【家教資料】高中物理必修一全冊(cè)復(fù)習(xí)教案

運(yùn)動(dòng)的描述運(yùn)動(dòng)學(xué)問題是力學(xué)局部的根底之一，在整個(gè)力學(xué)中的地位是非常重要的，本章是講運(yùn)動(dòng)的初步概念，描述運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度等，貫穿了幾乎整個(gè)高中物理內(nèi)容，盡管在前幾年高考中單純考運(yùn)動(dòng)學(xué)題目并不多，但力、電、磁綜合問題往往滲透了對(duì)本章知識(shí)點(diǎn)的考察。近些年高考中圖像問題頻頻出現(xiàn)，且要求較高，它屬于數(shù)學(xué)方法在物理中應(yīng)用的一個(gè)重要方面。內(nèi)容要點(diǎn)課標(biāo)解讀認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)1理解參考系選取在物理中的作用，會(huì)根據(jù)實(shí)際選定2認(rèn)識(shí)質(zhì)點(diǎn)模型建立的意義，能根據(jù)具體情況簡化為質(zhì)點(diǎn)時(shí)間時(shí)刻3街道時(shí)間和時(shí)刻的區(qū)別和聯(lián)系4理解位移的概念，了解路程與位移的區(qū)別5知道標(biāo)量和矢量，位移是矢量，時(shí)間是標(biāo)量6了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原理，理解紙帶中包含的運(yùn)動(dòng)信息物體運(yùn)動(dòng)的速度7理解物體運(yùn)動(dòng)的速度8理解平均速度的意義，會(huì)用公式計(jì)算平均速度9理解瞬時(shí)速度的意義速度變化的快慢加速度10理解加速度的意義，知道加速度和速度的區(qū)別11是解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的含義用圖象描述物體的運(yùn)動(dòng)12理解物理圖象和數(shù)學(xué)圖象之間的關(guān)系13能用圖象描述勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)14知道速度時(shí)間圖象中面積含義，并能求出物體運(yùn)動(dòng)位移專題一：描述物體運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)根本本概念◎知識(shí)梳理1．機(jī)械運(yùn)動(dòng)：一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置的改變叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)，簡稱運(yùn)動(dòng)，它包括平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)等形式。2．參考系：被假定為不動(dòng)的物體系。對(duì)同一物體的運(yùn)動(dòng)，假設(shè)所選的參考系不同，對(duì)其運(yùn)動(dòng)的描述就會(huì)不同，通常以地球?yàn)閰⒖枷笛芯课矬w的運(yùn)動(dòng)。3．質(zhì)點(diǎn)：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。它是在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，為使問題簡化，而引入的理想模型。僅憑物體的大小不能視為質(zhì)點(diǎn)的依據(jù)，如：公轉(zhuǎn)的地球可視為質(zhì)點(diǎn)，而比賽中旋轉(zhuǎn)的乒乓球那么不能視為質(zhì)點(diǎn)?！矬w可視為質(zhì)點(diǎn)主要是以下三種情形：(1)物體平動(dòng)時(shí)；(2)物體的位移遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的限度時(shí)；(3)只研究物體的平動(dòng)，而不考慮其轉(zhuǎn)動(dòng)效果時(shí)。4．時(shí)刻和時(shí)間(1)時(shí)刻指的是某一瞬時(shí)，是時(shí)間軸上的一點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于位置、瞬時(shí)速度、動(dòng)量、動(dòng)能等狀態(tài)量，通常說的“2秒末〞，“速度達(dá)2m/s時(shí)〞都是指時(shí)刻。(2)時(shí)間是兩時(shí)刻的間隔，是時(shí)間軸上的一段。對(duì)應(yīng)位移、路程、沖量、功等過程量．通常說的“幾秒內(nèi)〞“第幾秒內(nèi)〞均是指時(shí)間。5．位移和路程(1)位移表示質(zhì)點(diǎn)在空間的位置的變化，是矢量。位移用有向線段表示，位移的大小等于有向線段的長度，位移的方向由初位置指向末位置。當(dāng)物體作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可用帶有正負(fù)號(hào)的數(shù)值表示位移，取正值時(shí)表示其方向與規(guī)定正方向一致，反之那么相反。(2)路程是質(zhì)點(diǎn)在空間運(yùn)動(dòng)軌跡的長度，是標(biāo)量。在確定的兩位置間，物體的路程不是唯一的，它與質(zhì)點(diǎn)的具體運(yùn)動(dòng)過程有關(guān)。(3)位移與路程是在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生的，是過程量，二者都與參考系的選取有關(guān)。一般情況下，位移的大小并不等于路程，只有當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做單方向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者才相等。6．速度〔1〕．速度：是描述物體運(yùn)動(dòng)方向和快慢的物理量?！?〕．瞬時(shí)速度：運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過某一時(shí)刻或某一位置的速度，其大小叫速率?！?〕．平均速度：物體在某段時(shí)間的位移與所用時(shí)間的比值，是粗略描述運(yùn)動(dòng)快慢的。①平均速度是矢量，方向與位移方向相同。②平均速度的大小與物體不同的運(yùn)動(dòng)階段有關(guān)。③v=是平均速度的定義式，適用于所有的運(yùn)動(dòng)，〔4〕.平均速率：物體在某段時(shí)間的路程與所用時(shí)間的比值，是粗略描述運(yùn)動(dòng)快慢的。①平均速率是標(biāo)量。②v=是平均速率的定義式，適用于所有的運(yùn)動(dòng)。③平均速度和平均速率往往是不等的，只有物體做無往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)時(shí)二者才相等?！蚶}評(píng)析【例1】物體沿直線向同一方向運(yùn)動(dòng)，通過兩個(gè)連續(xù)相等的位移的平均速度分別為v1=10m/s和v2=15m/s，那么物體在這整個(gè)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)評(píng)]一個(gè)過程的平均速度與它在這個(gè)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(jì)算，不能用公式=(v0+vt)/2，因它僅適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)?！纠?】．一質(zhì)點(diǎn)沿直線ox方向作加速運(yùn)動(dòng)，它離開o點(diǎn)的距離x隨時(shí)間變化的關(guān)系為x=5+2t3(m)，它的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系為v=6t2(m/s)，求該質(zhì)點(diǎn)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(dāng)t=0時(shí)，對(duì)應(yīng)x0=5m，當(dāng)t=2s時(shí)，對(duì)應(yīng)x2=21m，當(dāng)t=3s時(shí)，對(duì)應(yīng)x3=59m，那么: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(diǎn)評(píng)]只有區(qū)分了求的是平均速度還是瞬時(shí)速度，才能正確地選擇公式?！纠?】一架飛機(jī)水平勻速地在某同學(xué)頭頂飛過，當(dāng)他聽到飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)聲音從頭頂正上方傳來時(shí)，發(fā)現(xiàn)飛機(jī)在他前上方與地面成600角的方向上，據(jù)此可估算出此飛機(jī)的速度約為聲速的多少倍？【分析與解答】設(shè)飛機(jī)在頭頂上方時(shí)距人h，那么人聽到聲音時(shí)飛機(jī)走的距離為：h/3對(duì)聲音：h=v聲t對(duì)飛機(jī)：h/3=v飛t解得：v飛=v聲/3≈0.58v聲[點(diǎn)評(píng)]此類題和實(shí)際相聯(lián)系，要畫圖才能清晰地展示物體的運(yùn)動(dòng)過程，挖掘出題中的隱含條件，如此題中聲音從正上方傳到人處的這段時(shí)間內(nèi)飛機(jī)前進(jìn)的距離，就能很容易地列出方程求解?！纠?】如下圖，聲源S和觀察者A都沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于地面的速率分別為vS和vA．空氣中聲音傳播的速率為vp．設(shè)vS<vp，vA<vp，空氣相對(duì)于地面沒有流動(dòng)．(1)假設(shè)聲源相繼發(fā)出兩個(gè)聲信號(hào)，時(shí)間間隔為△t，．請(qǐng)根據(jù)發(fā)出的這兩個(gè)聲信號(hào)從聲源傳播到觀察者的過程，確定觀察者接收到這兩個(gè)聲信號(hào)的時(shí)間間隔△t'．(2)請(qǐng)利用(1)的結(jié)果，推導(dǎo)此情形下觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出的聲波頻率間的關(guān)系式．圖圖1-1-1例4圖【分析與解答】:(1)如下圖，設(shè)為聲源S發(fā)出兩個(gè)信號(hào)的時(shí)刻，為觀察者接收到兩個(gè)信號(hào)的時(shí)刻．那么第一個(gè)信號(hào)經(jīng)過時(shí)間被觀察者A接收到，第二個(gè)信號(hào)經(jīng)過時(shí)間被觀察者A接收到．且例4圖設(shè)聲源發(fā)出第一個(gè)信號(hào)時(shí)，S、A兩點(diǎn)間的距離為L，兩個(gè)聲信號(hào)從聲源傳播到觀察者的過程中，它們運(yùn)動(dòng)的距離關(guān)系如下圖．可得由以上各式，得(2)設(shè)聲源發(fā)出聲波的振動(dòng)周期為T，這樣，由以上結(jié)論，觀察者接收到的聲波振動(dòng)的周期T'為。由此可得，觀察者接受到的聲波頻率與聲源發(fā)出聲波頻率間的關(guān)系為⑤[點(diǎn)評(píng)]有關(guān)勻速運(yùn)動(dòng)近幾年高考考查較多，如宇宙膨脹速度、超聲波測速等，物理知識(shí)極其簡單，但對(duì)理解題意、建立模型的能力要求較高。解此題時(shí)，通過作圖理解和表述運(yùn)動(dòng)過程最為關(guān)鍵。專題二.加速度◎知識(shí)梳理1．加速度是描述速度變化快慢的物理量。2．速度的變化量與所需時(shí)間的比值叫加速度。3．公式：a=，單位：m/s2是速度的變化率。4．加速度是矢量，其方向與的方向相同。5．注意v,的區(qū)別和聯(lián)系。大，而不一定大，反之亦然?！蚶}評(píng)析【例5】．一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度大小為v1=4m/s，1S后速度大小為v2=10m/s，在這1S內(nèi)該物體的加速度的大小為多少？【分析與解答】根據(jù)加速度的定義，題中v0=4m/s，t=1s當(dāng)v2與v1同向時(shí)，得=6m/s2當(dāng)v2與v1反向時(shí)，得=-14m/s2[點(diǎn)評(píng)]必須注意速度與加速度的矢量性，要考慮v1、v2的方向?！纠?】某著名品牌的新款跑車擁有極好的駕駛性能，其最高時(shí)速可達(dá)330km/h，0～100km/h的加速時(shí)間只需要3.6s，0～200km/h的加速時(shí)間僅需9.9s，試計(jì)算該跑車在0～100km/h的加速過程和0～200km/h的加速過程的平均加速度?！痉治雠c解答】:根據(jù)且故跑車在0～100km/h的加速過程故跑車在0～200km/h的加速過程專題三.運(yùn)動(dòng)的圖線◎知識(shí)梳理1.表示函數(shù)關(guān)系可以用公式，也可以用圖像。圖像也是描述物理規(guī)律的重要方法，不僅在力學(xué)中，在電磁學(xué)中、熱學(xué)中也是經(jīng)常用到的。圖像的優(yōu)點(diǎn)是能夠形象、直觀地反映出函數(shù)關(guān)系。2.位移和速度都是時(shí)間的函數(shù)，因此描述物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律常用位移一時(shí)間圖像(s—t圖)和速度一時(shí)間圖像(v一t圖)。3.對(duì)于圖像要注意理解它的物理意義，即對(duì)圖像的縱、橫軸表示的是什么物理量，圖線的斜率、截距代表什么意義都要搞清楚。形狀完全相同的圖線，在不同的圖像(坐標(biāo)軸的物理量不同)中意義會(huì)完全不同。4.下表是對(duì)形狀一樣的S一t圖和v一t圖意義上的比擬。S一t圖v一t圖①表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)(斜率表示速度v)②表示物體靜止③表示物體向反方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)④交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示三個(gè)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)相遇時(shí)的位移⑤tl時(shí)刻物體位移為s1①表示物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(斜率表示加速度a)②表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)③表示物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)④交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示三個(gè)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的共同速度⑤t1時(shí)刻物體速度為v1(圖中陰影局部面積表示①質(zhì)點(diǎn)在O～t1時(shí)間內(nèi)的位移)◎例題評(píng)析【例7】右圖為某物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖像，求：〔1〕該物體3s末的速度?！?〕該物體的加速度?！?〕該物體前6s內(nèi)的位移?！痉治雠c解答】:〔1〕由圖可直接讀出3s末的速度為6m/s?！?〕a－t圖中圖線的斜率表示加速度，故加速度為。〔3〕a－t圖中圖線與t軸所圍面積表示位移，故位移為。[點(diǎn)評(píng)]這局部內(nèi)容關(guān)鍵要掌握速度-時(shí)間圖象及位移時(shí)間圖象的意義,包括載距,斜率,相交等.第三章:探究勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律近年高考考查的重點(diǎn)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及v-t圖像。本章知識(shí)較多與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、電場中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)等知識(shí)結(jié)合起來進(jìn)行考察。近年試題的內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活和生產(chǎn)實(shí)際的結(jié)合逐步密切。內(nèi)容要點(diǎn)課標(biāo)解讀探究自由落體運(yùn)動(dòng)1認(rèn)識(shí)自由落體，知道影響自由下落的因素，理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng)2能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或其它實(shí)驗(yàn)得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡，并能自主分分析紙帶上記錄的位移與時(shí)間等運(yùn)動(dòng)信息3初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法培養(yǎng)觀察概括能力自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律4理解什么是自由落體5理解自由落體的方向，知道在地球不同地方重力加速度不同6掌握自由落體的規(guī)律從自由落體到勻變速直線運(yùn)動(dòng)7理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式8會(huì)應(yīng)用公式進(jìn)行簡單的分析和計(jì)算9了解伽利略的科學(xué)實(shí)驗(yàn)思想勻變速直線運(yùn)動(dòng)和汽車行駛平安10掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式11能理解公式的推導(dǎo)方法，并應(yīng)用它進(jìn)行相關(guān)計(jì)算專題一:自由落體運(yùn)動(dòng)◎知識(shí)梳理1．定義：物體從靜止開始下落，并只受重力作用的運(yùn)動(dòng)。2．規(guī)律：初速為0的勻加速運(yùn)動(dòng)，位移公式：，速度公式：v=gt3．兩個(gè)重要比值：相等時(shí)間內(nèi)的位移比1：3：5-----，相等位移上的時(shí)間比◎例題評(píng)析【例1】．建筑工人安裝塔手架進(jìn)行高空作業(yè)，有一名建筑工人由于不慎將抓在手中的一根長5m的鐵桿在豎直狀態(tài)下脫落了，使其做自由落體運(yùn)動(dòng)，鐵桿在下落過程中經(jīng)過某一樓層面的時(shí)間為0.2s，試求鐵桿下落時(shí)其下端到該樓層的高度？〔g＝10m/s2，不計(jì)樓層面的厚度〕【分析與解答】鐵桿下落做自由落體運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)經(jīng)過下面某一樓面時(shí)間Δt=0.2s，這個(gè)Δt也就是桿的上端到達(dá)該樓層下落時(shí)間tA與桿的下端到達(dá)該樓層下落時(shí)間tB之差，設(shè)所求高度為h，那么由自由落體公式可得到：tA－tB＝Δt解得h＝28.8m【例2】．在現(xiàn)實(shí)生活中，雨滴大約在1.5km左右的高空中形成并開始下落。計(jì)算一下，假設(shè)該雨滴做自由落體運(yùn)動(dòng)，到達(dá)地面時(shí)的速度是多少？你遇到過這樣快速的雨滴嗎？據(jù)資料顯示，落到地面的雨滴速度一般不超過8m/s，為什么它們之間有這么大的差異呢？【分析與解答】根據(jù)：可推出可見速度太大，不可能出現(xiàn)這種現(xiàn)象。[點(diǎn)評(píng)]實(shí)際上雨滴在下落過程所受空氣阻力和其速度是有關(guān)的,速度越大所受阻力也越大,落到地面之前已做勻速運(yùn)動(dòng).,專題二:勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律◎知識(shí)梳理1.常用的勻變速運(yùn)動(dòng)的公式有:eq\o\ac(○,1)vt=v0+ateq\o\ac(○,2)s=v0t+at2/2eq\o\ac(○,3)vt2=v02+2aseq\o\ac(○,4)S=(v0+vt)t/2eq\o\ac(○,5)〔1〕．說明：上述各式有V0，Vt，a，s，t五個(gè)量，其中每式均含四個(gè)量，即缺少一個(gè)量，在應(yīng)用中可根據(jù)量和待求量選擇適宜的公式求解。⑤式中T表示連續(xù)相等時(shí)間的時(shí)間間隔?！?〕．上述各量中除t外其余均矢量，在運(yùn)用時(shí)一般選擇取v0的方向?yàn)檎较?，假設(shè)該量與v0的方向相同那么取為正值，反之為負(fù)。對(duì)量代入公式時(shí)要帶上正負(fù)號(hào)，對(duì)未知量一般假設(shè)為正，假設(shè)結(jié)果是正值，那么表示與v0方向相同，反之那么表示與V0方向相反。另外，在規(guī)定v0方向?yàn)檎那疤嵯?，假設(shè)a為正值，表示物體作加速運(yùn)動(dòng)，假設(shè)a為負(fù)值，那么表示物體作減速運(yùn)動(dòng)；假設(shè)v為正值，表示物體沿正方向運(yùn)動(dòng)，假設(shè)v為負(fù)值，表示物體沿反向運(yùn)動(dòng)；假設(shè)s為正值，表示物體位于出發(fā)點(diǎn)的前方，假設(shè)S為負(fù)值，表示物體位于出發(fā)點(diǎn)之后?！?〕．注意：以上各式僅適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，包括有往返的情況，對(duì)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)和變加速運(yùn)動(dòng)均不成立?！蚶}評(píng)析【例3】從斜面上某一位置，每隔O.1s釋放一顆小球，在連續(xù)釋放幾顆后，對(duì)在斜面上滑動(dòng)的小球拍下照片，如下圖，測得SAB=15cm，SBC=(1)小球的加速度(2)拍攝時(shí)B球的速度VB(3)拍攝時(shí)SCD(4)A球上面滾動(dòng)的小球還有幾顆?【分析與解答】釋放后小球都做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，每相鄰兩球的時(shí)間問隔均為o.1s，可以認(rèn)為A、B、C、D各點(diǎn)是一個(gè)球在不同時(shí)刻的位置?！菊f明】利用推論結(jié)合根本公式求解運(yùn)動(dòng)學(xué)問題非常方便。【例4】跳傘運(yùn)發(fā)動(dòng)作低空跳傘表演，當(dāng)飛機(jī)離地面224m時(shí)，運(yùn)發(fā)動(dòng)離開飛機(jī)在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，立即翻開降落傘，展傘后運(yùn)發(fā)動(dòng)以12.5m/s2的平均加〔1〕運(yùn)發(fā)動(dòng)展傘時(shí)，離地面的高度至少為多少?著地時(shí)相當(dāng)于從多高處自由落下?〔2〕運(yùn)發(fā)動(dòng)在空中的最短時(shí)間為多少?【分析與解答】：運(yùn)發(fā)動(dòng)跳傘表演的過程可分為兩個(gè)階段，即降落傘翻開前和翻開后.由于降落傘的作用，在滿足最小高度且平安著地的條件下，可認(rèn)為vm=5m/s的著地速度方向是豎直向下的，〔1〕由公式vT2－v02＝2as可得第一階段：v2＝2gh1 ①第二階段：v2－vm2＝2ah2 ②又h1＋h2＝H ③解①②③式可得展傘時(shí)離地面的高度至少為h2＝99m.設(shè)以5m/s的速度著地相當(dāng)于從高處自由下落.那么＝=m＝1.25m.〔2〕由公式s=v0t＋at2可得：第一階段：h1＝gt12 ④第二階段：h2＝vt2－at22 ⑤又t=t1＋t2 ⑥解④⑤⑥式可得運(yùn)發(fā)動(dòng)在空中的最短時(shí)間為t=8.6s.【例5】以速度為10m/s勻速運(yùn)動(dòng)的汽車在第2s末關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，以后為勻減速運(yùn)動(dòng)，第3s內(nèi)平均速度是9m/s，那么汽車加速度是_______m/s2，汽車在10s內(nèi)的位移是_______m.【分析與解答】：第3s初的速度v0＝10m/s，第3.5s末的瞬時(shí)速度vt=9m/s〔推論〔2〕〕所以汽車的加速度：a==m/s2＝－2m/s2“－〞表示a的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反.汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后速度減到零所經(jīng)時(shí)間：t2＝=s=5s＜8s那么關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后汽車8s內(nèi)的位移為：s2＝=m＝25m前2s汽車勻速運(yùn)動(dòng)：s1＝v0t1＝10×2m＝20m汽車10s內(nèi)總位移：s=s1＋s2＝20m＋25m＝45m.說明：〔1〕求解剎車問題時(shí)，一定要判斷清楚汽車實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間.〔2〕此題求s2時(shí)也可用公式s=at2計(jì)算.也就是說“末速度為零的勻減速運(yùn)動(dòng)〞可倒過來看作“初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)〞.專題三．汽車做勻變速運(yùn)動(dòng)，追趕及相遇問題◎知識(shí)梳理在兩物體同直線上的追及、相遇或防止碰撞問題中關(guān)鍵的條件是：兩物體能否同時(shí)到達(dá)空間某位置.因此應(yīng)分別對(duì)兩物體研究，列出位移方程，然后利用時(shí)間關(guān)系、速度關(guān)系、位移關(guān)系解出.〔1〕追及追和被追的兩者的速度相等常是能追上、追不上、二者距離有極值的臨界條件.如勻減速運(yùn)動(dòng)的物體追從不同地點(diǎn)出發(fā)同向的勻速運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)，假設(shè)二者速度相等了，還沒有追上，那么永遠(yuǎn)追不上，此時(shí)二者間有最小距離.假設(shè)二者相遇時(shí)〔追上了〕，追者速度等于被追者的速度，那么恰能追上，也是二者防止碰撞的臨界條件；假設(shè)二者相遇時(shí)追者速度仍大于被追者的速度，那么被追者還有一次追上追者的時(shí)機(jī)，其間速度相等時(shí)二者的距離有一個(gè)較大值.再如初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的物體追趕同一地點(diǎn)出發(fā)同向勻速運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)，當(dāng)二者速度相等時(shí)二者有最大距離，位移相等即追上.〔2〕相遇同向運(yùn)動(dòng)的兩物體追及即相遇，分析同〔1〕.相向運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)各自發(fā)生的位移的絕對(duì)值的和等于開始時(shí)兩物體間的距離時(shí)即相遇.【例6】一列客車以v1的速度前進(jìn)，司機(jī)發(fā)現(xiàn)前面同一軌道上有一列貨車正以v2(v2<v1)的速度同向勻速前進(jìn)，貨車車尾距客車的距離為s。客車立即緊急剎車，剎車加速度大小為a=(v1-vz)2/4s．為防止相撞貨車必須同時(shí)加速行駛，貨車的加速度應(yīng)滿足的條件?【分析與解答】:解法一:設(shè)經(jīng)時(shí)間t，恰追上而不相撞時(shí)的加速度為a，那么：V1t-at2=v2t+sv1-at=v2所以當(dāng)時(shí)，兩車不會(huì)相撞．解法二:要使兩車不相撞，其位移關(guān)系應(yīng)為V1t-at2v2t+s對(duì)任一時(shí)間t，不等式都成立的條件為解法三:以前車為參照物，剎車后后車相對(duì)前車做初速度v0=v1-v2、加速度為a的勻減速直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)后車相對(duì)前車的速度減為零時(shí)，假設(shè)相對(duì)位移s/≤s，那么不會(huì)相撞．以兩物體運(yùn)動(dòng)的位移關(guān)系、時(shí)間關(guān)系、速度關(guān)系建立方程是解答追及相遇問題的最根本思路．特別注意第三種解法，這種巧取參考系，使兩者之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系更簡明的方法是要求同學(xué)們有一定的分析能力后才能逐步學(xué)會(huì)應(yīng)用的【例7】在鐵軌上有甲、乙兩列列車，甲車在前，乙車在后，分別以速度v1=15m/s),v2=40m/s做同向勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)甲、乙間距為1500m時(shí)，乙車開始剎車做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為O.2m/s2【分析與解答】由于乙車速度大于甲車的速度，因此，盡管乙車剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，速度開始減小，但其初始階段速度還是比甲車的大，兩車的距離還是在減小，當(dāng)乙車的速度減為和甲車的速度相等時(shí)，乙車的位移大于甲車相對(duì)乙車初始位置的位移，那么乙車就一定能追上甲車，設(shè)乙車速度減為v1=15m/s時(shí)，用的時(shí)間為t，那么有V1=v2-att=(v2-v1)/a=125s在這段時(shí)間里乙車的位移為S2==3437．5m在該時(shí)間內(nèi)甲車相對(duì)乙車初始位置的位移為S1=1500十v1t=3375m因?yàn)閟2>s1，所以乙車能追上甲車?！纠?】火車以速度v1勻速行駛，司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方同軌道上相距s處有另一列火車沿同方向以速度v2〔對(duì)地、且v1＞v2〕做勻速運(yùn)動(dòng)，司機(jī)立即以加速度a緊急剎車.要使兩車不相撞，a應(yīng)滿足什么條件?【分析與解答】：此題有多種解法.解法一：兩車運(yùn)動(dòng)情況如下圖，后車剎車后雖做勻減速運(yùn)動(dòng)，但在其速度減小至和v2相等之前，兩車的距離仍將逐漸減??；當(dāng)后車速度減小至小于前車速度，兩車距離將逐漸增大.可見，當(dāng)兩車速度相等時(shí)，兩車距離最近.假設(shè)后車減速的加速度過小，那么會(huì)出現(xiàn)后車速度減為和前車速度相等之前即追上前車，發(fā)生撞車事故；假設(shè)后車減速的加速度過大，那么會(huì)出現(xiàn)后車速度減為和前車速度相等時(shí)仍未追上前車，根本不可能發(fā)生撞車事故；假設(shè)后車加速度大小為某值時(shí)，恰能使兩車在速度相等時(shí)后車追上前車，這正是兩車恰不相撞的臨界狀態(tài)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的加速度即為兩車不相撞的最小加速度.綜上分析可知，兩車恰不相撞時(shí)應(yīng)滿足以下兩方程：v1t－a0t2＝v2t＋s v1－a0t＝v2 解之可得：a0＝.所以當(dāng)a≥時(shí)，兩車即不會(huì)相撞.解法二：要使兩車不相撞，其位移關(guān)系應(yīng)為v1t－at2≤s＋v2t即at2＋〔v2－v1〕t＋s≥0對(duì)任一時(shí)間t，不等式都成立的條件為Δ＝〔v2－v1〕2－2as≤0由此得a≥.解法三：以前車為參考系，剎車后后車相對(duì)前車做初速度v0＝v1－v2、加速度為a的勻減速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)后車相對(duì)前車的速度減為零時(shí)，假設(shè)相對(duì)位移≤s，那么不會(huì)相撞.故由＝=≤s得a≥.【例9】一輛摩托車行駛的最大速度為30m/s?，F(xiàn)讓該摩托車從靜止出發(fā)，要在4分鐘內(nèi)追上它前方相距1千米、正以25m/s的速度在平直公路上行駛的汽車，那么該摩托車行駛時(shí)，至少應(yīng)具有多大的加速度？【分析與解答】：假設(shè)摩托車一直勻加速追趕汽車。那么：V0t+S0……〔1〕a=〔m/s2〕……〔2〕摩托車追上汽車時(shí)的速度：V=at=0.24240=58(m/s)……〔3〕因?yàn)槟ν熊嚨淖畲笏俣葹?0m/s，所以摩托車不能一直勻加速追趕汽車。應(yīng)先勻加速到最大速度再勻速追趕。……〔4〕Vm≥at1……〔5〕由〔4〕〔5〕得：t1=40/3〔秒〕a=2.25(m/s)總結(jié)：〔1〕要養(yǎng)成根據(jù)題意畫出物體運(yùn)動(dòng)示意圖的習(xí)慣.特別對(duì)較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，畫出草圖可使運(yùn)動(dòng)過程直觀，物理圖景清晰，便于分析研究.〔2〕要注意分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程，搞清整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的轉(zhuǎn)換可分為哪幾個(gè)運(yùn)動(dòng)階段，各個(gè)階段遵循什么規(guī)律，各個(gè)階段間存在什么聯(lián)系.〔3〕由于本章公式較多，且各公式間有相互聯(lián)系，因此，本章的題目?？梢活}多解.解題時(shí)要思路開闊，聯(lián)想比擬，篩選最簡捷的解題方案.解題時(shí)除采用常規(guī)的公式解析法外，圖象法、比例法、極值法、逆向轉(zhuǎn)換法〔如將一勻減速直線運(yùn)動(dòng)視為反向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)〕等也是本章解題中常用的方法.力物體的平衡本章內(nèi)容是力學(xué)的根底，也是貫穿于整個(gè)物理學(xué)的核心內(nèi)容。本章從力的根本定義出發(fā)，通過研究重力、彈力、摩擦力，逐步認(rèn)識(shí)力的物質(zhì)性、力的矢量性、力的相互性，并通過受力分析，分析物體所處的狀態(tài)或從物體所處的平衡狀態(tài)，分析物體的受力情況。物體的受力分析法是物理學(xué)重要的分析方法。由于它的根底性和重要性，決定了這局部知識(shí)在高考中的重要地位。本章知識(shí)的考查重點(diǎn)是：①三種常見力，為每年高考必考內(nèi)容，明年乃至許多年后，仍將是頻繁出現(xiàn)的熱點(diǎn)。②力的合成與分解、共點(diǎn)力的平衡等在高考中或單獨(dú)出現(xiàn)或與動(dòng)力學(xué)、電磁學(xué)等相結(jié)合，或選擇或計(jì)算論述，或易或難，都要出現(xiàn)。核心知識(shí)課標(biāo)解讀力的概念1理解力是物體之間的相互作用，能找出施力物體和受力物體．2知道力的作用效果．3知道力有大小和方向，會(huì)畫出力的圖示或力的示意圖．4知道力的分類．重力確實(shí)概念5知道重力是地面附近的物體由于受到地球的吸引而產(chǎn)生的．6知道重力的大小和方向，會(huì)用公式Ｇ＝ｍｇ計(jì)算重力．7知道重心的概念以及均勻物體重心的位置．彈力的概念8知道什么是彈力以及彈力產(chǎn)生的條件．9能在力的圖示〔或力的示意圖〕中正確畫出彈力的方向．10知道如何顯示微小形變．胡克定律11知道在各種形變中，形變?cè)酱螅瑥椓υ酱螅?2知道胡克定律的內(nèi)容和適用條件．13對(duì)一根彈簧，會(huì)用公式ｆ＝ｋｘ進(jìn)行計(jì)算．摩擦力的概念14知道滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件，會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向．15會(huì)利用公式ｆ＝μＮ進(jìn)行計(jì)算，知道動(dòng)摩擦因數(shù)跟什么有關(guān)16知道靜摩擦產(chǎn)生的條件，會(huì)判斷靜摩擦力的方向．17知道最大靜摩擦力跟兩物間的壓力成正比二力平衡18知道什么是力的平衡．19知道二力平衡的條件．力的合成和分解20理解力的合成和合力的概念．21理解力的合成和合力的概念．22掌握平行四邊形定那么，會(huì)用作圖法、公式法求合力的大小和方向．23熟悉力的三角形法．24掌握平行四邊形定那么．25理解力的分解和分力的概念．理解力的分解是力的合成逆運(yùn)算，26會(huì)用作圖法求分力，會(huì)用直角三角形的知識(shí)計(jì)算分力矢量和標(biāo)量及運(yùn)算27知道什么是矢量，什么是標(biāo)量．28知道平行四邊形定那么是矢量加法運(yùn)算的普遍定那么．受力分析2初步熟悉物體的受力分析．專題一．力的概念、重力和彈力◎知識(shí)梳理要對(duì)力有深刻的理解，應(yīng)從以下幾個(gè)方面領(lǐng)會(huì)力的概念。1．力的本質(zhì)(1)力的物質(zhì)性：力是物體對(duì)物體的作用。提到力必然涉及到兩個(gè)物體一—施力物體和受力物體，力不能離開物體而獨(dú)立存在。有力時(shí)物體不一定接觸。(2)力的相互性：力是成對(duì)出現(xiàn)的，作用力和反作用力同時(shí)存在。作用力和反作用力總是等大、反向、共線，屬同性質(zhì)的力、分別作用在兩個(gè)物體上，作用效果不能抵消.(3)力的矢量性：力有大小、方向，對(duì)于同一直線上的矢量運(yùn)算，用正負(fù)號(hào)表示同一直線上的兩個(gè)方向，使矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算；這時(shí)符號(hào)只表示力的方向，不代表力的大小。(4)力作用的獨(dú)立性：幾個(gè)力作用在同一物體上，每個(gè)力對(duì)物體的作用效果均不會(huì)因其它力的存在而受到影響，這就是力的獨(dú)立作用原理。2．力的作用效果力對(duì)物體作用有兩種效果：一是使物體發(fā)生形變_，二是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這兩種效果可各自獨(dú)立產(chǎn)生，也可能同時(shí)產(chǎn)生。通過力的效果可檢驗(yàn)力的存在。3．力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)完整表述一個(gè)力時(shí)，三要素缺一不可。當(dāng)兩個(gè)力F1、F2的大小、方向均相同時(shí)，我們說F1=F2，但是當(dāng)他們作用在不同物體上或作用在同一物體上的不同點(diǎn)時(shí)可以產(chǎn)生不同的效果。力的大小可用彈簧秤測量，也可通過定理、定律計(jì)算，在國際單位制中，力的單位是牛頓，符號(hào)是N。4．力的圖示和力的示意圖(1)力的圖示：用一條有向線段表示力的方法叫力的圖示，用帶有標(biāo)度的線段長短表示大小，用箭頭指向表示方向，作用點(diǎn)用線段的起點(diǎn)表示。(2)力的示意圖：不需畫出力的標(biāo)度，只用一帶箭頭的線段示意出力的大小和方向。5．力的分類(1)性質(zhì)力：由力的性質(zhì)命名的力。如；重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力、分子力等。(2)效果力：由力的作用效果命名的力。如：拉力、壓力、支持力、張力、下滑力、分力：合力、動(dòng)力、阻力、沖力、向心力、回復(fù)力等。6．重力〔1〕．重力的產(chǎn)生：重力是由于地球的吸收而產(chǎn)生的,重力的施力物體是地球。〔2〕．重力的大?。篹q\o\ac(○,1)由G=mg計(jì)算，g為重力加速度，通常在地球外表附近，g取9.8米／秒2，表示質(zhì)量是1千克的物體受到的重力是9.8牛頓。eq\o\ac(○,2)由彈簧秤測量：物體靜止時(shí)彈簧秤的示數(shù)為重力大小?！?〕．重力的方向：重力的方向總是豎直向下的，即與水平面垂直，不一定指向地心.重力是矢量。〔4〕．重力的作用點(diǎn)——重心eq\o\ac(○,1)物體的各局部都受重力作用，效果上,認(rèn)為各局部受到的重力作用都集中于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是重力的作用點(diǎn)，叫做物體的重心。eq\o\ac(○,2)重心跟物體的質(zhì)量分布、物體的形狀有關(guān)，重心不一定在物體上。質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)那么的物體其重心在物體的幾何中心上?！?〕．重力和萬有引力重力是地球?qū)ξ矬w萬有引力的一個(gè)分力，萬有引力的另一個(gè)分力提供物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力，同一物體在地球上不同緯度處的向心力大小不同，但由此引起的重力變化不大，一般情況可近似認(rèn)為重力等于萬有引力，即：mg=GMm/R2。除兩極和赤道外，重力的方向并不指向地心。重力的大小及方向與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，在加速運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中，例如：發(fā)生超重和失重的現(xiàn)象時(shí)，重力的大小仍是mg7．彈力1．產(chǎn)生條件：(1)物體間直接接觸；(2)接觸處發(fā)生形變(擠壓或拉伸)。2．彈力的方向：彈力的方向與物體形變的方向相反，具體情況如下：(1)輕繩只能產(chǎn)生拉力，方向沿繩指向繩收縮的方向.(2)彈簧產(chǎn)生的壓力或拉力方向沿彈簧的軸線。(3)輕桿既可產(chǎn)生壓力，又可產(chǎn)生拉力，且方向沿桿。3．彈力的大小彈力的大小跟形變量的大小有關(guān)。eq\o\ac(○,1)彈簧的彈力，由胡克定律F=kx,k為勁度系數(shù)，由本身的材料、長度、截面積等決定，x為形變量，即彈簧伸縮后的長度L與原長Lo的差：x=|L-L0|，不能將x當(dāng)作彈簧的長度Leq\o\ac(○,2)一般物體所受彈力的大小，應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用平衡條件和牛頓運(yùn)動(dòng)定律計(jì)算，例2小車的例子就說明這一點(diǎn)?！蚶}評(píng)析【例1】以下關(guān)于力的說法中，正確的選項(xiàng)是()A．只有相互接觸的兩物體之間才會(huì)產(chǎn)生力的作用B．力是不能離開物體而獨(dú)立存在的，一個(gè)力既有施力物體，又有受力物體C．一個(gè)物體先對(duì)別的物體施加力后，才能受到反作用力D．物體的施力和受力是同時(shí)的【分析與解答】力是物體間的相互作用，不一定發(fā)生在直接接觸的物體間，直接接觸而發(fā)生的作用叫接觸力，如彈力、摩擦力；通過場發(fā)生的作用叫場力，如重力、電場力、磁場力等。物體的施力和受力不分先后，總是同時(shí)的。正確答案為B、D【例2】關(guān)于物體的重心，以下說法正確的選項(xiàng)是A．物體的重心一定在該物體上B．形狀規(guī)那么的物體，重心就在其中心處C．用一根懸線掛起的物體靜止時(shí)，細(xì)線方向一定通過物體的重心D．重心是物體上最重的一點(diǎn)【分析與解答】重心是物體各局部的重力的合力的作用點(diǎn)，薄板物體的重心位置可以用懸掛法確定，其他形狀的物體重心位置也可以用懸掛法想象的討論。重心不一定在物體上，也當(dāng)然不是物體中最、重的一點(diǎn)，故AB錯(cuò)，(如一根彎曲的桿，其重心就不在桿上)用懸線掛起物體處于靜止時(shí)，由二力平衡原理知細(xì)線拉力必與重力等大、反向、共線，故C正確?！纠?】如下圖，小車上固定一根折成α角的曲桿，桿的另一端一固定一質(zhì)量為m的球，那么當(dāng)小車靜止時(shí)和以加速度a向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)桿對(duì)球的彈力大小及方向如何?【分析與解答】當(dāng)小車靜止時(shí)，根據(jù)物體平衡條件可知，桿對(duì)球的彈力方向豎直向上，大小等于mg。當(dāng)小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)小球受的彈力F與豎直方向成θ角，如下圖，根據(jù)牛頓第二定律，有：Fsinθ=maFcosθ=mg解得：F=tanθ=a/g可見，桿對(duì)球彈力的方向與加速度大小有關(guān)，只有當(dāng)加速度a=gtanα、且方向向右時(shí)，桿對(duì)球的彈力才沿著桿；否那么不沿桿的方向。(4)面與面、點(diǎn)與面接觸的壓力或支持力的方向總垂直于接觸面，指向被壓或被支持的物體，如下圖，球和桿所受彈力的示意圖。【例4】在一粗糙水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的木塊1和2，中間用一原長為ι、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來，如圖甲所示．木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用一水平力向右拉木塊2，當(dāng)兩木塊一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)兩木塊之間的距離是()【分析與解答】:方法一選連接體為研究對(duì)象，對(duì)它進(jìn)行受力分析，其受力如圖乙所示．對(duì)連接體整體，由三力平衡得F-Fl-F2=0，其中，F(xiàn)1=μm1g，F(xiàn)2=μm2g．選木塊2為研究對(duì)象，其受力如圖丙所示，由三力平衡得F-F2-F彈=O，其中，F(xiàn)綜合以上各式得，F(xiàn)彈=μm1g．設(shè)彈簧的伸長長度為ι，由胡克定律得F彈即x=μm1g/k．所以當(dāng)兩木塊一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)兩木塊之間的距離為ι+x=ι+μm1g/k方法二選木塊l為研究對(duì)象，其受力如圖丁所示，由二力平衡得F彈-F1=0，而F1=μm1g，由以上兩式得F彈=μmlg．參照方法一，所求距離是ι+μmlg/專題二．摩擦力◎知識(shí)梳理摩擦力有滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力兩種，它們的產(chǎn)生條件和方向判斷是相近的。．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(duì)運(yùn)動(dòng)(滑動(dòng)摩擦力)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(靜摩擦力)。注意：不能絕對(duì)地說靜止物體受到的摩擦力必是靜摩擦力，運(yùn)動(dòng)的物體受到的摩擦力必是滑動(dòng)摩擦力。靜摩擦力是保持相對(duì)靜止的兩物體之間的摩擦力，受靜摩擦力作用的物體不一定靜止?；瑒?dòng)摩擦力是具有相對(duì)滑動(dòng)的兩個(gè)物體之間的摩擦力，受滑動(dòng)摩擦力作用的兩個(gè)物體不一定都滑動(dòng)。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(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)：運(yùn)動(dòng)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：相對(duì)運(yùn)動(dòng)是以相互作用的另一物體為參考系的運(yùn)動(dòng)，與以地面為參考系的運(yùn)動(dòng)不同，故摩擦力是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其方向不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。例如：站在公共汽車上的人，當(dāng)人隨車一起啟動(dòng)(即做加速運(yùn)動(dòng))時(shí)，如下圖，受重力G、支持力N、靜摩擦力f的作用。當(dāng)車啟動(dòng)時(shí)，人相對(duì)于車有向后的運(yùn)動(dòng)趨勢，車給人向前的靜摩擦力作用；此時(shí)人隨車向前運(yùn)動(dòng)，受靜摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同。3．摩擦力的大?。?1)靜摩擦大小跟物體所受的外力及物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，只能根據(jù)物體所處的狀態(tài)(平衡或加速)由平衡條件或牛頓定律求解。靜摩擦力的變化存在一個(gè)最大值-----最大靜摩擦力，即物體將要開始相對(duì)滑動(dòng)時(shí)摩擦力的大小(最大靜摩擦力與正壓力成正比)。(2)滑動(dòng)摩擦力與正壓力成正比，即f=,μ為動(dòng)摩擦因數(shù)，與接觸面材料和粗糙程度有關(guān)；N指接觸面的壓力，并不總等于重力?！蚶}評(píng)析【例5】如右圖所示，質(zhì)量為m的木塊在傾角為θ的斜面上沿不同方向以不同速度Vl、V2、V3滑行時(shí)，小木塊受到的滑動(dòng)摩擦力多大?斜面受到的滑動(dòng)摩擦力多大?(木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ)．【分析與解答】：①(公式法)不管小木塊沿斜面向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，其受到斜面支持力N都等于mgcosθ，故小木塊受到的滑動(dòng)摩擦力均為：f=μN(yùn)=μmgcosθ②木塊受斜面的滑動(dòng)摩擦力為f=μmgcosθ，那么由牛頓第三定律知，斜面受木塊的滑動(dòng)摩擦力大小也為f=μmgcosθ【例6】如以下圖所示，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(yùn)動(dòng)，那么()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，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，那么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(yùn)動(dòng)，所以A物體不受靜摩擦力作用，這樣就排除了A、B兩項(xiàng)的正確性．c、D兩項(xiàng)中哪個(gè)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物體不受靜摩擦力作用，那么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(yùn)動(dòng)．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(xiàng)是不正確的．答案：D專題三．力的合成與分解◎知識(shí)梳理1．力的合成利用一個(gè)力(合力)產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力(分力)共同作用產(chǎn)生的效果相同，而做的一種等效替代。力的合成必須遵循物體的同一性和力的同時(shí)性?！?〕合力和分力:如果一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)力就叫那幾個(gè)力的合力，那幾個(gè)力就叫這個(gè)力的分力。合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)系，即一個(gè)力假設(shè)分解為兩個(gè)分力，在分析和計(jì)算時(shí)，考慮了兩個(gè)分力的作用，就不可考慮這個(gè)力的作用效果了；反過來，假設(shè)考慮了合力的效果，也就不能再去重復(fù)考慮各個(gè)分力的效果。〔2〕．共點(diǎn)力物體同時(shí)受幾個(gè)力作用，如果這些力的作用線交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力。如圖(a)所示，為一金屬桿置于光滑的半球形碗中。桿受重力及A、B兩點(diǎn)的支持力三個(gè)力的作用；N1作用線過球心，N2作用線垂直于桿，當(dāng)桿在作用線共面的三個(gè)非平行力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，這三力的作用線必匯于一點(diǎn)，所以重力G的作用線必過N1、N2的交點(diǎn)0；圖(b)為豎直墻面上掛一光滑球，它受三個(gè)力：重力、墻面彈力和懸線拉力，由于球光滑，它們的作用線必過球心?！?〕力的合成定那么：eq\o\ac(○,1)平行四邊形定那么：求共點(diǎn)力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的線段為鄰邊作平行四邊形，它的對(duì)角線即表示合力的大小和方向，如圖a。eq\o\ac(○,2)三角形定那么：求F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的有向線段首尾相接，從F1的起點(diǎn)指向F2的末端的有向線段就表示合力F的大小和方向，如圖b。2．合力的計(jì)算(1)合力的大?。杭僭O(shè)兩個(gè)共點(diǎn)力F1，F(xiàn)2的夾角為θ，根據(jù)余弦定理,其合力大小為:.合力的范圍是：|F1-F2|≤F≤F1+F2，還可以看出：合力可能大于分力，可能小于分力，也可能等于分力。(合力與分力的關(guān)系就是平行四邊形的對(duì)角線與鄰邊的關(guān)系；對(duì)角線可以大于鄰邊，也可以小于鄰邊，還可以等于鄰邊；合力與分力的關(guān)系還可以看成是三角形三邊的關(guān)系，任意兩邊之和大于第三邊，任意兩邊之差小于第三邊)(2)合力的方向：假設(shè)F與F1的夾角為，那么：tan=,當(dāng)時(shí)tan=(3)同一直線上的矢量運(yùn)算：幾個(gè)力在一條直線上時(shí)，先在此直線上選定正方向，與其同向的力取正值，反之取負(fù)值，然后進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算求其合力。這時(shí)“+〞或“-〞只代表方向，不代表大小。(4)同一根輕繩中各處張力相等，此外當(dāng)大小相等的兩力夾角為1200時(shí)，合力大小等于兩分力大?。?．力的分解(1)在分解某個(gè)力時(shí)，要根據(jù)這個(gè)力產(chǎn)生的實(shí)際效果或按問題的需要_進(jìn)行分解．(2)有確定解的條件：①合力和兩個(gè)分力的方向，求兩個(gè)分力的大?。?有唯一解)②合力和一個(gè)分力的大小與方向，求另一個(gè)分力的大小和方向．(有一組解或兩組解)③合力、一個(gè)分力F1的大小與另一分力F2的方向，求F1的方向和F2的大小．(有兩個(gè)或唯一解)(3)力的正交分解：將力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法．利用力的正交分解法可以求幾個(gè)共點(diǎn)力的合力，它能使不同方向的矢量運(yùn)算簡化為同一直線上的矢量運(yùn)算．力的分解問題的關(guān)鍵是根據(jù)力的作用效果，畫出力的平行四邊形，接著就轉(zhuǎn)化為一個(gè)根據(jù)知邊角關(guān)系求解的幾何問題。4、處理力的合成與分解問題的方法1．力的圖示法：按力的圖示作平行四邊形，然后量出對(duì)角線的長短并找出方向．2．代數(shù)計(jì)算法：由正弦或余弦定理解三角形求解．3．正交分解法：將各力沿互相垂直的方向先分解，然后求出各方向的合力，再合成．4．多邊形法：將各力的首尾依次相連，由第一個(gè)力的始端指向最后一個(gè)力的尾端的有向線段表示合力的大小和方向．◎例題評(píng)析【例7】．在傾角為α的斜面上，放一質(zhì)量為m的光滑小球，小球被豎直的木板擋住，那么球?qū)π泵娴膲毫?)【分析與解答】：小球的重力產(chǎn)生兩個(gè)效果：水平擠壓木板；垂直斜面方向壓緊斜面．故可將重力沿水平方向和垂直斜面方向分解為Fl、F2如右圖所示，根據(jù)平行四邊形定那么，可得：F=mg/cosα．答案：C【例8】分解一個(gè)力，假設(shè)它的一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向，以下正確的選項(xiàng)是()A．只有唯一組解B．一定有兩組解C．可能有無數(shù)組解D．可能有兩組解專題四．受力分析◎知識(shí)梳理受力分析就是把研究對(duì)象在給定物理環(huán)境中所受到的力全部找出來，并畫出相應(yīng)受力圖。1．受力分析的依據(jù)(1)依據(jù)各種力的產(chǎn)生條件和性質(zhì)特點(diǎn)，每種力的產(chǎn)生條件提供了其存在的可能性，由于力的產(chǎn)生原因不同，形成不同性質(zhì)的力，這些力又可歸結(jié)為場力和接觸力，接觸力(彈力和摩擦力)確實(shí)定是難點(diǎn)，兩物體直接接觸是產(chǎn)生彈力、摩擦力的必要條件，彈力產(chǎn)生原因是物體發(fā)生形變，而摩擦力的產(chǎn)生，除物體間相互擠壓外，還要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢。(2)依據(jù)作用力和反作用力同時(shí)存在，受力物體和施力物體同時(shí)存在。一方面物體所受的每個(gè)力都有施力物體和它的反作用力，找不到施力物體的力和沒有反作用力的力是不存在的；另一方面，依據(jù)作用力和反作用力的關(guān)系，可靈活變換研究對(duì)象，由作用力判斷出反作用力。(3)依據(jù)物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：有些力存在與否或者力的方向較難確定，要根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用物體的平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律判斷。2．受力分析的程序(1)根據(jù)題意選取研究的對(duì)象．選取研究對(duì)霖豹原慰是要使對(duì)留題懿研窮盡量藩侵j研究對(duì)象可以是單個(gè)物體或物體的某一局部，也可以是由幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)．(2)把研究對(duì)象從周圍的物體中隔離出來，為防止漏掉某個(gè)力，要養(yǎng)成按一般步驟分析的好習(xí)慣．一般應(yīng)先分析重力；然后環(huán)繞物體一周，找出跟研究對(duì)象接觸的物體，并逐個(gè)分析這些物體對(duì)研究對(duì)象的彈力和摩擦力；最后再分析其他場力(電場力、磁場力)等．(3)每分析一個(gè)力，都要想一想它的施力物體是誰，這樣可以防止分析出某些不存在的力．如豎直上拋的物體并不受向上的推力，而剎車后靠慣性滑行的汽車也不受向前的“沖力〞．(4)畫完受力圖后要進(jìn)行定性檢驗(yàn)，看一看根據(jù)你畫的受力圖，物體能否處于題目中所給的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．3．受力分析的考前須知(1)只分析研究對(duì)象所受的力，不分析研究對(duì)象對(duì)其他物體所施的力．(2)只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力．(3)每分析一個(gè)力，都應(yīng)找出施力物體．(4)合力和分力不能同時(shí)作為物體所受的力．4．受力分析的常用方法：隔離法和整體法〔1〕．隔離法為了弄清系統(tǒng)(連接體)內(nèi)某個(gè)物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況，一般可采用隔離法．運(yùn)用隔離法解題的根本步驟是：eq\o\ac(○,1)明確研究對(duì)象或過程、狀態(tài)；eq\o\ac(○,2)將某個(gè)研究對(duì)象、某段運(yùn)動(dòng)過程或某個(gè)狀態(tài)從全過程中隔離出來；eq\o\ac(○,3)畫出某狀態(tài)下的受力圖或運(yùn)動(dòng)過程示意圖；eq\o\ac(○,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(dòng)時(shí)，一般可采用整體法．運(yùn)用整體法解題的根本步驟是：eq\o\ac(○,1)明確研究的系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)的全過程；eq\o\ac(○,2)畫出系統(tǒng)整體的受力圖和運(yùn)動(dòng)全過程的示意圖；eq\o\ac(○,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交叉運(yùn)用，從而優(yōu)化解題思路和方法，使解題簡捷明快．◎例題評(píng)析【例9】如下圖，斜面小車M靜止在光滑水平面上，一邊緊貼墻壁。假設(shè)再在斜面上加一物體m，且M、m相對(duì)靜止，試分析小車受哪幾個(gè)力的作用【分析與解答】對(duì)M和m整體分析，它們必受到重力和地面支持力，由于小車靜止，由平衡條件知墻面對(duì)小車必?zé)o作用力。以小車為研究對(duì)象，如下圖，它受四個(gè)力：重力Mg，地面的支持力FN，，m對(duì)它的壓力F2和靜摩擦力f，由于m靜止，可知f和FN的合力必豎直向下?！菊f明】M與墻有接觸，但是否有擠壓，應(yīng)由M和m的狀態(tài)決定。假設(shè)m沿M加速下滑，加速度為a，那么墻對(duì)M就有彈力作用，彈力FN水平.【注意】①為防止丟力，在分析接觸力時(shí)應(yīng)繞研究對(duì)象觀察一周，對(duì)每個(gè)接觸點(diǎn)要逐一分析。②不能把作用在其它物體上的力錯(cuò)誤地認(rèn)為通過力的傳遞作用在研究對(duì)象上。③正確畫出受力示意圖。畫圖時(shí)要標(biāo)清力的方向，對(duì)不同的力標(biāo)示出不同的符號(hào)?！纠?0】一個(gè)底面粗糙，質(zhì)量為M的劈放在粗糙水平面上，劈的斜面光滑且與水平面夾角為300，現(xiàn)用一端固定的輕繩系一質(zhì)量為m的小球，小球與斜面的夾角為30。，如下圖。(1)當(dāng)劈靜止時(shí)繩子中拉力大小為多少?(2)假設(shè)地面對(duì)劈的最大靜摩擦力等于地面對(duì)劈的支持力的岸倍，為使整個(gè)系統(tǒng)靜止，值必須符合什么條件?【分析與解答】(1)以水平方向?yàn)閤軸，建立坐標(biāo)系，并受力分析如下圖。(2)以劈和小球整體為研究對(duì)象，受力分析如圖ACBFα【例11】如下圖，質(zhì)量為m，橫截面為直角三角形的物塊ABC，，AB邊靠在豎直墻面上，F(xiàn)是垂直于斜面BCACBFα【分析與解】：物塊ABC受到重力、墻的支持力、摩擦力及推力四個(gè)力作用而平衡，由平衡條件不難得出靜摩擦力大小為。ABCFθθ【例12】如下圖，物體的質(zhì)量為2kgABCFθθ【分析與解】：作出A受力圖如圖28所示，由平衡條件有：F.cosθ-F2-F1cosθ=0,Fsinθ+F1sinθ-mg=0GF2F1FxyθθGF2F1Fxyθθ專題五．共點(diǎn)力作用下物體的平衡◎知識(shí)梳理1．共點(diǎn)力的判別：同時(shí)作用在同一物體上的各個(gè)力的作用線交于一點(diǎn)就是共點(diǎn)力。這里要注意的是“同時(shí)作用〞和“同一物體〞兩個(gè)條件，而“力的作用線交于一點(diǎn)〞和“同一作用點(diǎn)〞含義不同。當(dāng)物體可視為質(zhì)點(diǎn)時(shí)，作用在該物體上的外力均可視為共點(diǎn)力：力的作用線的交點(diǎn)既可以在物體內(nèi)部，也可以在物體外部。，2．平衡狀態(tài)：對(duì)質(zhì)點(diǎn)是指靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的物體是指靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。(1)二力平衡時(shí)，兩個(gè)力必等大、反向、共線；(2)三力平衡時(shí)，假設(shè)是非平行力，那么三力作用線必交于一點(diǎn)，三力的矢量圖必為一閉合三角形；(3)多個(gè)力共同作用處于平衡狀態(tài)時(shí)，這些力在任一方向上的合力必為零；(4)多個(gè)力作用平衡時(shí)，其中任一力必與其它力的合力是平衡力；(5)假設(shè)物體有加速度，那么在垂直加速度的方向上的合力為零。3．平衡力與作用力、反作用力一對(duì)平衡力一對(duì)作用力與反作用力作用對(duì)象只能是同一物體，分別作用在兩個(gè)物體上力的性質(zhì)可以是不同性質(zhì)的力一定是同一性質(zhì)的力作用效果二者的作用相互抵消各自產(chǎn)生自己的效果，互不影響。共同點(diǎn)：一對(duì)平衡力和一對(duì)作用力反作用力都是大小相等、方向相反，作用在一條直線上的兩個(gè)力。【注意】①一個(gè)力可以沒有平衡力，但一個(gè)力必有其反作用力。②作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失；對(duì)于一對(duì)平衡力，其中一個(gè)力存在與否并不一定影響另一個(gè)力的存在。4．正交分解法解平衡問題正交分解法是解共點(diǎn)力平衡問題的根本方法，其優(yōu)點(diǎn)是不受物體所受外力多少的限制。解題依據(jù)是根據(jù)平衡條件，將各力分解到相互垂直的兩個(gè)方向上。正交分解方向確實(shí)定：原那么上可隨意選取互相垂直的兩個(gè)方向；但是，為解題方便通常的做法是：①使所選取的方向上有較多的力；②選取運(yùn)動(dòng)方向和與其相垂直的方向?yàn)檎环纸獾膬蓚€(gè)方向。在直線運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)方向上可以根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程，與其相垂直的方向上受力平衡，可根據(jù)平衡條件列方程。③使未知的力特別是不需要的未知力落在所選取的方向上，從而可以方便快捷地求解。解題步驟為：選取研究對(duì)象一受力分析一建立直角坐標(biāo)系一找角、分解力一列方程一求解。◎例題評(píng)析【例13】如下圖，一個(gè)半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)外表及碗口是光滑的。一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為ml和mz的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，質(zhì)量為m1的小球與0點(diǎn)的連線與水平線的夾角為α=600，兩小球的質(zhì)量比為()【分析與解答】質(zhì)量為m1的小球受力情況：重力m1g下；碗對(duì)小球的支持力N，方向沿半徑方向斜向上；繩對(duì)小球的拉力T，沿繩子方雨斜向上。利用分解法或合成法處理三力平衡，并考慮T=m2g，得m2/m1=/3。【答案】A【說明】(1)解答此題只需由平時(shí)掌握的隔離體法，分別對(duì)m1mz進(jìn)行受力分析。由平衡條件和牛頓第三定律即可求解。(2)力的合成與分解也是解此題的核心之一。專題六．動(dòng)態(tài)平衡問題分析◎知識(shí)梳理1．所謂動(dòng)態(tài)平衡問題是指通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化，而在這個(gè)過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)中．2．圖解分析法對(duì)研究對(duì)象在狀態(tài)變化過程中的假設(shè)干狀態(tài)進(jìn)行受力分析，依據(jù)某一參量的變化，在同一圖中做出物體在假設(shè)干狀態(tài)下力的平衡圖(力的平行四邊形)，再由動(dòng)態(tài)力的四邊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．動(dòng)態(tài)平衡中各力的變化情況是一種常見類型．總結(jié)其特點(diǎn)有：合力大小和方向不變；一個(gè)分力的方向不變，分析另一個(gè)分力方向變化時(shí)兩個(gè)分力大小的變化情況．用圖解法具有簡單、直觀的優(yōu)點(diǎn)．例題評(píng)析【例14】如下圖，質(zhì)量為m的球放在傾角為a的光滑斜面上，試分析擋板Ao與斜面間的傾角多大時(shí)，Ao所受壓力最小?【分析與解答】雖然題目問的是擋板AO的受力情況，但假設(shè)直接以擋板為研究對(duì)象，因擋板所受力均為未知力，將無法得出結(jié)論。以球?yàn)檠芯繉?duì)象。球所受重力mg產(chǎn)生的效果有兩個(gè)：對(duì)斜面產(chǎn)生了壓力F1，對(duì)擋板產(chǎn)生了壓力F2。根據(jù)重力產(chǎn)生的效果將重力分解，如下圖。當(dāng)擋板與斜面的夾角由圖示位置變化時(shí)，F(xiàn)1大小改變，但方向不變，始終與斜面垂直，F(xiàn)2的大小、方向均改變(圖中畫出一系列虛線表示變化的F2)。由圖可看出，當(dāng)F2與F1垂直時(shí)，擋板AO所受壓力最小，最小壓力F2=mgsin．根據(jù)力的平行四力形法那么或三角形法那么，畫一系列的圖示在作題時(shí)是非常實(shí)用的。【例15】如下圖，滑輪本身的質(zhì)量忽略不計(jì)，滑輪軸。安在一根輕木桿B上，一根輕繩Ac繞過滑輪，A端固定在墻上，且繩保持水平，C端下面掛一個(gè)重物，B0與豎直方向夾角θ=45。，系統(tǒng)保持平衡。假設(shè)保持滑輪的位置不變，改變?chǔ)鹊拇笮?，那么滑輪受到木桿的彈力大小變化情況是()A．只有角θ變小，彈力才變大B．只有角θ變大，彈力才變大C．不管角θ變大或變小，彈力都變大D．不管角θ變大或變小，彈力都不變【分析與解答】輕木桿B對(duì)滑輪軸0的彈力不一定沿著輕木桿B的線度本身，而應(yīng)當(dāng)是根據(jù)滑輪處于平衡狀態(tài)來進(jìn)行推斷，從而得出其方向和大小。TA=Tc=G．TA和Tc夾角900不變，所以TA和TC對(duì)滑輪作用力不變。而滑輪始終處于平衡，所以輕木桿B對(duì)滑輪作用力不變。即與θ無關(guān)，選項(xiàng)D正確?！敬鸢浮緿專題七．實(shí)驗(yàn)：互成角度的兩個(gè)力的合成◎知識(shí)梳理1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證平行四邊形定那么2．驗(yàn)證原理如果兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力F。、F。作用于橡皮筋的結(jié)點(diǎn)上，與只用一個(gè)力F’作用于橡皮筋的結(jié)點(diǎn)上，所產(chǎn)生的效果相同(橡皮條在相同方向上伸長相同的長度)，那么，F(xiàn)’就是F1和F2的合力。根據(jù)平行四邊形定那么作出兩共點(diǎn)力F1和F2的合力F的圖示，應(yīng)與F’的圖示等大同向。3．實(shí)驗(yàn)器材方木板一塊；白紙；彈簧秤(兩只)；橡皮條；細(xì)繩套(兩個(gè))；三角板；刻度尺；圖釘(幾個(gè))；細(xì)芯鉛筆。4．實(shí)驗(yàn)步驟①用圖釘把白紙釘在方木板上。②把方木板平放在桌面上，用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套。(固定點(diǎn)A在紙面外)③用兩只彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置o(如圖1～133所示)。(位置0須處于紙面以內(nèi))④用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)0的位置和兩條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧秤的讀數(shù)。⑤從力的作用點(diǎn)(位置o)沿著兩條繩套的方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧秤的拉力F，和F：的圖示，并用平行四邊形定那么作出合力F的圖示。⑥只用一只彈簧秤通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置o，記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩的方向。用刻度尺從。點(diǎn)按同樣標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧秤的拉力F’的圖示。⑦比擬力F’的圖示與合力F的圖示，看兩者是否等長，同向。⑧改變兩個(gè)力F1和F2的大小和夾角，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。5．考前須知①不要直接以橡皮條端點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，可拴一短細(xì)繩再連兩細(xì)繩套，以三繩交點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，應(yīng)使結(jié)點(diǎn)小些，以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點(diǎn)O的位置。②不要用老化的橡皮條，檢查方法是用一個(gè)彈簧秤拉橡皮條，要反復(fù)做幾次使橡皮條拉伸到相同的長度看彈簧秤讀數(shù)有無變化。③A點(diǎn)應(yīng)選在靠近木板上邊中點(diǎn)為宜，以使。點(diǎn)能確定在紙的上側(cè)，結(jié)點(diǎn)O的定位要力求準(zhǔn)確，同一次實(shí)驗(yàn)中橡皮條拉長后的結(jié)點(diǎn)位置0必須保持不變。④彈簧秤在使用前應(yīng)將其水平放置，然后檢查、校正零點(diǎn)。將兩彈簧秤互相鉤著水平拉伸，選擇兩只讀數(shù)完全一致的彈簧秤使用。⑤施加拉力時(shí)要沿彈簧秤軸線方向，并且使拉力平行于方木板。⑥使用彈簧秤測力時(shí)，拉力適當(dāng)?shù)卮笠恍?。⑦畫力的圖示時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度，盡量使圖畫得大一些，要嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形。特別說明：eq\o\ac(○,1)．實(shí)驗(yàn)采用了等效的方法：實(shí)驗(yàn)中，首先用兩只彈簧秤通過細(xì)繩互成角度地拉一端固定的橡皮條，使細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)延伸至某一位置O，再用一只彈簧秤拉橡皮條，并使其結(jié)點(diǎn)位置相同，以保證兩只彈簧秤的拉力的共同作用效果跟原來一只彈簧秤的拉力的效果相同，假設(shè)按平行四邊形定那么求出的合力的大小和方向跟第二次一只彈簧秤的拉力的大小和方向完全相同，或者誤差很小，這就驗(yàn)證了互成角度的共點(diǎn)力合成的平行四邊形定那么的正確性。eq\o\ac(○,2)在做到兩共點(diǎn)力F1、F2與F’等效的前提下，準(zhǔn)確做出F1和F2的圖示，用平行四邊形定那么做出其合力F的圖示，以及F’的圖示是本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，為此，要求F1、F2的大小方向，須記錄準(zhǔn)確，做圖示時(shí)要選擇適宜的標(biāo)度，以使所做平行四邊形盡量大，畫平行四邊形的平行線時(shí)，要用兩只三角板或一只三角板和一把直尺，嚴(yán)格作圖。eq\o\ac(○,3)．實(shí)驗(yàn)誤差的來源與分析本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源除彈簧測力計(jì)本身的誤差外，還出現(xiàn)讀數(shù)誤差、作圖誤差。因此，讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄，兩力的對(duì)邊一定要平行，兩個(gè)分力F1、F2問夾角越大，用平行四邊形作用得出的合力F的誤差F就越大，所以，實(shí)驗(yàn)中不要把取得太大。本實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍是：力的大小F≤5％F，F(xiàn)’與F的夾角≤70。◎例題評(píng)析【例16】在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定那么〞實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個(gè)彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點(diǎn)。以下操作中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．同一次實(shí)驗(yàn)過程中，O位置允許變動(dòng)B．實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧秤刻度C．實(shí)驗(yàn)中，先將其中一個(gè)彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤的大小和方向，把橡皮條另一端拉到0點(diǎn)D．實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的另一端拉到。點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)彈簧秤之間夾角應(yīng)取90。，以便于算出合力大小【分析與解答】在同一次實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)力F。和F2的作用效果與一個(gè)力F’的作用效果相同，這個(gè)力F’才是F，與F2的合力，這個(gè)作用效果相同與否就是通過兩次拉橡皮條時(shí)結(jié)點(diǎn)位置是否到達(dá)同一個(gè)位置來表達(dá)的，所以在同一次實(shí)驗(yàn)過程中，結(jié)點(diǎn)0的位置不允許變動(dòng)，A選項(xiàng)是錯(cuò)誤的；為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)眼睛必須正視彈簧秤的刻度，所以選項(xiàng)B是正確的；由力的平行四邊形定那么可知如果在實(shí)驗(yàn)中先將其中一個(gè)彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，那么另一彈簧秤不管沿什么方向再加一個(gè)力拉結(jié)點(diǎn)，那么第一個(gè)彈簧秤的拉力就超過它的量程，不能再繼續(xù)實(shí)驗(yàn)了。所以必須同時(shí)用兩個(gè)彈簧秤沿不同方向拉橡皮條的結(jié)點(diǎn)到某一位置O點(diǎn)，或者先將一個(gè)彈簧秤沿某一方向拉橡皮條，使它的示數(shù)指某一中間值，再用男一個(gè)彈簧秤拉結(jié)點(diǎn)，調(diào)節(jié)兩者示數(shù)的大小和方向，才能把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到某一位置。點(diǎn)，所以選項(xiàng)C也是錯(cuò)誤的；選項(xiàng)D也是錯(cuò)誤的，因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的目的是用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平行四邊形定那么，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能用平行四邊形定那么計(jì)算。此題要求謎錯(cuò)誤的選項(xiàng)，應(yīng)為A、C、D。力與運(yùn)動(dòng)核心內(nèi)容課標(biāo)解讀伽利略實(shí)驗(yàn)與牛頓第一定律1了解相關(guān)物理學(xué)史2知道伽利略理想實(shí)驗(yàn)裝置3了解伽利略以實(shí)驗(yàn)為根底進(jìn)行邏輯推理的思想方法4理解慣性的概念，能解釋慣性現(xiàn)象影響加速度的因素5能利用根本的測量方法測量加速度6認(rèn)識(shí)加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，并能與生活相聯(lián)系7對(duì)影加速度的因素進(jìn)行合理的假設(shè)和判斷牛頓第二定律8理解加速度與物體所受合外力、質(zhì)量的關(guān)系9知道測量加速度大小的方法10了解幾種測量器材，11理解牛頓第二定律的內(nèi)容和公式12理解1N的大小定義超重和失重13了解超重和失重現(xiàn)象14理解超重現(xiàn)象和失重的原因15知道完全失重現(xiàn)象力學(xué)單位16理解單位制，知道根本單位和導(dǎo)出單位牛頓運(yùn)動(dòng)三定律在經(jīng)典物理學(xué)中是最重要、最根本的規(guī)律，是力學(xué)乃至整個(gè)物理學(xué)的根底。歷年高考對(duì)本章知識(shí)的考查重點(diǎn)：①慣性、力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的理解；②熟練應(yīng)用牛頓定律分析和解決兩類問題(物體的受力確定物體的運(yùn)動(dòng)情況、物體的運(yùn)動(dòng)情況確定物體的受力)。命題的能力考查涉及：①在正交的方向上質(zhì)點(diǎn)受力合成和分解的能力；②應(yīng)用牛頓定律解決學(xué)科內(nèi)和跨學(xué)科綜合問題的能力；③應(yīng)用超重和失重的知識(shí)定量分析一些問題；④能靈活運(yùn)用隔離法和整體法解決簡單連接體問題的能力；⑤應(yīng)用牛頓定律解題時(shí)的分析推理能力。命題的最新開展：聯(lián)系理科知識(shí)的跨學(xué)科綜合問題。牛頓第一定律〔慣性定律〕：◎知識(shí)梳理一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。1．理解要點(diǎn)：①運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。②它定性地揭示了運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，是使物體產(chǎn)生加速度的原因。③第一定律是牛頓以伽俐略的理想斜面實(shí)驗(yàn)為根底，總結(jié)前人的研究成果加以豐富的想象而提出來的；定律成立的條件是物體不受外力，不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。④牛頓第一定律是牛頓第二定律的根底，不能認(rèn)為它是牛頓第二定律合外力為零時(shí)的特例，第一定律定性地給出了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，第二定律定量地給出力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。2．慣性：物體保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性。①慣性是物體的固有屬性，與物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。②質(zhì)量是物體慣性大小的量度。③由牛頓第二定律定義的慣性質(zhì)量m=F/a和由萬有引力定律定義的引力質(zhì)量嚴(yán)格相等。④慣性不是力，慣性是物體具有的保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)、力是物體對(duì)物體的作用，慣性和力是兩個(gè)不同的概念?！蚶}評(píng)析【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(gè)人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到車上原處，這是因?yàn)?)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(yùn)動(dòng)B．人跳起的瞬間，車廂的地板給他一個(gè)向前的力，推動(dòng)他隨同火車一起向前運(yùn)動(dòng)C．人跳起后，車在繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，所以人落下后必定偏后一些，只是由于時(shí)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?yàn)閼T性的原因，火車在勻速運(yùn)動(dòng)中火車上的人與火車具有相同的水平速度，當(dāng)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(xiàng)D正確?！菊f明】乘坐氣球懸在空中，隨著地球的自轉(zhuǎn)，免費(fèi)周游列國的事情是永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生的，慣性無所不在，只是有時(shí)你感覺不到它的存在?！敬鸢浮緿二、牛頓第二定律〔實(shí)驗(yàn)定律〕◎知識(shí)梳理1.定律內(nèi)容物體的加速度a跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量m成反比。2.公式：理解要點(diǎn)：①因果性：是產(chǎn)生加速度a的原因，它們同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)存在，同時(shí)消失；②方向性：a與都是矢量,，方向嚴(yán)格相同；③瞬時(shí)性和對(duì)應(yīng)性：a為某時(shí)刻物體的加速度，是該時(shí)刻作用在該物體上的合外力。eq\o\ac(○,4)牛頓第二定律適用于宏觀,低速運(yùn)動(dòng)的情況?！蚶}評(píng)析【例2】如圖，自由下落的小球下落一段時(shí)間后，與彈簧接觸，從它接觸彈簧開始，到彈簧壓縮到最短的過程中，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?yàn)樗俣茸兇蠡蜃冃∪Q于加速度和速度方向的關(guān)系，當(dāng)a與v同向時(shí),v增大；當(dāng)a與v反向時(shí)，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(shí)受兩個(gè)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?yàn)镕合=mg-kx，而x增大)，因而加速度減小(因?yàn)閍=F/m)，由于v方向與a同向，因此速度繼續(xù)變大。當(dāng)彈力增大到大小等于重力時(shí)，合外力為零，加速度為零，速度到達(dá)最大。之后，小球由于慣性繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，但彈力大于重力，合力向上，逐漸變大(因?yàn)镕=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(huì)靜止在最低點(diǎn)，以后將被彈簧上推向上運(yùn)動(dòng)。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?！咀⒁狻吭诜治鑫矬w某一運(yùn)動(dòng)過程時(shí)，要養(yǎng)成一個(gè)科學(xué)分析習(xí)慣，即：這一過程可否劃分為兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同的小過程，中間是否存在轉(zhuǎn)折點(diǎn)，如上題中彈力等于重力這一位置是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，以這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)分為兩個(gè)階段分析。【例3】如下圖，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為L1L2的兩根細(xì)線上．，L1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為θ，L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)將L2線剪斷，求剪斷瞬時(shí)物體的加速度?！痉治雠c解答】剪斷線的瞬間，，T2突然消失，物體即將作圓周運(yùn)動(dòng)，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=gsinθ。(2)假設(shè)將圖中的細(xì)線L1，改變?yōu)殚L度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，如下圖，其他條件不變，求解的步驟和結(jié)果與例3相同嗎？【說明】(1)牛頓第二定律是力的瞬時(shí)作用規(guī)律，加速度和力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失，分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析瞬時(shí)前后的受力情況及其變化。(2)明確兩種根本模型的特點(diǎn)。A．輕繩不需要形變恢復(fù)時(shí)間、在瞬時(shí)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)需要較長的形變恢復(fù)時(shí)間，在瞬時(shí)問題中，其彈力不能突變，大小方向均不變?！纠?】將金屬塊用壓縮的輕彈簧卡在一個(gè)矩形的箱中，如下圖，在箱的上頂板和下頂板安有壓力傳感器，箱可以沿豎直軌道運(yùn)動(dòng)，當(dāng)箱以a=2.0m/s2的加速度作豎直向上的勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，上頂板的傳感器顯示的壓力為6.ON，下頂板的傳感器顯示的壓力為10.ON，g取10m/(1)假設(shè)上頂板的傳感器的示數(shù)是下頂板的傳感器示數(shù)的一半，試判斷箱的運(yùn)動(dòng)情況。(2)要使上頂板傳感器的示數(shù)為O，箱沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)可能是怎樣的?【分析與解答】以金屬塊為研究對(duì)象，設(shè)金屬塊的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律，有F2+mg-F1=ma解得m=O.(1)由于上頂板仍有壓力，說明彈簧的長度沒有變化，因此彈簧彈力仍為lO.ON，可見上頂板的壓力是5N，設(shè)此時(shí)的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律，有F1-F1/2-mg=mal，即得a1=O，即此時(shí)箱靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)要想上頂板沒有壓力，彈簧的長度只能等于或小于目前的長度，即下頂板的壓力只能等于或大干10.ON，這時(shí)金屬塊的加速度為a2，應(yīng)滿足ma2≥10.O-mg．得a2≥10m/s2，即只要箱的加速度為向上，等于或大于10m/s2(可以向上作加速運(yùn)動(dòng)，也可以向下作減速運(yùn)動(dòng))，上頂板的壓力傳感器示數(shù)為零?！菊f明】利用傳感器可以做很多的物理實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然傳感器的種類多種多樣，以后我們還會(huì)遇到。【例5】如下圖，質(zhì)量為m的入站在自動(dòng)扶梯上，扶梯正以加速度a向上做減速運(yùn)動(dòng)，a與水平方向的夾角為θ．求人受的支持力和摩擦力?！痉治雠c解答】題中人對(duì)扶梯無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，那么人、梯系統(tǒng)的加速度(對(duì)地)為a，方向與水平方向的夾角為θ斜向下，梯的臺(tái)面是水平的，所以梯對(duì)人的支持力N豎直向上，人受的重力mg豎直向下。由于僅靠N和mg不可能產(chǎn)生斜向下的加速度，于是可判定梯對(duì)人有水平方向的靜摩擦力，。解法1以人為研究對(duì)象，受力分析如下圖。因摩擦力f為待求．且必沿水平方向，設(shè)水平向右。為不分解加速度a，建立圖示坐標(biāo)，并規(guī)定正方向。X方向mgsinθ-Nsinθ-fcosθ=maY方向mgcosθ+fsinθ-Ncosθ=0解得：N=m(g-asinθ)f=-macosθ為負(fù)值，說明摩擦力的實(shí)際方向與假設(shè)相反，為水平向左。解法二：將加速度a沿水平方向與豎直方向分解，如圖ax=acosθay=asinθ水平方向：f=max=macosθ豎直方向：mg-N=may=masinθ聯(lián)立可解得結(jié)果?！纠?】如圖1所示，在原來靜止的木箱內(nèi)，放有A物體，A被一伸長的彈簧拉住且恰好靜止，現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)A被彈簧拉動(dòng)，那么木箱的運(yùn)動(dòng)情況可能是〔〕A.加速下降 B.減速上升C.勻速向右運(yùn)動(dòng) D.加速向左運(yùn)動(dòng)1.ABD【分析與解答】：木箱未運(yùn)動(dòng)前，A物體處于受力平衡狀態(tài)，受力情況：重