第四章 運動和力的關(guān)系知識梳理-2024-2025學(xué)年高一物理同步課堂（人教版2019必修第一冊）解析版

第第頁第四章運動和力的關(guān)系知識梳理內(nèi)容預(yù)覽內(nèi)容預(yù)覽牛頓第一定律和慣性知識點一牛頓第一定律和慣性知識點一1.牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(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)。(1)揭示了物體的慣性：不受力的作用時，一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。(2)揭示了力的作用對運動的影響：力是改變物體運動狀態(tài)的原因。2．對慣性的理解(1)保持“原狀”：物體在不受力或所受合外力為零時，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運動狀態(tài)(靜止或勻速直線運動)。(2)反抗改變：物體受到外力時，慣性表現(xiàn)為抗拒運動狀態(tài)改變。慣性越大，物體的運動狀態(tài)越難以被改變。(3)慣性的量度：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性越大，與物體的速度和受力情況無關(guān)。牛頓第二定律牛頓第二定律知識點二1.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，F(xiàn)是物體所受的合力。3.對表達(dá)式F＝ma的理解：(1)單位統(tǒng)一：表達(dá)式中F、m、a三個物理量的單位都必須是國際單位。(2)F的含義：指的是物體所受的合力。(3)“＝”的含義：不僅表示左右兩邊數(shù)值相等，也表示方向相同，即物體加速度的方向與它所受合力的方向相同。4.牛頓第二定律的五個性質(zhì)(1)因果性：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因(2)矢量性：F＝ma是一個矢量式，應(yīng)用時應(yīng)先規(guī)定正方向。(3)瞬時性：合力與加速度具有瞬時對應(yīng)關(guān)系。(4)同一性：合力與加速度對應(yīng)同一研究對象。(5)獨立性：作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生加速度，F(xiàn)1＝ma1，F(xiàn)2＝ma2…而物體的實際加速度則是每個加速度的矢量和，合力和加速度在各個方向上的分量也遵從牛頓第二定律，如Fx＝max，F(xiàn)y＝may。5.加速度兩種表達(dá)式的比較大小與v、?v大小無關(guān)，由?v/?t決定與F合成正比，與m成反比方向與?v方向一致與F合方向一致6.牛頓第一定理和牛頓第二定律的比較(1)牛頓第一定律指出了力是產(chǎn)生加速度的原因，指出一切物體都有慣性，牛頓第一定理不是一個實驗定律。(2)牛頓第二定律指出了描述物體慣性的物理量是質(zhì)量的含義，即在確定的作用力下，決定物體運動狀態(tài)變化難易程度的因素是物體的質(zhì)量。牛頓第二定律是一個實驗定律。(3)牛頓第一定律不是牛頓第二定律的一種特例。單位制單位制知識點三物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l米m質(zhì)量m千克(公斤)kg時間t秒s電流I安[培]A熱力學(xué)溫度T開[爾文]K發(fā)光強(qiáng)度I，(Iv)坎[德拉]cd物質(zhì)的量n，(ν)摩[爾]mol超重與失重超重與失重知識點四1．判斷超重和失重現(xiàn)象的三個角度(1)從受力的角度判斷：當(dāng)物體受到的向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時處于失重狀態(tài)；等于零時處于完全失重狀態(tài)。(2)從加速度的角度判斷：當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)；具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)；向下的加速度恰好等于重力加速度時處于完全失重狀態(tài)。(3)從速度變化角度判斷：物體向上加速或向下減速時，超重；物體向下加速或向上減速時，失重。2．對超重和失重問題的三點提醒(1)發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的速度方向無關(guān)，只取決于加速度的方向。(2)并非物體在豎直方向上運動時，才會出現(xiàn)超重或失重現(xiàn)象。只要加速度具有豎直向上的分量，物體就處于超重狀態(tài)；同理，只要加速度具有豎直向下的分量，物體就處于失重狀態(tài)。(3)發(fā)生超重或者失重時，物體的實際重力并沒有發(fā)生變化，變化的只是物體的視重。動力學(xué)兩類基本問題動力學(xué)兩類基本問題知識點五1.解決動力學(xué)兩類問題的兩個關(guān)鍵點(1)把握“兩個分析”“一個橋梁”(2)找到不同過程之間的“聯(lián)系”,如第一個過程的末速度就是下一個過程的初速度,若過程較為復(fù)雜,可畫位置示意圖確定位移之間的聯(lián)系。2．兩類動力學(xué)問題的解題步驟動力學(xué)動態(tài)分析動力學(xué)動態(tài)分析知識點六模型球+豎置彈簧模型球+水平彈簧模型球+斜彈簧模型蹦極跳模型實例規(guī)律①A點接觸彈簧，彈簧處于原長狀態(tài)，球的加速度a=g，方向豎直向下；②B點mg=F=kx，球受合外力為零，速度最大；③C點為A點對稱位置，球的加速度a=g，方向豎直向上；④D點為最低點，速度為零，加速度a>g，方向豎直向上。①設(shè)定條件：水平面粗糙，物塊與彈簧拴在一起；向左壓縮彈簧最大松手；②當(dāng)kx=μmg時，速度最大，所在位置為O點的左側(cè)。①設(shè)定條件：斜面光滑；②B點接觸彈簧，彈簧處于原長狀態(tài)，球的加速度a=gsinθ，方向沿斜面向下；③當(dāng)mg=F=mgsinθ時，球受合外力為零，速度最大；④壓縮至最低點，速度為零，加速度a>gsinθ，方向斜面向上。規(guī)律類似于“球+豎置彈簧模型”動力學(xué)圖像動力學(xué)圖像知識點七常見圖像v-t圖像、a-t圖像、F-t圖像、F-a圖像三種類型(1)已知物體受到的力隨時間變化的圖線，求解物體的運動情況。(2)已知物體的速度、加速度隨時間變化的圖線，求解物體的受力情況。(3)由已知條件確定某物理量的變化圖像。解題策略(1)問題實質(zhì)是力與運動的關(guān)系，要注意區(qū)分是哪一種動力學(xué)圖像。(2)應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖像對應(yīng)的函數(shù)方程式，進(jìn)而明確“圖像與公式”“圖像與物體”間的關(guān)系，以便對有關(guān)物理問題作出準(zhǔn)確判斷。破題關(guān)鍵(1)分清圖像的類別：即分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖像所反映的物理過程，會分析臨界點。(2)注意圖線中的一些特殊點所表示的物理意義：圖線與橫、縱坐標(biāo)的交點，圖線的轉(zhuǎn)折點，兩圖線的交點等。(3)明確能從圖像中獲得哪些信息：把圖像與具體的題意、情境結(jié)合起來，再結(jié)合斜率、特殊點、面積等的物理意義，確定從圖像中反饋出來的有用信息，這些信息往往是解題的突破口或關(guān)鍵點。處理動力學(xué)中的連接體問題的方法處理動力學(xué)中的連接體問題的方法知識點八1.整體法的選取原則及解題步驟（1）當(dāng)只涉及系統(tǒng)的受力和運動情況而不涉及系統(tǒng)內(nèi)某些物體的受力和運動情況時，一般采用整體法。（2）運用整體法解題的基本步驟：2.隔離法的選取原則及解題步驟（1）當(dāng)涉及系統(tǒng)(連接體)內(nèi)某個物體的受力和運動情況時，一般采用隔離法。（2）運用隔離法解題的基本步驟：第一步：明確研究對象或過程、狀態(tài)。第二步：將某個研究對象或某段運動過程、某個狀態(tài)從系統(tǒng)或全過程中隔離出來。第三步：畫出某狀態(tài)下的受力圖或運動過程示意圖。第四步：選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。動力學(xué)中的臨界極值問題動力學(xué)中的臨界極值問題知識點九1．“四種”典型臨界條件(1)接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離，臨界條件是彈力FN＝0。(2)相對滑動的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜止時，常存在著靜摩擦力，則相對滑動的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。(3)繩子斷裂與松弛的臨界條件：繩子所能承受的張力是有限度的，繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力，繩子松弛與拉緊的臨界條件是FT＝0。(4)速度達(dá)到最值的臨界條件：加速度為0。2．“兩種”典型分析方法臨界法分析題目中的物理過程，明確臨界狀態(tài)，直接從臨界狀態(tài)和相應(yīng)的臨界條件入手，求出臨界值。解析法明確題目中的變量，求解變量間的數(shù)學(xué)表達(dá)式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式分析臨界值。傳送帶模型傳送帶模型知識點十1.水平傳送帶模型三種常見情景常見情景物體的v-t圖像條件：條件：條件：v0=v條件：v0<v①;②條件：v0>v①;②條件：條件：；v0>v條件：；v0<v2.水平傳送帶模型方法突破(1)水平傳送帶又分為兩種情況：物體的初速度與傳送帶速度同向(含物體初速度為0)或反向。(2)在勻速運動的水平傳送帶上，只要物體和傳送帶不共速，物體就會在滑動摩擦力的作用下，朝著和傳送帶共速的方向變速，直到共速，滑動摩擦力消失，與傳送帶一起勻速運動，或由于傳送帶不是足夠長，在勻加速或勻減速過程中始終沒達(dá)到共速。(3)計算物體與傳送帶間的相對路程要分兩種情況：①若二者同向，則Δs＝|s傳－s物|；②若二者反向，則Δs＝|s傳|＋|s物|。3.傾斜傳送帶模型兩種常見情景常見情景v-t圖像條件：；μ>tanθ加速度：a=g(μcosθ-sinθ)條件：；μ>tanθ加速度：a=g(μcosθ-sinθ)條件：；μ>tanθ加速度：a=g(μcosθ+sinθ)條件：；μ>tanθ加速度：a=g(μcosθ+sinθ)條件：；μ<tanθ加速度：a=g(μcosθ+sinθ)a'=g(sinθ-μcosθ)4.傾斜傳送帶問題分析（1）物體沿傾角為θ的傳送帶傳送時，可以分為兩類：物體由底端向上運動，或者由頂端向下運動。解決傾斜傳送帶問題時要特別注意mgsinθ與μmgcosθ的大小和方向的關(guān)系，進(jìn)一步判斷物體所受合力與速度方向的關(guān)系，確定物體運動情況。當(dāng)物體速度與傳送帶速度相等時，物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變。（2）痕跡問題：共速前，x傳>x物，痕跡Δx1=x傳-x物，共速后，x物>x傳，痕跡Δx2=x物-x傳，總痕跡取二者中大的那一段?；瑝K—木塊模型的解題策略滑塊—木塊模型的解題策略知識點十一運動狀態(tài)板塊速度不相等板塊速度相等瞬間板塊共速運動處理方法隔離法假設(shè)法整體法具體步驟對滑塊和木板進(jìn)行隔離分析，弄清每個物體的受體情況與運動過程假設(shè)兩物體間無相對滑動，先用整體法算出一起運動的加速度，再用隔離法算出其中一個物體“所需要”的摩擦力Ff；比較Ff與最大靜摩擦力Ffm的關(guān)系，若Ff>Ffm，則發(fā)生相對滑動將滑塊和木板看成一個整體，對整體進(jìn)行受力分析和運動過程分析臨界條件①兩者速度達(dá)到相等的瞬間，摩擦力可能發(fā)生突變②當(dāng)木板的長度一定時，滑塊可能從木板滑下，恰好滑到木板的邊緣，二者共速是滑塊滑離木板的臨界條件相關(guān)知識運動學(xué)公式、牛頓運動定律等實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系知識點十二1.實驗方法：控制變量法2.實驗思路：本實驗有三個需要測量的量：物體的質(zhì)量M、物體所受的作用力F和物體的加速度a。測出它們的值，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。(1)質(zhì)量M：用天平測量。(2)測量物體的加速度a方案一：利用打點計時器打出的紙帶測量小車的加速度a?！爸鸩罘ā鼻蠼饧铀俣龋害＝aT2，xm－xn＝(m－n)aT2(m>n)方案二：讓兩個小車做初速度為0的勻加速直線運動，在相等的時間內(nèi)，由x＝eq\f(1,2)at2知eq\f(x1,x2)＝eq\f(a1,a2)，把測量加速度轉(zhuǎn)換成測量位移。(3)測物體受到的拉力F方案一：用阻力補償法補償打點計時器對小車的阻力及其他阻力，小車所受的拉力近似等于槽碼的總重力。阻力補償后，繩的拉力F為小車所受合外力，繩的拉力F＝m