯誤的原因是把“慣性大小表示運動狀態(tài)改變的難易程度”理解成“慣性大小表示把物體從運動變?yōu)殪o止的難易程度”,實際上,在受到相同阻力的情況下,速度大小不同的質(zhì)量相同的物體,在相等的時間內(nèi)速度的減小量是相同的,這說明它們的慣性是相同的,與速度無關(guān)二、牛頓第二定律1、內(nèi)容:物體的加速度跟物體所受合外力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比;a的方向與F合的方向總是相同2、表達式:F=ma 或 揭示了:力與a的因果關(guān)系,力是產(chǎn)生a的原
29、因和改變物體運動狀態(tài)的原因;力與a的定量關(guān)系3、對牛頓第二定律理解:(1)F=ma中的F為物體所受到的合外力(2)Fma中的m,當對哪個物體受力分析,就是哪個物體的質(zhì)量,當對一個系統(tǒng)(幾個物體組成一個系統(tǒng))做受力分析時,如果F是系統(tǒng)受到的合外力,則m是系統(tǒng)的合質(zhì)量(3)Fma中的 F與a有瞬時對應(yīng)關(guān)系, F變a則變,F(xiàn)大小變,a則大小變,F(xiàn)方向變a也方向變(4)Fma中的 F與a有矢量對應(yīng)關(guān)系, a的方向一定與F的方向相同(5)Fma中,可根據(jù)力的獨立性原理求某個力產(chǎn)生的加速度,也可以求某一個方向合外力的加速度(6)Fma中,F(xiàn)的單位是牛頓,m的單位是kg,a的單位是米秒2(7)Fma的適用范
30、圍:宏觀、低速4、理解時應(yīng)應(yīng)掌握以下幾個特性 (1) 矢量性 F=ma是一個矢量方程,公式不但表示了大小關(guān)系,還表示了方向關(guān)系(2) 瞬時性 a與F同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失作用力突變,a的大小方向隨著改變,瞬時對應(yīng)(3) 獨立性 (力的獨立作用原理) F合產(chǎn)生a合;Fx合產(chǎn)生ax合 ; Fy合產(chǎn)生ay合當物體受到幾個力作用時,每個力各自獨立地使物體產(chǎn)生一個加速度,就象其它力不存在一樣,這個性質(zhì)叫力的獨立作用原理 因此物體受到幾個力作用,就產(chǎn)生幾個加速度,物體實際的加速度就是這幾個加速度的矢量和(4) 同體性 F=ma中 F、m、a各量必須對應(yīng)同一個物體(5) 局限性 適用于慣性參考系(即所
31、選參照物必須是靜止或勻速直線運動的,一般取地面為參考系);只適用于宏觀、低速運動情況,不適用于微觀、高速情況三、牛頓第三定律(1)內(nèi)容:兩物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,而且在一條直線上(2)表達式:F=F/ 是一個獨立的物理規(guī)律,解題時容易勿視:從一個物體的受力分析過渡到另一個物體的受力分析(3)作用力和反作用力與一對平衡力的聯(lián)系和區(qū)別聯(lián)系:都是大小相等、方向相反、作用在同一直線上 區(qū)別見下表:內(nèi)容作用力和反作用力二力平衡受力物體作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關(guān)系相互依存,不可單獨存在無依賴關(guān)系,撤除一個,另一個可依然存在,只是不再平衡疊加性兩個作用效果不可
32、抵消,不可疊加,不可求合力兩力的作用效果可相互抵消,可疊加,可求合力,合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力可以是同性質(zhì)的力,也可以是不同性質(zhì)的力注意:判斷兩個力是不是一對作用力與反作用力時,應(yīng)分析這兩個力是否具有“甲對乙”和“乙對甲”的關(guān)系,即受力物體與施力物體是否具有互易關(guān)系否則,一對作用力和反作用力很容易與一對平衡力相混淆,因為它們都具有大小相等、方向相反、作用在同一條直線上的特點【例1】火車在長直水平軌道上勻速行駛,門窗緊閉的車廂內(nèi)有一個人向上跳起,發(fā)現(xiàn)仍落回到車上原處,這是因為 ( )A人跳起后,廂內(nèi)空氣給他以向前的力,帶著他隨同火車一起向前運動B人跳起的瞬間,車廂的地板給他一個向前的力,
33、推動他隨同火車一起向前運動C人跳起后,車在繼續(xù)向前運動,所以人落下后必定偏后一些,只是由于時間很短,偏后距離太小,不明顯而已D人跳起后直到落地,在水平方向上人和車具有相同的速度【分析與解答】因為慣性的原因,火車在勻速運動中火車上的人與火車具有相同的水平速度,當人向上跳起后,仍然具有與火車相同的水平速度,人在騰空過程中,由于只受重力,水平方向速度不變,直到落地,選項D正確【說明】乘坐氣球懸在空中,隨著地球的自轉(zhuǎn),免費周游列國的事情是永遠不會發(fā)生的,慣性無所不在,只是有時你感覺不到它的存在【例2】甲、乙兩人手拉手玩拔河游戲,結(jié)果甲勝乙敗,那么甲乙兩人誰受拉力大?【錯解】因為甲勝乙,所以甲對乙的拉力
34、比乙對甲的拉力大就像拔河一樣,甲方勝一定是甲方對乙方的拉力大【錯解原因】產(chǎn)生上述錯解原因是學生憑主觀想像,而不是按物理規(guī)律分析問題按照物理規(guī)律我們知道物體的運動狀態(tài)不是由哪一個力決定的而是由合外力決定的甲勝乙是因為甲受合外力對甲作用的結(jié)果甲、乙兩人之間的拉力根據(jù)牛頓第三定律是相互作用力,甲、乙二人拉力一樣大【分析與解答】甲、乙兩人相互之間的拉力是相互作用力,根據(jù)牛頓第三定律,大小相等,方向相反,作用在甲、乙兩人身上【評析】生活中有一些感覺不總是正確的,不能把生活中的經(jīng)驗,感覺當成規(guī)律來用,要運用物理規(guī)律來解決問題【例3】如圖,自由下落的小球下落一段時間后,與彈簧接觸,從它接觸彈簧開始,到彈簧壓
35、縮到最短的過程中,小球的速度、加速度、合外力的變化情況是怎樣的?【分析與解答】因為速度變大或變小取決于加速度和速度方向的關(guān)系,當a與v同向時,v增大;當a與v反向時,v減??;而a由合外力決定,所以此題要分析v,a的大小變化,必須先分析小球的受力情況 小球接觸彈簧時受兩個力的作用:向下的重力和向上的彈力在接觸的頭一階段,重力大于彈力,小球合力向下,且不斷變小(因為F合=mg-kx,而x增大),因而加速度減小(因為a=F/m),由于v方向與a同向,因此速度繼續(xù)變大 當彈力增大到大小等于重力時,合外力為零,加速度為零,速度達到最大 之后,小球由于慣性繼續(xù)向下運動,但彈力大于重力,合力向上,逐漸變大(
36、因為F合=kx-mg=ma),因而加速度向上且變大,因此速度逐漸減小至零小球不會靜止在最低點,以后將被彈簧上推向上運動 綜上分析得:小球向下壓彈簧過程,F(xiàn)方向先向下后向上,先變小后交大;a方向先向下后向上,大小先變小后變大;v方向向下,大小先變大后變小【注意】在分析物體某一運動過程時,要養(yǎng)成一個科學分析習慣,即:這一過程可否劃分為兩個或兩個以上的不同的小過程,中間是否存在轉(zhuǎn)折點,如上題中彈力等于重力這一位置是一個轉(zhuǎn)折點,以這個轉(zhuǎn)折點分為兩個階段分析【例4】如圖所示,一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為L1L2的兩根細線上,L1的一端懸掛在天花板上,與豎直方向夾角為,L2水平拉直,物體處于平衡狀態(tài),現(xiàn)
37、將L2線剪斷,求剪斷瞬時物體的加速度【分析與解答】剪斷線的瞬間,T2突然消失,物體即將作圓周運動,所以其加速度方向必和L1垂直,L1中的彈力發(fā)生突變,彈力和重力的合力與L1垂直;可求出瞬間加速度為a=gsin【例5】若將圖中的細線L1改為長度相同、質(zhì)量不計的輕彈簧,如圖所示,其他條件不變,求解的步驟和結(jié)果與例4相同嗎?【說明】(1)牛頓第二定律是力的瞬時作用規(guī)律,加速度和力同時產(chǎn)生,同時變化,同時消失,分析物體在某一時刻的瞬時加速度,關(guān)鍵是分析瞬時前后的受力情況及其變化 (2)明確兩種基本模型的特點 a輕繩不需要形變恢復時間、在瞬時問題中,其彈力可以突變,成為零或者別的值 b輕彈簧(或橡皮繩)
38、需要較長的形變恢復時間,在瞬時問題中,其彈力不能突變,大小方向均不變專題訓練5下面說法中正確的是( )A力是物體產(chǎn)生加速度的原因B物體運動狀態(tài)發(fā)生變化,一定有力作用在該物體上C物體運動速度的方向與它受到的合外力的方向總是一致的D物體受外力恒定,它的速度也恒定6運動著的物體,若所受的一切力突然同時消失,那么它將()A立即停止B先慢下來,然后停止C作變速直線運動D作勻速直線運動7一輛汽車分別以6ms和4ms的速度運動時,它的慣性大小()A一樣大B速度為4ms時大C速度為6ms時大D無法比較8關(guān)于物體的慣性,下列說法中正確的是()A運動速度大的物體不能很快地停下來,是因為物體速度越大,慣性也越大B靜
39、止的火車啟動時,速度變化慢,是因為靜止的物體慣性大的緣故C乒乓球可以被快速抽殺,是因為乒乓球慣性小D在宇宙飛船中的物體不存在慣性9有關(guān)慣性大小的下列敘述中,正確的是( )A物體跟接觸面間的摩擦力越小,其慣性就越大B物體所受的合力越大,其慣性就越大C物體的質(zhì)量越大,其慣性就越大D物體的速度越大,其慣性就越大10下列說法中正確的是( )A物體在速度為零的瞬間,它所受合外力一定為零B物體所受合外力為零時,它一定處于靜止狀態(tài)C物體處于勻速直線運動狀態(tài)時,它所受的合外力可能是零,也可能不是零D物體所受合外力為零時,它可能做勻速直線運動,也可能是靜止11關(guān)于運動和力的關(guān)系,以下論點正確的是()A物體所受的
40、合外力不為零時,其速度一定增加B物體運動的速度越大,它受到的合外力一定越大C一個物體受到的合外力越大,它的速度變化一定越快D某時刻物體的速度為零,此時刻它受到的合外力一定為零12放在水平地面上的小車,用力推它就運動,不推它就不動.下列說法中正確的是( )A用力推小車,小車就動,不推小車,小車就不動.說明力是維持物體運動的原因,力是產(chǎn)生速度的原因B放在地面上的小車原來是靜止的,用力推小車,小車運動,小車的速度由零增加到某一數(shù)值,說明小車有加速度,因此力是運動狀態(tài)變化的原因C小車運動起米后,如果是勻速運動的話,小車除了受推力作用外,同時還受到摩擦阻力的作用D小車運動起來后,如果推力變小,推力小于摩
41、擦阻力的話,小車的速度將變小13物體在合外力F作用下,產(chǎn)生加速度a,下面說法中正確的是( ) A在勻減速直線運動中,a與F反向B只有在勻加速直線運動中,a才與F同向C不論在什么運動中,a與F的方向總是一致的D以上說法都不對14在光滑水平面上運動的木塊,在運動方向受到一個方向不變,大小從某一數(shù)值逐漸變小的外力作用時,木塊將作( )A勻減速直線運動B勻加速直線運動C速度逐漸減小的變加速運動D速度逐漸增大的變加速運動15馬拉車由靜止開始作直線運動,以下說法正確的是( )A加速前進時,馬向前拉車的力,大于車向后拉馬的力B只有勻速前進時,馬向前拉車和車向后拉馬的力大小才相等C無論加速或勻速前進,馬向前拉
42、車與車向后拉馬的力大小都是相等的D車或馬是勻速前進還是加速前進,取決于馬拉車和車拉馬這一對力17摩托車通過質(zhì)量不可忽略的鋼絲繩拖動貨物前行,下列說法中正確的是()A摩托車啟動過程中,摩托車拉鋼繩的力大于鋼繩拉貨物的力B摩托車平穩(wěn)(勻速)行駛過程中,摩托車拉鋼繩的力等于鋼繩拉貨物的力C摩托車啟動過程中,鋼繩拉貨物的力大于貨物拉鋼繩的力D不論摩托車處于怎樣的運動狀態(tài),都會由于摩托車拉鋼繩的力與鋼繩拉貨物的力是對作用力和反作用力而保持二力等值的關(guān)系18人站在地面上,先將兩腿彎曲,再用力蹬地,就能跳離地面,人能跳起離開地面的原因是( )A人對地球的作用力大于地球?qū)θ说囊地面對人的作用力大于人對地面
43、的作用力C地面對人的作用力大于地球?qū)θ说囊人除受地面的彈力外,還受到一個向上超重和失重1求解動力學的兩大基本問題: (1)已知受力情況求運動情況:根據(jù)牛頓第二定律,已知物體的 受力 情況,可以求出物體的加速度;再知道物體的初始條件(初位置和初速度),根據(jù) 運動學公式 ,就可以求出物體在任一時刻的速度和位置,也就求出了物體的運動情況(2)已知運動情況求受力情況:根據(jù)物體的運動情況,由運動學公式可以求出加速度,再根據(jù)牛頓第二定律可確定物體的合外力,從而求出未知力,或與力相關(guān)的某些量,如動摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)、力的方向等關(guān)鍵:分析清楚受力情況和運動情況,弄清物理情境,a是動力學和運動學公式的橋梁常
44、用的運動學公式為勻變速直線運動公式,如:2根據(jù)牛頓第二定律求解動力學問題的一般步驟明確研究對象和研究過程;分析研究對象的受力情況和運動情況;根據(jù)受力分析求合力或由運動學公式求加速度;根據(jù)牛頓第二定律列方程;統(tǒng)一單位,求解方程3連接體處理方法:連接體:由兩個或幾個物體組成的物體系統(tǒng),稱連接體特點:各個物體具有共同的加速度隔離體:把其中某個物體隔離出來,稱為隔離體整體法:連接體各物體具有共同的加速度,求整體的加速度可把連接體視為一個整體隔離法:求連接體間的相互作用力,必須隔離出其中一個物體,對其用牛頓第二定律,此法稱為隔離法兩方法通常都以地面作為參考系,單用隔離法一般都能解決問題,但有時交叉使用,
45、可使解題簡捷方便(6)超重、失重、完全失重的比較超重失重完全失重定義物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 大于 物體所受重力的情況(F>mg)物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 小于 物體所受重力的情況(F<mg)物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 等于零 的狀態(tài)(F=0)產(chǎn)生的原因物體有 豎直向上 的加速度物體有 豎直向下 的加速度a g 方向向下(7)如何理解超重和失重現(xiàn)象?不論超重、失重或完全失重,物體的重力不變,只是“視重”改變物體是否處于超重或失重狀態(tài),不在于物體向上運動還是向下運動,而在于物體是有向上的加速度還是有向下的加速度當物體處于完全失重狀態(tài)時,重力只產(chǎn)
46、生使物體具有ag的加速度效果,不再產(chǎn)生其他效果平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失,如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力,液柱不再產(chǎn)生向下的壓強等GNFf【例1】一個靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量是 2kg,在 6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動物體與地面間的摩擦力是4.2N求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移解析:對物體進行受力分析,如圖所示,可知物體所受合外力為F合=F-f=6.4-4.2 N =2.2N由牛頓第二定律得=1.1m/s2因為物體所受的合外力是恒定的,所以加速度也是恒定的,物體做v0=0的勻加速直線運動,物體在4s末的速度為vt=v0+at=at=1.1m/
47、s2×4s=4.4m/s,物體在4s內(nèi)的位移為=80m【例2】一個滑雪的人質(zhì)量是 75 kg,以v02m/s的初速度沿山坡勻加速滑下,山坡的傾角30°在 t5s的時間內(nèi)滑下的路程s60m,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空氣阻力)NG解析:物體沿山坡向下做勻加速直線運動,由得,解得加速度為a=4m/s2,由牛頓第二定律得F合=ma=300NNGxyNG根據(jù)力的合成原理,可知N與G的合力一定沿斜面向下且大于阻力F阻如上圖,仔細作圖可發(fā)現(xiàn)規(guī)律,利用已知力的大小和角度關(guān)系可以求解出N與G的合力如下左圖,N與G的合力大小是F=Gsin30°=750N×1/2=37
48、5N,從而知=375 N -300 N =75N另外,也可以用正交分解法。如上右圖。因為物體只是在X方向運動,所以物體在Y方向是靜止的,則有Y方向受力平衡即N=Gy,物體所受的合力就是X方向兩個力的合力,所以GxF阻=300N,有F阻=75N?!纠?】如圖所示,質(zhì)量為2m的物塊A和質(zhì)量為m的物塊B與地面的摩擦均不計.在已知水平推力F的作用下,A、B做加速運動,A對B的作用力為多大?解析:取A、B整體為研究對象,其水平方向只受一個力F的作用根據(jù)牛頓第二定律知:F(2mm)a,aF3m取B為研究對象,其水平方向只受A的作用力F1,根據(jù)牛頓第二定律知:F1ma故F1F3【例4】下列四個實驗中,能在繞
49、地球飛行的太空實驗艙中完成的是A用天平測量物體的質(zhì)量B用彈簧秤測物體的重力C用溫度計測艙內(nèi)的溫度D用水銀氣壓計測艙內(nèi)氣體的壓強解析:繞地球飛行的太空試驗艙處于完全失重狀態(tài),處于其中的物體也處于完全失重狀態(tài),物體對水平支持物沒有壓力,對懸掛物沒有拉力用天平測量物體質(zhì)量時,利用的是物體和砝碼對盤的壓力產(chǎn)生的力矩,壓力為0時,力矩也為零,因此在太空實驗艙內(nèi)不能完成同理,水銀氣壓計也不能測出艙內(nèi)溫度物體處于失重狀態(tài)時,對懸掛物沒有拉力,因此彈簧秤不能測出物體的重力溫度計是利用了熱脹冷縮的性質(zhì),因此可以測出艙內(nèi)溫度故只有選項C正確【例5】彈簧下端掛一個質(zhì)量m=1kg的物體,彈簧拉著物體在下列各種情況下,
50、彈簧的示數(shù):(g=10m/s2) (1)、彈簧秤以5m/s的速度勻速上升或下降時,示數(shù)為 (2)、彈簧秤以5m/s2的加速度勻加速上升時,示數(shù)為 (3)、彈簧秤以5m/s2的加速度勻加速下降時,示數(shù)為 (4)、彈簧秤以5m/s2的加速度勻減速上升時,示數(shù)為 (5)、彈簧秤以5m/s2的加速度勻減速下降時,示數(shù)為 【分析與解答】(1)10N (2)15N (3)5N (4)5N (5)15N專題訓練1(2010年廣東學業(yè)水平考試單選I)關(guān)于超重與失重,下列說法正確的是( ) A超重就是物體所受的重力增加了 B失重就是物體所受的重力減少了 C完全失重就是物體所受的重力為零 D超重或失重時物體所受的
51、重力不變答案:D 點評:基礎(chǔ)題,考查超重與失重概念2(2010年廣東學業(yè)水平考試單選II)如圖11所示,飛機在豎直平面內(nèi)俯沖又拉起,這一過程可看作勻速圓周運動在最低點時,飛行員對座椅的壓力為F設(shè)飛行員所受重力為G則飛機在最低點時( ) AF=0 BF<G CF=G DF>G答案:D 點評:基礎(chǔ)題,考查超重與失重現(xiàn)象3(2009年廣東學業(yè)水平考試單選I)宇航員乘坐宇宙飛船環(huán)繞地球做勻速圓周運動時,下列說法正確的是( )A地球?qū)τ詈絾T沒有引力 B宇航員處于失重狀態(tài)C宇航員處于超重狀態(tài)D宇航員的加速度等于零答案:B 點評:基礎(chǔ)題,考查超重與失重現(xiàn)象4(2010年廣東學業(yè)水平考試單選II)一個物體在10 N合外力的作用下,產(chǎn)生了5 ms2的加速度,若要產(chǎn)生8 ms2的加速度,所需合外力的大小是( ) A12 N B14 N C16 N D18 N答案:C 點評:基礎(chǔ)題,考查牛頓第二定律的應(yīng)用5(2009年廣東學業(yè)水平考試單選II)一物體的質(zhì)量為2kg ,當受到的合外力為8N 時,由牛頓第二定律可以求出物體的加速度為
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