高一物理第一學(xué)期知識點

1.1質(zhì)點參考系和坐標(biāo)系

一、質(zhì)點

１．只有質(zhì)量，沒有形狀和大小的點叫做質(zhì)點。

２．質(zhì)點是一種科學(xué)抽象的理想化的模型，（這種忽略次要因素、突出主要因素（質(zhì)量）的處理方法是一種非常重要的科學(xué)研究方法。）

３．條件：（1）研究的距離非常大以至于物體的體積、大小可以忽略不計，例如：研究地球圍繞太陽運動

（2）質(zhì)量分布均勻的球體

（3）物體的各部分運動情況完全一樣

4、一個物體能否看成質(zhì)點，取決于它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計

5、一個物體能否被看成質(zhì)點，取決于所研究的問題的性質(zhì)，同一個物體在不同的問題中，有的能被看作質(zhì)點，有的卻不能被看成質(zhì)點。

學(xué)生討論：１．是不是只有很小的物體才能看作質(zhì)點？

２．地球的自轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動的車輪能否被看作質(zhì)點？

３．物理中的“質(zhì)點”和幾何中的點有什么相同和不同之處？

二、參考系

１．參考系是參照物的科學(xué)名稱，是假定不動的物體。

２．運動和靜止都是相對的。

３．參考系的選擇是任意的，一般選擇地面或相對地面靜止的物體。

學(xué)生討論：１．小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走

２．月亮在蓮花般的云朵里穿行

３．坐地日行八萬里，巡天遙看一千河

三、坐標(biāo)系

１．為了定量描述物體的位置隨時間的變化規(guī)律，我們可以在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，這個坐標(biāo)系應(yīng)該包含原點、正方向和單位長度。

２．對于質(zhì)點的直線運動，一般選取質(zhì)點的運動軌跡為坐標(biāo)軸，質(zhì)點運動的方向為坐標(biāo)軸的正方向，選取計時起點為坐標(biāo)軸的原點。單位長度的選定要根據(jù)具體情況。

３．位置的表示方法，例：x=5m。

學(xué)生討論：如果物體在平面上運動（例如滑冰運動員），我們應(yīng)如何建立坐標(biāo)系？

可以建立一個直角坐標(biāo)系，此時可以用（x，y）表示物體的位置。

1.2時間和位移

一、時刻和時間間隔

O

A

B

C

D

E

如圖所示，物體沿直線從O點開始運動，如果各點之間的時間間隔都是一秒，則下列各說法中分別表示哪一點或線段。

前3s內(nèi)：第2s內(nèi)：（第）2s末：

第3s初：第二個2s內(nèi)：012345t/s

二、路程和位移

１．路程是物體運動軌跡的長度

２．位移是描述物體位置變化的物理量，用從初位置到末位置的有向線段表示，即物體位移的大小由初末位置決定，方向由初位置指向末位置。

問題：物體的位移大小有沒有等于路程的情況？答：在單向直線運動中位移的大小等于路程。

三、矢量和標(biāo)量

象位移這樣既有大小又有方向的物理量叫做矢量，象路程這樣只有大小，沒有方向的物理量叫做標(biāo)量。

１．當(dāng)兩個矢量共線時，可以用算術(shù)運算，但首先要設(shè)定正方向。

２．當(dāng)兩個矢量不共線時，合矢量和分矢量必將構(gòu)成一個三角形，它們分別是三角形的三條邊。

３．不共線矢量的運算法則叫做平行四邊形定則，又叫三角形定則。

四、直線運動的位置和位移

在直線坐標(biāo)系中，位置用點來描述，記為x=?；位移是位置的變化，記為Δx，Δx=x2-x1。

小結(jié)：物理中矢量的正負(fù)不表示大小，只表示方向，

1.3運動快慢的描述—速度

一．速度

1．定義：位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值，用v表示．

2．物理意義：(1)速度是表示運動快慢的物理量

(2)位移變化的快慢

（3）位移的變化率

3．定義式：．

4．單位：國際單位：m／s（或m·s-1）常用單位：km／h（或km·h-1）、cm／s（或cm·s-1）．

5．方向：與物體運動方向相同．

6.說明：速度有大小和方向，是矢量

二．平均速度和瞬時速度

1．平均速度

(1）定義：在變速直線運動中，運動物體的位移和所用時間的比值，叫做這段時間（或這段位移）的平均速度，用表示．

(2）說明：a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物體在t時間內(nèi)的平均快慢程度。

b．這是物理學(xué)中的重要研究方法——等效方法，即用已知運動研究未知運動，用簡單運動研究復(fù)雜運動

c．平均速度必須指明“哪段時間”或“哪段位移”的．

d.平均速度只能粗略地描述一段時間（或一段位移）內(nèi)的總體快慢，這就是“平均速度”與勻速直線運動“速度”的根本區(qū)別．

e.平均速度不是各段運動速度的平均值，必須根據(jù)平均速度的定義來求解。

2．瞬時速度

（1）定義：運動物體經(jīng)過某一時刻（或某一位置）的速度，叫做此時刻（或此位置）的瞬時速度．

（2）意義：反映物體在某一時刻（或經(jīng)某一位置）時運動的快慢，它能精確地描述變速運動的快慢。

（3）瞬時速度的理解：瞬時速度是在運動時間時的平均速度，即平均速度在時的極限（4）瞬時速度的方向：瞬時速度是矢量，在直線運動中，瞬時速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時的運動方向相同，（若是曲線運動，瞬時速度的方向是軌跡上物體所在點的切線方向（與軌跡在該點的延伸方向一致））

三．速率：

瞬時速率

(1）定義：瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱速率。

(2）瞬時速率的測量：技術(shù)上通常用速度計來測量瞬時速率。

2．平均速率：

(1）定義：路程與發(fā)生這段路程所用時間的比值。

(2）速率是標(biāo)量。

3．注意：平均速率不是平均速度的大小。

【例題1】一個做直線運動的物體，某時刻速度是10m/s，那么這個物體()

A、這一刻之前0.1s內(nèi)位移一定是1m

B、這一時刻之后1s內(nèi)位移一定是10m

C、這一時刻起10s內(nèi)位移可能是50m

從這一時刻起開始勻速運動，那么它繼續(xù)通過1000m路程所需時間一定是100s

正確選項是C、D。

【例2】一物體沿直線運動，先以3m/s的速度運動60m，又以2m/s的速度繼續(xù)向前運動60m，物體在整個運動過程中平均速度是多少？

整個過程的平均速度m/s=2.4m/s

1.4實驗:用打點計時器測速度

一電磁打點計時器

1、電磁打點計時器的結(jié)構(gòu),各個部分的名稱、工作原理及使用方法.

2、電磁打點計時器是一種使用交流電的計時儀器.工作電壓4—6V.當(dāng)電源頻率為50Hz時,打點計時器每隔0.02s打一個點.

二電火花打點計時器

1、:電火花打點計時器的結(jié)構(gòu),各個部分的名稱、工作原理及使用方法.

2、:電火花打點計時器的工作電壓是220V的交流電.當(dāng)輸入交流電的頻率是50Hz時,每隔0.02s打一個點.

思考1:從原理上講兩種打點計時器哪中誤差更小,為什么?

2:打點計時器能記錄哪些信息?時間(時間間隔)和位移

三練習(xí)使用打點計時器

問題1.電磁打點計時器中怎樣安放復(fù)寫紙和紙帶?

總結(jié):將復(fù)寫紙?zhí)自趶?fù)寫紙定位銷上,推動調(diào)節(jié)片可以調(diào)節(jié)復(fù)寫紙位置.將紙帶從復(fù)寫紙圓片下穿過即可.

問題2.振針打的點不清晰或打不出點可能有哪些情況?怎樣調(diào)節(jié)?

總結(jié):1.可能是復(fù)寫紙該換新的了

2.可能是振動片的振動幅度太小了,可以調(diào)節(jié)振動片的位置

3.可檢查壓紙框的位置是否升高而阻礙了振動片使振針打不到紙帶上,可將壓紙框向下調(diào)節(jié)到原來的位置

4.可能是振針的位置太高,調(diào)節(jié)振針直到能打出點為止

5.可能是選擇的4—6V的電壓太低,可適當(dāng)調(diào)高電壓,但不得超過10V

問題3.為什么要先打開電源讓打點計時器先工作1—2s再松手打紙帶?可不可以先松手再打開打點計時器的電源?

總結(jié):打點計時器打開電源后要經(jīng)過一個短暫的時間才能穩(wěn)定工作,所以應(yīng)先打開電源讓打點計時器工作1—2s后才能松手打紙帶.這樣做可以減小誤差

問題4.打點計時器打完點后要及時關(guān)閉電源,這樣做有什么好處?

總結(jié):因為打點計時器是按照間歇性工作設(shè)計的,長期工作會導(dǎo)致線圈發(fā)熱而損壞

問題5.處理紙帶時從某個能看清楚的點開始,往后數(shù)出n個點,這些點之間的時間間隔應(yīng)該怎樣確定?

總結(jié):每2個相鄰的點之間的時間間隔是0.02s,n個點之間的時間間隔為(n-1)倍的0.02s

問題6.怎樣根據(jù)紙帶上的點跡計算紙帶的平均速度?

總結(jié):測出兩個點的距離,數(shù)出兩個點之間有n段時間間隔,則.用公式即可計算出平均速度

D

E

F

G

四用打點計時器測量瞬時速度

如圖:用D—F的平均速度來替代E點的瞬時速度

五.用圖象表示速度

在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,用縱坐標(biāo)表示物體的運動速度,用橫坐標(biāo)表示時間,根據(jù)表2中各個時刻的速度,將(v,t)作為一組坐標(biāo)在圖象中描點,將點連線后得出的圖象稱為速度---時間圖象(v---t圖象),簡稱速度圖象.

補(bǔ)充練習(xí)

1.運動的物體帶動紙帶被打點計時器打上一系列的點,這些點的距離不一定相等,但這些點能說明()

A運動物體在一段時間內(nèi)的位移B運動物體在一段時間內(nèi)的運動快慢

C運動物體在某時刻的位置D運動物體的運動性質(zhì)

2.通過打點計時器得到的一條紙帶上的點子不均勻,下列判斷正確的是()

A點子密集的地方物體的運動速度比較大B點子密集的地方物體的運動速度比較小

C點子不均勻說明物體在做變速運動D點子不均勻說明打點計時器有故障

3.在你練習(xí)使用打點計時器時,小車拖動紙帶并在上面打下一系列的小點,根據(jù)你所打出紙帶,在判斷紙帶表示的運動是勻速直線運動還是變速直線運動時()

A應(yīng)通過測量紙帶表示的運動的全程來判斷B必須通過計算任意兩點間的平均速度來判斷

C必須通過計算全程的平均速度來計算D可以通過測量每相鄰兩點間的距離,看其是否相同來判斷

參考答案:1.ABCD2.BC3.D

2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

問題一：打點計時器結(jié)構(gòu)如何？

問題二：用打點計時器測小車的速度所需哪些實驗器材、實驗步驟？

步驟：（１）把一端附有滑輪的長木板平放（一高一低可否？）在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路。（２）把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關(guān)閉電源。

問題三：本實驗特別要注意哪些事項？

１．固定打點計時器時應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央位置。

2．滑輪不能過高。

3．應(yīng)考慮復(fù)寫紙與紙帶的位置關(guān)系。

4．鉤碼數(shù)量不能過多，長木板兩端高低相差不能太大。

5．小車應(yīng)由緊靠打點計時器處開始釋放，在撞擊長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動,防止小車從板上掉下來。

6．先接通電源，后讓紙帶運動。

7．打點結(jié)束后立即關(guān)閉電源。

【處理數(shù)據(jù)】

問題四：怎樣分析和選取紙帶上的點？

開頭過于密集的點舍掉，若紙帶上點與點之間的距離較小，可取多個間隔（可5）為一個計數(shù)間隔時間（間隔不再是0.02s）（但要看具體情況靈活選定）；原則上能取六、七個計數(shù)點為宜；給選取的點加標(biāo)記。

問題五：如何計算出所取點的速度？

用求平均速度的方法來代替（用計算較準(zhǔn)確的平均速度來代替），如何代替？（選擇包括該點在內(nèi)的一段位移（該點最好處在中間時刻位置）Δx，找出對應(yīng)的時間Δt，用Δx／Δt作為該點的瞬時速度）；對于選取的兩個端點的速度暫時不計算（誤差較大）；測量各個計數(shù)點之間的距離應(yīng)考慮估位、單位。

問題六：如何處理計算出來的數(shù)據(jù)？

１．列表法。（注意列表要求）

２．圖象法：

①根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標(biāo)度建立坐標(biāo)系（讓圖象盡量分布在坐標(biāo)系平面的大部分面積）。

②描點：觀察和思考點的分布規(guī)律。

③擬合：從點的分布可以有很大把握地說這些點應(yīng)該在一條直線上，用直線擬合，讓盡可能多的點處在直線上，不在直線上的點應(yīng)對稱地分布在直線兩側(cè)。

思考：①為什么要用直線擬合？

②若某個點明顯偏離直線，可能是什么原因及怎樣處理？

③從圖上可以看出小車的速度隨時間怎樣變化？

問題七：如何根據(jù)速度—時間圖象（v—t圖象）求小車的加速度和初速度？

①取任意兩組數(shù)據(jù)求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。

②在v—t圖象上取一段時間Δt（盡量取大一些），找出兩個時刻對應(yīng)的坐標(biāo)值求出Δv，代入Δv／Δt求解。

哪一種方法更好？（畫圖時讓不在直線上的點盡可能等量地分布在直線兩側(cè)，就是為了使偏大或偏小的誤差盡可能地抵消，所以圖象也是減小誤差的一種手段，也就是說應(yīng)該用圖象上的點，而不是用實驗所得到的數(shù)據(jù)）

紙帶上零時刻的速度和末速度如何求？（根據(jù)圖象來求，這樣可以減小誤差）

【鞏固練習(xí)】

１．關(guān)于用打點計時器研究小車在重物牽引下運動的實驗操作，下列說法中正確的是（）

Ａ．長木板不能側(cè)向傾斜，也不能一端高一端低

Ｂ．在釋放小車前，小車應(yīng)緊靠在打點計時器處

Ｃ．應(yīng)先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后再釋放小車

Ｄ．要在小車到達(dá)定滑輪前使小車停止運動，再斷開電源

２．在用打點計時器研究小車在重物牽引下運動的實驗中，某同學(xué)有如下操作步驟，其中錯誤的步驟是，遺漏的步驟是。

Ａ．拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，松開紙帶后再接通電源

Ｂ．將打點計時器固定在平板上，并接好電路

Ｃ．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪下面懸掛適當(dāng)?shù)你^碼

Ｄ．取下紙帶

Ｅ．放手，使小車在平板上做加速運動

Ｆ．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔

將以上步驟完善后按合理序號排列。

３．用打點計時器拉動通過計時器的紙帶來分析物體運動速度和加速度的實驗中，可以分析的運動應(yīng)該是（）

Ａ．速度恒為正值，加速度亦為正值的運動Ｂ．速度恒為負(fù)值，加速度亦為負(fù)值的運動

Ｃ．速度由正值變負(fù)值，加速度為負(fù)值的運動Ｄ．速度由負(fù)值變正值，加速度為正值的運動

A

B

C

D

E

7.5

27.6

60.3

105.6

cm

４．在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，得到一條記錄小車運動情況的紙帶，如圖所示，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.1s。

（１）根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，計算B、C、D各點的速度，填入表中。（２）在坐標(biāo)紙上作出小車的v-t圖象。

位置編號

A

B

C

D

E

時間t/s

0

0.1

0.2

0.3

0.4

瞬時速度v/(ms-1)

2.2速度和時間的關(guān)系

1、勻速直線運動的速度——時間圖像

（1）（2）

從圖（1）像中可獲得：

（1）速度的大小、方向

（2）從s＝vt可獲得：邊長為v和t所圍成的矩形的面積，就是物體在時間t內(nèi)的位移。（圖中的斜線陰影部分）

2、勻變速直線運動的v—t圖像，如（2）

歸納：從勻變速直線運動的v—t圖像中可以獲?。?/p>

（1）某時刻的瞬時速度

（2）某段時間內(nèi)的速度的變化量

（3）速度的變化量是正值，還是負(fù)值。是正值的話，說明與v方向相同，負(fù)值的話，說明與v方向相反。

3、勻變速直線運動的v—t圖像與勻速直線運動中的s—t圖像的區(qū)別。

4、例題精進(jìn)：

（1）．如圖為一物體作勻變速直線運動的速度圖像，根據(jù)圖線作出以下幾個判定，正確的是：

A：物體始終沿正方向運動

B：物體先沿負(fù)方向運動，在t＝2s后開始沿正方向運動。

（2）．從圖像中判決物體作什么運動。

2.3勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系

1．勻變速運動的規(guī)律---→

2.----→

3.1∶2∶3…＝1∶2∶3…

S1∶S2∶S3…＝12∶22∶32…

SⅠ∶SⅡ∶SⅢ…＝1∶3∶5…

ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝…＝aT2

ΔS’＝SM－SN＝(m-n)aT2t1∶t2∶t3…=1∶()∶()…

例:1.一個質(zhì)點在沿豎直方向拋出，得到它的速度—時間圖象如圖：試求：它在2s內(nèi)的位移和4s內(nèi)的位移。

O

O

2

·

5

4

例1

-5

·

2.4自由落體運動

1．自由落體運動：物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。

2．自由落體運動是一種初速度等于零，加速度為g的勻加速直線運動。

3．自由落體加速度g：

(1)g是矢量，它的方向總是豎直向下的，與重力方向相同

(2)g隨緯度的升高而增大，隨高度增加而減小。在通常情況下，取g=9.8m/s2，粗略計算時g取g=10m/s2。

4．自由落體運動的規(guī)律：

（1）．＝gth＝gt2（2）．推論：2＝2gh＝＝=gt

（3）．特點：1∶2∶3…＝1∶2∶3…

h1∶h2∶h3…＝12∶22∶32…

hⅠ∶hⅡ∶hⅢ…＝1∶3∶5…

Δh＝hⅡ－h(huán)Ⅰ＝hⅢ－h(huán)Ⅱ＝…＝gT2

Δh’＝hM－h(huán)N＝(m-n)gT2t1∶t2∶t3…=1∶()∶()…

2

4

6

8

O

A

B

C

D

E

t/s

x/m

10

-10

4

運動圖象專題

例１．分析比較下面三個圖象中各段及一些特殊點的物理意義。

圖象的意義：斜率的意義：A點的意義：

AB表示：BC表示：CD表示：

D點的意義：DE表示：

3.1重力、基本相互作用

=1\*CHINESENUM3

一

、力和力的圖示

力的定義：物體與物體之間的相互作用。

（1）力的物質(zhì)性：力是物體對物體的作用，有力就有受力物體和施力物體，兩者是同時存在的，不分先后。

（2）相互性：力是物體間的相互作用，甲對乙有作用力，同時乙對甲也有力的作用，力的作用是相互的。

（3）矢量性：力是有大小和方向的物理量（矢量）

2、力的作用效果：力可以使物體發(fā)生形變或運動狀態(tài)發(fā)生改變（包括速度的大小和方向）。

力的三要素：大小、作用點、方向1N

力的圖示和示意圖F=3NF=3N

力的單位：牛頓符號N

二、重力

重力的定義：地面附近的物體，由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力。

（1）重力是由于地球吸引而產(chǎn)生的，但不能說重力就是地球?qū)ξ矬w的萬有引力。

（2）在地球表面附近的物體都要受到重力作用，與物體的運動狀態(tài)和是否受到其他力等情況無關(guān)。

重力的大?。篏=mg，g是自由落體加速度，g隨緯度的升高而增大，隨高度增加而減小

方向：豎直向下（不能說是垂直向下，也不能說是指向地心）

測量：用彈簧秤測量，注意：彈簧秤要保持豎直、靜止?fàn)顟B(tài)時讀數(shù)。

重心

（1）定義：重心是重力的等效作用點。（物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，我們可以認(rèn)為各部分受到的重力集中于一點，即重心）。

（2）重心位置：a.質(zhì)量分布均勻（也稱勻質(zhì)物體），且形狀規(guī)則的物體，重心就是其幾何中心。

b.非勻質(zhì)物體和不規(guī)則的物體的重心，不僅與形狀有關(guān)還與物體內(nèi)的質(zhì)量分布有關(guān)。

（3）演示懸掛法和支撐法找重心（適用于薄板）

三、四種相互作用力（自學(xué)）

萬有引力相互作用：存在于一切物體之間，相互作用強(qiáng)度隨距離增大而減小。

電磁相互作用：存在于電荷之間和磁體之間，他們的本質(zhì)是相同的

強(qiáng)相互作用和弱相互作用：作用范圍小，但弱相互作用的強(qiáng)度只有強(qiáng)相互作用的10－12

3.2彈力

一、彈性形變

１．彈性形變：發(fā)生形變的物體如果在撤去外力后能夠恢復(fù)原狀，這樣的形變叫做彈性形變。

２．彈力：發(fā)生彈性形變的物體對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力叫做彈力。

3．產(chǎn)生彈力的條件：相互接觸且發(fā)生彈性形變。

4．在物體的彈性限度內(nèi)，物體的形變量越大，彈力越大。

二、幾種彈力：拉力、壓力、支持力

三、胡克定律：F=kx。

說明：１．式中的k稱為彈簧的勁度系數(shù)，單位是N/m。

２．式中的x是彈簧的形變量而不是彈簧的長度。

滾動摩擦力

滑動摩擦力

靜摩擦力

摩擦力

３．上式的適用條件是在彈簧的彈性限度內(nèi)。

3.3摩擦力

一、靜摩擦力

1.摩擦力的定義

2.摩擦力的產(chǎn)生條件：接觸、粗糙、有彈力、有相對運動的趨勢。

3.靜摩擦力的大小與外力有關(guān)

4.方向：總是跟接觸面相切，與相對運動的趨勢的方向相反

5.最大靜摩擦力就是物體剛開始運動時所需的最小推力。0＜f靜≤Fmax

6.關(guān)于靜摩擦力有無的判斷

方法一：根據(jù)初中學(xué)過的二力平衡條件

方法二：假設(shè)法

二.滑動摩擦力

1.滑動摩擦力定義：當(dāng)一個物體在另一個物體表面滑動的時候，會受到另一個物體阻礙它滑動的力。

2.滑動摩擦力產(chǎn)生條件：接觸、粗糙、有彈力、有相對運動

3.f=μFN

4.方向：總是跟接觸面相切，跟物體的相對運動方向相反。

三、摩擦力的應(yīng)用

1、摩擦力的重要性

（1）走路須靠腳與地面間的摩擦力才能行走。

（2）摩擦力使運動物體能停止下來。

（3）懸吊物品須靠釘子與墻的摩擦力。

（4）由于摩擦力，平面上的物體不致因為傾斜而摔壞。

（5）輪胎及運動鞋底部的紋路設(shè)計可增加摩擦力。

2、摩擦力的壞處

（1）耗費能量。

（2）造成機(jī)件耗損。

四.幾個問題

1.靜止的物體所受的摩擦力一定是靜摩擦力，運動的物體所受的摩擦力一定是滑動摩擦力嗎?

舉例說明：(1)皮帶傳送機(jī)把貨物運往高處，物體是運動的，當(dāng)相對于皮帶沒有滑動,受到靜摩擦力。

(2)一個人端著一杯水走路，杯子受到手的靜摩擦力。(3)人走路時受到地面的摩擦力等。

(4)物體沿斜面下滑，物體受到沿斜面向上的滑動摩擦力，同時斜面受到沿斜面向下的滑動摩擦力，斜面靜止。

2.摩擦力一定阻礙物體運動嗎?

摩擦力只是阻礙物體的相對運動,，不一定阻礙物體的運動。

皮帶傳送機(jī)上的貨物受到的摩擦力拉著貨物向上運動是動力，同時它阻礙了貨物相對于皮帶的運動。

3.4物體受力分析

１．受力分析的順序：一般遵循由易到難（重力、彈力、摩擦力）或由已知到未知的原則。

２．受力分析的方法：（１）隔離法（２）整體法

３．受力分析的步驟：（１）確定研究對象（單個物體或幾個物體組成的系統(tǒng)／整體）

（２）把研究對象與其它物體隔離

（３）按一定的順序把外界物體對研究對象施加的力畫出示意圖。

４．注意事項

（１）不能總認(rèn)為物體在運動方向上一定受到力的作用。即在畫力時要明確該力的施力物體是哪一個。

（２）受力分析是分析物體受到的力，不能把研究對象對外界物體施加的力也畫在受力圖上。

（３）判斷彈力的有無可假設(shè)把外界物體移走，通過物體的運動狀態(tài)是否變化來判斷接觸面處有沒有彈力。靜摩擦力的有無及方向可假設(shè)接觸面光滑，通過物體是否發(fā)生相對運動和相對運動的方向來判斷

（４）用整體法進(jìn)行受力分析時，系統(tǒng)以外的物體對系統(tǒng)內(nèi)任一物體的作用力都認(rèn)為是系統(tǒng)受到的力，系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力（內(nèi)力）不需要畫出來。

（５）在本書范圍內(nèi)，我們只研究共點力的情況，所以不管是單個物體還是幾個物體組成的系統(tǒng)，在對他們進(jìn)行受力分析時，都應(yīng)把他們當(dāng)作一個點（質(zhì)點）來處理，所有力的作用點都是同一點。

4．1牛頓第一定律

1.伽利略的理想實驗：

如圖：讓小球從一個斜面由靜止?jié)L下，小球?qū)L上另一個斜面，如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?。減小另一個斜面的傾角，小球仍能到達(dá)原來的高度，但比第一次滾得要遠(yuǎn)些，假設(shè)把另一個斜面放至水平，則小球因為無法達(dá)到原來的高度而永遠(yuǎn)運動下去。

結(jié)論：(1)力不是維持物體的運動的原因

(2)力不是維持物體的速度的原因，

(3)力是改變物體運動狀態(tài)的原因。

(4)力是改變物體速度的原因

加：(5)力是產(chǎn)生加速度的原因

2.牛頓第一運動定律是理想定律：自然界中物體不可能不受力，若物體受平衡力，則可等效物體不受力或認(rèn)為受合外力為零，在這種情況下物體將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

3.慣性：①物體都具有抵抗?fàn)顟B(tài)變化的“本領(lǐng)”，如：冬天晚上上床和早上起床人的感覺等。

②慣性：物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。

例：汽車啟動、加速，汽車剎車、減速，車上的人的感覺？原因？如何表達(dá)？

③慣性是物體的固有性質(zhì)，僅與物體的質(zhì)量有關(guān)

④質(zhì)量慣性大小的唯一量度。

⑤只有在運動狀態(tài)發(fā)生改變才可以表現(xiàn)出來。

4．2實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

問題一：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，是產(chǎn)生加速度的原因。

問題二：如何研究這個問題？（控制變量法）

問題三：具體如何操作？

①實驗器材：

附有滑輪的長木板1塊，規(guī)格為200g的小車1個，帶小鉤細(xì)線1條，規(guī)格為20g的鉤碼5只（作牽引小車的力），規(guī)格為200g的砝碼5只（用做改變小車質(zhì)量），打點計時器，20cm的紙帶，穩(wěn)壓電源。

②控制質(zhì)量不變（200g）

a．要考慮加速度與什么力有關(guān)？（繩子拉力、摩擦力、合力）

b．如何用繩子拉力來替代合力？（平衡摩擦力）如何平衡摩擦力？（體會長木板的傾角逐漸變大，小車的受到的靜摩擦力大小與重力什么關(guān)系、如何變化，注意平衡的應(yīng)該是動摩擦力）

a

F

O

1

2

c．在實驗中，鉤碼的重力大小等于拉力大小嗎？請定性分析哪個較大一些？如何使鉤碼的重力大小與拉力大小更接近？（M＞＞m）

d．小車的加速度如何測？（打點計時器，提醒如何數(shù)據(jù)處理）

e．添加鉤碼（增大拉力），重復(fù)實驗。

f．列表分析或畫圖分析（橫、縱坐標(biāo)分別選什么好？描點、擬合，圖象過原點嗎？）

g．有何結(jié)論？M一定時，a∝F

h．若M=400g時，重復(fù)以上實驗，有何結(jié)論？

③控制拉力不變（鉤碼質(zhì)量50g，F(xiàn)=0.5N）

a．添加砝碼（增大M），重復(fù)實驗。

b．列表分析或畫圖分析（橫、縱坐標(biāo)分別選什么好？）

c．有何結(jié)論？F一定時，a∝1/M

d．若F=1N時，重復(fù)以上實驗，有何結(jié)論？

問題四：若某同學(xué)做這個實驗，取M=500g，得到如圖1或2的圖象，說明什么？

問題五：不直接測加速度可以探究這個問題嗎？

①不具體測加速度，可作對比實驗。其他思想可以同前實驗。

②實驗器材：附有滑輪邊側(cè)有刻度的長木板2塊，規(guī)格為200g的小車2個，帶小鉤細(xì)線2條，規(guī)格為20g的鉤碼5只（作牽引小車的力），規(guī)格為200g的砝碼5只（用做改變小車質(zhì)量），寬口文件夾，2m粗線繩。

③分析兩小車均做初速度為零的勻加速運動，相同時間內(nèi)兩小車位移之比就是其加速度之比。

④處理實驗數(shù)據(jù)：

表一：M1=M2=600g

次數(shù)

小車１

小車２

鉤碼(g)

位移x1(cm)

鉤碼(g)

位移x2(cm)

１

20.0

40.0

２

20.0

60.0

３

20.0

80.0

４

20.0

100.0

５

20.0

120.0

表二：F1=F2=0.2N

次數(shù)

小車１

小車２

M1(g)

位移x1(cm)

M2(g)

位移x2(cm)

１

200

400

２

200

600

３

200

800

４

200

1000

５

200

1200

⑤作出圖象,分析圖象:

F2/F1

x2/x1

O

m2/m1

x1/x2

O

問題六：通過實驗發(fā)現(xiàn)加速度a與合外力F、質(zhì)量m有什么關(guān)系？

（加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比。即a∝F，a∝1/m）

4．3牛頓第二定律

1.牛頓第二定律

①內(nèi)容：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。作用力指的是合外力

②表達(dá)式：F合=ma

③單位：N、kgm/s2

④1kgm/s2=1N

這樣：F合=ma（運用時請注意必須統(tǒng)一單位：N，Kg，m/s2）

⑤方向：的方向永遠(yuǎn)與F合的方向一致。

⑥意義：力是是產(chǎn)生加速度的原因；有力才有加速度，但力和加速度同時產(chǎn)生同時消失

2.如何求物體的加速度？

①根據(jù)運動學(xué)方程來計算a

②對物體進(jìn)行受力分析，然后將所有力進(jìn)行合成從而求出合力,再根據(jù)F合=ma來求a

③根據(jù)F=ma將物體受到的每一個力產(chǎn)生的加速度分別求出：a1、a2、a3、a4等，然后將這些加速度進(jìn)行合成求a。

3.力與加速度有何關(guān)系？

①力與加速度有因果關(guān)系：有合外力才有加速度，但是同時產(chǎn)生、同時消失。

②力與速度無因果關(guān)系：因為，即速度變化必須有時間過程，在很短的時間內(nèi)可以近似認(rèn)為=0，則=0速度不變。

例1．某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面試車，當(dāng)達(dá)到100km/h的速度時關(guān)閉發(fā)動機(jī)，經(jīng)過70s停下來，汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。

①汽車質(zhì)點的運動圖景（兩種情況）

②汽車質(zhì)點的受力分析（豎直情況如何考慮）

③解題規(guī)范：

汽車勻減速：a1=v0/tf=ma1=mv0/t=1100×27.8/70=437（N）

汽車勻加速：F合=F-f=2000-437=1563（N）又F合=ma2

a2=F合/m=1563/1100=1.42(m/s2)

例2．一個質(zhì)量為2kg的物體受到互成1200角的兩個力F1和F2的作用，這兩個力的大小都是10N，這個物體產(chǎn)生的加速度是多大？

①對物體進(jìn)行受力分析，求合力

②利用牛頓第二定律求解

③解題規(guī)范：

4．4牛頓第二定律的簡單應(yīng)用

（力的合成與分解）物體受力加速度物體運動

一、從物體受力確定運動情況

【例題】1．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)發(fā)生的位移。

①受力分析求出合力

②物體的運動圖景，由運動學(xué)公式求解。

m

370

F

圖1

2．如圖1所示，質(zhì)量為m＝1.0kg的金屬塊放在水平桌面上，在與水平成370角斜向上、大小為10N的拉力F作用下由靜止開始向右做勻加速直線運動，已知金屬塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，求5s末物體的速度及位移大小。

①明確解題的基本步驟：

a．受力分析

b．規(guī)定正方向，建立坐標(biāo)系

c．把力正交分解

d．找合力，求加速度

e．清楚運動圖景，由運動學(xué)公式求解

②注意解題規(guī)范

3．風(fēng)洞實驗室中可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力。如圖2所示，現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放入風(fēng)洞實驗室，小球孔徑略大于細(xì)桿直徑。（1）當(dāng)桿在水平方向上固定時，調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小，使小球在桿上勻速運動，這時小球所受的風(fēng)力為小球所受重力的0.5倍，求小球與桿間的動摩擦因數(shù)。（2）保持小球所受的風(fēng)力不變，使桿與水平方向間夾角為37°并固定，則小球從靜