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文檔簡介
1、專題一 質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動高考物理(浙江專用)專題一 質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動高考物理(浙江專用)考點(diǎn)一基本概念與規(guī)律考向基礎(chǔ)一、質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系1.質(zhì)點(diǎn):用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn),它是一種理想化的物理模型,實(shí)際上并不存在;當(dāng)物體的大小和形狀對所研究問題的影響可以忽略不計時,物體可視為質(zhì)點(diǎn)。2.參考系:為了研究物體的運(yùn)動而假定為不動的物體,參考系可以是運(yùn)動的,也可以是靜止的。3.坐標(biāo)系:一般來說,為了定量地描述物體的位置及位置變化,需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系??键c(diǎn)清單考點(diǎn)一基本概念與規(guī)律考點(diǎn)清單二、時間和位移1.時間間隔與時刻:時間對應(yīng)時間軸上一段線段,時刻對應(yīng)時間軸上一點(diǎn)。2.位移:是矢量,有大小
2、和方向,可以用由起點(diǎn)指向終點(diǎn)的有向線段表示。三、速度1.速度:(是矢量,有大小和方向)表示物體的運(yùn)動快慢和方向;單位為米每秒(m/s),其方向為運(yùn)動方向。2.平均速度:=(某段過程中的位移x除以所用的時間t),是矢量,其方向就是相應(yīng)位移的方向。它是對物體運(yùn)動快慢的粗略描述。3.瞬時速度:質(zhì)點(diǎn)在某一時刻(或某一位置)具有的速度,是矢量,其方向沿軌跡上該點(diǎn)的切線方向且指向前進(jìn)的一側(cè),它是對運(yùn)動快慢的精確描述。二、時間和位移4.速率:瞬時速度的大小,是標(biāo)量。5.比值定義法:就是用兩個基本的物理量的“比”來定義一個新的物理量的方法,速度就是用此方法定義的,其定義式為v=x/t。四、加速度物理意義公式方
3、向單位表示物體速度變化的快慢與方向a=(計算式)與速度的變化量v的方向相同米每二次方秒(m/s2)a=(決定式)與合外力的方向相同說明(1)錯誤說法:速度大,加速度就大;速度變化量v大,加速度就大。(2)加速、減速:a、v同向,加速;a、v反向,減速。4.速率:瞬時速度的大小,是標(biāo)量。物理意義公式方向單位表示物五、速度與時間、位移與時間的關(guān)系1.勻變速直線運(yùn)動的定義及特點(diǎn):物體在一條直線上運(yùn)動,如果在任意相等的時間內(nèi)速度變化相同,這種運(yùn)動就叫做勻變速直線運(yùn)動。其特點(diǎn)是:加速度恒定,即a=恒量(如果物體的速度與加速度的方向相同,這個運(yùn)動叫勻加速直線運(yùn)動,如果物體的速度與加速度的方向相反,這個運(yùn)動
4、叫勻減速直線運(yùn)動)。2.勻變速直線運(yùn)動的基本規(guī)律a.速度公式(速度時間關(guān)系式):v=v0+at。b.位移公式(位移時間關(guān)系式):x=v0t+at2。3.勻變速直線運(yùn)動的推論五、速度與時間、位移與時間的關(guān)系a.速度位移公式:b.v2-=2ax。b.平均速度公式:=。c.中間時刻的瞬時速度公式:vt/2=。速度位移公式由速度公式和位移公式消去時間t得到,適用于不涉及時間的情況。平均速度、中間時刻的瞬時速度公式由速度公式、位移公式和平均速度定義式出發(fā),演繹得到,適用于勻變速直線運(yùn)動。a.速度位移公式:b.v2-=2ax。六、自由落體運(yùn)動1.物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動,叫自由落體運(yùn)動。自由
5、落體運(yùn)動是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動。2.g是自由落體的加速度,又叫重力加速度,其方向總是豎直向下,在地球上的不同緯度,重力加速度大小一般不同。3.自由落體運(yùn)動特點(diǎn):v0=0,a=g。基本規(guī)律:h=gt2,v=gt。重要推論:v2=2gh。六、自由落體運(yùn)動七、速度與時間、位移與時間的關(guān)系伽利略科學(xué)思想方法核心: 把實(shí)驗和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)推理)結(jié)合起來??枷蛲黄瓶枷蛩俣扰c時間、位移與時間的關(guān)系1.勻變速直線運(yùn)動的四個公式的區(qū)別下表中的“不含量”表示五個參量v0、a、t、v、x中缺少的物理量;“突顯量”是在v0、a、t、v、x中,已知的、有聯(lián)系的、所求的和沒有明確表示出來的物理量。七
6、、速度與時間、位移與時間的關(guān)系公式不含量突顯量適用過程v=v0+atxv0、a、t、v與x無關(guān)x=v0t+at2vv0、a、t、x與v無關(guān)v2-=2axtv0、a、x、v與t無關(guān)=av0、t、x、v與a無關(guān)說明五個運(yùn)動參量在描述運(yùn)動中所起的作用:v0和a決定了運(yùn)動的特性,在解題時,往往以a是否變化作為劃分運(yùn)動階段的標(biāo)準(zhǔn);t反映了某種性質(zhì)的運(yùn)動過程的長短,而x、v則反映了運(yùn)動達(dá)到的效果,所以解題時應(yīng)特別注重五個運(yùn)動參量的相關(guān)信息,以便選擇合適的公式解題。公式不含量突顯量適用過程v=v0+atxv0、a、t、v與x例12014年12月26日,我國東部14省市ETC聯(lián)網(wǎng)正式啟動運(yùn)行,ETC是電子不停
7、車收費(fèi)系統(tǒng)的簡稱。汽車分別通過ETC通道和人工收費(fèi)通道的流程如圖所示。假設(shè)汽車以v1=15 m/s沿直線朝收費(fèi)站正常行駛,如果過ETC通道,需要在收費(fèi)站中心線前10 m處正好勻減速至v2=5 m/s,勻速通過中心線后,再勻加速至v1正常行駛;如果過人工收費(fèi)通道,需要恰好在中心線處勻減速至零,經(jīng)過20 s繳費(fèi)成功后,再啟動汽車勻加速至v1正常行駛。設(shè)汽車加速和減速過程中的加速度大小均為1 m/s2。求例12014年12月26日,我國東部14省市ETC聯(lián)網(wǎng)正式(1)汽車過ETC通道時,從開始減速到恢復(fù)正常行駛過程中的位移大小;(2)汽車通過ETC通道比通過人工收費(fèi)通道節(jié)約的時間是多少。(1)汽車過
8、ETC通道時,從開始減速到恢復(fù)正常行駛過程中的位解題思路畫出運(yùn)動過程草圖,并標(biāo)示未知量和已知量。解析(1)過ETC通道時,減速的位移和加速的位移相等,均為s1=,所以總的位移s總1=2s1+10 m=210 mt1=2+=22 s(2)過人工收費(fèi)通道時,所用時間t2=2+20 s=50 ss2=2=225 m二者的位移差s=s2-s總1=225 m-210 m=15 m在這段位移內(nèi)過ETC通道時是勻速直線運(yùn)動,所以t=t2-(t1+)=27 s答案(1)210 m(2)27 s解題思路畫出運(yùn)動過程草圖,并標(biāo)示未知量和已知量。解析(12.公式x=aT2的拓展應(yīng)用(1)公式的適用條件:勻變速直線運(yùn)
9、動。T為相等的時間間隔,x為連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移差。(2)進(jìn)一步的推論:xm-xn=(m-n)aT2。要注意此式的適用條件及m、n、T的含義?,F(xiàn)舉例說明(如圖所示):一物體做勻變速直線運(yùn)動,連續(xù)四段時間t1、t2、t3、t4內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4,則:若t1=t2=t3=t4=T,則x3-x1=x4-x2=2aT2;若各段時間不相等,則等式不成立。 2.公式x=aT2的拓展應(yīng)用例2從斜面上某一位置每隔0.1 s釋放一個小球,釋放后小球做勻加速直線運(yùn)動,在連續(xù)釋放幾個后,對在斜面上滾動的小球拍下如圖所示的照片,測得xAB=15 cm,xBC=20 cm。則(1)小球的加速度是
10、多大?(2)拍攝時B點(diǎn)小球的速度是多大?(3)拍攝時xCD是多少?(4)在A點(diǎn)小球的上面滾動的小球還有幾個?例2從斜面上某一位置每隔0.1 s釋放一個小球,釋放后小球解析小球釋放后做勻加速直線運(yùn)動,且每相鄰的兩個小球的時間間隔相等,均為0.1 s,可以認(rèn)為A、B、C、D各點(diǎn)是一個小球在不同時刻的位置。(1)由推論x=aT2可知,小球的加速度大小為a= m/s2=5 m/s2。(2)由題意知B點(diǎn)是AC段的中間時刻,可知B點(diǎn)小球的速度等于AC段的平均速度,即vB= m/s=1.75 m/s。(3)由于勻加速直線運(yùn)動中相鄰相等時間內(nèi)位移差恒定,所以xCD-xBC=xBC-xAB解析小球釋放后做勻加速
11、直線運(yùn)動,且每相鄰的兩個小球的時間間所以xCD=2xBC-xAB=22010-2 m-1510-2 m=2510-2 m=0.25 m。(4)設(shè)A點(diǎn)小球速度為vA,由于vB=vA+at所以vA=vB-at=1.75 m/s-50.1 m/s=1.25 m/s所以A點(diǎn)小球運(yùn)動時間為tA= s=0.25 s因為每隔0.1 s釋放一個小球,故A點(diǎn)小球的上面滾動的小球還有2個。答案(1)5 m/s2(2)1.75 m/s(3)0.25 m(4)2個所以xCD=2xBC-xAB=22010-2 m-153.關(guān)于兩類勻減速直線運(yùn)動(1)剎車類問題,即勻減速到速度為零后立即停止運(yùn)動,加速度a突然消失,求解時
12、要注意確定其實(shí)際運(yùn)動時間。如果問題涉及最后階段(到停止運(yùn)動)的運(yùn)動,可把該階段看成反向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。(2)雙向可逆類問題,如沿光滑斜面上滑的小球,到最高點(diǎn)后能以原加速度勻加速下滑,全過程中加速度的大小、方向均不變,故求解時可對全過程列式,但必須注意x、v、a等矢量的正負(fù)號。3.關(guān)于兩類勻減速直線運(yùn)動例3(2017浙江金、麗、衢十二校聯(lián)考)目前我省交警部門開展的“車讓人”活動深入人心,不遵守“車讓人”規(guī)定的駕駛員將受到罰款、扣分的嚴(yán)厲處罰,如圖所示,以8 m/s勻速行駛的汽車即將通過路口,有一老人正在過人行橫道,此時汽車的車頭距離停車線8 m。該車減速時的加速度大小為5 m/s2
13、。則下列說法中正確的是()A.如果駕駛員立即剎車制動,則t=2 s時,汽車離停車線的距離為2 m例3(2017浙江金、麗、衢十二校聯(lián)考)目前我省交警B.如果在距停車線6 m處開始剎車制動,汽車能在停車線處剎住,停車讓人C.如果駕駛員的反應(yīng)時間為0.4 s,汽車剛好能在停車線處剎住,停車讓人D.如果駕駛員的反應(yīng)時間為0.2 s,汽車剛好能在停車線處剎住,停車讓人B.如果在距停車線6 m處開始剎車制動,汽車能在停車線處剎住解析此題考查了速度與時間、位移與時間的關(guān)系。 汽車立即剎車,則從剎車到停止的時間t1=1.6 s。如果駕駛員立即剎車制動,則t=2 s時汽車已經(jīng)停下來,位移x0=6.4 m,距離
14、停車線x=8 m-6.4 m=1.6 m,選項A錯。如果在距停車線6 m處開始剎車制動,根據(jù)汽車停下來的位移x0=6.4 m,汽車將越過停車線0.4 m,選項B錯。如果駕駛員的反應(yīng)時間為0.4 s,則有x1=v0t+=9.6 m,汽車將越過停車線,選項C錯。如果駕駛員的反應(yīng)時間為0.2 s,則有x2=v0t+=8 m,汽車將恰好在停車線處停車,選項D正確。答案D解析此題考查了速度與時間、位移與時間的關(guān)系。 汽車立即剎車考點(diǎn)二運(yùn)動圖像考向基礎(chǔ)一、勻變速直線運(yùn)動的x-t圖像物理意義:表示運(yùn)動物體的位移隨時間變化的關(guān)系,不表示物體的運(yùn)動軌跡,圖線的斜率表示物體運(yùn)動的速度??键c(diǎn)二運(yùn)動圖像二、勻變速直線
15、運(yùn)動的v-t圖像物理意義:表示運(yùn)動物體的速度隨時間變化的規(guī)律,圖線的斜率表示運(yùn)動物體的加速度,圖線和時間軸所圍面積表示這段時間內(nèi)的位移(時間軸上方的面積為正值,時間軸下方的面積為負(fù)值)。二、勻變速直線運(yùn)動的v-t圖像比較內(nèi)容x-t圖像v-t圖像圖像其中為拋物線其中為拋物線物理意義反映的是位移隨時間的變化規(guī)律反映的是速度隨時間的變化規(guī)律函數(shù)表達(dá)式x=x0-vtv=v0-atx=x0v=v0 x=vtv=atx=kt2v=kt2考向突破考向x-t圖像與v-t圖像比較內(nèi)容x-t圖像v-t圖像圖像其中為拋物線其中為拋物線物體的運(yùn)動性質(zhì)表示物體從正位移處開始一直做負(fù)向勻速直線運(yùn)動并經(jīng)過零位移處表示物體先
16、做正向勻減速直線運(yùn)動,再做負(fù)向勻加速直線運(yùn)動表示物體靜止不動表示物體做正向勻速直線運(yùn)動表示物體從零位移處開始做正向勻速直線運(yùn)動表示物體從靜止開始做正向勻加速直線運(yùn)動表示物體做勻加速直線運(yùn)動表示物體做加速度增大的加速直線運(yùn)動斜率的意義斜率的大小表示速度的大小,斜率的正負(fù)表示速度的方向斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正負(fù)表示加速度的方向圖線與時間軸圍成的“面積”的意義無實(shí)際意義表示相應(yīng)時間內(nèi)的位移物表示物體從正位移處開始一直做負(fù)向勻速直線運(yùn)動并經(jīng)過零位移例4(2017浙江樂清外國語學(xué)校期中)(多選)如圖所示的x-t圖像和v-t圖像中給出的四條圖線,甲、乙、丙、丁代表四輛車由同一地點(diǎn)向同一方向運(yùn)動
17、的情況,則下列說法正確的是()A.甲車和乙車都做直線運(yùn)動B.0t1時間內(nèi),甲車通過的路程大于乙車通過的路程C.0t2時間內(nèi),丙、丁兩車在t2時刻相距最遠(yuǎn)D.0t2時間內(nèi),丙、丁兩車的平均速度相等例4(2017浙江樂清外國語學(xué)校期中)(多選)如圖所解析x-t圖線表示位移隨時間的變化規(guī)律,不是物體運(yùn)動的軌跡,甲、乙都做直線運(yùn)動,故A正確;由x-t圖線可知,在0t1時間內(nèi),甲、乙兩車通過的路程相等,故B錯誤;由v-t圖線可知,在0t2時間內(nèi),兩車距離逐漸增大,在t2時刻相距最遠(yuǎn),故C正確;在0t2時間內(nèi),丁圖線與t軸圍成的面積大于丙圖線與t軸圍成的面積,可知丁車的位移大于丙車的位移,則丁車的平均速度
18、大于丙車的平均速度,故D錯誤。所以A、C正確,B、D錯誤。答案AC解析x-t圖線表示位移隨時間的變化規(guī)律,不是物體運(yùn)動方法1勻變速直線運(yùn)動的常見解題方法勻變速直線運(yùn)動是在高中階段遇到的一種比較多的運(yùn)動形式,在歷年的高考題中經(jīng)常出現(xiàn),掌握此類問題的分析方法和技巧,會起到事半功倍之效。常用方法總結(jié)如下:方法技巧方法1勻變速直線運(yùn)動的常見解題方法方法技巧常用方法規(guī)律、特點(diǎn)一般公式法速度公式、位移公式和速度、位移關(guān)系式,均是矢量式,使用時注意方向性,一般以v0的方向為正方向,與正方向相同者為正、與正方向相反者為負(fù)平均速度法=對任何性質(zhì)的運(yùn)動都適用=(v0+v)只適用于勻變速直線運(yùn)動中間時刻速度法“任一
19、段時間t中間時刻的瞬時速度等于這段時間t內(nèi)的平均速度”即=,適用于任何一個勻變速直線運(yùn)動,有些題目應(yīng)用它可以簡化解題過程,提高解題速度推論法對一般的勻變速直線運(yùn)動,若出現(xiàn)相等的時間間隔問題,應(yīng)優(yōu)先考慮用x=aT2求解逆向思維法(反演法)把運(yùn)動過程的“末態(tài)”作為“初態(tài)”的反向研究問題的方法。一般用于末態(tài)已知的情況圖像法應(yīng)用v-t圖像,可把較復(fù)雜的物理問題轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為簡單的數(shù)學(xué)問題解決。用圖像定性分析問題,可避開繁雜的計算,快速求解巧選參考系解題物體的運(yùn)動是相對一定的參考系而言的。研究地面上物體的運(yùn)動常以地面為參考系,有時為了研究問題方便,也可巧妙地選用其他物體作為參考系,甚至在分析某些較為復(fù)雜的問
20、題時,為了求解簡便,還需靈活地轉(zhuǎn)換參考系常用方法規(guī)律、特點(diǎn)一般公式法速度公式、位移公式和速度、位移關(guān)例1一客運(yùn)列車勻速行駛,其車輪在鐵軌間的接縫處會產(chǎn)生周期性的撞擊。坐在該客車中的某旅客測得從第1次到第16次撞擊聲之間的時間間隔為10.0 s。在相鄰的平行車道上有一列貨車,當(dāng)該旅客經(jīng)過貨車車尾時,貨車恰好從靜止開始以恒定加速度沿客車行進(jìn)方向運(yùn)動。該旅客在此后的20.0 s內(nèi),看到恰好有30節(jié)貨車車廂被他連續(xù)超過。已知每根鐵軌的長度為25.0 m,每節(jié)貨車車廂的長度為16.0 m,貨車車廂間距忽略不計。求(1)客車運(yùn)行速度的大小;(2)貨車運(yùn)行加速度的大小。例1一客運(yùn)列車勻速行駛,其車輪在鐵軌間
21、的接縫處會產(chǎn)生周期性解析(1)設(shè)連續(xù)兩次撞擊聲的時間間隔為t,每根鐵軌的長度為l,則客車速度為v=其中l(wèi)=25.0 m,t= s,得v=37.5 m/s(2)設(shè)從貨車開始運(yùn)動后t=20.0 s內(nèi)客車行駛了s1,貨車行駛了s2,貨車的加速度為a,30節(jié)貨車車廂的總長度為L=3016.0 m。由運(yùn)動學(xué)公式有s1=vt s2=at2由題給條件有L=s1-s2由式解得a=1.35 m/s2 解析(1)設(shè)連續(xù)兩次撞擊聲的時間間隔為t,每根鐵軌的長度答案(1)37.5 m/s(2)1.35 m/s2 答案(1)37.5 m/s(2)1.35 m/s2 例2物體以一定的初速度沖上固定的光滑斜面,到達(dá)斜面最高
22、點(diǎn)C時速度恰為零,如圖所示。已知物體運(yùn)動到斜面長度處的B點(diǎn)時,所用時間為t,求物體從B滑到C所用的時間。 例2物體以一定的初速度沖上固定的光滑斜面,到達(dá)斜面最高點(diǎn)C解析方法一(逆向思維法)物體沿斜面勻減速上滑的逆過程即自C點(diǎn)由靜止沿斜面勻加速下滑,由勻加速直線運(yùn)動規(guī)律有xBC=axAC=a(t+tBC)2又xBC=xAC解得tBC=t解析方法一(逆向思維法)方法二(中間時刻速度法)=(v+v0)=由=2axAC,=2axBC又xBC=xAC,解得vB=可以看出vB正好等于AC段的平均速度,也等于中間時刻的速度,因此tBC=t答案t方法二(中間時刻速度法)答案t方法2分段法與全程法豎直上拋運(yùn)動的
23、處理方法1.兩種方法(1)“分段法”就是把豎直上拋運(yùn)動分為上升階段和下落階段。上升階段做勻減速直線運(yùn)動,下落階段做自由落體運(yùn)動,下落過程是上升過程的逆過程。(2)“全程法”就是把整個過程看成是一個勻減速直線運(yùn)動過程,從全程來看,加速度方向始終與初速度v0的方向相反。2.符號法則:應(yīng)用公式時,要特別注意v0、v、h等矢量的正負(fù)號。一般選向上為正方向,v0總是正值,上升過程中v為正值,下落過程中v為負(fù)值;物體在拋出點(diǎn)以上時h為正值,在拋出點(diǎn)以下時h為負(fù)值。方法2分段法與全程法豎直上拋運(yùn)動的處理方法3.巧用豎直上拋運(yùn)動的對稱性(1)速度對稱:上升和下降過程經(jīng)過同一位置時速度等大反向。(2)時間對稱:
24、上升和下降過程經(jīng)過同一段高度的上升時間和下降時間相等。3.巧用豎直上拋運(yùn)動的對稱性例3某校一課外活動小組自制一枚火箭,設(shè)火箭從地面發(fā)射后,始終在垂直于地面的方向上運(yùn)動?;鸺c(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動,經(jīng)過4 s到達(dá)離地面40 m高處時燃料恰好用完,若不計空氣阻力,取g=10 m/s2,求:(1)燃料恰好用完時火箭的速度大小。(2)火箭上升離地面的最大高度。(3)火箭從發(fā)射到殘骸落回地面過程的總時間。例3某校一課外活動小組自制一枚火箭,設(shè)火箭從地面發(fā)射后,始解析設(shè)燃料用完時火箭的速度為v1,所用時間為t1?;鸺纳仙\(yùn)動分為兩個過程,第一個過程為做勻加速上升運(yùn)動,第二個過程為做豎直上拋運(yùn)動至最
25、高點(diǎn)。(1)對第一個過程有h1=t1,代入數(shù)據(jù)解得v1=20 m/s(2)對第二個過程有h2=,代入數(shù)據(jù)解得h2=20 m所以火箭上升離地面的最大高度h=h1+h2=40 m+20 m=60 m(3)方法一分段分析法從燃料用完到運(yùn)動至最高點(diǎn)的過程中,由v1=gt2得t2= s=2 s從最高點(diǎn)落回地面的過程中h=g,而h=60 m,代入得t3=2 s故總時間t總=t1+t2+t3=(6+2)s解析設(shè)燃料用完時火箭的速度為v1,所用時間為t1。方法二整體分析法考慮火箭從燃料用完到落回地面的全過程,以豎直向上為正方向,全過程為初速度v1=20 m/s,加速度g=-10 m/s2,位移h=-40 m的
26、勻變速直線運(yùn)動,即有h=v1t+gt2,代入數(shù)據(jù)解得t=(2+2)s或t=(2-2)s(舍去),故t總=t1+t=(6+2)s。答案(1)20 m/s(2)60 m(3)(6+2)s方法二整體分析法答案(1)20 m/s(2)60 m方法3應(yīng)用運(yùn)動圖像“五看”解題1.看“軸”2.看“線”3.看“斜率”4.看“面積”5.看“縱截距” 方法3應(yīng)用運(yùn)動圖像“五看”解題例4(多選)甲、乙兩物體在t=0時刻經(jīng)過同一位置沿x軸運(yùn)動,其v-t圖像如圖所示,則()A.甲、乙在t=0到t=1 s之間沿同一方向運(yùn)動B.乙在t=0到t=7 s之間的位移為零C.甲在t=0到t=4 s之間做往復(fù)運(yùn)動D.甲、乙在t=6
27、s時的加速度方向相同例4(多選)甲、乙兩物體在t=0時刻經(jīng)過同一位置沿x軸運(yùn)動解析速度圖像中縱坐標(biāo)的正負(fù)表示物體的速度方向,即物體的運(yùn)動方向,故A錯誤;速度圖像與時間軸所圍面積表示物體的位移,由題圖知在07 s內(nèi)乙物體速度圖線與時間軸所圍總面積為零,故B正確。在04 s內(nèi)甲物體的速度始終為正,即這段時間內(nèi)一直沿正方向運(yùn)動,故C錯誤;速度圖線的斜率表示加速度,即斜率絕對值表示加速度的大小,斜率的正負(fù)表示加速度的方向,由題圖可知D正確。答案BD解析速度圖像中縱坐標(biāo)的正負(fù)表示物體的速度方向,即物體的運(yùn)動專題二 相互作用高考物理(浙江專用)專題二 相互作用高考物理(浙江專用)考點(diǎn)一常見的三種力、受力分
28、析考向基礎(chǔ)一、重力1.產(chǎn)生:由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力。2.大小:G=mg,與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),與物體所在的緯度、高度有關(guān)。3.方向:豎直向下。4.作用點(diǎn):重心。5.測量:可以用彈簧測力計,測量時物體必須處于平衡狀態(tài)??键c(diǎn)清單考點(diǎn)一常見的三種力、受力分析考點(diǎn)清單二、彈力1.產(chǎn)生條件:物體直接接觸;有彈性形變。2.彈力的方向:與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向相反。常見彈力的方向 彈力彈力的方向輕繩的彈力沿繩指向繩收縮的方向彈簧兩端的彈力沿彈簧指向彈簧恢復(fù)原狀的方向面(或點(diǎn))與面(或點(diǎn))接觸垂直于接觸面(或切面),指向受力物體桿的彈力可能沿桿,也可能不沿桿,應(yīng)具體情況具體分析二、
29、彈力彈力彈力的方向輕繩的彈力沿繩指向繩收縮的方向彈簧兩端3.彈力的大小胡克定律(1)內(nèi)容:實(shí)驗表明,彈簧發(fā)生彈性形變時,彈力的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比,即F=kx。k稱為彈簧的勁度系數(shù),單位是N/m。一般來說,k越大,彈簧越“硬”;k越小,彈簧越“軟”。k的大小與彈簧的粗細(xì)、長度、材料、匝數(shù)等因素有關(guān)。(2)彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用F-x圖像表示,如圖所示。 3.彈力的大小胡克定律三、摩擦力1.摩擦力產(chǎn)生的條件:直接接觸并發(fā)生形變、粗糙接觸面之間存在相對運(yùn)動(滑動摩擦力)或相對運(yùn)動的趨勢(靜摩擦力)。所以有摩擦力的兩物體之間必有彈力,而反之則未必。2.靜摩擦力:靜摩擦力隨著外力
30、的增大而增大,大小可在0Fmax之間變化。一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)由平衡條件或牛頓運(yùn)動定律來計算它的大小。靜摩擦力的方向與物體間相對運(yùn)動趨勢的方向相反。3.滑動摩擦力:大小Ff=FN,方向與物體間相對運(yùn)動的方向相反。三、摩擦力考向突破考向一彈力彈力有無的判斷對于形變明顯的情況可由形變直接判斷,形變不明顯的情況通常用下面三種方法判斷。(1)“假設(shè)法”分析物體間的彈力欲分析一物體和另一物體的接觸處是否有彈力作用,可先假設(shè)沒有所接觸的物體,看看被研究的物體有怎樣的運(yùn)動趨勢。a.若被研究的物體倒向原接觸物體的一邊,則兩者之間有擠壓的彈力,它們之間的彈力方向必與接觸面(或接觸點(diǎn)的切面)垂直,且指向受力物
31、體的內(nèi)部??枷蛲黄芺.若被研究的物體倒向遠(yuǎn)離接觸物的一邊,則兩者之間只可能產(chǎn)生拉伸的彈力,倘若僅是物體與細(xì)繩連接,它們之間的彈力方向必定沿繩指向各自的外部。c.若被研究的物體不動,則兩者之間無彈力。(2)“替換法”分析物體間的彈力用細(xì)繩替換裝置中的桿件,看能不能維持原來的力學(xué)狀態(tài),如果能維持,則說明這個桿提供的是拉力。否則,提供的是支持力。(3)根據(jù)“物體的運(yùn)動狀態(tài)”分析彈力由運(yùn)動狀態(tài)分析彈力,即物體的受力必須與物體的運(yùn)動狀態(tài)相符合,依據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài),由平衡條件(或牛頓第二定律)列方程,求解物體間的彈力。b.若被研究的物體倒向遠(yuǎn)離接觸物的一邊,則兩者之間只可能產(chǎn)生例1(2017浙江慈溪期中)
32、如圖所示各種情況下,a、b兩者之間一定有彈力的是(a、b接觸面光滑)() 例1(2017浙江慈溪期中)如圖所示各種情況下,a、解析假設(shè)A中a、b間有彈力,則兩球?qū)⑾騼蛇呥\(yùn)動,與題矛盾,故a、b間無彈力,A錯誤。若B中兩球間無彈力,則兩球都將向下擺動,與題矛盾,說明a、b間有彈力,故B正確。假設(shè)C中a、b間有彈力,則a受力不平衡,故a、b間無彈力,C錯誤。假設(shè)D中b對a球有彈力,方向必定水平向右,則a球受力不平衡,a不可能處于靜止?fàn)顟B(tài),與題矛盾,故a、b間一定沒有彈力,D錯誤。故選B。答案B解析假設(shè)A中a、b間有彈力,則兩球?qū)⑾騼蛇呥\(yùn)動,與題矛盾,考向二摩擦力1.滑動摩擦力與靜摩擦力的比較考向二
33、摩擦力2.靜摩擦力有無及方向的判定靜摩擦力發(fā)生在兩個相互擠壓且有相對運(yùn)動趨勢的物體間,但相對運(yùn)動趨勢不如相對運(yùn)動直觀,具有很強(qiáng)的隱蔽性。所以靜摩擦力有無及方向的判定較困難,為此常用下面兩種方法判定。(1)假設(shè)法:即先假定沒有靜摩擦力的作用,看相對靜止的物體間能否發(fā)生相對運(yùn)動。若能,則有靜摩擦力,方向與相對運(yùn)動方向相反;若不能,則沒有靜摩擦力。(2)反推法:從物體表現(xiàn)出的運(yùn)動狀態(tài)反推它必須具有的條件,分析組成條件的相關(guān)因素中靜摩擦力所起的作用,就容易判斷靜摩擦力的方向了。2.靜摩擦力有無及方向的判定例2(2018浙江溫州九校聯(lián)盟期末,6)如圖所示,物體A和B的質(zhì)量分別為mA、mB且相對靜止,它們
34、以共同的速度沿斜面勻速下滑,則()A.B受到的靜摩擦力方向沿斜面向上B.B受到的靜摩擦力的大小為mBg sin C.B受到的滑動摩擦力的大小為(mA+mB)g sin D.取走A物體后,B物體將勻加速下滑例2(2018浙江溫州九校聯(lián)盟期末,6)如圖所示,物解析物體A、B相對靜止,對A受力分析可知,A受到沿斜面向上的靜摩擦力,大小為mAg sin ,故可知B受到沿斜面向下的靜摩擦力,大小為mAg sin ,所以A、B錯誤;取AB整體研究,因為勻速下滑可知B受到斜面對其的滑動摩擦力大小為(mA+mB)g sin ,故C正確;A與B一起勻速下滑有(mA+mB)g sin =(mA+mB)g cos
35、,即=tan ,則當(dāng)取走A物體后,B物體受到的滑動摩擦力f=mBg cos =mBg sin ,仍將勻速下滑,故D錯誤。答案C解析物體A、B相對靜止,對A受力分析可知,A受到沿斜考向三受力分析1.受力分析的一般程序 考向三受力分析從力的概念判斷尋找對應(yīng)的施力物體從力的性質(zhì)判斷尋找產(chǎn)生的原因從力的效果判斷尋找是否發(fā)生形變或改變物體的運(yùn)動狀態(tài)(即是否產(chǎn)生了加速度)從力的相互性判斷從反作用力的角度去尋找2.受力分析的角度和依據(jù)從力的概念判斷尋找對應(yīng)的施力物體從力的性質(zhì)判斷尋找產(chǎn)生的原因例3(2018浙江東陽中學(xué)月考)如圖所示,物體A置于水平地面上,力F豎直向下作用于物體B上,A、B保持靜止,則物體A
36、的受力個數(shù)為()A.3B.4 C.5D.6例3(2018浙江東陽中學(xué)月考)如圖所示,物體A置于解析對A、B整體進(jìn)行受力分析,整體受重力、地面對A的彈力、推力F,三力平衡,所以A與地面之間沒有摩擦。再對A進(jìn)行受力分析,受重力、地面的支持力、B對A的壓力和B對A沿接觸面向下的靜摩擦力,所以A受四個力作用。故B正確。答案B解析對A、B整體進(jìn)行受力分析,整體受重力、地面對A的彈力、考點(diǎn)二力的合成與分解、共點(diǎn)力的平衡考向基礎(chǔ)一、力的合成與分解1.力的合成(1)遵循的規(guī)律:力的合成遵循矢量運(yùn)算的規(guī)律,即遵循平行四邊形定則。(2)二力的合成:兩個共點(diǎn)力F1和F2的大小均不變,它們之間的夾角為,其合力的大小為
37、F合,當(dāng)夾角變化時,合力的取值范圍是|F1-F2|F合F1+F2。當(dāng)兩個分力F1和F2大小相等,且它們之間的夾角=120時,合力大小等于每個分力的大小,合力的方向沿兩個分力夾角的角平分線??键c(diǎn)二力的合成與分解、共點(diǎn)力的平衡2.力的分解(1)遵循的規(guī)律:力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,同樣遵循矢量運(yùn)算的規(guī)律,即遵循平行四邊形定則。(2)分解原則:分解某個力時,一般要根據(jù)這個力產(chǎn)生的實(shí)際效果進(jìn)行分解。(3)力的正交分解:將一個力分解為兩個相互垂直的分力的方法稱為力的正交分解法。二、共點(diǎn)力的平衡1.一個物體在共點(diǎn)力作用下,如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),則該物體處于平衡狀態(tài)。2.平衡條件:物體所受合外力
38、為零。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:F合=0或Fx合=0、Fy合2.力的分解=0。其中Fx合為物體在x軸方向上所受的合外力,Fy合為物體在y軸方向上所受的合外力。3.若物體受到兩個力的作用處于平衡狀態(tài),則這兩個力等值反向;三個或三個以上的共點(diǎn)力作用下物體處于平衡狀態(tài),某一個力(或其中幾個力的合力)跟其余力的合力等值反向。物體在三個互不平行的力的作用下處于平衡狀態(tài),則這三個力必為同一平面內(nèi)的共點(diǎn)力,且表示這三個力的矢量首尾相接,恰能組成一個封閉三角形。=0。其中Fx合為物體在x軸方向上所受的合外力,Fy合為物體考向突破考向一力的合成共點(diǎn)力合成的方法(1)作圖法:作出幾個共點(diǎn)力的圖示,按照平行四邊形定則作出表示
39、合力的有向線段的方法。(2)計算法:根據(jù)平行四邊形定則作出示意圖,然后利用解三角形的方法求出合力,是解題的常用方法??枷蛲黄评?(2018浙江寧波期末,9)如圖是某物體受到同一平面內(nèi)三個共點(diǎn)力作用的四種情形的力的圖示(坐標(biāo)紙中每格邊長表示大小為1 N的力),則下列對該物體所受合力大小的描述中正確的是()A.甲圖中物體所受的合力大小等于4 NB.乙圖中物體所受的合力大小等于5 NC.丙圖中物體所受的合力大小等于0D.丁圖中物體所受的合力大小等于6 N例4(2018浙江寧波期末,9)如圖是某物體受到同一解析甲圖中合力大小為5 N,故A錯誤;乙圖中合力為5 N,故B正確;丙圖中合力為6 N,故C錯誤
40、;丁圖中合力為0,故D錯誤。答案B解析甲圖中合力大小為5 N,故A錯誤;乙圖中合力為5 N,考向二力的分解1.力的分解的唯一性的討論力分解時有解或無解,關(guān)鍵是看代表合力的對角線與給定的代表分力的有向線段是否能構(gòu)成平行四邊形(或三角形)。若可以構(gòu)成平行四邊形(或三角形),說明合力可以分解成給定的分力,即有解。如果不能構(gòu)成平行四邊形(或三角形),說明該合力不能按給定的力分解,即無解。具體情況有以下幾種:考向二力的分解已知條件示意圖解的情況已知兩個分力的方向有唯一解已知兩個分力的大小有兩解或無解或唯一解(當(dāng)FF1+F2時無解;當(dāng)F=|F1-F2|或F=F1+F2時兩分力在同一直線上,有唯一解;當(dāng)F1
41、+F2F時有兩解,如下圖)已知一個分力的大小和方向有唯一解已知條件示意圖解的情況已知兩個分力的方向有唯一解已知兩個分已知一個分力的大小及另一個分力的方向(1)當(dāng)F1=F sin 時有唯一解,如圖(a)。(2)當(dāng)FF1F sin 時,有兩解,如圖(b)。(3)當(dāng)F1F時,有唯一解,如圖(c)。(4)當(dāng)F1F2。故AB繩先斷。答案見解析解析根據(jù)幾何關(guān)系對A點(diǎn)受力分析后作出平行四邊形,如圖所示。方法2隔離法與整體法交叉運(yùn)用1.隔離法:為了弄清系統(tǒng)(連接體)內(nèi)某個物體的受力和運(yùn)動情況,一般可采用隔離法。運(yùn)用隔離法解題的基本步驟:(1)明確研究對象或過程、狀態(tài);(2)將某個研究對象或某段運(yùn)動過程、某個狀
42、態(tài)從全過程中隔離出來;(3)畫出某狀態(tài)下的受力圖或運(yùn)動過程示意圖;(4)選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。2.整體法:當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的力和運(yùn)動時,一般可采用整體法。運(yùn)用整體法解題的基本步驟:(1)明確研究的系統(tǒng)和運(yùn)動的全過程;(2)畫出系統(tǒng)整體的受力圖和運(yùn)動全過程的示意圖;(3)選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。隔離法和整體法常常需交叉運(yùn)用,從而優(yōu)化解題思路和方法。 方法2隔離法與整體法交叉運(yùn)用例2有一個直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙;OB豎直向下,表面光滑。AO上面套有小環(huán)P,OB上面套有小環(huán)Q,兩環(huán)質(zhì)量均為m,兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細(xì)繩相連,并在某一位
43、置上平衡,如圖所示?,F(xiàn)將P環(huán)向左移動一小段距離,兩環(huán)再次達(dá)到平衡狀態(tài),那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)相比較,AO桿對P環(huán)的支持力N和細(xì)繩上的拉力T的變化情況是() A.N不變,T變大B.N不變,T變小C.N變大,T變大D.N變大,T變小 例2有一個直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙;OB豎直解析方法一:隔離法 解析方法一:隔離法方法二:整體法 答案B方法總結(jié)靈活地選取研究對象可以使問題簡化;對于都處于平衡狀態(tài)的兩個物體組成的系統(tǒng),在不涉及內(nèi)力時,優(yōu)先選用整體法。方法二:整體法答案B方法總結(jié)靈活地選取研究對方法3“動態(tài)圖”法速解動態(tài)平衡問題所謂動態(tài)平衡問題,是指通過控制某些物理量,使
44、物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化,而在這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)。利用圖解法解決此類問題的基本方法:對研究對象在狀態(tài)變化過程中的若干狀態(tài)進(jìn)行受力分析,依據(jù)某一參量的變化,在同一圖中作出物體在若干狀態(tài)下的平衡受力圖(力的平行四邊形或三角形),再由動態(tài)的力的平行四邊形(三角形)各邊長度變化及角度變化,確定力的大小及方向的變化情況。方法3“動態(tài)圖”法速解動態(tài)平衡問題例3如圖所示,質(zhì)量為m的小球用細(xì)線懸掛在O點(diǎn),并置于傾角為的光滑斜面上,細(xì)線與豎直方向的夾角為,開始時-。試分析:在斜面緩慢右移使逐漸減至0的過程中,小球受到的細(xì)線拉力和斜面的支持力如何變化?它們的極值各是多少? 例3如圖所示,質(zhì)量為
45、m的小球用細(xì)線懸掛在O點(diǎn),并置于解析以小球為研究對象,受力如圖所示。力FN與T,其合力與mg等大反向,在逐漸減小的過程中,小球在三個共點(diǎn)力作用下始終處于平衡狀態(tài),重力mg總豎直向下,支持力FN大小變化而方向始終垂直斜面,而拉力T的大小和方向都在變化。從三力構(gòu)成的矢量圖形可以看出,拉力T先減小后增大,當(dāng)T與FN垂直,即+=90,T與斜面平行時,拉力最小,為Tmin=mg sin ,而支持力不斷減小,當(dāng)=0時,支持力減小為零,即FNmin=0。答案見解析解析以小球為研究對象,受力如圖所示。力FN與T,其合力與m方法總結(jié)用圖解法分析力的動態(tài)變化,具有直觀、便于比較的特點(diǎn),它一般適用于研究對象受三個力
46、作用的情況,且其中一個力大小、方向不變,另一個力方向不變,第三個力大小、方向均變化。應(yīng)用時應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)明確要分解大小、方向均不變的力,把它分解到另外兩個力的反方向上;(2)明確哪個力的方向是不變的;(3)明確哪個力的大小、方向均變化,變化的范圍如何。方法總結(jié)用圖解法分析力的動態(tài)變化,具有直觀、便于比較方法4假設(shè)法臨界問題某種物理現(xiàn)象變化為另一種物理現(xiàn)象的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)。平衡物體的臨界狀態(tài)是指物體所處的平衡狀態(tài)將要破壞、而尚未破壞的狀態(tài)。解決平衡物體的臨界問題時可用假設(shè)法。運(yùn)用假設(shè)法解題的基本步驟:明確研究對象;畫出受力示意圖;假設(shè)可發(fā)生的臨界現(xiàn)象;列出滿足所發(fā)生的臨界現(xiàn)象的平衡
47、方程并求解。方法4假設(shè)法臨界問題例4如圖所示,能承受最大拉力為10 N的細(xì)線OA與豎直方向成45角,能承受最大拉力為5 N的細(xì)線OB水平,細(xì)線OC能承受足夠大的拉力,為使OA、OB均不被拉斷,OC下端所懸掛物體的最大重力是多大?例4如圖所示,能承受最大拉力為10 N的細(xì)線OA與豎直方向解析當(dāng)OC下端所懸掛物體的重力不斷增大時,細(xì)線OA、OB所受的拉力同時增大。為了判斷哪根細(xì)線先被拉斷,可選O點(diǎn)為研究對象,其受力情況如圖所示,利用假設(shè)法,分別假設(shè)OA或OB達(dá)最大值時,看另一細(xì)線是否達(dá)到最大值,從而得到結(jié)果。假設(shè)OB不會被拉斷,且OA上的拉力先達(dá)到最大值,即F1max=10 N,根據(jù)平衡條件有F2
48、=F1max sin 45=10 N7.07 N解析當(dāng)OC下端所懸掛物體的重力不斷增大時,細(xì)線OA、OB所由于F2大于OB能承受的最大拉力,所以在物重逐漸增大時,細(xì)線OB先被拉斷。再假設(shè)OB線上的拉力剛好達(dá)到最大值(即F2max=5 N),處于將被拉斷的臨界狀態(tài),根據(jù)平衡條件有F1 sin 45=F2max,F1 cos 45=F3再選物體為研究對象,根據(jù)平衡條件有F3=Gmax以上三式聯(lián)立解得懸掛物體的最大重力為Gmax=F2max=5 N 答案5 N由于F2大于OB能承受的最大拉力,所以在物重逐漸增大時,細(xì)線專題三 牛頓運(yùn)動定律高考物理(浙江專用)專題三 牛頓運(yùn)動定律高考物理(浙江專用)考
49、點(diǎn)一牛頓運(yùn)動定律考向基礎(chǔ)一、牛頓第一定律1.內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止。2.意義:(1)揭示了物體在不受外力或受合外力為零時的運(yùn)動規(guī)律。(2)提出了一切物體都具有慣性,即保持原來運(yùn)動狀態(tài)不變的特性。(3)揭示了力與運(yùn)動的關(guān)系,說明力不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,即產(chǎn)生加速度的原因。 考點(diǎn)清單考點(diǎn)一牛頓運(yùn)動定律考點(diǎn)清單3.慣性:物體保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性。一切物體都有慣性,慣性是物體的固有性質(zhì)。質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度。慣性與物體是否受力及受力大小無關(guān),與物體是否運(yùn)動及速度大
50、小無關(guān)。3.慣性:物體保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜二、牛頓第二定律1.內(nèi)容:物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。2.表達(dá)式:F=ma。3.物理意義反映物體運(yùn)動的加速度的大小、方向與其所受作用力的關(guān)系,且這種關(guān)系是瞬時的。4.力的單位:當(dāng)質(zhì)量單位為kg,加速度單位為m/s2時,力的單位為N,即1 N=1 kgm/s2。二、牛頓第二定律5.牛頓第二定律的適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于相對地面靜止或勻速直線運(yùn)動的參考系,即慣性參考系。(2)牛頓第二定律只適用于宏觀、低速運(yùn)動的物體。三、單位制、基本單位、導(dǎo)出單位1.單位制:基本單位和導(dǎo)出單位
51、一起組成了單位制。(1)基本量:只要選定幾個物理量的單位,就能夠利用這幾個單位推導(dǎo)出其他物理量的單位。這些被選定的物理量叫做基本量。(2)基本單位:基本量的單位。力學(xué)中的基本量有三個,它們是質(zhì)量、長度、時間;它們的單位是基本單位,在國際單位制中分別是kg、m、s。(3)導(dǎo)出單位:由基本單位根據(jù)物理公式推導(dǎo)出來的其他物理量的單位。 5.牛頓第二定律的適用范圍2.國際單位制中的基本物理量及其單位基本物理量物理量符號單位名稱單位符號質(zhì)量m千克kg時間t秒s長度l米m電流I安培A熱力學(xué)溫度T開爾文K物質(zhì)的量n摩爾mol發(fā)光強(qiáng)度I,(IV)坎德拉cd2.國際單位制中的基本物理量及其單位基本物理量物理量符
52、號單位四、牛頓第三定律1.內(nèi)容:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上。2.說明:(1)作用力和反作用力是作用在兩個物體上的,它們的作用效果永遠(yuǎn)不會抵消。(2)有作用力,就有反作用力,它們總是成對出現(xiàn)的,同時產(chǎn)生,同時消失,同時變化。(3)作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在兩個物體上,與兩個物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),與兩個物體的大小無關(guān)。(4)作用力與反作用力必定是同種性質(zhì)的力,如作用力是彈力,反作用力必定也是彈力。 四、牛頓第三定律考向突破考向一牛頓第一定律1.對伽利略理想斜面實(shí)驗的認(rèn)識伽利略是物理理想實(shí)驗的開拓者。理想實(shí)驗是人們在抽象思維中設(shè)想出來而實(shí)
53、際上無法做到的實(shí)驗,可以完美地解釋物理學(xué)規(guī)律或理論。實(shí)驗程序程序類型小球從斜面一端釋放,上升到另一端事實(shí)如果沒有摩擦,將上升到原來高度推論減小第二個斜面的傾角,小球運(yùn)動得更遠(yuǎn)事實(shí)若將第二個斜面完全放平,球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動下去推論考向突破實(shí)驗程序程序類型小球從斜面一端釋放,上升到另一端事實(shí)2.慣性的表現(xiàn)形式(1)物體在不受外力或所受的合外力為零時,慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運(yùn)動狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動)不變。(2)物體受到外力時,慣性表現(xiàn)為運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度。慣性大,物體運(yùn)動狀態(tài)難以改變;慣性小,物體運(yùn)動狀態(tài)容易改變。3.慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)是不同的(1)慣性是物體保持原有運(yùn)動狀態(tài)不變的一種性質(zhì),
54、與物體是否受力、受力的大小無關(guān)。(2)慣性定律(牛頓第一定律)則反映物體在一定條件下的運(yùn)動規(guī)律。4.牛頓第一定律與牛頓第二定律的關(guān)系(1)牛頓第一定律不是實(shí)驗定律,它是以伽利略的“理想實(shí)驗”為基礎(chǔ),2.慣性的表現(xiàn)形式經(jīng)過科學(xué)抽象、歸納推理而總結(jié)出來的;牛頓第二定律是通過探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系得出的實(shí)驗定律。(2)牛頓第一定律不是牛頓第二定律的特例,而是不受任何外力的理想情況,在此基礎(chǔ)上,牛頓第二定律定量地指出了力和運(yùn)動的聯(lián)系:F=ma。經(jīng)過科學(xué)抽象、歸納推理而總結(jié)出來的;牛頓第二定律是通過探究加注意(1)慣性不是一種力,對物體受力分析時,不能把“慣性力”作為物體實(shí)際受到的力。(2)物體的慣
55、性總是以“保持原狀態(tài)”或“反抗改變”兩種形式表現(xiàn)出來。注意(1)慣性不是一種力,對物體受力分析時,不能把“例1(2018浙江寧波科學(xué)中學(xué)模擬)伽利略理想實(shí)驗將可靠的事實(shí)和科學(xué)推理相結(jié)合,是物理學(xué)中重要的研究方法之一,能更深刻地反映自然規(guī)律。有關(guān)的實(shí)驗程序內(nèi)容如下:減小第二個斜面的傾角,小球在這個斜面上仍然要達(dá)到原來的高度;將兩個斜面對接,讓靜止的小球沿一個斜面滾下,小球?qū)L上另一個斜面;如果沒有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度;繼續(xù)減小第二個斜面的傾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動。請按程序先后次序排列,并指出它是屬于可靠的事實(shí),還是屬于抽象思維的推論。下列選項正確的是(
56、數(shù)字表示上述程序的號碼,“事實(shí)”或例1(2018浙江寧波科學(xué)中學(xué)模擬)伽利略理想實(shí)驗將“推論”代表上述程序的類型)()A.事實(shí)事實(shí)推論推論B.事實(shí)推論推論推論C.事實(shí)推論推論推論D.事實(shí)推論推論解析伽利略理想實(shí)驗根據(jù)可靠的事實(shí),進(jìn)行科學(xué)推理,更深刻地推理出,提出力不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,C正確,A、B、D錯。答案C“推論”代表上述程序的類型)()解析伽利略理想實(shí)驗根同向性公式F=ma是矢量式,任一時刻,F與a同向正比性m一定時,aF瞬時性a與F對應(yīng)同一時刻,即a為某時刻的加速度時,F為該時刻物體所受的合外力因果性F是產(chǎn)生a的原因,物體具有加速度是因為物體受到的合外力不為0同一性有三層意思:
57、任意時刻,加速度a相對同一慣性系(一般指地面)F=ma中,F、m、a對應(yīng)同一物體或同一系統(tǒng)F=ma中,各量統(tǒng)一使用國際單位制單位獨(dú)立性作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律物體的實(shí)際加速度等于每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和力、加速度在各個方向上的分量也遵從牛頓第二定律,即Fx=max,Fy=may局限性只適用于宏觀、低速運(yùn)動的物體,不適用于微觀、高速運(yùn)動的粒子物體的加速度必須是相對于地球靜止或勻速直線運(yùn)動的參考系(慣性系)而言的考向二牛頓第二定律1.牛頓第二定律的特性同向性公式F=ma是矢量式,任一時刻,F與a同向正比性m一定2.應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟(1)明確研究對象。根據(jù)
58、問題的需要和解題的方便,選出被研究的物體。(2)進(jìn)行受力分析和運(yùn)動狀態(tài)分析,畫好受力分析圖,明確物體的運(yùn)動性質(zhì)和運(yùn)動過程。(3)選取正方向或建立坐標(biāo)系,通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標(biāo)軸的正方向。(4)求合外力F合。(5)根據(jù)牛頓第二定律F合=ma或列方程求解,必要時還要對結(jié)果進(jìn)行討論。2.應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟注意獨(dú)立性原理是牛頓第二定律正交分解法的基礎(chǔ),根據(jù)獨(dú)立性原理,把物體所受的各力分解在相互垂直的方向,在這兩個方向分別列牛頓第二定律方程。這就是牛頓第二定律的正交分解法。注意獨(dú)立性原理是牛頓第二定律正交分解法的基礎(chǔ),根據(jù)獨(dú)例2(2018浙江寧波重點(diǎn)中學(xué)期末)如圖所示
59、,質(zhì)量為M的小英坐在質(zhì)量為m的雪橇上,狗拉著雪橇沿水平地面從靜止開始向左移動了一段距離,假定狗對雪橇的拉力恒為F且與水平方向成角。已知雪橇與雪地間的動摩擦因數(shù)為,則下列說法正確的是()A.雪橇對小英的作用力大小大于MgB.雪橇受到的滑動摩擦力大小為(M+m)gC.雪橇受到的滑動摩擦力大小為F cos D.地面對雪橇的支持力大小為mg-F sin 例2(2018浙江寧波重點(diǎn)中學(xué)期末)如圖所示,質(zhì)量為解析對小英受力分析,受到重力、雪橇對小英的支持力和摩擦力,在豎直方向上FN=Mg,水平方向上f=Ma,雪橇對小英的作用力大小F=Mg,故A正確;對雪橇和小英整體受力分析,受到四個力作用:豎直向下的重力
60、(m+M)g、斜向左上方的拉力F、水平向右的摩擦力N、豎直向上的支持力N。 解析對小英受力分析,受到重力、雪橇對小英的支持力和摩擦力,在豎直方向上F sin +N=Mg+mg,地面對雪橇的支持力大小為N=Mg+mg-F sin ,雪橇受到的滑動摩擦力大小為(Mg+mg-F sin ),水平方向有F cos f=(m+M)a,所以雪橇受到的滑動摩擦力大小小于F cos ,故B、C、D錯誤。答案A在豎直方向上F sin +N=Mg+mg,地面對雪橇的支持 作用力與反作用力一對平衡力相同點(diǎn)大小相等,方向相反,作用在同一條直線上概念作用力與反作用力是指相互作用的兩個物體間的一對相互作用力二力平衡是指作
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