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文檔簡介
第一章力
第一節(jié)力,重力
力是物體對物體的作用
1.力不能脫離物體而存在。(物質(zhì)性)
2.要產(chǎn)生力至少要兩個物體。
3.力是物體(施力物體)對物體(受力物體)的作用。
4.施力物體和受力物體并不是固定不變的。
例1:1F/
口研究支持力時:桌面為施力物體,木塊為受力物體
'I研究壓力時:木塊為施力物體,而桌面為受力物體
1Fffi
二.力的三要素
1.內(nèi)容:力的大小,方向和作用點。(問題:①作用點是否一定在物體上?不一定②作用在物體上不
同的點效果是否一樣?也不一定)
2.力的單位:國際單位牛頓(N)
3.力的圖示法和示意圖:圖示法要求三要素(大小,方向和作用點)都具備,另外還有標度。示圖
只要求兩個要素(方向和作用點,高中作圖多是這種)
三.力的分類
1.按性質(zhì)命名:如重力,彈力,摩擦力等。
2.按效果命名:如推力,拉力,向心力等。
記憶技巧:按性質(zhì)命名的力由名稱可知其產(chǎn)生原因,按效果命名的力由名稱可知其作用結(jié)果。
四.重力
1.定義:由于地球的吸引而使物體受到的力。(區(qū)別于地球的吸引力)
例2:以下說法中正確的是()
A.某一物體所受重力大小是恒定的。B.只有直接接觸的物體間才有力的作用。
C.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力。D.物體的重力是由于受地球的吸引而產(chǎn)生的。
2.重力的方向:正確說法有①豎直向下②垂直于該處水平面向下
錯誤說法有①垂直向下②(總)指向地心(只是在赤道和兩極處)
3.重力的大小:
①計算公式:G=mg
②重力的大小與位置有關(guān):在地球表面隨緯度的升高重力的大小逐漸增大;在地球上同一?地方隨高
度的升高重力的大小逐漸減小。(根據(jù)萬有引力來推導(dǎo))
注意:重力的大小變化實質(zhì)上是由g的大小變化引起的。(質(zhì)量在任何地方都是不變的)所以g的大
小變化規(guī)律和重力的大小變化規(guī)律一樣。
4.重力的作用點(即為重心)
①質(zhì)量分布均勻,形狀規(guī)則的物體,重心在其幾何中心。
②重心可以不在物體上。例3:鐵環(huán),籃球等
③懸掛法(只)可以測薄板形物體的重心。懸掛法是利用二力平衡的原理測物體的重心。但注意懸
掛法并非任何時候都可適用,有條件成立,強調(diào)薄板,物體厚度可忽略,其他條件不需要。
思考題:天平是如何稱量物體質(zhì)量的?在月球上稱量物體質(zhì)量是否準確?在衛(wèi)星中能用天平測質(zhì)量
嗎?彈簧稱能測重力嗎?
第二節(jié)彈力
一.彈力的產(chǎn)生過程(彈力的定義)
內(nèi)容:發(fā)生彈性形變的物體(施力物體),由于要恢復(fù)原狀,對跟它接觸的物體(受力物體)會產(chǎn)生
力的作用,這種力就稱為彈力。
主謂賓:物體(施力物體)對物體(受力物體)的作用
例4:以下關(guān)于彈力的說法中正確的是()
A.只有發(fā)生彈性形變的物體才有可能產(chǎn)生彈力。
B.掛在電線下的電燈受到向上的拉力,是由于電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的。
C.只要發(fā)生形變就一定能產(chǎn)生彈力。
D.繩對物體的拉力方向總是沿著繩而指向繩的收縮方向。
例5:拿一根竹竿撥動水中的木板,木板受到竹竿的彈力,這是由于.發(fā)生形變而產(chǎn)生的。
二.彈力的產(chǎn)生條件:相互接觸且擠壓
例6:物體A沿墻壁自由下滑,它和墻壁之間有沒有彈力?
(接觸但不擠壓,所以無彈力。)
=.彈力的方向
1.①輕繩類(質(zhì)量不計,不可伸長):只能承受拉力,不能承受壓力??嚲o的繩內(nèi)部張力處處相等,
且與純運動狀態(tài)無關(guān)。張力在瞬間可以發(fā)生變化。
②輕彈簧類(質(zhì)量不計,有明顯的形變量):既能承受拉力,又能承受壓力。彈簧內(nèi)部各部分之間
的作用力處處相等,且與彈簧運動狀態(tài)無關(guān)。彈力在瞬間不變化。
規(guī)律:沿著繩或彈簧,指向它們恢復(fù)原狀的方向。(繩子收縮時是兩端向中間收縮。)
2.硬質(zhì)的面(點)接觸類(不可形變):既能承受拉力,又能承受壓力,還能承受扭曲等。彈力在瞬
間可以發(fā)生變化.
規(guī)律:垂直接觸面(或切面),指向受力物體。?人
Fi
注意:點面(或切面)接觸類型時,要清楚誰提供點,誰提供面(或切面)。
3.輕繩,輕桿,輕彈簧的對比。
項目輕繩輕桿輕彈簧
形變情況伸長量忽略不計認為長度不變可伸長或壓縮
施力和只能受拉力或能受拉力或壓力(同桿)能受拉力或壓力
受力情況施加拉力也能施加拉力或壓力也能施加拉力或壓力
力的方向始終沿繩不一定沿桿沿彈簧軸向
力的變化可發(fā)生突變(同繩)可發(fā)生突變只能發(fā)生漸變
例7:畫出下列幾個物體所受重力,彈力的受力圖。
例8:如圖,A,B,C三個物體疊放在一起,在A上方又施加
-豎直向下的力F,則地面受到的壓力個數(shù)為()
A.1個B.2個C.3個D.4個
四.彈力的大?。汉硕蒄=kx
例9:如圖,兩個物體A,B靜止地疊放在一起,彈簧的形變量為2cm,勁度系數(shù)K=1000N/m。則A與
地面間的摩擦力大小為N?AB間的摩擦力大小為No
B
VWWVA
例10:第一次將彈簧稱一端固定,用30N的力拉另一端,則彈簧稱的示數(shù)是N?第二次分別用30N
的力拉彈簧稱的兩端,則彈簧稱的示數(shù)是N。
第三節(jié)摩擦力
摩擦力的分類
1.滑動摩擦力:(產(chǎn)生摩擦力時)施力物體和受力物體間發(fā)生相對滑動。
2.靜摩擦力:(產(chǎn)生摩擦力時)施力物體和受力物體間相對靜止。
3.滾動摩擦比滑動摩擦小得多,高中階段暫不研究.
例11:爬竿----------人勻速爬上再勻速滑下
爬上時受到的摩擦力是(靜摩擦力);滑下時受到的摩擦力是(滑動摩擦力)。
例12:自行車前進過程中,前輪受到的是(靜或滑動)摩擦力,方向向__(前或后)。后輪
受到的是______(靜或滑動)摩擦力,方向向_______(前或后)。
總結(jié):提供動力來源的車輪受到的摩擦力的方向(在正常向前行駛時)均向前,無動力來源的車輪受
到的摩擦力的方向(在正常向前行駛時)均向后.
滑動摩擦力
1.定義:(產(chǎn)生摩擦力時)施力物體和受力物體間發(fā)生相對滑動。
2.產(chǎn)生條件:三個條件需同時具備,缺一不可
①接觸面是粗糙的②相互接觸且擠壓③兩物體間發(fā)生相對滑動
X對比彈力和摩擦力的產(chǎn)生條件可得出:
某接觸面要產(chǎn)生摩擦力必先產(chǎn)生彈力。(產(chǎn)生彈力是產(chǎn)生摩擦力的必要不充分條件)
①某接觸面若有摩擦力則也一定有彈力
②某接觸面若有彈力則該處可能有(或沒有)摩擦力
③某接觸面若沒有彈力也一定沒有摩擦力
④某接觸面若沒有摩擦力則該處可能有(或沒有)彈力
3.作用:阻礙物體間的相對運動
X理解相對運動,就是(產(chǎn)生摩擦力的兩個物體)都以對方互為參照物來判定自己的運動。不加相
對兩個字的運動,都是默認以(不動的)地面為參照物
(問題:滑動摩擦力是否總是阻力?---------------不是)
u取決于物體的材料和接觸面的粗糙程度;N為兩表面間的正壓力
一般來說平常做題u<1,但實際u也可以大于或等于1
例:?根質(zhì)量為m長為L的均勻長方體木料放在水平桌面上,木料與桌面間動摩擦因數(shù)為u,現(xiàn)用水
平力F推木料,當木料經(jīng)過如圖2—13所示的位置時,桌面受到的摩擦力是多少?
5.方向:沿著接觸面,與相對運動方向相反。
(問題:是不是和運動方向也相反?--------不一定和運動方向相反)
圖2—13
三.靜摩擦力
1.定義:(產(chǎn)生摩擦力時)施力物體和受力物體間相對靜止。
2.產(chǎn)生條件:三個條件需同時具備,缺一不可。
①接觸面是粗糙的②相互接觸且擠壓③兩物體間相對靜止但有相對運動趨勢
3.作用:阻礙物體間的相對運動。
4.大?。海ìF(xiàn)階段)利用二力平衡來計算
靜摩擦力大小是一個范圍,OWfWfmax厚fmax=f潸(實際上fmax麗略大于f沛)
例14:如圖,一個物體受到兩個拉力作用,其中F1=2N,F2=1ON。物體處于靜止狀態(tài)。此時物體__
_(受或不受)摩擦力作用,方向向(右或左),大小為______N?若撤去F2,物體(運
動或不運動),受摩擦力的方向向(右或左),大小為______No
例15:水平桌面上一重200N的物體,與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2,當依此用15N,30N,80N的水
平拉力拉此物體時,物體受到的摩擦力分別是多少?
例16:物體被壓在墻壁上,處于靜止狀態(tài),則物體受到的摩擦力()
A.隨F的增大而增大。B.等于物體的重力。仁
C.當F很大,摩擦力有可能超過物體的重力。卜」F
D.由于口未知,所以摩擦力大小無法判斷。?
例17:—質(zhì)量為M=1千克的物體放在動摩擦因數(shù)為口=0.2的斜面上,斜面的傾斜角為30度。加
例18:物體A重100N,物體B重20N。A與水平桌面最大靜摩擦力是30N。整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),
此時A受到的摩擦力大小是。如果逐漸增加B的重力而保持系統(tǒng)靜止,則B物體的最大
重力是。
5.方向:沿著接觸面,與相對運動趨勢方向相反。
如何判定相對運動趨勢方向:利用假設(shè)光滑法,假設(shè)該接觸面光滑沒有摩擦力,則物體間必發(fā)生相對
運動,該運動方向即為趨勢方向。
注意:在判定某接觸面是否存在靜摩擦力時也可用假設(shè)光滑法,靜摩擦力只有必須有時才有,可有可
無時一定沒有。
例19:
小球與槽之間無摩擦木塊于地面之間無摩擦
(無相對運動趨勢)(無相對運動趨勢)
例20:以下關(guān)于摩擦力的說法中正確的是()
A.滑動摩擦力的方向總是和物體的運動方向相反
B.滑動摩擦力總阻礙物體的運動。
C.受滑動摩擦力的物體都是運動的,受靜摩擦力的物體都是靜止的。
D.受滑動摩擦力的物體可能是靜止的,受靜摩擦力的物體也可能是運動的。
例21:試判斷以下幾個接觸面是否有摩擦力
小球與斜面接觸點間摩擦力。木塊與斜面接觸點間摩擦力。
小球與擋板接觸點間摩擦力o方向。
FII
B||--------
用力推箱子卻沒有推動,用力拉AB,AB都一起勻速前進,箱子與地面間__
_摩擦力,方向__.則AB之間摩擦力。
例:圖2—H是主動輪P通過皮帶帶動從動輪Q的示意圖,A與B、C與D分別是皮帶與輪緣相互接
觸的點,則下面判斷正確的是:
A.如果皮帶不打滑,此時A與B、C與D處于相對靜止狀態(tài);
B.B點相對于A點運趨勢的方向與B點的運動方向相反;
C.D點相對C點運動趨勢的方向與C點的運動方向相反;
D.主動輪受到的摩擦力是阻力,從動輪受到的摩擦力是動力.
第四節(jié)物體的受力分析
遵循以下方法和步驟
1.明確研究對象(亦即該分析哪個物體)
2.隔離物體受力分析
3.分析時按重力、彈力、摩擦力的順序,先分析重力
4.圍繞物體一周,依此分析各接觸點看是否存在彈力
5.在有彈力的地方進一步分析是否存在摩擦力
注意事項
1.每分析一個力,都能找到施力物體(豎直向上拋出的籃球)
2.只分析物體實際受到的力(合力和分力只分析合力)
3.只分析按性質(zhì)命名的力(向心力和回復(fù)力等不分析)
4.注意利用物體的運動狀態(tài)來判斷某些力的有無、大小、方向。
例22:如圖,物體以一定的初速度沖上光滑斜面,
則它受到的力有_________________________
第五節(jié)平衡力與作用力和反作用力的區(qū)別聯(lián)系
平衡力作用力和反作用力
大小相等(平衡時才成立)相等(無條件成立)
方向相反相反
作用線在一條直線上在一條直線上
作用點在同一個物體上在兩個不同的物體上
性質(zhì)不一定相同一定相同
產(chǎn)生和消失不一定同時一定同時
疊加性可疊加求合力,合力為零不能疊加
在相等時間內(nèi)沖兩個力沖量等大反向兩個力沖量等大反向
量關(guān)系
在相等時間內(nèi)做兩個力做的功要么都為零:兩個力做功之間無任何聯(lián)系??勺?/p>
功的關(guān)系要么大小相等符號相反,合功可不做功;符號可正可負;大小
起來為零??傻瓤刹坏取?/p>
GN?I
N和G是一對平衡力M和N2是一對作用力和反作用力
例23:甲乙兩隊拔河比賽,甲獲勝,則甲隊拉繩子的力____________乙隊拉繩子的力。馬拉車勻速
前進時,馬拉車的力車拉馬的力:加速前進時,馬拉車的力____________車拉馬的力。
例24:人在地面上行走的過程中,和地球之間有()作用力和反作用力。
A.2對B.3對C.4對D.無法確定
例25:質(zhì)量為50千克的人站在地球上對地球的萬有引力有多大?
例26:如圖,物體A和B相對靜止,一起靜止在斜面上。則(
A.A和B之間無摩擦力。
B.斜面對B的摩擦力沿斜面向上。
C.B對A的摩擦力沿斜面向上。
D.物體B總共受到五個力的作用。
例:如圖2—25所示,一木板B放在水平地面上,木塊A放在B的上面,A的右端通過輕質(zhì)彈簧秤固
定在直立的墻壁上,用F向左拉動B,使其以速度v運動,這時彈簧秤的示數(shù)為T.下面說法正確的
是:
A.木板B受到的滑動摩擦力的大小等于T;
B.地面受到的滑動摩擦力的大小等于T;
C.若木板以2V的速度運動,木塊A受到摩擦力的大小等于2T;
D.若2F的力作用在木板上,木塊A受到的摩擦力大小等于T.
第六節(jié)力的合成
--幾個概念
1.共點力:幾個力作用在同一個點或它們的作用線交于一點。
2.矢量和標量:既有大小又有方向的物理量(如力,速度,加速度等)叫矢量;只有大小沒有方向
的物理量(如長度,質(zhì)量,時間等)叫標量。
二.力的合成
1.合力,分力
2.定義:已知幾個分力求它們的合力。
3.合成原則:平行四邊形定則。兩條鄰邊(的長度和方向)分別代表兩個分力(的大小和方向),(兩
條鄰邊所夾的)對角線(的長度和方向)則代表合力(的大小和方向)。
三.合力和分力的大小關(guān)系:
1.合力可以大于,等于或小于分力(注意0°,90°,120°,180°特殊角)
例27:兩個分力F,,H的夾角(夾角不為零)保持不變,則下列說法中正確的是()
A.一個分力增大,合力一定增大。B.一個分力減小,合力一定減小。
C.兩個分力增大,合力一定增大。D.兩個分力增大,合力有可能不變。
2.兩個力合成合力的范圍:IF>-F2IWF令WFTFZ
F令max=Fi+F2F令min=IFi—F2I
例28:大小分別為5N和ION的兩個力,它們的合力可能為()
A.3NB.5NC.IOND.15NE.20N
例29:兩個分力的合力大小與兩分力間夾角的變化關(guān)系
如圖,則兩個分力大小分別是多少?
90
3.三個力合成合力的范圍:F令max=Fi+艮+F3
求最小值時先用Pk-F-i>-F小若結(jié)果大于零,則F令min就是那個差值(F大-F小-F?。?/p>
若結(jié)果小于等于零,則F令min=0
例30:大小分別為5N,7N和10N的三個力,它們的合力可能為()
A.ONB.5NC.15ND.25NE.30N
例31:大小分別為5N,7N和20N的三個力,它們的合力可能為()
A.ONB.8NC.18ND.28NE.38N
例32:作用在同一物體上的兒個力中,能使物體勻速運動的有()
A.3N,4N,5NB.2N,3N,6NC.4N,6N,9ND.5N,6N,12N
第七節(jié)力的分解
一.力的分解
1.定義:已知一個力(相當于合力)求它的分力。
2.分解原則:平行四邊形定則。
①.按平行四邊形定則,以一個力為對角線可以畫無數(shù)個平行四邊形,也就有無數(shù)對分力。
②.一個力有兩個確定分力的條件:----------(請選擇)
a.已知這個力的大小和方向,還知道兩個分力的方向。
b.已知這個力的大小和方向,還知道其中一個分力的大小和方向。
c.已知這個力的大小和方向,還知道其中一個分力的大小和另一個分力的方向。
d.已知這個力的大小和方向,還知道兩個分力的大小。
例33:將一個力F分解為兩個不為零的力,哪些方法是不可能的()
A.一個分力垂直F。B.兩個分力和F都在一條直線上。
C.一個分力的大小和F相等。D.?個分力和F相同。
例34:如圖所示,在傾角為a的斜面上放有一質(zhì)量為M的光滑小球,球被豎直的擋板擋住。若擋板
逆時針旋轉(zhuǎn)(始終保持M靜止),則小球?qū)醢搴托泵娴膲毫θ绾巫兓?/p>
評析:此題考慮使用圖解法。
1.能使用圖解法時,物體?般受三個力。
2.這三個力的特點是,一個力是恒力(大小方向都不變);一個力只是大小變化,方向不變;還有一
個大小方向都變化。
3.最后的結(jié)果是:大小變化,方向不變的那個力一直減?。ɑ蛞恢痹龃螅哼€有一個大小方向都變化
的力總是先減小后增大。
例35:一個重為G的小球套在一個豎直放置的光滑圓環(huán)上,
小球被一根勁度系數(shù)為K,自然長度為L的彈簧固定在圓環(huán)/
最高點.當小球靜止時,彈簧與豎直方向的夾角是多少?I
此題利用三角形法\P
二.正交分解
1.定義:把力沿著兩個經(jīng)選定的互相垂直的方向作分解。
2.方法:
①建立直角坐標系。選定坐標系的依據(jù):若是平衡狀態(tài),直角坐標系可任意取,以分解力個數(shù)少為
宜;若物體有加速度,則加速度方向定為X軸,其垂直方向定為Y軸。
②在坐標軸上的力不需要分解,不在坐標軸上的力需要分解。
③把力就分解到坐標軸上。
例:兩根等長的輕繩,下端結(jié)于一點掛一質(zhì)量為m的物體上,上端固定在天花板上相距為s的兩點上,
已知兩繩所能承受的最大拉力均為T,則每根繩的長度不得短于多少?1s一|
例36:長為5米的繩子兩端分別系于豎立在地面上的相距4米的兩桿的頂端,繩上掛一個光滑的掛
下面連著重為12N的物體。平衡時繩子的張力是多大?
注意:滑輪掛重物與繩子拴結(jié)重物有區(qū)別。若不計滑輪摩擦,同一根繩子不剪斷不打結(jié)每一個地方張
力均相等。如果拴結(jié)各個地方張力可以不相等。
例37:如圖,物體受到在一個水平面內(nèi)東偏北30度的力F的作用,欲使物體向東運動,則還需加的
力最小值是多少?(重力與支持力平衡,圖中未畫出)
評析:此題采用力的分解的方式求解,誰是已知的力就分解誰。
第八節(jié)共點力的平衡和應(yīng)用
共點力的平衡條件:
1.F令=0即F臺x=0和F令丫=0,物體平動平衡.
2.M仔=0,物體轉(zhuǎn)動平衡.
例38:一個重20N的物體置于光滑水平面上,當用一個F=5N的力豎直向上拉該物體時,,它所受
到的合力是()
A.15NB.25NC.20ND.0
例:如圖2—47,把重為20N的物體放在傾角9=30°的粗糙斜面上,并靜止,物體右端與固定在斜
面上的輕彈簧相連接,若物體與斜面間的最大靜摩擦力為12N,則彈簧對物體的彈力:(彈簧與斜面
A.可以為22N,方向沿斜面向上;
B.B.可以為2N,方向沿斜面向上;
C.可以為2N,方向沿斜面向下;______I
D.彈力可能為零.
例39:如圖所示,一質(zhì)量為M的物體放在斜面上,在沿斜面向上的力F作用下處于靜止狀態(tài)。則斜
面作用于物體的摩擦力(
A.方向一定沿斜面向下。B.方向一定沿斜面向上。
C.大小一定比F小。D.大小有可能和F相等。
例:如圖2—49所示,物體A質(zhì)量為m,物體A與斜面動摩擦因數(shù)為〃,0為斜面傾角,滑
輪的摩擦不計,欲保持物體A靜止于斜面上,則物體B的質(zhì)量為多少?
例40:質(zhì)量為M的物體放在傾角為。的斜面上,剛好處于靜止狀態(tài),求物體叮斜面間的動摩擦因數(shù)
U?當M上放一m時,它們將處于什么狀態(tài)?若再在m上加一豎直向下的力F,情況又將如何?
例41:如圖所示質(zhì)量為M的物體在與水平方向成a角的推力F作用下,沿天花板向右運動。物體與
天花板間的動摩擦因數(shù)為U,則物體受到的摩擦力為多少?
//////////
例42:質(zhì)量為M的木塊在與豎直方向成a角的推力作用下,沿豎直墻壁向上勻速運動。已知物體與
墻壁間的動摩擦因數(shù)為U,則所加推力應(yīng)為多少?(向下勻速運動呢?)
例43:上題中,若想讓M處于靜止狀態(tài),則對F有何要求?
二.應(yīng)用
1兩.個力平衡這兩個力是一對平衡力。
2三.個力平衡任意一個力和其它兩個力的合力是一對平衡力。
3.多個力平衡任意一個力和其它所有力的合力是一對平衡力。
例44:斜面對木塊的作用力大小和方向?
沒有具體說是哪一個力,就是(斜面對木塊)所有力的合力,
它和重力是一對平衡力,方向豎直向上。
3.動態(tài)平衡分析(三種類型)
例45:質(zhì)量為M的小球用輕繩固定在。點,墻壁光滑。當輕繩在緩慢縮短的過程中,繩子張力,墻
壁支持力的變化情況。T
匕不
例46<人站在岸上通過定滑輪拉小船,水的阻力恒定不變。則船在勻速靠岸的過程中,下列說法中
正確的是()T
A.繩的拉力不斷增大。B.繩的拉力保持不變。
C.船受到的浮力保持不變。D.船受到的浮力不斷減小4/
例:如圖2—35,在人向右運動的過程中,物體A緩慢上升,若人對地面的壓力為N,人受到的摩擦
力為f,人拉繩的力為T,則人在運動中:
A.N、f和T都增大;
B.N和f增大,T大小不變;u
C.N、f和T都減??;rA
D.N增大,f減小,T大小不變.一"""分"
例47:如圖所示,在-水平木板上放有一質(zhì)量為M的物體胃檢壬鬻止狀態(tài)。兩物體接觸面間動摩擦
因數(shù)為U。把木板A端緩慢抬高使之繞B端旋轉(zhuǎn),區(qū)分析物體所受摩擦力的變化情況。
評析:此題考慮使用分段函數(shù)。
B
第九節(jié)整體法和隔離法
1.何時可用整體法?
條件:①被研究對象不止一個物體。②所求的力為外力。
③物體間相對靜止。(或者它們的加速度一樣,或者它們的加速度大小一樣。)
例48:質(zhì)量為m的物體放在質(zhì)量為M的斜面上,它們都相對地面靜止。求地面對斜面的支持力和摩
擦力?m若沿斜面勻速下滑,M保持靜止,則結(jié)果又如何?
2.?如何受力分析?(和一個物體時相似,但只畫外力,不畫內(nèi)力。)
例:如圖2—55所示,F(xiàn)尸F(xiàn)z=lN,分別作用于A、B兩個重疊物體上,且A、B均保持靜止,則A與B
之間、B與地面之間的摩擦力分別為:
A.IN,0;B.2N,0;C.IN,1N;D.2N,1N.
B
圖2—56
例:完全相同的直角三角形A、B,按圖2—56所示疊放,設(shè)A、B接觸的斜面光滑,A與桌面的動摩
擦因數(shù)為〃.現(xiàn)在B上作用一水平推力F,恰好使A、B一起在桌面上勻速運動,且A、B均保持相對
靜止,則A與桌面的動摩擦因數(shù)〃跟斜面傾角0的關(guān)系為:
A.〃=tg?;B.〃=;tg°;C.〃=2tg°;
D.〃與0無關(guān).
例:水平地面上有一斜面體A,在A上放一物體B.
若對物體B施加一個沿斜面向上且由零逐漸增大的力F,
A、B始終與地面保持相對靜止,如圖2—57所示,則:
A.B受到的摩擦力一定增大;
B.地面對A的摩擦力一定增大;
C.地面對A的地支持力一定減??;圖2—57
D.A對B的作用力一定減小.
例49:如圖所示,在兩個相同的木板之間夾著4塊質(zhì)量均為M的木塊。用兩個大小均為F的力壓木
板,使木塊處于靜止狀態(tài)。則第二塊對第三塊的摩擦力大小為.
評析:很多題既要用整體法也要用隔離法,兩種方法聯(lián)合使用。
例50:如圖所示,人重600N,木板重400N。人與木板,木板與地面的動摩擦因數(shù)都是0.2,現(xiàn)人用
水平力拉繩,使他與木板一起向右勻速運動,則()
A.人拉繩的力是200N。B.人的腳給木板的摩擦力向右.
C.人拉繩的力是100N。D.人的腳和木板之間無摩擦力。
例51:兩個質(zhì)量都為M條行磁鐵A和B豎直疊放在一起,NS極如圖所示。則地面受到的壓力為__
。A對B的壓力(大于,等于,小于)自身的重力。
Sr
N_A
N||B
S
例52:如圖所示,人重600N,木板重400N。人要想拉住木板,必須用力N。
例53:用細線把兩個小球懸掛起來,如圖,對A施加一個水平向左的力F,同時對B施加一個水平向
右的大小相等的力F。試畫出最后的圖,并分析原因。
:,第二章直線運動
第一節(jié)基本概念
一.機械運動:物體相對其他物體(參照物)的位置變化,叫做機械運動。
二.參考系:為了研究的方便,假定不動的物體,叫做參考系。
L一個物體是否運動取決于它相對于所選參考系的位置是否變化。
2.同一物體相對于不同的參考系,其運動情況可能不同。
3.參考系的選取是任意的,實際應(yīng)用中以簡化運動為標準。未強調(diào)參考系的運動都是以地球(地面)
為參考系。所有公式里物理量的參考系也都是地球(地面)。如W=F?S區(qū)=mv2/2S=at72
三.質(zhì)點
1.定義:有質(zhì)量而沒有形狀和大小的點。(對空間有占有性)
2.能看成質(zhì)點的條件:①平動的物體一般都可以看成是質(zhì)點。(注意區(qū)分平動和轉(zhuǎn)動)
②轉(zhuǎn)動的物體有時候也可以看成是質(zhì)點。(只要物體的尺寸不影響研究的問題。)
研究地球自轉(zhuǎn)時不能看成是質(zhì)點;研究地球公轉(zhuǎn)時可以看成是質(zhì)點。
四.運動的分類
〔勻速直線運動
「直線運可J「勻加速直線運動
j)戶變速直線運動一
“l(fā)變速直線運動<l勻減速直線運動
I曲線運動l非勻變速直線運動
五.時間和時刻
對應(yīng)在數(shù)軸上,時間是一段,時刻是一個點。
例1:||||||r
012345S(秒)
注意:L所標數(shù)字均表示某時刻末。(“1”表示第1秒末)
2.前一秒末即為后一秒初。(第2秒末就是第3秒初)
3.第幾秒表示時間就是1秒。第3秒就是第3個1秒)
4.計時起點不一定是運動的起點.
六.位移和路程的區(qū)別聯(lián)系
1.位移是矢量(有大小和方向,方向是從初位置指向末位置),路程是標量(只有大?。?。位移可以用
平行四邊形法則合成,路程合成用算術(shù)和。
2.位移的大小是指從初位置到末位置間的直線距離,路程是指從初位置到末位置間的軌跡長度。
3.隨時間延長(運動物體的)位移不一定增大,而路程一定增大。
4.它們的單位都是米。
5.路程總是大于或等于位移的大小。(當物體做單方向直線運動時,取等號)
例2:一支長150m的隊伍勻速前進,通訊兵從隊尾前進300m趕到隊前并立即返回,當通訊兵回到隊
尾時,隊伍已前進200m,在整個過程中通訊兵的位移大小是,通訊兵的路程是。
例3:長方體的邊長分別為a,b,c,且a>b>c,//
則從頂點A到達頂點B的最短路程為_____,cIV4
位移大小是______Aa
第二節(jié)勻速直線運動速度速率
勻速直線運動
1.定義:物體在一條直線上運動,如果在(任意)相等的時間內(nèi)位移相等,這種運動就叫做勻速直
線運動。
2.速度(包括方向和大?。┮恢辈蛔兊倪\動就是勻速直線運動。
例4:汽車在一條直線上運動,第一秒內(nèi)的位移是1米,前兩秒的位移是2米,前三秒的位移是3米……
則汽車()
A.一定是勻速直線運動。B.一定不是勻速直線運動。C.可能是勻速直線運動。
D.一定是勻加速直線運動。E.可能是勻加速直線運動。
例5:甲乙兩站之間相距60km。從上午8時開始,每隔10分鐘從甲站向乙站開出一輛汽車,速度都
是60km/h。上午10時一乘客坐在以60km/h的速度從乙站開往甲站的車里,正當他剛出發(fā)時,同
時一輛汽車從甲站開出,他在途中遇到從甲站開出的汽車有多少輛?
二.速度
1.定義:在勻速直線運動中,位移和時間的比值,就叫做勻速直線運動的速度。
2.公式:V=S/t
3.性質(zhì):速度是矢量(有大小和方向)。
(瞬時速度的方向就是運動的方向,平均速度的方向就是位移的方向)
4.單位:m/s(國際單位),km/h(常用單位)換算:1m/s=3.6km/h
5.物理意義:速度(的大?。┟枋鑫矬w運動的快慢。
6.注意:V可以用S/t的比值來算,但V只和自身有關(guān)系,與S和t無關(guān)。
例6:判斷以下說法是否正確。
①由v=S/t可知,V與S成正比,與t成反比。()
②由S=V?t可知,S與V成正比,與t成正比。()
③由t=S/V可知,t與S成正比,與V成反比。()
④由m=G/g可知,m與G成正比,與g成反比。()
⑤由g=G/m可知,g與G成正比,與m成反比。()
⑥由G=mg可知,G與m成正比,與g成正比。()
※從函數(shù)角度講,V只能處于自變量的位置。(只能主動的變化,只能在等式的右邊)
三.平均速度
1.定義:(質(zhì)點在某段時間內(nèi)的)位移S與(發(fā)生這段位移所用)時間的比值叫做這段時間內(nèi)的平
均速度。平均速度不是速度的平均值。
2.平均速期應(yīng)的是一段時間和?段位移。
3.公式:V=S/t
4.性質(zhì):T是矢量,7■與S(位移)同方向。
5.單位:m/s(國際單位)km/h(常用單位)
6.物理意義:(粗略地)描述物體(側(cè)重于變速)運動的快慢。
例7:一個運動員在百米賽跑中,測得他在50米處時的瞬時速度為6m/s,10秒末到達終點時的瞬
時速度為9m/s,則他在全程的平均速度是m/s。
例8:某物體做直線運動,前一半時間內(nèi)的平均速度是8m/s,后一半時間內(nèi)的平均速度是4m/s。
求物體全程的平均速度?
例9:汽車從A運動到B,先以15km/h的速度通過前一半位移;再以6km/h的速度通過剩下位移,
則全程的平均速度是多少?
例10:某個運動過程中時間一定,若要位移大,則需()
A.初速度大。B.末速度大。C.平均速度大。D.加速度大。
三.瞬時速度:
1.定義:運動物體經(jīng)過某一位置(或在某一時刻)的速度。
2.理解:瞬時速度就是時間趨近無窮小時的平均速度。
3.物理意義:(精確地)描述物體運動的快慢。
四.速率:
1.速率只有大小,沒有方向,是標量。
2.通常所說的速率是瞬時速率的簡稱,即瞬時速度的大小。
3.平均速率不是平均速度的大小,應(yīng)用路程除以時間。
例11:某運動員在400M跑道上跑步一圈用時40秒,求他的平均速度和平均速率。
第三節(jié)位移一時間圖象
一.判斷物體做勻速直線運動的依據(jù)?
方法一:(定義)物體在一條直線上運動,如果在(任意)相等的時間內(nèi)位移相等,這種運動就叫做
勻速直線運動
方法二:速度(包括方向和大?。┮恢辈蛔兊倪\動就是勻速直線運動。
方法三:(圖象法)位移一時間圖象是一條傾斜的直線。
圖象的xy軸分別表示什么?X軸表示時刻,Y軸表示位置。
三.怎么求位移,時間?表示位移(一定是末一初),4X表示時間。
四.怎么求速度?V=S/t-AY/AX,也就是傾斜的直線斜率。
在參考點前向正方向在計時后從參考點向
正方向勻速運動
從遠處反方向從遠處反方向勻速從參考點出發(fā)兩物體同時不同地
勻速回到參考點返回并通過參考點反方向運動正方向勻速出發(fā)
兩物體同地不同時追上相遇相向運動且相遇分段研究
正方向勻速出發(fā)
注意:圖象不是運動軌跡。
例13:如圖,A和B分別表示甲乙兩物體的s-t圖象。
則甲物體的速度V=__________。
乙物體的速度V=O
在t=15秒時,兩物體相距。
在位移300米處,甲超前乙__________秒。
例14:如圖是物體的運動圖象,那么物體前10秒的
平均速度是______。后15秒的平均速度是______。
全程的平均速度是__________。
例15:圖中表示A,B兩物體運動的S—t
圖象,則()
A.A物體做變速運動,B物體做勻速運動。
B.兩物體初速度為0。
C.在0到3時刻兩物體平均速度大小相等。
D.相遇時A的速度大于B的速度。
第四節(jié)勻變速直線運動的加速度
一.勻變速直線運動
1.定義:在(任意)相等的時間內(nèi),速度的變化相等。
2.理解:加速度(包括大小和方向)不變的運動就是勻變速直線運動。
加速度
1.定義:速度的變化與所用時間的比值。
2.公式:a=AV/At=(V,-Vo)/t(加速度也稱速度的變化率)
例16:輕質(zhì)小球以5m/s的速度垂直撞擊墻壁,反彈回來的速度是3m/s,撞擊時間為0.2s,求小球
的加速度。
例17:一物體做勻變速直線運動,某時刻速度大小為4m/s,1秒鐘后速度大小為10m/s.在這1秒內(nèi)物
體的()
A.位移大小可能小于4m.B.位移大小可能大于10m.
C.加速度大小可能小于4m/s2D.加速度大小可能大于10m/s2
3.性質(zhì):a是矢量,4V的方向就是a的方向。
4.單位:m/s2
5.物理意義:描述物體速度變化的快慢。
例18:物體以2m/s,的加速度做勻加速運動,那么()
A.在任意1秒內(nèi),末速度都是初速度的2倍。
B.在任意1秒內(nèi),末速度都比初速度大2m/s。
C.第N秒的初速度比第(N-1)秒的初速度大2m/so
D.第N秒的初速度比第(NT)秒的末速度大2m/so
E.每經(jīng)過1秒鐘,速度就增大2m/s。
6.注意:a可由△V/at來計算,但不由AV,來決定,而只由自身所決定。
例19:判斷以下說法是否正確?
①a越大,V就越大。()
反例:汽車起動瞬間,a很大,但V=0。
②a越大,4V就越大。()
③a越大,V就變化越快。()
④a=0,V=0()
反例:飛機勻速飛行,a=0,但V是很大的。
⑤a增大,V也一定增大。()
⑥由a=zxv/at可得,a與av成正比,與成反比。()
⑦由AV=a可得,A.V與a成正比,與△1;也成正比。()
⑧由At=AV/a可得,與av成正比,與a成反比。()
※從函數(shù)角度講,a只能處于自變量的位置。(只能主動的變化,只能在等式的右邊)
例20:關(guān)于加速度,以下說法中不正確的是()
A.速度越大加速度就越大。B.速度變化越大加速度就越大。C.加速度與時
間成反比。D.速度為零時加速度也為零。E.加速度為零時速度也為
零。F.物體的加速度增大,速度反而減小。
G.加速度與速度成反比。H.物體的加速度恒定不變,速度也恒定不變。
三.勻變速直線運動的分類及判斷標準
1.勻加速直線運動。(加速度a和初速度V的方向相同)
2.勻減速直線運動。(加速度a和初速度V的方向相反)
注意:不能光憑a的正負來判斷。
例21:如圖,一水平傳送帶以2m/s的速度勻速運動,將一小物體輕輕放在傳送帶左端。物體與傳送
帶間的動摩擦因數(shù)為0.2,傳送帶水平部分長11m,則物體運動到另一端需用多長時間?
第五節(jié)速度一時間圖象
一.判斷物體做勻變速直線運動的依據(jù)?
方法一:(定義)在(任意)相等的時間內(nèi),速度的變化相等。
方法二:加速度(包括方向和大?。┮恢辈蛔兊倪\動就是勻變速直線運動。
方法三:(圖象法)速度一時間圖象是一條傾斜的直線。
方法四:在連續(xù)相等時間間隔T內(nèi)的位移之差為定值(△S=aT?)
二.圖象的xy軸分別表示什么?X軸表示時刻,Y軸表示瞬時速度。
三.怎么求加速度?
△Y表示速度的變化,4X表示時間。a=AV/At=AY/AX,也就是傾斜直線的斜率。
四.怎樣判斷勻加速(勻減速)直線運動?
若加速度a的符號和初速度V的符號相同,就是勻加速直線運動:若加速度a的符號和初速度V的符
號相反,就是勻減速直線運動。
五.如何利用圖象求位移?
面積法:X軸、Y軸、圖象、時間界限所圍的面積大小即表示這段時間內(nèi)的位移。
(X軸上方的面積為正,X軸下方的面積為負)
分析下列圖象
正向勻減速運動正向勻減速運動直到向負向做初速為0兩物體都正向做勺
直到速度減為0速度減為0并反向運動的勻加速直線運動加速運動且a相同
兩物體先后出發(fā)兩物體同向勻加速兩物體同向分別勻
正向勻加速運動運動t,時刻速度相等加速,勻減速運動
例22:如圖,為一物體的V--t圖象。則正確的說法有(?)V(m/s)
A.物體始終沿正方向運動。20T
B.物體先沿負方向運動,2秒后沿正方向運動。I/
C.在2秒前位于出發(fā)點負方向上,2秒后位于出發(fā)點正方向上。//4;At(s)
D.在2秒末瞬間,物體距離出發(fā)點最遠。-2。/
例23:圖示為一物體做直線運動的圖象,1I
初速度V。,末速度Vt,則在時間t內(nèi),|
物體的平均速度______(V0+Vt)/2o若在-—
V。時的加速度a”Vt時的加速度a?,則Vo|
a,山(填大于,小于,等于)」-----*-----?t
例24:汽車由靜止出發(fā)做勻加速直線運動,速度達到15m/s后開始勻減速直到速度為0,全程共用時
40秒。求汽車運動的位移?
例25:汽車初速度為15m/s,遇到緊急情況突然剎車做勻減速運動,速度減為0后再勻加速使速度恢
復(fù)至15m/s,全程共用時40秒。求汽車運動的位移?
例:如圖1—16,兩光滑斜面的總長度相等,高度也相等,兩球由靜止從上端下滑,若球在圖上轉(zhuǎn)折
點無能量損失,則有b
A.兩球同時落地;RR
B.b球先落地;\\
1L
C.兩球落地時速率相等;-、-^
D.a球先落地.圖1—16
例:光滑圓軌道豎直放置不動(如圖A、B是直徑上兩個端點.小球以相同的初速率沿ACB
和ADB運動到B點,比較兩種情況用時長短.
圖1一17
第六節(jié)勻變速直線運動的規(guī)律
一.原始公式推導(dǎo)
1.速度與時間的關(guān)系:
a=(Vt-Vo)/tVt-Vo=atVt=Vo+at
2.位移與時間的關(guān)系:(通過面積法)
2
S=(Vt+V0)t/2把Vt=Vo+at代入可得S=Vot+at/2
例26:汽車剎車前的速度為5m/s,剎車后獲得的加速度大小為0.4m/s2,求
①剎車后10秒內(nèi)的位移?
②剎車后20秒內(nèi)的位移?
③剎車后運動30米位移所需要的時間?
④靜止前2.5秒內(nèi)滑行的距離?
例27:某質(zhì)點的位移隨時間的變化規(guī)律為S=4t+2t2則物體的初速度是,加速度是一
",導(dǎo)出公式(需推導(dǎo))
1.Vt-Vo2=2aS
2.~=(Vt+Vo)/2
例28:做勻加速直線運動的物體,速度從V增加到2V經(jīng)過的位移是S;則它的速度由2
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