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文檔簡介
第一章力
知識要點:
1、本專題知識點及基本技能要求
(1)力的本質(zhì)
(2)重力、物體的重心
(3)彈力、胡克定律
(4)摩擦力
(5)物體受力情況分析
1、力的本質(zhì):(參看例1、2、3)
(1)力是物體對物體的作用。
※脫離物體的力是不存在的,對?應(yīng)一個力,有受力物體同時有施力物體。
找不到施力物體的力是無中生有。(例如:脫離槍筒的子彈所謂向前的沖力,
沿光滑平面勻速向前運動的小球受到的向前運動的力等)
(2)力作用的相互性決定了力總是成對出現(xiàn):,
※甲乙兩物體相互作用,甲受到乙施予的作用力的A\$^
同時?,甲給乙一個反作用力。作用力和反作用力,大小
相等、方向相反,分別作用在兩個物體上,它們總是同777^77^多
種性質(zhì)的力。(例如:圖中N與N,均屬彈力,f0與f;GA
均屬靜摩擦力)(3)力使物體發(fā)生形變,力改變物體的運動狀態(tài)
(速度大小或速度方向改變)使物體獲得加速度。
※這里的力指的是合外力。合外力是產(chǎn)生加速度的原因,而不是產(chǎn)生運
動的原因。對于力的作用效果的理解,結(jié)合上定律就更明確了。
(4)力是矢量。
※矢量:既有大小又有方向的量,標量只有大小。
力的作用效果決定于它的大小、方向和作用點(三要素)。大小和方向
有一個不確定作用效果就無法確定,這就是既有大小又有方向的物理含意。
(5)常見的力:根據(jù)性質(zhì)命名的力有重力、彈力、摩擦力;根據(jù)作用效果
命名的力有拉力、下滑力、支持力、阻力、動力等。
2、重力,物體的重心(參看練習題)
(1)重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力;
(2)重力的大?。篏=mg,同一物體質(zhì)量一定,隨著所處地理位置的變化,
重力加速度的變化略有變化。從赤道到兩極Gf大(變化千分之一),在極
地G最大,等于地球與物體間的萬有引力:隨著高度的變化Gf?。ㄗ兓f
分之一)。在有限范圍內(nèi),在同一問題中重力認為是恒力,運動狀態(tài)發(fā)生了
變化,即使在超重、失重、完全失重的狀態(tài)下重力不變;
(3)重力的方向永遠豎直向下(與水平面垂直,而不是與支持面垂直);
(4)物體的重心。
物體各部分重力合力的作用點為物體的重心(不一定在物體上)。重心
位置取決于質(zhì)量分布和形狀,質(zhì)量分布均勻的物體,重心在物體的幾何對稱
中心。
確定重心的方法:懸吊法,支持法。
3、彈力、胡克定律:(參看例)
(1)彈力是物體接觸伴隨形變而產(chǎn)生的力。
※彈力是接觸力
彈力產(chǎn)生的條件:接觸(并發(fā)生形變),有擠壓或拉伸作用。
常見的彈力:拉力,繩子的張力,壓力,支持力;
(2)彈力的大小與形變程度相關(guān)。形變程度越重,彈力越大。
(3)彈力的方向:彈力的方向與施力物體形變方向相反(是施力物體恢復
形變的方向),與接觸面垂直。
準確分析圖中A物體受到的支持力(彈力),結(jié)論:兩物體接觸發(fā)生形
變,面面接觸彈力垂直面(圖1一1),點面接觸垂直面(圖1—2、1-3),
接觸面是曲面,彈力則垂直于過接觸點的切面(圖1—4)。
(4)胡克定律:
內(nèi)容:在彈性限度內(nèi),彈簧的彈力與彈簧伸長(或壓縮)的長度成正比。
數(shù)學表達式:F=Kx(x長度改變量:X,現(xiàn)長X。原長,x=X,-X。)
彈簧的倔強系數(shù)K:物理定義:煜描述彈簧自身性質(zhì)
(軟硬程度)的物理量。
大小決定于彈簧的圈數(shù)、包圍的面積
材料的性質(zhì)與彈簧的伸長量,與彈力無關(guān)(一般性了解)
量度式:K三,K與尸〃比值相等。
x
4、摩擦力
(1)摩擦力發(fā)生在相互接觸且擠壓有相對運動或相對運動趨勢的物體
之間。
發(fā)生相對運動,阻礙相對運動的摩擦力稱為滑動摩擦力。有相對運動的
趨勢,阻礙相對運動趨勢的摩擦力稱為靜摩擦力。
※摩擦力是接觸力
摩擦力產(chǎn)生的條件:接觸、擠壓,有相對運動或相對運動趨勢存在。(含
蓋了產(chǎn)生彈力的條件)
(2)摩擦力的方向:總是與相對運動或相對運動趨勢方向相反,與接
觸面相切。
※判斷相對運動方向,或相對運動趨勢方向是確定摩擦力方向的關(guān)鍵。
當根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件,確定存在摩擦力時,以此力的施力物體為參照物,
判斷受力物體相對運動(或相對運動趨勢)方向,摩擦力方向與相對運動(或
相對運動趨勢)方向相反,從而找到摩擦力的方向:(見例)
物塊A放在小車B匕置于水平面上:
a、沒加任何力:A、B處于靜平衡狀態(tài),由于A、B受重力作
用,A與B接觸,車輪與地面接觸,并均有擠壓,但無相對運動,
也沒相對運動趨勢存在,無摩擦力產(chǎn)生。
b、A物體上加一個水平力產(chǎn),,AB處于靜止狀態(tài)。分
析A,由于受到力?的作用,以B為參照物,A相對B有
向右的趨勢,所以受到與趨勢相反的靜摩擦/o。I=:I~
00
根據(jù)作用力反作用力的關(guān)系,小車B受到水平A拖予的
靜摩擦力/o'。小車B受到水平向右的靜摩力/J的作用,相
對地面有向右的運動趨勢,但沒動,受到地面施予的與運動趨勢方向相反的
靜摩擦力"'(結(jié)論:=/。=/)。
C、A物體受到水平向右的力F作用,A、B相對靜止,一起沿水平向右
加速運動:
分析A物體:仍受到一個拉力尸和B施予的靜摩擦力f0A。
(F-foA=mAa)。
分析B物體:受到A施予的/OA的反作用力/OB的同時,AB相對地面
向右運動,地面給B物體一個向左的滑動摩擦力(據(jù)題
意:fon-f=M)
小車B受到了os靜摩擦力的作用,在小車向右加速運動
的過程中,/OB與B小車運動方向相同;/os不但對B做功,
而艮做的還是正功;在效果上起著動力的作用。
(3)摩擦力的大小
滑動摩擦力N為正壓力
靜摩擦力是一組值,其中有一個最大值,稱為最大靜摩擦(使物體開始
運動時的靜摩擦力)。不能用/=〃?N來計算,只能根據(jù)作用力、反作用
力的關(guān)系,平衡條件或牛頓二定律求解。
※滑動摩擦力的大小只與正壓力、滑動摩擦系數(shù)有關(guān),而與接觸面的大
小無關(guān)。
5、物體受力情況分析:
(1)物體受力情況分析的依據(jù)主要是力的概念,從研究對象所處的處
所著手,明確它與周圍哪些物體發(fā)生作用,運用各種力產(chǎn)生的條件,做出判
斷。結(jié)合運動狀態(tài),依據(jù)牛頓運動定律和物體平衡的條件進而確定力之間的
數(shù)量關(guān)系。
(2)分析受力時;只找研究對象受到的力,它施丁?其它物體的力,在
分析其它物體受力時再考慮。
(3)合力和分力不能重復地列為物體所受的力。
(4)受力分析的步驟:先重力,再找彈力,再摩擦力,最后其它力:
象磁場力,電場力。
(5)養(yǎng)成作圖的習慣,要檢查受力圖中所有的力的施力物體是否存在,
特別要檢查受力分析的結(jié)果,是否滿足題目給定的條件(平衡狀態(tài),沿各方
向合力應(yīng)為零)避免缺力或多力。
6、力的平衡
平衡條件
靜止共點力作用)zr=o
平衡態(tài)勻速直線運動_
勻速轉(zhuǎn)動有固定轉(zhuǎn)軸物體>ZM=0
平衡狀態(tài):物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài),統(tǒng)稱平衡狀態(tài)。
一組平衡力:若干個力作用在同一個物體上,物體處于平衡狀態(tài)。我們
稱這若干力為一組平衡力。
互為平衡的力:一組平衡力中的任意一個力是其余所有力的平衡
力。
※一個物體沿水平面做勻速直線運動。我們說這個物體處于動平衡狀
態(tài)。
(1)如果它受到兩個力的作用:這兩個力是互為平衡的力。它們大小
相等、方向相反。
(2)如果它受到七個力的作用:這七個力是一組平衡力、其中任意一
個力是其余六個力的平衡力。
(3)如果它受到n個力的作用:這n個力是一組平衡力,其中任意一
個力是其余(n—1)個力的平衡力。
7、共點力平衡的條件及推論
共點力平衡的條件:乙=0n〈一二八
H=0
(1)一個物體受若干個力的作用處于平衡狀態(tài)。這若干個力是一組平衡力,
合力為零,沿任何方向的合力均為零。其中的任意一個力與其余所有力的合
力平衡。(即這個力與其余所有力的合力大小相等方向相反。)
(2)受三個力作用物體處于平衡狀態(tài),其中的某個力必定與另兩個力
的合力等值反向。
(3)一個物體受到幾個力的作用而處于平衡狀態(tài),這幾個力的合力?
定為零。其中的一個力必定與余下的(n-1)個力的合力等值反向,撤去這
個力,余下的(n—1)個的合力失去平衡力。物體的平衡狀態(tài)被打破,獲得
加速度。
力的合成和分解
知識要點:
1、力的合成
(1)滿足平行四邊形法則
(2)合力的大小由分力的大小和夾角決定
夾角越大,合力越小
|聞一同"合引用+國
(3)三角形法則
使下個矢量的箭尾,與前一個矢量的箭頭相連,
從第一個矢量的箭尾到最后一個矢量的箭頭連線,即為
合矢量。
2、力的分解
(1)滿足平行四邊形法則
(2)已知一合力,可分解為無窮多組分力,實際分解時,按要求或作用
效果分解。
有以下幾種情況:
①已知合力和兩個分力的方向,求兩個分力的大小。
②已知合力和一個分力的大小及和分,求另一個分力
③已知合力一個分力F,的方向和另一個分力&的大小,求分力的分和
和另一個力的大小。
i)當尸2=d吐一組解
ii)當F2<d吐無解
iii)當F?d時,,兩組解
④已知合力及兩個分力的大小,求兩個分力的方向
i)F=F\+F2ii)F=&-Q
FFa
力的合成與分解
掌握內(nèi)容:
1、力的合成與分解。會用直角三角形知識及相似三角形等數(shù)學知識求
解。
2、力的分解。
3、力矩及作用效果。
知識要點:
一、力的合成:
1、定義:求兒個力的合力叫力的合成。
2、力的合成:
同向尸=6+尸2
(1)%K同一直線情況<
FF?
反向=耳一(々>F2)
(2)工,行成6角情況:
①遵循平行四邊形法則。
兩個互成角度的力的合力,可以用表示這兩個力的線段作鄰邊,作平行
四邊形,平行四邊形的對角線表示合力的大小和方向。
作圖時應(yīng)注意:合力、分力作用點相同,虛線、實線要分清。
(作圖法:嚴格作出力的合成圖示,由圖量
出合力大小、方向。
②應(yīng)用方法V
計算法:作出力的合成草圖,根據(jù)兒何知
識算出廣大小、方向。
注意:在居,居大小一定的情況下,合力尸隨。增大而減小,隨。減
小而增大,F(xiàn)最大值是K+5,尸最小值是片一口2(人|>尸2),尸范圍
是(4-8)~(4+?2),尸有可能大于任一個分力,也有可能小于任一
個分力,還可能等于某一個分力的大小,求多個力的合力時,可以先求出任
意兩個力的合力,再求這個合力與第三個力的合力,依此類推。
二、力的分解:
求一個力的分力叫力的分解。是力的合成的逆運算,同樣遵守平行四邊
形法則。一個力的分解應(yīng)掌握下面幾種情況:
1、已知一個力(大小和方向)和它的兩個分力的方向,則兩個分力有
確定的值;
2、已知一個力和它的一個分力,則另一個分力有確定的值:
3、已知一個力和它的一個分力的方向,則另一分力有無數(shù)解,且有最
小值(兩分力方向垂直):
4、一個力可以在任意方向上分解,且能分解成無數(shù)個
分力;《
5、一個分力和產(chǎn)生這個分力的力是同性質(zhì)力,且產(chǎn)生
于同一施力物體,如圖18中,G的分力是沿斜面的分力和
垂直于斜面的分力(此力不能說成是對斜面的壓力)。
6、在實際問題中,一個力如何分解,應(yīng)按下述步驟:①根據(jù)力F產(chǎn)生
的兩個效果畫出分力用和工的方向;②根據(jù)平行四邊形法則用作圖法求
耳和尸2的大小,且注意標度的選??;③根據(jù)數(shù)學知識用計算法求出分力
片和工的大小。
三、力的正交分解法:
在處理力的合成和分解的復雜問題時,有一種比較簡便宜行的方法——
正交分解法。
求多個共點力合成時,如果連續(xù)運用平行四邊形法則求解,一般說來要
求解若干個斜三角形,一次又一次地求部分的合力的大小和方向,計算過程
顯得十分復雜,如果采用力的正交分解法求合力,計算過程就簡單多了。
正交分解法——把力沿著兩個經(jīng)選定的互相垂直的方向分解,其目的是
便于運用普通代數(shù)運算公式來解決矢量運算。
力的正交分解法步驟如下:
1、正確選定直角坐標系:通常選共點力的作用點為坐標原點,坐標軸
的方向的選擇則應(yīng)根據(jù)實際問題來確定。原則是使坐標軸與盡可能多的力重
合,即是使需要向兩坐標軸投影分解的力盡可能少,在處理靜力學問題時.,
通常選用水平方向和豎直方向上的直角坐標,當然在其它方向較簡便時,也
可選用。
2、分別將各個力投影到坐標軸上:分別求x軸和y軸上各力的投影的
合力F,和F,其中:
工=8+%+4+...
Fy=F1y+F2y+尸3>,+...
(式中的4,和4,是K在x軸和》軸上的兩個分量,其余類推。)
這樣,共點力的合力大小可由公式:
(工)2+(%)2求出。
設(shè)力的方向與x軸正方向之間夾角是e。
???通過數(shù)學用表可知a數(shù)值。
注意:如果七=0,可推出工=0,=。這是處理多個力作用下
物體平衡問題的好辦法。
物體的運動
知識要點:
機械運動
(一)質(zhì)點
(二)位移和路程:主要講述質(zhì)點和位移等,它是描述物體運動和預備知識。
(三)勻速直線運動、速度
(四)勻速直線運動的圖象:主要講述速度的概念和勻速直線運動的規(guī)律。
(五)變速直線運動、平均速度、瞬時速度:主要講述變速直線運動的平均速
度和
瞬時速度的概念。
(七)勻變速直線運動加速度。
(八)勻變速直線運動的速度
(九)勻變直線運動的位移:主要講述勻變直線運動的加速度概念,以及勻變
速直
線運動的速度公式和位移公式。
(十)勻變速運動規(guī)律的應(yīng)用。
(H^一)自由落體運動。
(十二)豎直上拋運動主要講述勻變速直線運動的特例。
(十三)系統(tǒng)、綜合全章知識結(jié)構(gòu)培養(yǎng)分析綜合解決問題的能力。
為了掌握一個較完整的關(guān)于物體運動的知識,重點概念是:位移、速度、
加速度。重要規(guī)律則是:勻速直線運動和勻變速直線運動。
重點、難點:
(-)、機械運動、平動和轉(zhuǎn)動
知道機械運動是最普遍的自然現(xiàn)象。是指一個物體相對于別的物體的位
置改變。為了說明物體的運動情況,必須選擇參照物——是在研究物體運動
時,假定不動的物體,參照它來確定其他物體的運動。我們說汽車是運動的,
樓房是靜止的是以地面為參照物,我們說,衛(wèi)星在運動,是以地球為參照物。
“閃閃紅星”歌曲中唱的“小小竹排江中游,巍巍青山兩岸走”說明坐在竹
排上的人選擇不同的參照物觀察的結(jié)果常常是不同的,選河岸為參照物,竹
排是運動的,選竹排為參照物,竹排是靜止的,河岸上的青山是后退的。這既
說明選參照物的重要性,又說明運動的相對性。如果選太陽為參照物地球及
地球上的一切物體都在繞太陽運動,若以天上的銀河為參照物,太陽是運
動……,進而得出沒有不運動的物體,從而說明運動是絕對的,靜止是相對
的。還應(yīng)指出的是:在研究地面上物體運動時,為了研究問題方便,常取地球
為參照物。
運動無論多么復雜,都是由平動和轉(zhuǎn)動組成,或只有平動,或只有轉(zhuǎn)動,
或既有平動,又有轉(zhuǎn)動。如判斷物體是平動或是轉(zhuǎn)動,必須抓住,物體上各點
的運動情況都相同,這種運動叫平動。物體上的各點都繞?點(圓心)或一軸
做圓周運動,這樣的運動叫轉(zhuǎn)動。如果運動按運動軌跡分類,可為直線或曲
線運動,而平動可沿直線運動,也可沿曲線運動。只要保持物體上各運動情
況相同即可。
(二)、質(zhì)點
質(zhì)點是一種抽象化的研究物體運動的理想模型。理想模型是為了便于著
手研究物理學采用的一種方法,今后還會常用:如高中物理將要學到的勻速
直線運動理想氣體、點電荷,理想變壓器……。都屬于理想模型。
質(zhì)點是不考慮物體的大小和形狀,而把物體看成一個有質(zhì)量的點,這在
第一章物體受力分析時己經(jīng)這樣做了,在那里所以用一個點表示物體,就是
因為那個物體可以抽象為質(zhì)點。質(zhì)點是運動學中的重要概念,也是下一章開
始研究的動力學中的重要概念。運動學中的質(zhì)點只要把物體抽象為一個點,
動力學中的質(zhì)點則要求這個點具有物體的全部質(zhì)量。隨著學習的深入,對質(zhì)
點的理解將會更加深刻。
應(yīng)該知道,理想模型是實際物體的?種科學的抽象,采取這種方法是抓
住問題中物體的主要特征,簡化對物體的研究,而把物體看成一個點,它是
實際物體的一種近似。我們把物體看成質(zhì)點是在研究問題中,物體的形狀、
大小各部分運動的差異是不起作用的或是次要的因素。這有兩種情況:①物
體各部分運動情況相同,即物體做平動;②物體有轉(zhuǎn),但因轉(zhuǎn)動引起的物體
各部分運動的差異,對我們研究問題不起主要作用。一個很好例子就是研究
地球公轉(zhuǎn)時可把地球看成質(zhì)點,研究地球上晝夜交替時要考慮地球自轉(zhuǎn),不
能把地球看成質(zhì)點。再如乒乓球旋轉(zhuǎn)時對球的運動有較大影響,運動員在發(fā)
球、擊球時都要考慮,就不能把球簡單地看成質(zhì)點。應(yīng)該指出絕不能誤解為
小物體可以看成質(zhì)點,大物體就不能看成質(zhì)點。又如我們在運動會上投擲手
榴彈、鉛球、標槍時如何測量距離計成績。此時常常不考慮物體各部分運動
的差異,而物體簡化為一個沒有大小、形狀的點。這就是研究問題的一種科
學抽象的方法。
最后還要強調(diào)指出:研究質(zhì)點模型的意義有兩個方面:在物體、形狀、
大小不起主要作用時把物體看成一個質(zhì)點;在物體形狀、大小起主要作用時,
把物體看成由無數(shù)多個質(zhì)點所組成。所以研究質(zhì)點的運動,是研究實際物體
運動的近似和基礎(chǔ)。在中學力學中研究對象如不特別指出:(除非涉及到轉(zhuǎn)動)
即是質(zhì)點。
(三)、位移和路程
位移:位置的改變。位移是矢量,不僅有大小,而且還有方
向,它可用一個從起點到終點的有向線段表示。例如:從甲地到
乙地如右圖所示:可以沿直線從甲到乙地,起點為甲地的4點,
C
終點是乙地的B點,則位移大小為線段4B長,方向從A到8方向,還可沿
4cB曲線由甲地到乙地,還可沿折線AD8從甲地到乙地,盡管通過的路徑不
同,但它們的起點和終點相同,所以位移一樣,路程不一樣。路程是運動的軌
跡是標量,只有大小無方向。如果物體從甲地A點沿直線到乙地的B點后繼
續(xù)沿AB延長線到E,由E又返回到8,此時位移仍為A8(長)方向:4指向8,
而路程則為AE的長度加上線段BE的長度。應(yīng)該指出:只有做直線運動的質(zhì)
點,且始終向著同一個方向運動時,位移的大小才等于路程。又如?物體沿
半徑為R的圓弧做圓周運動如圖示:從圖周的一點A出發(fā)(直徑的一端)分別
經(jīng)圓弧后;ADB到達直徑的另一端B點,其位移大小都為2R方向AfB,
路程為整個圓周長的,,即網(wǎng)■=成。若經(jīng),圓周長分別沿逆時和順時針
224
方向到達C或。點則位移的大小及R(因起點為4,終點分別為C、D),方
向不同分別為AfC;AfZ),路程相等為&蟲=變(圓周長的,)。若分別
424
沿逆時針由4經(jīng)C、8到Q,或由4經(jīng)。、B到C,根據(jù)位移表示為起終點的
有向線段,則位移大小分別為而=拉肥~AC=y[2R\方向分別為4-。;
AfC。而路程相等都是圓周長士即為士2處r=±R*假如從4點出發(fā),分
442
別沿逆時針方向或順時針方向又回到A點。此時位移為零,路程則為圓長
2兀R。
又一物體沿斜面從底端的A斜向上滑到最遠點8后
返回滑到C,最后到A如右圖所示:試說明物體分別滑
到8、C、力的位移和路程各為多少?從A到民因為沿
直線且方向始終不變,所以位移和路程大小相等為48____________
線段長度,位移的方向Af8。由A經(jīng)B到C,位移大小A
為AC線段的長度,位移的方向AfC,而路程則為線段4B長度加上8c線段
的長度。當從A經(jīng)8到C又滑到4時,位移為零,則路程為線段48長度的
2倍。
現(xiàn)有皮球從離地面5m高處下落,經(jīng)與地面接觸后彈跳到離地面高4m
處接住,試說明皮球的位移,和路程?
依據(jù)位移表示為起點到終點的有向線段,位移大小為(5—4)=l(m)方向
豎直向下,而路程為5+4=9(m)。
(四)、勻速直線運動速度
首先應(yīng)認識到,勻速直線運動也是?種理想模型,它是運動中最簡單的
一種,研究復雜的問題,從最簡單的開始,是一種十分有益的研究方法。實際
上物體的勻速直線運動是不存在的,不過不少物體的運動可以按勻速直線處
理。這里對物體在一直線上運動就不好做到,而如果在相等的時間里位移相
等,應(yīng)理解為在任意相等的時間,不能只理解為一小時、一分鐘、或一秒鐘,
還可以更小……。認真體會“任意”相等的時間里位移都相等的含意,才能
理解到勻速的意義。進而再去理解描述物體做勻速直線運動快慢的物理量速
度的概念,是在勻速直線運動中,位移跟時間的比值,更確切的講是位移跟
通過比位移所用時間的比值。就更加準確。而不用單位時間內(nèi)的位移去表述
速度概念。只說明速度在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)位移的大小。
還必須強調(diào)指出:①速度和速率常常有些同學混淆不清。速度是矢量不
但有大小,而且有方向。速率通常是指速度的大小,這在今后解決問題時會
用到。②這里第一次出現(xiàn)用比值的形式表示物理量之間的關(guān)系,只考慮速度
大小,稱之為定義式。將來隨著學習深入,還會出現(xiàn),決定式和量度式。③由
于勻速直線運動中,速度大小、方向都不變,所以勻速直線運動是速度不變
的運動。④由速度的定義式可以準確的預測物體在給定時間內(nèi)的位移即
v=S=稱之為勻速運動的位移公式。彳
(五)、勻速直線運動的圖象,含位移和時間的關(guān)系圖I
象——位移時間圖象以及速度和時間關(guān)系的圖象——速度7!
時間圖象。這是學習高中物理以來第一次出現(xiàn)圖象,即應(yīng)用
數(shù)學處理物理問題的能力:必要時能夠運用函數(shù)圖象進行國」—1
表達分析。通常圖象是根據(jù)實驗測定的數(shù)據(jù)作出的。如位移力
圖象依據(jù)S=V/不同時間對應(yīng)不同的位移,位移5與時間,成正比。所以勻
速直線運動的位移圖象是過原點的一條傾斜的直線,這條直線是表示正比例
函數(shù)。而直線的斜率即勻速直線運動的速度。(有tga=?=v)所以由位移圖
I
象不僅可以求出速度,還可直接讀出任意時間內(nèi)的位移(“時間內(nèi)的位移51)
以及可直接讀出發(fā)生任一位移$2所需的時間,2。
由于勻速直線運動的速度不隨時間而改變,所以它的速度圖象是平行時
間軸的直線。
(六)、變速直線運動、平均速度、瞬時速度
變速直線運動,強調(diào)物體沿直線運動,與勻速比相等時間內(nèi)位移不相
等。即沒有恒定的速度,要想描述其運動快慢程度,只有粗略的按勻速運動
處理,把在變速直線運動中,運動物體的位移和所用時間的比值,叫做這段
時間內(nèi)的或通過這段位移的平均速度。表示為3=9,如果一段位移s內(nèi),分
t
作幾段位移S1、&、$3……。而在每一段位移內(nèi)可視為勻速,其速度分別為
VI、也、也……。求這一段位移S內(nèi)的平均速度?依定義式
—SS]+S?+S?+.......Si+S2+s?+.......S
y=—=-----------------------------=---------------------------------=---------------------------------
tZ1+Z2+/3+.......顯+且+顯+......顯+與+%+.....
V|V2v3V,v2v3
并會用平均速度去計算位移和時間。
瞬時速度:描述的是變速運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度。它
能最精確地描述變速運動的質(zhì)點在某位置運動快慢和運動方向,它是把平均
速度的時間無限縮短到時刻。它的方向總是運動質(zhì)點運動軌跡的切線方向。
小結(jié)1、知道機械運動、平動、轉(zhuǎn)動;參照物的概念;質(zhì)點的概念以及把
物體簡化成質(zhì)點的條件。勻速、變速直線運動的特點。
2、理解靜止和運動的相對性;位移的概念會用圖象法表示位移矢
量,理解速度的定義、物理意義速度是矢量及速率的概念,理解平均速度,即
時速度的物理意義。了解即時速度與平均速度的區(qū)別和聯(lián)系。
3、掌握位移和路程的區(qū)別和聯(lián)系,并能在具體問題中正確識別位移和路
程;掌握速度的概念,速度的單位和換算;掌握勻速宜線運動的規(guī)律,能熟
練運用勻速直線運動的速度公式和位移公式求解問題。會畫勻速直線運動的
位移圖象和速度圖象,會從圖象判斷物體的運動狀態(tài);掌握平均速度的定義,
并能運用公式求變速直線運動的平均速度,從而計算位移和時間。
必須再次強調(diào)以下三點:
1、位移和路程不同
位移是表示質(zhì)點位置變化的物理量,可以用由初位置到末位置的有向線
段來表示,位移既有大小,又有方向,是矢量。路程表示質(zhì)點在一定時間內(nèi)運
動軌跡的長度,只有大小,沒有方向,是標度。只有當物體運動的軌跡是一條
直線,運動方向不變時,路程與位移的大小相等,其他情況下,路程的數(shù)值
都大于位移的數(shù)值。
2、時刻和時間不同
時間反映一段時的間隔,如''一節(jié)課的時間是45分鐘”“一秒內(nèi)”“第
二秒”等都表示時間。而時刻反映的是時間里的某一點,如上第一節(jié)課的時
刻是“八點十分”“一秒末”“第三秒初”等表示的是時刻。時間與時刻都
是標量。對于運動物體,時刻與位置對應(yīng),時間與位移對應(yīng)。
3,速度和速率不同
速度是描述物體位置變化快慢的物理量,在勻速直線運動中速度等于位
移跟時間的比值,是矢量,方向與位移方向一致。速率是速度的大小,是標
量。在勻速直線運動中,速度與速率數(shù)值相等,僅是矢量和標量的區(qū)別。
在變速運動中,物體位移與時間的比是平均速度;路程與時間的比是平
均速率。如果運動物體軌跡是曲線,或做往返直線運動,由于路程的值大于
位移的值,所以平均速度和平均速率不僅有矢量和標量的區(qū)別,數(shù)值上也不
相等。如汽車環(huán)城跑了一圈又回到初始位置,位移是零,平均速度是零,而路
程不為零,平均速率不為零。
在變速運動中,當時間趨于零時,在極短時間內(nèi)的平均速度,叫該時刻
的即時速度。即時速率與即時速度的大小相等,只是標量與矢量的區(qū)別。
勻變速直線運動規(guī)律
1、勻變速直線運動、加速度
本節(jié)開始學習勻變速直線運動及其規(guī)律,能夠正確理解加速度是學好勻
變速直線運動的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,因此學習中要特別注意對加速度概念的深入理
解。
(1)沿直線運動的物體,如果在任何相等的時間內(nèi)物體運動速度的變
化都相等,物質(zhì)的運動叫勻變速直線運動。勻變速直線運動是變速運動中最
基本、最簡單的一種,應(yīng)該指示:常見的許多變速運動實際上并不是勻變速
運動,可是不少變速運動很接近于勺變速運動,可以當作勻速運動處理,所
以勻變速直線運動也是一種理想化模型。
(2)加速度是指描述物質(zhì)速度變化快慢而引入的一個重要物理量,對
于作勻變速直線運動的物體,速度的變化量Av與所用時間的比值,叫做勻
變速直線運動的加速度,即:==。
加速度是矢量,加速度的方向與速度變化的方向是相同的,對于作直線
運動的物體,在確定運動為正方向的條件下,可以用正負號表示加速度的方
向,如%>如a為正,如匕<為,。為負。前者為加速,后者為減速。
依據(jù)勻變速直線運動的定義可知,作勻變速直線運動物體的加速度是恒
定不變的。即。=恒量。
(3)在學習加速度的概念時,要正確區(qū)分速度、速度變化量及速度變
化率。其中速度v是反映物體運動快慢的物理量。而速度變化量=V2-V],
是反映物體速度變化大小和方向的物理量。速度變化量也是矢量,在加
速直線運動中,速度變化量的方向與物體速度方向相同,在減速直線運動中,
速度變化量的方向與物體速度方向相反。加速度就是速度變化率,它反映了
物體運動速度隨時間變化的快慢。勻變速直線運動中,物體的加速度在數(shù)值
上等于單位時間內(nèi)物體運動速度的變化量。
所以物體運動的速度、速度變化量及加速度都是矢量,但它們確實從不
同方面反映了物體運動情況。
例如:關(guān)于速度和加速度的關(guān)系,以下說法正確的是:
A.物體的加速度為零時,其加速度必為零
B.物體的加速度為零時,其運動速度不一定為零
C.運動中物體速度變化越大,則其加速度也越大
D.物體的加速度越小,則物體速度變化也越慢
要知道物體運動的加速度與速度之間并沒有直接的關(guān)系。物體的速度為
零時加速度可以不為零,如拿在手中的物體在松開手釋放它的瞬時就是這種
情況;物體的加速度為零時,其速度可以不為零,作勻速直線運動的物體就
具有這個特點。加速度是反映速度變化快慢的物理量,由加速度的定義可知,
速度的變化量△丫=a-t,即速度變化量與加速度。及時間t兩個因素有
關(guān)。因此加速度小的物體其速度變化不一定小,而加速度的物體其速度變化
不一定就大。由以上分析可知正確的是B選項。
應(yīng)該注意的是:加速度的大小匚乜描述的是速度變化快慢,而不是
t
速度變化的多少,即:v,-v0o如果只知道速度變化的多少,而不知道是在
多長時間內(nèi)發(fā)生的這一變化。我們就無法判斷它的速度變化是快還是慢。比
如速度變化很大的物體,如果發(fā)生這一變化所用的時間很長,加速度可以很
小,相反,速度變化雖然較小,但是發(fā)生這一變化所用的時間確實很短,加
速度都可以很大。
2、勻變速直線運動的速度及速度時間圖象
可由。=上會-匕=%+神,即勻變速直線運動的速度公式,如知道
f=0時初速度vo和加速度大小和方向就可知道任意時刻的速度。應(yīng)指示,為
=0時,匕=”(勻加),若飛40,勻加速直線運動匕=氣+af,勻減速直
線運動v,=v0-at,這里a是取絕對值代入公式即可求出勻變速直線運動的
速度。
勻變速直線運動速度——時間圖象,是高中學習以
來第二次用圖象來描述物體的運動規(guī)律,內(nèi)勻變速直線
運動速度公式:女=%土”,從數(shù)學角度可知V,是時間t
的一次函數(shù),所以勻變速直線運動的速度——時間圖象
是一條直線[即當已知:%=0(或%30)。的大小給出不同
時間求出對應(yīng)的燈就可畫出。]從如右圖圖象可知:各圖
線的物理意義。圖象中直線①過原點直線是1,。=0,勻加速直線運動,圖象
中直線②是%x。,勻加速直線運動。圖象③是%/0勻減速直線運動。速
度圖象中圖線的斜率等于物體的加速度,以直線②分析,tga='=a,斜
率為正值,表示加速度為正,由直線③可知4丫=也一vi<0,斜率為負值,
表示。為負,由此可知在同一坐標平面上,斜率的絕對值越大?;貞浽趧蛩?/p>
直線運動的位移圖象中其直線的斜率是速度絕對值,通過對比,加深對不同
性質(zhì)運動的理解做到溫故知新。
當然還可以從圖象中確定任意時刻的即時速度,也可以求出達到某速度
所需的時間。至于勻變速直線運動的位移,平均速度以及時間一半時的即時
速度在圖象上的體現(xiàn)下邊接著講述。
3、勻變速直線運動的位移
由勻速運動的位移S=M可以用速度圖線和橫軸之間的
面積求出來。如右圖中4P為個勻變速運動物體的速度圖線,
為求得在/時間內(nèi)的位移,可將時間軸劃分為許多很小的時間
間隔,設(shè)想物體在每一時間間隔內(nèi)都做勻速運動,雖然每一段
時間間隔內(nèi)的速度值是不同的,但每一段時間間隔”與其對應(yīng)
的平均速度v,的乘積S=也近似等于這段時間間隔內(nèi)勻變速
直線運動的位移,因為當時間分隔足夠小時,間隔的階梯線就趨近于物體的
速度線4尸階梯線與橫軸間的面積,也就更趨近于速度圖線與橫軸的面積,
這樣我們可得出結(jié)論:勻變速直線運動的位移可以用速度圖線
和橫軸之間的面積來表示,此結(jié)論不僅對勻變速運動,對一般
變速運動也還是適用的。
由此可知:所求勻變直線運動物體在時間f內(nèi)的位移如下
圖中4PQ梯形的面積"S”=長方形A。。。的面積+三角
形4P。的面積,
所以位移S=iV+,af2,當y0=o時,位移S=2G2,由此還可知梯
22
形的中位線8c就是時間一半(中間時刻)時的即時速度,也是上功(首
2
末速度的平均),也是這段時間的平均速度P,因此均變速直線運動的位移
還可表示為:S=vt=^^-t=Vlt,此套公式在解勻變速直線運動問題中
2;
有時更加方便簡捷。還應(yīng)指出,在勻變速直線運動中,用如上所述的速度圖
象有時比上述的代數(shù)式還更加方便簡捷(后邊有例題說明)。
勻變速直線運動小結(jié):
1、概念:加速度符號:定義式:〃也:單位:米每二次方秒;
t
單位的符號:m/s2;圖象中直線斜率:tga=a
2、規(guī)律:A、代數(shù)式
①速度公式:v,=v0±at%=0時匕=S
2
②位移公式:S-vot±-^at丫0=0時5=3加2
速度位移公式:V:-詔=±2aS%=。時V:=2g,此公式不是獨立的
是以上兩公式消去r而得到的,所以在題目中不涉及運動時間時.,用此公式
方便。
③位移公式:S=vt='&=v,?o
tI
由公式v^-vl=2aS還可推導勻變速直線運動中位移中點的即時速
P0as
----f——I----ja_X
<-I——,一>
£
-詔)B圖像:速度圖象(對
應(yīng)上述三個公式都能有所體現(xiàn))0S=梯形面積(即
速度圖線與橫軸之間的面積)
牛頓定律的應(yīng)用
知識要點:
1、牛頓定律的應(yīng)用
到此為止力學已講完三章知識。應(yīng)該知道:第一章力,是講述了力的基
本概念:知道了力是物體間的相互作用,力是矢量有大小、方向,掌握了力的
圖示法,通過牛頓第二定律的學習了解到力的單位牛頓(N)的來歷,認識了
力學中的三種力(G、N、力的學生計算,方向的確定,力的合成分解的運算法
則,初步理解到力的作用效果。通過第二章,物體的運動的學習,掌握了直線
運動中,勻速直線運動,特別是變速直線中的勻變速直線運動的規(guī)律,從中
理解并掌握速度、位移、加變速、間間這些描述物體運動規(guī)律的物理量。第
三章,牛頓運動定律詳細闡明了運動和力(即運動狀態(tài)變化和力)的關(guān)系。認
識到物體為什么會這樣或那樣的運動的原因。因此三章知識的關(guān)系應(yīng)是第—
章,力學的準備知識認識力,第二章運動學,只講運動規(guī)律,研究物體如何
運動,第三章研究運動和力的關(guān)系稱之力動力學。本專題講述牛頓運動定律
的應(yīng)用,就是綜合以上所學知識進行較全面地分析歸納,簡單的邏輯思維推
理,建立物理情景,縷出解題思路,運用數(shù)學知識列出方程求解,借此培養(yǎng)
和提高各種能力,初步掌握解決力學問題的第一條途徑即:兩種類型三種運
動方式。
A兩種類型:①知道力求得加速度決定物體的運動狀態(tài)
要求認真分析研究對象的受力情況畫出受力示意圖,依據(jù)力的作用效果
進行正交分解,并求得所受力的合力,通過牛頓第二定律可以求出運動的加
速度,如果再知道物體的初始條件,V。初速度初位置,根據(jù)運動學或就可以求
出物體在任意時刻的位置和速度,這就是已知物體的受力情況,就可以確定
物體運動的情況。與此相反②如果已知物體的運動情況根據(jù)運動學公式求出
物體的加速度,也可以根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的外力。
寫出數(shù)學解析式為受力加速度運動狀態(tài)
(以句變速為例)
vtat
'■一12①
2
S=vot±-at
V
SF=m[a]uS=vt=°jt=vtt②
hS=at2
B、三種運動方式及其在運動應(yīng)該特別注意的問題
(1)水平方向運動,看有無不水平力,此時會影響到壓力N從而影響摩擦
力工因為只有水平力作用時N數(shù)值mg
(2)豎直方向運動,千萬不可忘記重力〃吆,勻速運動尸=,叫,然后看血,
的方向確定是向上或向下運動。
此時曾=mg士9sinJ
f=MN=±J*1sin
mg
如果勻加向上F—mg-ma,若勻力口向下,mg一尸=m“
(3)物體沿斜面方向運動,看有無水平力,此時會影響壓力N從而影響摩
擦力/的大?。寒敓o水的方向力的作用時,N=?igcos4J=/jmgcos0,當有
水平方向力的作用時,N=/ngcos?±Fs\nO,f=〃(mgcosa土Fsin。)如圖所
zj\o
C、解題步驟
(1)確定研究對象(視為質(zhì)點)一個物體,一個點或相對靜止的多個物體組
成的物體系。
(2)研究對象的受力分析。
a、畫受力示意圖,只畫被分析物體受到的實際力(內(nèi)力不畫它對外界物
體的力不畫,等效力(含力分力)不畫)
b、受到的實際力,不能多畫,也不能漏畫,(可繞行物體一周,找出可能
受到的力,按力的性質(zhì)順序畫出重力、彈力、摩擦力)
c、判斷被分析物體運動狀態(tài)是平衡,還是有加速度(不平衡)
d、作受力分析,即通過矢量分解合成的方法把受到的多個力簡化一個等
效力(即Z尸),若被分析物平衡則ZF=0,若有加速度則ZF方向與a方向
相同。
(3)建立物理情景,弄清物理過程確定運動性質(zhì)
(4)列方程,已知量統(tǒng)一單位制(國際單位)
(5)代入數(shù)值求解
(6)對結(jié)果必要應(yīng)加以說明或取舍。
2、超重和失重現(xiàn)象,實質(zhì)上是視重。因為物體在運動中重力不變,我們知道
物體的重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引,而使物體受到的力,物體重力的大小
可用彈簧秤稱出來。物體在靜止或上下勻速直線運動中,ZF=0,有尸=
機g(F為彈簧的示數(shù))。當物體在豎直方向上加速度運動時.,仍以彈簧秤吊著
物體,此時彈簧的示數(shù)就有變化,稱為視點,加速上升時Qmg,加速下降尸
<mg,
分析如下:加速上升,以向上為正方向F—=機〃
減速下降,以向下為正方向F=mg+?*.F>mg
mg-F=~ma.".F>mgF=mg+ma
加速上升等效于減速下降
同理分析,減速上升以向上為正方向F—mg=—ma
加速下降以向下為正方向尸=機8一機aF<mg
mg=F=maF=mg—maF<mg
加速下降等效于減上升,當向下加速。=g時,處于完全失重狀態(tài)。3、
有關(guān)連接體問題
高考說明中明確指出:用牛頓定律處理連接體的問題時,只限于各個物
體的加速度的大小、方向都相同的情況。
所謂連接體是指:在實際問題中常常碰到的幾個物體連結(jié)在一起,在外
作用下的運動即連接體運動。其特點是:連接體的各部分之間的相互作用力
總是大小相等,方向相反的(在將連接體作為一個整體考慮時這相互作用力
稱之為內(nèi)力)而連接體各部分的運動情況也是相互關(guān)聯(lián)的。應(yīng)認識到這類問
題綜合應(yīng)用了牛頓運動定律和運動學、力的合成分解等方面的知識難度較大,
因此必須掌握解此類問題的一般規(guī)律.即整體法求加速度,隔離法求相互作
用力。所謂整體法即把連接體看成一個整體考慮,受力分析時的外力是連接
體以外的物體對整體連接體的作用力(連接體各部分之間的相互作用稱之為
內(nèi)力未能考慮在內(nèi))。這些力的合力產(chǎn)生整體加速度。所謂隔離法,就是把連
接體中的各個物體從連接體的整體中隔離出來,單獨考試它們各忸
自的受力情況和運動情況,此時的相互作用力即是外力,在受力分A
析不能忽略。
常見的連接體有:|孤|
①升降機及機內(nèi)的物體運動疝
Mg
②汽車拉拖車
③吊車吊物上升
④光滑水平面兩接觸物體受力后運動情況
Fa—?&—F1
//z/zz2/zz///z//zz////
⑤兩物體置在光滑的水平面受力后運動情況
⑥驗證“牛頓第二定律”的實驗
運動定律
知識要點:
第一專題:牛頓三個定律,是在學過的運動學規(guī)律的基礎(chǔ),進一步研究物體
運動狀態(tài)變化的原因,揭示出運動和力之間的本質(zhì)關(guān)系,理解慣性的概念和
質(zhì)量的概念。知道什么是單位制及單位制在物理計算中的應(yīng)用。
第二專題:牛頓定律的應(yīng)用,介紹超重和失重。理解并掌握有關(guān)連接體問題
的計算,從而加深對牛頓定律的理解和運用。通過全章復習,進一步增加分
析、解決問題的能力。
一、牛頓三個定律
1、牛頓第一定律,它講述是物體不受任何力時所遵循的規(guī)律。其內(nèi)容表敘
為:?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。
對牛頓第一定律的理解應(yīng)注意如下幾點:
(1)物體的這種保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)叫做
慣性。一切物體都有慣性。慣性是物體的固有屬性,即不管物體是否運動,
運動快慢,處于何種狀態(tài),受力情況如何等等,物體都有慣性,慣性的大小
由物體的質(zhì)量決定,質(zhì)量是物體慣性大小的量度。
(2)肯定了力是改變物體運動狀態(tài)的原因,而不是維持或產(chǎn)生物體運
動速度的原因。慣性使物體保持原有的運動狀態(tài),而要改變物體的運動狀態(tài),
一定要有力的作用。物體一旦開始運動,維持這個運動,就不再需要力的作
用了。這里必須強調(diào)指出的是:伽里略的理想實驗,以可靠的事實為基礎(chǔ),
經(jīng)過抽象思維,抓住主要矛盾,忽略次要因素,從而更深刻地反映了自然規(guī)
律,這種把可靠的事實和深刻的理論思維結(jié)合起來的理想實驗,是科學研究
中的一種重要方法。要知道理想實驗,雖然是由人們在抽象思維中設(shè)想出來
而實際上無法做到的“實驗”。但它并不是脫離實際的主觀臆想,首先它是
以實踐為基礎(chǔ),是在真實的科學實驗的基礎(chǔ)上,抓住主要矛盾,忽略次要矛
盾對實際過程作出更深入一層的抽象分析,其次,理想實驗的推理過程是以
一定的邏輯法則為根據(jù)的,而這些邏輯法則又都是從長期的社會實踐中總結(jié)
出來的,并為實踐所證實了的。在自然科學研究中,它作為一種抽象思維的
方法,可以使人們對實際的科學實驗有更深刻的理解,可以進一步揭示客觀
現(xiàn)象和過程之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系,并由此得出正確的結(jié)論。這從牛頓第一定
律及其應(yīng)用中體會到。在原來學習中,還會知道愛因斯坦在建立狹義相對論,
廣義相對論、量子論過程中都與“理想實驗”密切相關(guān)的事實。
(3)牛頓第一定律定性的說明力是運動狀態(tài)改變的原因,即產(chǎn)生加速
度的原因有牛頓第二定律的含義。而第一定律是物體不受任何力作用下的規(guī)
律與物體受了力而合力為零等效,所以在處理問題時可按EP=0,a=0處
理,但第一定律不能視為第二定律的特例。
(4)在運用牛頓第一定律解釋自然現(xiàn)象時,應(yīng)抓住三點:第一物體的
原狀態(tài),哪部分受力了,改變了原狀態(tài),哪一部分還未來得及受力仍保持原
來的狀態(tài)。因此會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。
2、對運動狀態(tài)的改變的理解:
(1)物體的運動狀態(tài),一般指的是物體的運動速度。
(2)速度是矢量,物體的速度的大小改變(由靜止到運動,由運動到
靜止,由快到慢,由慢到快等),速度方向的改變(曲線運動或轉(zhuǎn)彎)或速
度大小方向同時改變都叫物體的運動狀態(tài)改變。
(3)物體有加速度,物體的速度就不斷變化,運動狀態(tài)就不斷變化;
物體沒有加速度,物體的速度就保持不變,物體的運動狀態(tài)就不變。加速大
的物體,運動狀態(tài)改變的快;加速度小的物體,運動狀態(tài)改變的慢。
(4)力是使物體產(chǎn)生加速度的原因,但物體的加速度大小,又不完全
由力的大小決定,還與物體的質(zhì)量有關(guān)。因此,決定物體運動狀態(tài)改變程度
的物理量加速度,當A物體質(zhì)量一定時,外力越大加速度越大;B外力一定
時,物體的質(zhì)量越大加速度越小,若為了產(chǎn)生相同的加速度質(zhì)量大的物體需
的力大,由此可以說明質(zhì)量大的物體運動狀態(tài)難于改變,即它的慣性大,因
此可以用質(zhì)量來量度物體的慣性,質(zhì)量是物體本身的屬性,與它和外界的關(guān)
系無關(guān)與它與它的運動狀態(tài)無關(guān)。物體的慣性只由其質(zhì)量來量度。認為靜止
物體無慣性運動,物體有慣性或速度大的物體慣性大等都是錯誤的。
3、牛頓第二定律
(1)內(nèi)容:物體的加速度跟物體所受的外力成正比,跟物體的質(zhì)量成
反比,加速度的方向和外力的方向相同。其數(shù)學表達式為EF=。
(2)對定律的理解應(yīng)注意如下幾點:
①具有三性即瞬時性:有力就有加速度,力大加速度在,力小加速度大,
力恒定加速度不變,力消失加速度無。矢量性:加速度的方向始終與合外力
方向一致。對應(yīng)性:一物體受幾個力作用,各個力產(chǎn)生各自的加速,不能張
冠李戴。
②a=正是加速度的決定式,即加速度的大小對其質(zhì)量相同的物體£尸
m
越大加速度越大,對XF相同的不同物體,質(zhì)量越小加速度越大。應(yīng)能區(qū)別
V—V,.
a=」—加速度的定義式。
t
(3)由定律中的a,機選取國際單位,規(guī)定力的單位(牛頓)使尸=K〃皿
中的K為1,
即機定為1kg,a為lm/s2,此時力的大小定為1N,其中K=1,使運算簡化。
(4)由牛頓定律可知重力和質(zhì)量的關(guān)系G=mg(G為重力,g為重加
速度)。
(5)研究對象是質(zhì)點或可看質(zhì)點的物體。
(6)加速度對力的依賴關(guān)系。對一定質(zhì)量的物體,其加速度的大小和
方向,完全由力的大小方向決定,跟物體的速度大小方向無關(guān)。
(7)應(yīng)用牛頓第二定律解題,一般按下列步驟進行。
①明確研究對象(即受力物體——視為質(zhì)點);
②分析研究對象所受的全部力——受力物體以外的物體對它的作用,準
確畫出各力的圖示;
③選好坐標,對各個力進行正文分解,或求出各力的合力;
④應(yīng)用牛頓第二定律列出方程;
⑤統(tǒng)一為國際單位,認真求解,最后給出明確答案,有數(shù)值計算的題答
案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
4、單位制說明:運算中一律取統(tǒng)一的國際單位,力學中長度取米m,
質(zhì)量?。ㄇЭ耍﹌g,時間?。耄﹕,如果掌握了單位制的知識對于物理計
算是很重要的。當已知量都統(tǒng)?為國際單位制,只要正確地應(yīng)用物理公式,
計算的結(jié)果未知量的單位也總是國際單位中它的單位。這樣在解題時就沒有
必要在計算過程中一寫出各個量的單位,只是在最后標出所求量的單位就
行了。此外用單位制可粗略檢查計算結(jié)果是否正確。
5、牛頓第三定律講述的是兩個物體之間相互作用的這一對力必須遵循的規(guī)
律。這對力叫作用力和反作用力,實驗結(jié)論是: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,作用在同一條直線上。
對牛頓第三定律的理解應(yīng)注意以下幾點:
(1)作用與反作用是相對而言的,總是成對出現(xiàn)的,具有四同:即同
時發(fā)生、存在、消失、同性質(zhì)。(如果作用力是摩擦力反作用力也是摩擦力,
絕不會是彈力或重力。)
(2)一對作用力和反作用力,分別作用于兩個相互作用的物體上,不
能抵消各自產(chǎn)生各自的效果,(尸=必0,尸=加2a2)不存在相互平衡問題。
而平衡力可以抵消也可以是不同性質(zhì)的力。
(3)作用力與反作用力與相互作用的物體的運動狀態(tài)無關(guān),無論物體
處于靜止、作勻速運動,或變速運動,此定律總是成立的。
(4)必須弄清:拔河、跳高或馬拉車。
如果拔河:甲隊能占勝乙隊是由于甲隊對乙隊的拉力大于乙隊受到的摩
擦力,而甲隊對乙隊的拉力和乙隊對甲隊的拉力是?對作用反作用力。同理
跳高是人對地面的壓力和地面對人的支持力是一對作用力和反作用力,人只
所以能跳起來,是地對人的支持力大于人受到的重力。
(5)應(yīng)指出的是應(yīng)用牛頓第三定律解釋問題最易出錯。
自由落體運動豎直上拋運動
落體運動和拋體運動是存在于自然界很普遍的一種運動形式。自由落體運動
和豎直上拋運動是在各條件嚴格約束下理想化的運動。下落的雨滴、飛落的
樹葉沒有兩個雨滴和兩片樹葉的運動情況是完全相同的,這是因為它們在下
落的過程中受到周圍空氣擾動的結(jié)果,但是,下落的雨滴、飛落的樹葉本質(zhì)
上具有相同的共性。把各次要的因素去掉抽象出本質(zhì)的東西,這就是科學。
記得一位諾貝爾物理學獎獲得者曾經(jīng)說過“只有從實際抽象出來的才是科學
的,只有科學的才是最聯(lián)系實際的”
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