人教版高一物理上册讲义
更新时间:2024-01-08 11:51:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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绪 言
同学们,大家好!
同学们进入高中学习了,欢迎大家学习高中物理,我们在初中已经学过一些物理知识,但都比较浅易,需要进一步学习物理知识。
初中物理注重从自然与生活现象引入问题,通过探究寻找规律,然后介绍知识在生活、生产中的应用。
注重将科学探究的各主要环节渗透于不同章节,让大家在科学探究的过程中,不仅学习物理知识与技能,还将体验探究的过程,学习探究的方法。
注重学科间的渗透、人文精神与自然科学的融合,以便大家学习科学精神与科学态度,客观了解科学的社会功能,树立正确的科学观。
通过初中的学习,大家知道,物理学是研究物质结构和运动基本规律的学科。 物理学是自然科学的重要组成部分,物理学的研究成果和研究方法,在自然科学的各个领域都起着重要的作用。研究化学、生物学、天文学、地质学、气象学等都需要物理学,并形成了一些交叉学科,如化学物理和物理化学、生物物理、地球物理等等。当前科学中最活跃、最引人注意的课题,如生命科学、宇宙起源、材料科学等等,都与物理学的研究成果和研究方法密切相关。
物理学是现代技术的重要基础,许多高新技术如空间技术、现代通信技术、激光技术、现代医疗技术等的发展都与物理学密不可分。
物理学对推动社会发展有重要作用,物理学作为科学技术的基础,对人类社会发展起着十分重要的作用。历史上许多与物理学直接有关的重要技术发明,推动了人类社会的发展。
同学们应该怎样学好高中物理呢?
要重视观察和实验 物理知识来源于实践,特别是来源于观察和实验,要认真观察物理现象,分析物理现象产生的条件和原因。要认真做好学生实验,学会使用仪器和处理数据,了解用实验研究问题的基本方法。要通过观察和实验,有意识地提高自己的观察能力和实验能力。
要重在理解 学好物理,应该对所学知识有确切的理解,弄清其中的道理。物理知识是在分析物理现象的基础上经过抽象、概括得来的,或者是经过推理得来的。获得知识,要有一个科学思维的过程。不重视这个过程,头脑里剩下一些干巴巴的公式和条文,就不能真正理解知识,思维也得不到训练。要重在理解,有意识地提高自己的科学思维能力。
要学会运用知识 学到知识,要善于运用到实际中去。运用的范围很广,包括解释现象、讨论问题、设计实验、吸取新知识、解决物理问题等等。不注意知识的运用,你得来的知识还是死的不丰满的,而且不能在运用中学会分析问题的方法,要在不断的运用中,扩展和加深自己的知识,学会对具体问题具体分析,提高分析和解决问题的能力。
要做好练习 做练习是学习物理知识的一个环节,是运用知识的一个方面,每做一题,务求真正弄懂,务求有所收获。我国物理学家严济慈先生说:“做习题可以加深理解,融会贯通,锻炼思考问题和解决问题的能力。一道习题做不出来,说明你还没有真懂;即使所有的习题都做出来了,也不一定说明你全懂了,因为你做习题有时只是在凑公式而已。如果知道自己懂在什么地方,不懂又在什么地方,还能设法去弄懂它,到了这种地步,习题就可以少做了。”
目 录
1
第一章:运动的描述-------------------------------------------------------------- 1质点 参考系 坐标系 2时间与位移
3运动快慢的描述-速度 4用打点计时器测速度 5速度变化快慢的描述-加速度
第二章:匀变速直线运动的研究---------------------------------------------- 1探究小车速度随时间变化的规律 2匀变速直线运动的速度与时间的关系 3匀变速直线运动的位移与时间的关系 4匀变速直线运动的速度与位移的关系 5自由落体运动
第三章:相互作用------------------------------------------------------------------- - 1重力 基本相互作用 2弹力 3摩擦力 4力的合成 5力的分解
第四章:牛顿运动定律------------------------------------------------------------ 1牛顿第一定律
2探究加速度与力 质量的关系 3牛顿第二定律
2
4力学单位制 5牛顿第三定律
6用牛顿运动定律解决问题(一) 7用牛顿运动定律解决问题(二)
第一章运动的描述 第一节质点 参考系 坐标系
本章章首语中有一句最核心的话:“物体的空间位置随时间的变化……称为机械运动”,即“机械运动”(以后往往简称为运动)的定义。“质点”,就是其中“物体”的一种最简单模型;而“参考系、坐标系”是确定位置及其变化的工具。 1质点
A概念:用来代替物体的有质量的点(在某些情况下,在研究物体的运动时,不考虑其形状和大小) B条件
a物体的形状 大小对于研究的问题可忽略不计 b 平动的物体在研究其运动时可视为质点 C注意
a “质点”是一种为了研究方便而引入的“理想模型”,是一种最简单的模型(以后还会遇
到刚体模型、弹性体模型、理想流体模型、理想气体模型等
b 既然是模型,就不可能在任何情况下都能够代替真实的物体。因此,要通过教材、例 题及习题,知道什么情况下可以用质点模型,要逐渐积累知识,而不必一开始就去死 记硬背。
例题1.刘翔110m比赛中,计时员测量其比赛时间,可以把刘翔看做质点?______ 教练观察分析刘翔的跨栏动作是否规范标准,可以把刘翔看做质点?______ 例题2.研究一辆20节的火车(一节火车车厢大约25m)从北京到上海的时间,可以把火车作为质点?_________;研究该火车经过某一站牌的时间,可以把火车作为质点?_________。
2参考系
A概念:在描述物体运动时,选来作为标准的假定不动的另一个物 体. B 注意
a运动和静止是相对的 b 参考系的选取是任意的
c 同一运动,参考系不同,对运动的描述可能不同
d 一般情况研究地面上物体的运动,选取地面为参考系 e 比较两物体的运动情况,应选择同一参考系
3
f通常在研究地面上物体的运动时,如果不声明参考系,则默认以地面为参考系。
C意义
A 有了参考系,才能确定物体的位置 B 选定了参考系后,才能知道和研究物体的运动。试设想,在茫茫的大海里,水天一色, 如果没有太阳或星辰作参考,水手根本无法确定自己船舰的位置和向什么方向运动。 C 参考系选得不同,则对同一个物体的运动作出的结论也不同。
例题1.坐在行驶的公共汽车内的乘客,以汽车为参考系,乘客是_________,如果以路边的树木为参考系,则该乘客是____________。
例题2.选作参考系的物体只能是“静止” 的物体吗?
3坐标系
A 目的:为了定量描述物体的位置及位置的变化而建立 B 作用
a 确定物体的位置变化 b 分析物体的位置变化 c 求位移
例题.直线坐标系如图所示,A的位置坐标xA=_______,B的位置坐标xB=______。
第二节时间与位移
1时刻与时间间隔
A 时刻:在时间轴上表示一个点
B 时间间隔:在时间轴上用一段线段表示
C说明
a如果用一条数轴表示时间,则时刻t就是时间轴上的一个点 ,时间间隔Δt就是时 间轴上的一段线段。
b但是在日常语言中,我们用语比较混淆,大都不加区别地说成时间。如“时间还早” 里的时间,就是时刻;说“一堂课时间有45分钟”,则是指时间间隔;
c有时“时间”又是指与“空间”对偶的概念——无限的时间轴的整体。因此我们在看书 时要结合上下文正确理解。
例题. 以下的计时数据指时间间隔的是( ) A.从北京开往宜昌的火车预计13点到站 B.中央电视台每晚的新闻联播节目19点开播 C.某场足球赛伤停补时3分钟
D.2008年5月12日在我国四川省汶川发生了特大地震
2位移和路程 A位移
4
a 定义:从初位置指向末位置的有向线段 b 大小:连接初末位置的线段的长度 c 方向:由初位置指向末位置
d 说明:物体只有作单一方向的直线运动时,位移大小才等于路程,一般情况下位移大 小不大于路程。
例题1. 关于路程和位移,下列说法中正确的是( ) A.质点沿某一直线运动,那么通过的路程就等于位移的大小 B.质点通过的路程不同,位移可能相同
C.质点在一段时间内的位移为零,说明物体没有运动 D.质点通过一段位移后,它的路程可能为零 例题2.关于位移和路程,下列说法正确的是( ) ①出租汽车按路程收费 ②出租汽车按位移的大小收费
③在曲线运动中,同一运动过程的路程一定大于位移的绝对值(即大小) ④在直线运动中,位移就是路程
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ B 路程:物体实际运动轨迹的长度,是标量 3标量和矢量
A 矢量:既有大小,又有方向的物理量,如位移
B 标量:只有大小,没有方向的物理量,如温度,质量,时间
第三节运动快慢的描述--速度
1坐标与坐标变化量
A 变化量:物体的末量减去初量 B 变化率
a 变化量与所用时间的比值 b描述物理量变化的快慢
C 坐标变化量:物体的末位置坐标减去初位置坐标 D 时间变化量:时间坐标轴上两时刻的差值 2平均速度
A 定义:运动物体的位移和所用时间的比值 B 意义:描述在一段时间内物体运动的快慢 C 求解
a公式法:
b 估算分析法
D 注意:只能粗略描述运动物体的运动快慢,是矢量,方向和这段 时间的位移方向相同
例题1. 下列情况中的速度,属于平均速度的是( )
5
A.百米赛跑的运动员冲过终点线时的速度为9.5m/s B.由于堵车,汽车在通过隧道过程中的速度仅为1.2m/s C.返回地球的太空舱落到太平洋水面时的速度为8m/s D.子弹射到墙上时的速度为800m/s 3瞬时速度
A 定义:运动质点在某一时刻(或某一位置)的速度 B 意义:精确描述物体运动的快慢
C 求解 公式法:当Δt非常小(用数学术语来说,Δt→0)时的
D 注意
a是矢量,方向为物体在该点的运动方向
b 也就是说,要真正理解瞬时速度概念,需要数学里“极限”的知识,希望同学们结合数 学相关内容进行学习 4速率
A 定义:瞬时速度的大小 B 意义:描述物体运动的快慢 C 注意:是标量 5平均速率
A 定义:物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比值 B 意义:描述物体在一段时间内运动的快慢
C 注意:可以描述往复直线运动和曲线运动物体运动的快慢,是标量
例题1.如下图所示,小明骑自行车由静止沿直线运动,他在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内通过的位移分别为1m、2m、3m、4m,则( )
A.他4s末的瞬时速度为4m/s B.他第2s内的平均速度为1.5m/s C.他4s内的平均速度为2.5m/s D.他1s末的速度为1m/s
第四节用打点计时器测速度
1构造
A 电磁打点计时器的构造 B 电火花计时器的构造 2打点计时器的使用 A 使用的原理:步骤 B 纸带的处理要点 C 测速度
a 平均速度
6
b 瞬时速度 3使用电源
A 电磁打点计时器:6v以下低压交流 B 电火花计时器:220v交流 4相邻两点时间:t=0.02s
第五节速度变化快慢的描述—加速度
1
a加速度物理意义:反映运动物体速度变化快慢的物理量。 b加速度的定义:速度的变化与发生这一变化所用的时间的比值,即a =Δv/Δt=(v2-v1)/Δt。 2求法
A定义法:a=变化的速度v上变化的时间 B v-t图像斜率的大小和方向表示加速度 3加速,减速的判断
A a与初速度同向,加速 a a不变,速度均匀增大 b a增大,速度增大变快 c a减小,速度增大变慢 B a与初速度反向,减速 a a不变,速度均匀减小 b a增大,速度减小变快 c a 减小,速度减小变慢 4注意
A 加速度与速度是完全不同的物理量,加速度是速度的变化率。所以,两者之间并不存在“速度大加速度也大、速度为0时加速度也为0”等关系,加速度和速度的方向也没有必 然 相同的关系,加速直线运动的物体,加速度方向与速度方向相同;减速直线运动的物体,加速度方向与速度方向相反。
B 还有一个量也要注意与速度和加速度加以区分,那就是“速度变化量”Δv,Δv = v2 — v1。Δv越大,加速度并不一定越大,还要看所用的时间的多少。
C 在“速度-时间”图像中,加速度是图线的斜率。速度图线越陡,加速度越大;速度图线为水平线,加速度为0。
【例1】 某物体A在2s内由静止加速到10m/s,另一物体B在2s内由静止加速到20m/s,谁的速度变化的快?为什么?
【例2】私家车由静止加速到100迈,用时20s,F1赛车加速到100迈用时2.5s,谁的速度变化快?为什么?
[基础知识回顾]
1、在描述一个物体的运动时,选来作为 的另一个物体叫做参考系。电影“闪闪的红星”中有歌词:“小小竹排江中游,巍巍群山两岸走”,描述竹排的运动是以 为参考系的,描述群山的运动是以 为参考系的。
2.能否将物体看成质点最重要的判断依据是: 。
3.位移:我们是用一条由 线段来表示位移。 4.速度:(定义) ,物理意义:
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5.加速度:(定义) ,物理意义: [能力训练](选择题均为不定项选择) 1.下列说法中,正确的是 ( ) A.质点一定是体积极小的物体
B.当研究一列火车全部通过桥所需的时间时,可以把火车视为质点
C.研究自行车的运动时,因为车轮在转动,所以无论研究哪方面问题,自行车都不能视为质点
D.地球虽大,且有自转,但有时仍可被视为质点
2.某人坐在甲船中,他看到乙船在运动,那么相对河岸两船的运动情况不可能是( ) A.甲船不动,乙船在运动 B.甲船运动,乙船不动
C.甲、乙两船都在运动 D.甲、乙两船运动方向一样,且运动快慢相同 3.下列关于位移和路程的说法,正确的是 ( )
A.位移是矢量,路程是标量,但位移的大小和路程总是相等 B.位移描述直线运动,路程描述曲线运动
C.位移仅取决于始末位置,而路程取决于实际运动路线
D.在某一运动过程中,物体经过的路程总大于或等于物体位移的大小 4.一列火车从上海开往北京,下列叙述中,指时间的是( )
A.火车在早上6点10分从上海出发 B.列车共运行了12小时
C.列车在9点45分到达中途的南京站 D.列车在南京停了10分钟
5.一个运动员在百米赛跑中,测得在50m处的瞬时速度为6m/s,16s末到达终点时的瞬时速度为7.5m/s,则全程内的平均速度的大小为( )
A.6m/s B.6.25m/s C.6.75m/s D.7.5m/s
6.某人骑自行车,开始用100s的时间行驶了400m,接着又用100s的时间行驶了600m,关于他骑自行车的平均速度的说法中正确的是 ( )
A.他的平均速度是4 m/s B.他的平均速度是5 m/s
C.他的平均速度是6 m/s D.他在后600m的路程中的平均速度是6 m/s
7.下列关于加速度的说法中正确的是( )
A.加速度表示物体运动的快慢 B.加速度表示物体速度变化的快慢 C.物体运动速度越大,其加速度越大 D.物体运动速度为零,其加速度一定也为零
8.物体的加速度为2m/s2,表示这物体 ( )
A 每秒运动2m B每经过1秒,其速度增大2m/s2 C 每经过1秒,其速度增大2m/s D每经过1秒,其速度增大2m 9.下列关于速度和加速度的说法中,正确的是( ) A.物体运动的速度改变越大,它的加速度一定越大 B.物体运动的加速度为零,它的速度也一定为零 C.物体运动的速度改变越小,它的加速度一定越小
D.加速度的大小是表示物体运动速度随时间变化率的大小
10.一个小球以3m/s的速度水平向右运动,碰到墙壁后经过0.1s后以2m/s的速度沿同一直线反弹。则小球在这段时间内的平均加速度为 ( ) A.10m/s2,方向向右 B.10m/s2,方向向左
8
C.50m/s2,方向向右 D.50m/s2,方向向左 11.一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表,则: t/s x/m 0 0 1 5 2 4 3 -1 4 -7 5 1 ⑴哪个时刻离开坐标原点最远,有多远? ⑵第几秒内位移最大?有多大? ⑶前3s内质点通过的路程为多大?
12.一质点在x轴上并只朝着x轴的正方向运动,各个时刻的位置坐标如下表,
则此质点开始运动后:
t/s x/m 0 2 2 4 4 6 6 8 8 8 10 8 12 12 14 16 16 20 18 24 (1)质点在前10 s内的位移、路程各为多大? (2)质点在8s末的瞬时速度为多大?
(3)质点在0到18s这段时间内的平均速度多大?
13.汽车以108km/h的速度行驶,急刹车后6s停止运动,那么急刹车过程中汽车的加速度为多大?急刹车后2s时刻汽车的速度是多大?
第二章匀变速直线运动的研究
第一节实验:探究小车速度随时间变化的规律
1实验目的
A 进一步练习打点计时器的使用 B 探究速度与时间的关系
2实验原理:分析纸带,求各位置的速度 3实验过程 A 实验步骤
B 数据处理:描点作图 4规律探究
A 画出小车的v-t图像
B 分析图像得出结论:如果图象是一条倾斜直线,则小车做匀变速直线运动
第二节匀变速直线运动的速度与时间的关系
1匀变速直线运动
A 定义:沿着一条直线且加速度不变的运动 B v-t图像:倾斜的直线
2速度-时间关系:末速度v=初速度+at 3应用
A 求某时刻的速度:
B 求加速度:a =Δv/Δt=(v2-v1)/Δt C 求运动的时间:t=(v2-v1)/t
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4v-t图象
(1)v-t图象:表示速度与时间的关系,物体在某个时刻的瞬时 速度。
(2) v-t图象的斜率表示加速度的大小。 (3) v-t图象与时间轴围成的面积等于位移。
(4)水平的直线表示匀速直线运动,倾斜的直线表示匀变速直线 运动。
【例2】如图所示,甲乙两物体的速度-时间图象,下列说法正确的是
A.甲乙两物体都做加速运动
B.2s前甲的速度小于乙的速度,2s后甲的速度大于乙的速度
C.2s前甲的加速度小于乙的加速度,2s后甲的加速度大于乙的加速度 D.2s时两物体速度相等、加速度相等
第三节匀变速直线运动的位移与时间的关系
1匀速直线运动速度-时间图像与时间轴围成的矩形的面积的物理意义 2匀变速直线运动位移
A 导出过程:微分法 极限思想 B 位移求解方法
a 基本公式法:x=v。t+1\\2at平方
b平均速度法:初速度和末速度的和除以2再除以t c 图像法:v-t图像与t轴所围成面积的大小 C a的含义
a 加速时,a取正值
B 减速时,a取负值(取初速度方向为正方向) D 超速判断法 a 速度判断法 b 位移判断法 c时间判断法
E 重要推论:末速度等于初速度加上at F x-t图象
(a)x-t图象:表示位移与时间的关系。表明物体在某个时刻所处的位置,或是在某一段
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时间里物体的位移。
(b)x-t图象:其倾斜程度表示物体运动的速度,倾斜程度越其速度越大。
大则
tan???x?v?t (c)x-t图象的交点:表示两个物体在同一位置,或者说 相对于同一参考系他们的位移相 同;也可以理解为两物体相遇或者A 追上B。
(d)图象若是水平的直线则表示物体静止不动。
【例题1】. 如图是A、B两个质点做直线运动的位移-时间图象.则( ) A.在运动过程中,A质点总比B质点运动得快 B.在0~t1这段时间内,两质点的位移相同 C.当t=t1时,两质点的速度相等
D.当t=t1时,A、B两质点的加速度不相等[来源m]
第四节匀变速直线运动速度和位移关系
1公式:末速度的平方-初速度的平方=2ax 2推导过程:①v?v0?at ② x?v0t?2212at 2 →v?v0?2as
3利用纸带分析加速度的方法:逐差法 4匀变速直线运动规律及公式选用 前四节总结:匀变速直线运动
(1)定义:沿着一条直线且加速度不变的运动。
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(2)速度与时间的关系:v?v0?at
【例题】.汽车做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s,4s后汽车速度为12 m/s,求其运动的初速度。
【例题】火车到站时做匀减速直线运动,已知初速度为12 m/s,加速度大小为3m/s,求3s后的速度。
(3)位移与时间的关系:x?v0t?22212at 2【 例题】、一辆汽车以1m/s的加速度加速行驶了12s,驶过了180m,求汽车开始加速时的速度是多少?
【例题】、一辆汽车以20m/s的速度行驶,现因故刹车,并最终停止运动,已知汽车刹车过程的加速度为5m/s,则汽车从开始刹车经过5s所通过的位移是多少?
2(4)推出公式:v2?v0?2as
2【例题】、某飞机起飞的速度是40m/s,在跑道上加速时可能产生的最大加速度为4m/s,该飞机从静止到起飞成功需要跑道的最小长度是多少?
2练一练:
1、射击时,火药在枪筒中燃烧。燃气膨胀,推动弹头加速运动。如果把子弹在枪筒中的运动看作匀加速直线运动,子弹的加速度是α
=5×105m/s2,枪筒长x=0.64m,求子
弹射出枪口时的速度。
2、某飞机着陆时的速度是216km/h,随后匀减速滑行,加速度的大小是2m/s2。机场的跑道至少要多长才能使飞机安全地停下来?
[基础训练]
1.沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做______________;在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做________________;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做___________________。
2.对于匀变速直线运动,其加速度是恒定的,由加速度的定义式a=Δv/Δt可得: vt=v0+at (1)此式叫匀变速直线运动的速度公式,它反映了匀变速直线运动的速度随时间变化的规律,式中v0是_________________,vt是___________________。
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(2)速度公式中的v0、vt、a都是矢量。在直线运动中,若规定正方向后,它们都可用带正、负号的代数值表示,把矢量运算转化为代数运算。通常情况下取_______方向为正方向,对于匀加速直线运动,a取正值;对于匀减速直线运动,a取负值。计算结果vt>0,说明vt的方向与v0的方向_______;vt<0,说明vt的方向与v0的方向_________。
(3)速度公式中,末速度vt是时间t的一次函数,其函数图象是一条倾斜的直线,斜率为_________,纵轴上的截距为_________。若以v0方向为正方向,匀加速直线运动的图象如图2-2-1所示;匀减速直线运动的图象如图2-2-2所示。图象“越陡”表示速度变化越快,___________越大。
[能力训练]
1.沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做______________;在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做________________;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做___________________。
2.对于匀变速直线运动,其加速度是恒定的,由加速度的定义式a=Δv/Δt可得: vt=v0+at (1)此式叫匀变速直线运动的速度公式,它反映了匀变速直线运动的速度随时间变化的规律,式中v0是_________________,vt是___________________。 (2)速度公式中的v0、vt、a都是矢量。在直线运动中,若规定正方向后,它们都可用带正、负号的代数值表示,把矢量运算转化为代数运算。通常情况下取_______方向为正方向,对于匀加速直线运动,a取正值;对于匀减速直线运动,a取负值。计算结果vt>0,说明vt的方向与v0的方向_______;vt<0,说明vt的方向与v0的方向_________。
(3)速度公式中,末速度vt是时间t的一次函数,其函数图象是一条倾斜的直线,斜率为_________,纵轴上的截距为_________。若以v0方向为正方向,匀加速直线运动的图象如图2-2-1所示;匀减速直线运动的图象如图2-2-2所示。图象“越陡”表示速度变化越快,___________越大。
[能力训练]
2
1.物体做匀加速直线运动,初速度v0=2m/s,加速度a=0.1m/s,则第3s末的速度为_______m/s,5s末的速度为__________m/s,5s末的位移为 m
2
2.质点作匀减速直线运动,加速度大小为3m/s,若初速度大小为20m/s,则经4s质点的速度为________m/s。
3.质点从静止开始作匀变速直线运动,若在3s内速度变为9m/s,则物体的加速度大小是
2
__________m/s。
13
4.飞机以30m/s的速度降落在跑道上,经20s停止下来,若加速度保持不变,则加速度大
2
小是_________m/s,停下时飞机的位移为 m
2
5.质点作初速度为零的匀变速直线运动,加速度为3m/s,则质点第3s的初速度为_________m/s、末速度为_________m/s 。
6.图2-2-5中表示物体作匀变速直线运动的是_____________
7.质点作直线运动的v-t图象如图2-2-6所示,则( ) A.6s内物体做匀变速直线运动 B.2~4s内物体做匀变速直线运动
C.3s末物体的速度为零,且改变运动方向 D.2s末物体的速度大小为4m/s
8.如图2-2-7所示均为变速运动的v-t图象,试找出下列各运动与之对应的图象,把字母填在相应的空格内.
(1)汽车从静止起加速一定时间后,即做减速运动直至停止__________;
(2)汽车减速停站后一段时间又加速出发________; (3)小球滚上斜面后又反向滚回________;
(4)小球从高处由静止落到地面后又反向弹起_______.
9.汽车在平直的公路上以10m/s作匀速直线运动,发现前面有情况而刹车,获得的加速度
2
大小为2m/s,则:
(1)汽车经3s的速度大小是多少?
(2)经8s汽车的速度是多少?位移是多少?
10.质点从静止开始作匀加速直线运动,经5s速度达到10m/s,然后匀速度运动了20s,接着经2s匀减速运动到静止,则质点在加速阶段的加速度大小是多少?在第26s末的速度大小是多少? 整个过程的位移为多少?
11.质点在直线上作匀变速直线运动,如图2所示,若在A点时的速度是5m/s,经3s到达
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B点速度是14m/s,若再经4s到达C点,则在C点的速度是多少?B与C间的位移为多少?
12.做匀加速直线运动的物体,先后经过A、B两点,已知在A点时的速度为5m/s、在B点时的速度是11m/s,已知AB间的距离为24m,则物体运动的加速度是多少?所用时间是多少?
第五节自由落体运动
1自由落体运动
A 定义:只在重力作用下从静止开始下落的运动 B 性质:初速度为0的匀加速直线运动 C 公式:
a速度:v=gt b 位移:h?12gt 22
c速度-位移关系式:V =2gx
2自由落体加速度:同一地点,一切物体的自由落体的加速度都相同
2
A 通常计算中g取9.8m/s B 变化情况
a 同一地点g相同
b 随高度的增加而减小 c 随纬度的增大而增大 C 实验测量
a 用打点计时器 b 频闪照相
c 滴水法
【例题】.一只球从高处自由下落,下落0.5s时,一颗子弹从其正上方向下射击,要使球在下落1.8m时被击中,则子弹发射的初速度是多大?
【例题】. 一颗自由下落的小石头,经过某点时的速度是9.8m/s,经过另一点的时的速度是39.2m/s,求这两点间的距离和经过这段距离所用的时间。
总结:1匀变速直线运动推论
推论1:平均速度: 匀变速直线运动的平均速度等于这段时间的初速度和末速度的平 均值,也等于这段时间的中间时刻的瞬时速度。即: v平?vt?2v0?v 2
15
v?v2推论2∶匀变速直线运动中,某段位移中点处的速度 vx/2=1
2推论3:对匀变速直线运动中,Vx/2 > Vt/2
推论4:连续相等相邻时间内的位移差是一常量:?x?xn?xn?1?aT2
2初速度为0的匀加直线运动的规律
规律1:在相同相邻时间末的速度比:v1:v2:v3:.........?1:2:3:........
规律2:在相同相邻时间内的位移之比:x1:x2:x3:........?1:3:5:.......(2n?1)
规律3:经过相同相邻的位移所用时间的比:
22t1:t2:t3:.........?1:(2?1):(3?2):.......(n?n?1)
[基础训练]
1. 叫做自由落体加速度,也叫 ,通常用符号_____表示。重力加速度g的方向总是_______________;g的大小随地点的不同而略有变化,在地球表面上赤道处重力加速度最小,数值为________,南、北两极处重力加速度_______,数值为_______;g的大小还随高度的变化而变化,高度越大,g值______。但这些差异并不是太大,在通常计算中,地面附近的g取9.8m/s2,在粗略的计算中,g还可以取10m/s2。 [能力训练]
1.关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是( )
A.重的物体的g值大
B.同一地点,轻重物体的g值一样大 C.g值在地球上任何地方都一样大 D.g值在赤道处大于在北极处
2.一个铁钉与一个小棉花团同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为( )
A.铁钉比棉花团重 B.铁钉比棉花团密度大
C.棉花团的加速度比重力加速度小得多 D.铁钉的重力加速度比棉花团的大 3.自由下落的物体,自起点开始依次下落相等高度所用的时间之比是( )
A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.(
+1):1
4.某质点由A到B到C做匀加速直线运动,前2s和后2s的位移分别为AB=8m和BC=12m, 则该质点的加速度及经B点时的瞬时速度分别是( )
222
A.1m/s、5m/s B2m/s、5m/s C.1m/s、10m/s D.2m/s2、10m/s
5.物体第1s由静止向右做加速度为1m/s2的匀加速运动,第2s加速度方向向左,大小不变,
以后每隔1s加速度的方向都改变一次,但大小不变,则1min后物体在( ) A.原位置 B.原位置左0.5m C.原位置右5m D.原位置右30m
6.做匀加速直线运动的物体,速度由v增加到2v时的位移为s,则当速度由3v增加到4v时,
它的位移是(
)
16
A.
5s 2 B.
7s 3 C.3s D.4s
7.汽车刹车后做匀减速直线运动,直到停下来汽车在刹车后的运动过程中,前一半位移和后一半位移中的平均速度为v1和v2,前一半时间和后一半时间中的平均速度为va和vb,则下面说法正确的是(
)
A.v1:v2?(2?1):1,va:vb?1:3 B.v1:v2?1:C.v1:v2?(
)
?3?1?,va:vb?3:1
2:1,va:vb?3:1 D.v1:v2?3:1,va:vb?(2?1):1
8.从某一高度相隔1s先后释放两个相同的小球甲和乙,不计空气阻力,它们在空中任一时刻
A.甲、乙两球距离始终保持不变,甲、乙两球速度之差保持不变
B.甲、乙两球距离越来越大,甲、乙两球速度之差也越来越大 C.甲、乙两球距离越来越大,但甲、乙两球速度之差不变
D.甲、乙两球距离越来越小,甲、乙两球速度之差也越来越小
9.一物体从高处自由下落,经3s着地,在下落的最后1s内位移是(不计空气阻力,g=10m/s2)
( A5m
)
B.15m
C25m
D.45m
10.汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动.途中用了6s时间经过A、B
两根电杆,已知A、B间的距离为60m,车经过B时的速度为15m/s,则( ) A.经过A杆时速度为5m/s B.车的加速度为15m/s2 C.车从出发到B杆所用时间为9s D.从出发点到A杆的距离是7.5m
11.一矿井深为125m,在井口每隔相同的时间间隔落下一个小球,当第11个小球刚从井口开
始下落时,第1个小球恰好到达井底,则相邻两个小球开始下落的时间间隔是多少?这时第3个小球与第5个小球相距多少米?
12.火车从甲站到乙站做匀速直线运动,正常行驶速度为60km/h,一次火车由于迟开了5min,
以72km/h的速度做匀速直线运动才刚好正点到达乙站求: (1)甲、乙两站之间的距离
(2)做出火车的v-t图象.(以正常出发时刻为零时刻)
13.一辆汽车以90km/h的速度在学校区域内行驶,当这辆违章行驶的汽车刚刚超过一辆警
车时,警车立即从静止开始以2.5m/s2匀加速追去.求: (1)试画出这两辆汽车的v-t图 (2)警车何时能截获超速车?
(3)警车截获超速车时,警车的速度为多大?
14.一物体从楼上自由落下,经过高为2m的窗户所用时间为0.2s.物体是从距离窗顶多高处
自由落下的?
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第六节伽利略对自由落体运动的研究
1逻辑思维:轻重物体下落应该一样快
2提出假说:自由落体运动是简单的匀变速直线运动 3数学推理:匀变速直线运动符合x正比于t方 4实验验证:有斜面运动外推到自由落体运动
第三章相互作用
第一节重力 基本相互作用
1力
A 物体间的相互作用 B 作用效果
a 静力效果:发生形变
b 动力效果:改变物体的运动状态 C力的性质:①物质性
②相互性 ③同时性 ④矢量性
2力的图示(力的三要素) A 大小:用线段的长短表示 B 方向:用箭头的指向表示 C 作用点:箭尾或箭头所在处
想一想?力的三要素对作用效果的影响(举例说明)
3力的示意图:有时只需要画出力的示意图,即只画出力的作用点和方向,表示这个物体在 这个方向上受到了力。
4重力的产生:地面附近的物体,由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。 (1)重力是由于地球吸引而产生的,但不能说重力就是地球对物体的万有引力。
(2)在地球表面附近的物体都要受到重力作用,与物体的运动状态和是否受到其他力等情 况无关。 5重力
A 大小:重力的大小可以根据公式G=mg计算,其中g是我们以前所学的自由落体加 速度,它的大小与物体所处的高度和纬度有关,当高度增加时g的值减小, 当纬度增加时,g值增大。
B 方向:竖直向下((不能说是垂直向下也不能说是指向地心)
C 作用点:(1)重心:物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各 部分受到的重力集中于一点(即重心)。重心是重力的等效作用 点。
(2)重心位置的确定
a. 质量分布均匀的物体(也称匀质物体),且形状规则,重心就是其几何 中心。
如:均匀细直棒的重心在棒的中点,均匀球体的重心在球心,均匀圆柱 的重心在轴线的中心。
b. 非匀质物体和不规则的物体的重心,不仅与形状有关还与物体内的质 量分布有关。
悬挂法找重心(适用于薄板)
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原理:拉力与重力是对平衡力,绳的反向延长线必过重心 【例题】.关于物体的重心的说法,正确的是 ( )
A.物体的重心一定在物体上
B.形状规则的物体的重心一定在其几何中心
C.物体的重心位置跟物体的质量分布情况和物体的形状有关 D.用线悬挂的静止物体,细线方向不一定通过物体的重心
D测量:重力仍可以用弹簧秤测量,但在操作的过程中要注意弹簧秤要保持竖直、静止 状态时读数。 6四种基本相互作用 A 万有引力 B 电磁相互作用 C 强相互作用 D 弱相互作用
第二节弹力
1弹性形变和弹力 A 形变
a 形变:物体在力的作用下形状或体积发生改变叫形变
b弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状,这 种形变,叫弹性形变 B弹力
a定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体 会产生力的作用,这种力叫弹力
b 产生条件:一两物体接触;二两物体发生形变 2弹力有无的判断法
A 条件判断:弹力产生的条件
B 假设法:假设没有弹力,看物体是否能平衡。 C 替换法
3弹力方向的判断
A 有支撑面的弹力(面与面的接触):垂直于支撑面指向受力物体
B 绳子:当用外力拉绳子时,绳子将伸长,由于要恢复原状,因而对施加外力的物体
产生一个力的作用,这个力沿着绳指向绳子收缩的方向。 C 杆:不一定沿杆的方向,结合受力情况分析确定 D 点与面接触时弹力垂直于接触面指向受力物体
E 球面与平面接触时弹力的方向在接触点与球面球心的连线上指向受力物体 F 球面与球面接触时弹力的方向垂直于接触点的公切面
注:比较特殊的情况可以根据物体的平衡来判断弹力的方向。 4弹力大小的计算
A 胡克定律:弹簧发生形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正 比,即F=kx。
说明:1.式中的k称为弹簧的劲度系数,单位是N/m。
2.式中的x是弹簧的形变量而不是弹簧的长度。 3.上式的适用条件是在弹簧的弹性限度内。
【例题】.一根弹簧竖直悬挂10N的物体时伸长量为5cm,则竖直悬挂15N的物体时
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伸长量为_______________cm.。 B 二力平衡 5几种弹力
A 压力和支持力:方向都垂直于接触面 B 拉力:绳的拉力沿着绳指向绳收缩的方向 【例题】.关于弹力,下列说法中正确的是:
A、 两物体只要是接触的,必定会产生弹力。 B、 压力的方向不一定垂直于接触面。
C、 放在桌面上的皮球受到的弹力是由于桌面形变之后产生的。 D.绳的拉力也是弹力,其方向沿绳的收缩方向。
第三节摩擦力
1摩擦力:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接 触面上产生阻碍相对运动的力。
2静摩擦力:两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动。 A 是否存在的三种判断方法
a 利用产生条件直接判断:粗糙,有弹力,有相对运动的趋势 b 假设法
c 平衡条件法:初中所学的二力平衡条件
B方向的判断(总是跟接触面相切,与相对运动的趋势的方向相反) a 假设法
b 平衡条件法(共点力的平衡条件,后续学习) c 牛顿运动定律法(后续学习)
C 大小的计算(静摩擦力的大小与外力有关) a 平衡条件法 b牛顿运动定律
D 最大静摩擦力:是物体刚开始运动时所需的最大推力
静摩擦力随着推力的增大而增大,它的极限值就是最大静摩擦力。可见, 静摩擦力的大小在一个范围内:0<F静≤Fmax E 静摩擦力的作用
(1)拿在手中的东西不会滑落
(2)把线织成布,用布缝衣服,也是靠纱线之间的静摩擦力的作用。 【例题】.用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向静止。如果握力加倍,则手对瓶子的摩擦
力
A.加倍 B.保持不变
C.方向由向下变成向上 D.方向由向上变成向下
3滑动摩擦力:a当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动 的力
b实验证明:滑动摩擦力的大小与相互之间的正压力FN成正比,还与接触面 的粗糙程度、材料有关。
c大量实验表明,滑动摩擦力大小与压力成正比。 数学表达式: F=μFN
说明: F为摩擦力,FN为压力(对物体表面垂直的作用力),μ为动摩擦
20
因数.其数值与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,没有单位。 A 产生条件:(1)两物体间有弹力; (2)接触面粗糙; (3)发生了相对运动
B 方向的判断:总是跟接触面相切,与相对运动的方向相反 C 大小的三种求解方法
a 公式法 b平衡条件法
C根据牛顿运动定律求解 4假设法的应用
A 判断相对运动趋势是否存在 B 判断相对运动趋势方向 C 判断静摩擦力是否存在 D 判断静摩擦力的方向 5摩擦力的应用
1、摩擦力的重要性
(1)走路须靠脚与地面间的摩擦力才能行走。 (2)摩擦力使运动物体能停止下来。 (3)悬吊物品须靠钉子与墙的摩擦力。
(4)由于摩擦力,平面上的物体不致因为倾斜而摔坏。 (5)轮胎及运动鞋底部的纹路设计可增加摩擦力。 6摩擦力的坏处
(1)耗费能量。 (2)造成机件耗损。 7几个问题
(1).静止的物体所受的摩擦力不一定是静摩擦力,运动的物体所受的摩擦力不一定是 滑动摩擦力。
(2).摩擦力不一定阻碍物体运动。
摩擦力只是阻碍物体的相对运动,,不一定阻碍物体的运动。 【例题】. 一重600N的物体放在水平地面上, 要使它从原地移动,最小要用200N的水平 推力,若移动后只需180N的水平推力即可维持物体匀速运动,那么物体受到的最大静摩擦力为__ ___N,当用250N的水平推力时,物体受到的摩擦力为__ _N.
总结(包括前三节的力)
力的分类:①按力的性质(产生原因)分:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力。
②按作用效果分:压力、拉力、动力、向心力、回复力。 效果不同的力性质可以相同、性质不同的力效果可以相同
例题关于力,下列说法中正确的是:( )
A、力是物体对物体的作用,力是成对出现的,它们同时产生、同时消失,分别作用在两 个物体上。
B、只有直接接触的物体之间,才有力的作用。 C、对于一个受力物体,可以找到多个施力物体。 D、对于一个施力物体,可以找到多个受力物体。
21
[基础训练] 1.重心是物体所受______ _____,物体的重心可以在物体上,也可以_______ __,重心在物体几何中心的条件是 。 2.产生弹力的条件是_________ _____. 3.当一个物体在另一个物体的表面上________另一个物体______时,要受到另一个物体阻碍它__________的力,这种力叫做滑动摩擦力,研究滑动摩擦力时我们选择的参考系是相互滑动的两物体中我们认为________的那个物体,滑动摩擦力的方向总是与_________方向相反. 4.产生静摩擦力的条件是_______、________、___________.静摩擦力的方向总是与_________________________相反,静摩擦力的大小可以在____________范围内变化.
5.如图3-3-3所示,用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上,F=50N.方向垂直于墙,若物体匀速下滑,物体受到的摩擦力是______N,动摩擦因数是______,若物体静止不动,它受到的静摩擦力是______N,方向______.若撤去力
,当铁块沿着墙壁自由下落时,铁
块受到的滑动摩擦力 (g=10N/kg)
[能力训练]
1.请你判断下列说法 正确的是( )
A.物体受到力的作用,运动状态一定改变。
B.竖直向上抛出的物体,物体竖直上升,是因为受到一个竖直向上的升力。 C.物体只有相互接触才会产生力的作用。
D.同一个物体既可以是施力物体也可以是受力物体。 2.下列关于力的说法正确的是( )
A.一个力可能有两个施力物体 B.力的三要素相同,作用效果一定相同 C.物体受到力的作用,其运动状态未必改变 D.物体发生形变时,一定受到力的作用
3.关于重力的大小和方向,下列说法中正确的是 ( )
A. 在地球上方的物体都要受到重力作用,所受的重力与它的运动状态无关,也不管是
否存在其他力的作用
B. 在地球各处的重力方向都是相同的
C.向上运动的物体所受重力可能小于向下运动的同一物体所受重力
D.对某一物体而言,其重力的大小总是一个恒量,不因物体从赤道移到南极而变化 4.关于弹力下列说法正确的是( )
A.静止在水平面上的物体所受的重力就是它对水平面的压力 B.压力、支持力、绳中的张力都属于弹力
C.弹力的大小与物体的形变程度有关,在弹性限度内形变程度越大,弹力越大 D.弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同 5.画出图中A物体所受弹力的示意图
22
6.将G=50N的物体悬挂在轻质弹簧上,弹簧伸长了2.0cm, 静止时弹簧的弹力是多大?弹簧的劲度系数多大(如图甲)将弹簧从挂钩处摘下,在0点施加一个竖直向上的50N的拉力(图乙),物体仍然静止,那么弹簧的伸长量又是多少?
7.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.物体受到摩擦力作用时,一定受到弹力作用 B.只有运动的物体才能受到滑动摩擦力作用
C.具有相对运动的两物体间一定存在滑动摩擦力作用 D.摩擦力的方向与物体运动方向相反
8.下列关于摩擦力的说法正确的是( ) A.摩擦力的方向总与物体的运动方向相反 B摩擦力的大小与相应的正压力成正比
C. 运动着的物体不可能受静摩擦力作用,只能受滑动摩擦力作用 D.静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势方向相反 9.关于动摩擦因数μ,下列说法正确的是( )
A.两物体间没有摩擦力产生说明两物体间的动摩擦因数μ=0 B.增大两物体的接触面积,则两物体间的动摩擦因数增大 C.增大两物体间的正压力,则两物体间的动摩擦因数增大
D.两物体的材料一定,两物体间的动摩擦因数决定于两接触面的粗糙程度 10.物体与支持面间有滑动摩擦力时,下列说法中正确的是( ) A.物体与支持面间的压力越大,滑动摩擦力就越大;
B.物体与支持面间的压力不变,动摩擦因数一定,速度越大,滑动摩擦力就越大;
C.物体与支持面间的压力不变,动摩擦因数一定,接触面越大,滑动摩擦力就越大;
D.物体与支持面的压力一定,材料越粗糙,滑动摩擦力就越大. 11.如图3-3-4所示,木块质量为m,跟水平桌面的动摩擦因数为μ,受水平向右的力F的作用匀速运动,从物体到边缘开始,到物体下落为止,在此过程中物体保持匀速运动,下列说法正确的是( )
A.推力F因物体悬空部分越来越大而变小
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B.推力F在物体下落前会变为原来的1/2 C.推力F始终是μmg
D.因接触面变小,动摩擦因数μ会变大
12.如图3-3-5所示,在μ=0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20kg,在运动过程中,还受到一个水平向左的大小为10N的拉力作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g=10N/kg) ( )
A.10N,向右 B.10N,向左 C.20N,向右 D.20N,向左 13.水平地面上放一个重为200N的铁块,铁块与地面间的最大静摩擦力大小为63N,铁块与地面间动摩擦因数为0.3,一个人用水平方向的力推静止的铁块,试求下列各种情况下铁块所受的摩擦力的大小: ⑴物体静止时,用F=50N的向右推力; ⑵物体静止时,用F=80N的向右推力;
⑶物体以10m/s的初速度向左,用F=62N的推力向右
第四节力的合成
1定义:求几个力的合力
2合成法则:a平行四边形法则
b平行四边形定则可简化成三角形定则。
c由三角形定则还可以得到一个有用的推论:如果n个力首尾相接组成一个封 闭 多边形,则这n个力的合力为零。 3合力与分力 A 作用效果相同 B 求解方法 a作图法 B计算法 C 大小关系
a范围: |F1-F2| ≤ F合≤ F1+F2
F F1 F
F1
b 两个力一定时,夹角越大,合力越
小
O F2 O F2
D 特例
a两力夹角为0时:两力直接相加
b两力夹角为90时:两力的平方和,再开根号 c 两力夹角为180度时:两力之差,再取绝对值
D大小相等,夹角为120度时:两个力的合力与分力大小相等 4共点力
A 作用线相交于一点的力 B 遵循平行四边形定则
C 共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零。
第五节力的分解
24
1定义:已知一个力求它分力的过程
2分解法则:平行四边形定则(力的分解相当于已知对角线求邻边)和三角形定则 3分解原则:按实际情况分解 4分解讨论
A 已知其中一个分力的大小及方向 B 已知两个分力的方向 总结AB:有唯一解
C 已知合力及两分力的大小
D 已知合力及一个分力的方向和另一个分力方向 CD两条:有多解
例1:放在水平面上的物体受一个斜向上方的拉力F,这个力与水平面成θ角。
分析:(1)力F的作用效果有水平向前拉物体和竖直向上提物体的效果,那么F的两个分力就在水平方向和竖直方向上。
(2)方向确定,根据平行四边形定则,分解就是唯一的。 (3)如图所示分解F1=Fcosθ, F2=Fsinθ
例2:物体放在斜面上,那物体受的重力产生有什么样的效果。
分析:
(1)G方向竖直向下,又不能下落。在垂直于斜面方向产生紧压斜面的力的作用效果;在沿斜面方向上使物体产生沿斜面向下滑动的效果。 (2)两分力方向确定了,分解是唯一的。
(3)G1=Gsinθ, G2=Gcosθ
5用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律:
①当已知合力F的大小、方向及一个分力F1的方向时,另一个分力F2取最小值的条件是两分力垂直。如图所示,F2的最小值为:F2min=F sinα
②当已知合力F的方向及一个分力F1的大小、方向时,另一个分力F2取最小值的条件是:所求分力F2与合力F垂直,如图所示,F2的最小值为:F2min=F1sinα
25
[基础训练]
1.如果一个力的效果跟几个力共同产生效果_____,这个力叫做那几个力的______,求几个力的合力叫做___________.
2.力的合成遵循力的________________, 求两个力的合力时,用力的图示法作出以这两个力的线段为_______的平行四边形的对角线,则对角线的长度和方向表示____________________.
3.求一个已知力的分力叫做________,力的分解是力的合成的______,已知一个力(平行四边形的对角线)求这个力的分力(两个邻边),可作的平行四边形有_______,实际分解时,必须根据力的_________进行。 [能力训练]
1.有两个大小不变的共点力,它们的合力的大小F合随两力夹角α变化的情况如图3-4-3所示,则两力的大小分别为_______和 .
2.有五个力作用于一点O,这五个力的作用情况如图3-4-4所示,构成一个正六边形的两邻边和三条对角线。已知F3=10N。则这五个力的合力大小为________。 3.物体受到两个方向相反的力的作用, F1=8N, F2=10N,
当F2由10N逐渐减小到零的过程中, 这两个力的合力的大小变化是 ( )
A.逐渐变小 B.逐渐增大 C.先变大后变小 D.先变小后变大 4.一个物体受到两个力的作用,则( )
A.当两个力大小相等时,物体所受合力一定为零 B.当两个力大小相等时,物体所受合力可能为零
C.当两个力中一个较大时,物体所受合力一定与较大的力同方向 D.当两个力互相垂直时,物体所受合力将取最大值 5.如图3-4-5所示,悬挂在天花板下重60N的小球,在均匀的水平风力作用下偏离了竖直方向θ=30°角.求风对小球的作用力和绳子的拉力.
0
6.如图3-4-6所示,悬线AO与天花板夹角为60,线AO的拉力F1=24N,线BO与墙壁垂直,线BO的拉力F2=12N.求:
(1) 用图解法求F1和F2的合力.
(2) 用计算法求F1、F2的合力的大小.
7.将与水平面成300角斜向上的拉力F=20N,沿水平方向和竖直方向分解,那么沿水平方向的分力大小为____N;沿竖直方向的分力大小为____N.
8.关于力的分解,下列说法中正确的是( )
A.一个力可以分解成两个比它大的分力 B.一个力可分解成两个大小跟它相等的力
26
C.如果一个力和它的一个分力的大小方向确定,那么另一个分力就是唯一的 D.如果一个力以及它的一个分力的大小和另一个分力的方向确定,这两个分力就完全确定了
9.将一个有确定方向的力F=10N分解成两个分力,已知一个分力有确定的方向,与F成30°夹角,另一个分力的大小为6N,则在分解时( ) A.有无数组解 B.有两组解 C.有惟一解 D.无解
10.图3-5-9的各图所示的重物A静止。试根据力的效果把A的重力分解,并把重力的分解示意图画在对应的图上。
11.如图3-5-10所示,一光滑小球静止于斜面与竖直挡板之间,已知小球受到的重力为100N。试回答下列几个问题: (1).光滑小球受到哪几个力的作用,画出受力图。
(2).用作图法求出球所受重力沿水平方向和垂直斜面方向的两个分力。 (3).以上两个分力与球对竖直挡板、对斜面的压力有怎样的关系?
专项训练:正交分解法与物体的平衡
正交分解法:
把一个力分解成两个互相垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法。 用正交分解法求合力的步骤:
①首先建立平面直角坐标系,并确定正方向
②把各个力向x轴、y轴上投影,但应注意的是:与确定的正方向相同的力为正,与确定的正方向相反的为负,这样,就用正、负号表示了被正交分解的力的分力的方向
③求在x轴上的各分力的代数和Fx合和在y轴上的各分力的代数和Fy合 ④求合力的大小 F?(Fx合)2?(Fy合)2
合力的方向:tanα=
Fy合Fx合(α为合力F与x轴的夹角)
力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个互相垂直的坐标轴上,分解最终往往是为了求合力(某一方向的合力或总的合力)。
物体的平衡
平衡状态:匀速直线运动或者静止状态
27
特点:物体的合力为零,即物体任意方向上的合力均为零。 注意:有时物体在某一方向上平衡而其他方向不平衡则物体在该方向上的合力为零其他方向不为零。 [能力训练] 一、受力分析
F θ m
C
1.如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一质量为m的光滑小球,球被竖直的木板挡住,则球对挡板的压力和球对斜面的压力分别是多少?
28
图1-3
图1-
F 图1-2 37° 图8
m
B 30A M
F1 C
F2 甲 乙 图A-3
图6
SmSm图1
D A O ? m 图1 B
B A O A 图1-2
F A ? 图1
θ
2.如图37所示,质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上的C点,轻杆BC可绕B点转动,求细绳AC中张力T大小和轻杆BC受力N大小。
6矢量
A 既有大小,又有方向
B 运算法则:平行四边形定则或三角形定则 7标量
A 只有大小,没有方向 B 运算法则:代数运算法则
第四章牛顿运动定律 第一节牛顿第一定律 1力和运动的关系(两种观点)
A 亚里士多德:力是维持物体运动的原因
B 伽利略:水平面上运动的物体,如无摩擦将一直运动下去,除非 作用在它上面的力迫使它改变这种状态 2牛顿第一定律
A内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用 在它上面的力迫使它改变这种状态 B 意义
a指出了物体不受外力作用时所处的状态 b 指出了一切物体都具有惯性
3惯性:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性
[基础训练]
AB300CO1.在研究物体运动原因的过程中,亚里士多德的结论是:必须______________上,物体才能运动;__________________,物体就要静止,即力是________物体运动的原因. 2.伽利略的理想实验
(1)伽利略注意到,当一个球沿斜面向下运动时,它的速度________,而向上运动时,它的速度______,他由此猜想当球沿水平面运动时,它的速度应该是__________,实际上球运动的越来越慢,伽利略认为是由于__________的缘故.他推断,若没有__________,球将永远运动下去.
(2)伽利略通过研究理想斜面实验,得出的结论是:力不是________________的原因,而恰恰是____________的原因.
29
(3)笛卡儿补充和完善了伽利略的观点,明确指出:除非________________,物体将永远保持其________或__________,永远不会使自己________运动,而保持在________上运动. 3.一切物体总保持______________状态或________状态,直到________迫使它改变这种状态为止.
4.物体保持原来的________________状态或__________状态的性质,叫惯性.一切物体都有惯性,________是物体惯性大小的唯一量度,______大,惯性大. 5.关于惯性,下列说法正确的是( ) A.只有静止或匀速直线运动的物体才有惯性 B.惯性的大小与物体的受力情况无关 C.质量是物体惯性大小的唯一量度 D.物体的惯性大小与其速度大小无关 6.下列说法正确的是( )
A.运动越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大 B.小球在做自由落体运动时,惯性不存在了
C.把一个物体竖直向上抛出后,能继续上升,是因为物体仍受到一个向上的推力 D.物体的惯性仅与质量有关,质量大的惯性大,质量小的惯性小
7.乘坐汽车时,如果汽车突然启动,乘客会往后倒;如果汽车遇到紧急情况急刹车,乘客会向前倾;如果汽车在弯道上转弯,乘客会向外倾斜.这些都是乘客不自觉地发生的现象,如图1所示.乘客坐在汽车中发生这些现象的原因是什么?
图1
[能力训练] 【概念规律练】
知识点一 伽利略的理想实验
1.如图2所示,伽利略的理想实验是将可靠的事实和理论思维结合起来,能更深刻地反映自然规律,伽利略的斜面实验程序如下:
图2
(1)减小第二个斜面的倾角,小球在斜面上仍然要达到原来的高度.
(2)两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面. (3)如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度.
(4)继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球沿水平面做持续的匀速运动. 请按程序先后次序排列,并指出它究竟属于可靠的事实还是通过思维过程得到的推论,下列选项正确的是(数字表示上述程序号码)( ) A.事实(2)→事实(1)→推论(3)→推论(4)
30
B.事实(2)→推论(1)→事实(3)→推论(4) C.事实(2)→推论(3)→推论(1)→推论(4) D.事实(2)→事实(3)→推论(1)→推论(4) 2.伽利略的理想实验证明了( )
A.要物体运动必须有力的作用,没有力的作用物体将要静止 B.要物体静止必须有力的作用,没有力的作用物体就运动 C.物体不受力作用时,一定处于静止状态
D.物体不受力作用时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
知识点二 惯性的概念
3.关于物体的惯性以下说法中正确的是( )
A.物体的运动速度越大,物体越难停下来,说明运动速度大的物体惯性大
B.汽车突然减速时,车上的人向前倾,拐弯时人会往外甩,而汽车匀速前进时,车上的人感觉平稳,说明突然减速和转弯时有惯性,匀速运动时没有惯性 C.在同样大小的力作用下,运动状态越难改变的物体,其惯性一定越大
D.在长直水平轨道上匀速运动的火车上,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后,发现落回原处,这是因为人跳起后,车继续向前运动,人落下后必定向后偏些,但因时间太短,偏后距离太小,不明显而已
4.关于物体的惯性,下列说法中正确的是( )
A.运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体的速度越大,惯性也越大 B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的物体惯性大的缘故 C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小 D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性
知识点三 牛顿第一定律
5.下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是( ) A.牛顿第一定律是实验定律
B.牛顿第一定律只是提出了惯性的概念
C.牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时,物体将处于静止状态
D.牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律,又提出了力是改变物体运动状态的原因
6.下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的,没有实验依据 B.牛顿第一定律无法用实验直接验证,因此是不成立的
C.理想实验的思维方法与质点概念的建立一样,都是一种科学抽象的思维方法 D.由牛顿第一定律可知,静止的物体一定不受外力作用 【方法技巧练】
应用牛顿第一定律分析物体的运动
7.火车在长直水平轨道上匀速行驶,在门窗紧闭的车厢内,有一个人竖直向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为( )
31
A.人跳起时会得到一个向前的冲力,使他随火车一起向前运动
B.人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随火车一起向前运动
C.人跳起后,车在继续前进,所以人落下后必定偏向后一些,只是由于时间很短,偏后的距离太小,不明显而已
D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车始终具有相同的速度 8.
图3
如图3所示,一个劈形物体A,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面上放一光滑的小球B,劈形物体A从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( ) A.沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线 C.无规则曲线 D.抛物线 9.
图4
如图4所示,在一辆表面光滑足够长的小车上,有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2),两小球原来随车一起运动.当车突然停止时,如不考虑其他阻力,则两个小球( ) A.一定相碰 B.一定不相碰 C.不一定相碰 D.无法确定
第2节实验:探究加速度与力 质量的关系
1实验目的:探究加速度与力 质量的关系 ,作出加速度力和加速度
质量倒数的图像 2实验方法:控制变量法 3实验器材
A 用打点计时器进行实验:小车,一端带滑轮的长木板,小盘,砝 码若干,打点计时器,学生电源,纸带,刻度尺,薄木块,细 线等
B 比较法进行实验:附有滑轮的长木板两块,相同小车两个,细线
小盘,砝码若干,刻度尺,1-2米粗棉线,宽口文件夹,薄木块 4实验过程
A 保持力不变,探究a与m的关系 B 保持m不变,探究a与F的关系 5数据处理得出结论 A 计算比值
B 作出a-F,a-1\\m图像 6加速度求解
32
A 初速度=0,由a=2x\\t方
B 由变化x=at方求解(匀变速直线运动) C 初速度=0时,比较相同时间内位移a1、
第三节牛顿第二定律
1定律 A 内容
a物体加速度的大小跟它受到作用力成正比,跟它的质量成反比 b 加速度的方向跟作用力的方向相同 B公式:F=ma C 说明
A 公式中F是合力
B 公式中各量的单位都采用国际单位制中的单位 2F=ma的理解
同体性,因果性,矢量性,瞬时性,统一性,相对性,独立性,局 限性
[基础训练]
1.牛顿第二定律表明,物体的加速度大小跟__________成正比,跟________成反比,其数学表达式是________或__________.
牛顿第二定律不仅确定了加速度和力大小之间的关系,还确定了它们方向之间的关系,即加速度的方向和力的方向________.
2.在国际单位制中,力的单位是牛顿,符号为____.它是根据牛顿第二定律定义的:使质量为______的物体产生______加速度的力叫做______.
比例关系k的含义:根据F=kma知,k=F/ma,因此k在数值上等于使单位质量的物体产生单位加速度的力的大小.k的大小由F、m、a三者的单位共同决定,三者取不同的单位时k的数值不一样,在国际单位制中,k=1,由此可知,在应用公式F=ma进行计算时,F、m、a的单位必须统一为国际单位制中相应的单位.
3.关于物体的加速度和所受合外力的关系,有下列几种说法,其中正确的是( ) A.物体所受的合外力为零,加速度一定为零 B.合外力发生变化时,物体的加速度一定改变 C.物体所受合外力的方向一定和物体加速度的方向相同 D.物体所受合外力的方向可能和物体加速度的方向相反
4.给静止在光滑水平面上的物体施加一个水平拉力,当拉力刚开始作用的瞬间,下列说法正确的是( )
A.物体同时获得速度和加速度 B.物体立即获得加速度,但速度仍为零 C.物体立即获得速度,但加速度仍为零 D.物体的速度和加速度均为零
5.质量为m=5 kg的物体放在光滑的水平面上,当用水平力F1=6 N作用在物体上时,物体的加速度为多大?若再作用一个水平力F2=8 N,且F1、F2在同一水平面内,F1垂直于F2.此时物体的加速度为多大?
33
6.一个质量为m=2 kg的物体静止于光滑的水平面上,现在作用在物体上两个水平拉力F1、F2,已知F1=3 N,F2=4 N,则物体的加速度大小可能是( ) A.0.5 m/s2 B.2.5 m/s2 C.4 m/s2 D.3.5 m/s2 [能力训练]
【概念规律练】
知识点一 牛顿第二定律的理解
1.下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解正确的是( ) A.由F=ma可知,物体所受的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比 F
B.由m=可知,物体的质量与其所受的合力成正比,与其运动的加速度成反比
aF
C.由a=可知,物体的加速度与其所受的合力成正比,与其质量成反比
mF
D.由m=可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求出
a2.在牛顿第二定律的表达式F=kma中,有关比例系数k的下列说法中正确的是( ) A.在任何情况下k都等于1
B.k的数值由质量、加速度和力的大小决定 C.k的数值由质量、加速度和力的单位决定 D.在国际单位制中k=1
知识点二 力和加速度的关系
3.下列说法正确的是( )
A.物体所受合力为零时,物体的加速度可以不为零 B.物体所受合力越大,速度越大
C.速度方向、加速度方向、合力方向总是相同的
D.速度方向可与加速度方向成任何夹角,但加速度方向总是与合力方向相同 4.关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是( )
A.加速度和力是瞬时对应关系,即加速度与力是同时产生、同时变化、同时消失 B.物体只有受到力作用时,才有加速度,但不一定有速度
C.任何情况下,加速度的方向总与合外力方向相同,但与速度的方向不一定相同 D.当物体受到几个力作用时,可把物体的加速度看成是各个力单独作用时产生的各个加速度的合成
知识点三 牛顿第二定律的应用 5.
34
图1
如图1所示,质量为20 kg的物体,沿水平面向右运动,它与水平面间的动摩擦因数为0.1,同时还受到大小为10 N的水平向右的力的作用,则该物体(g取10 m/s2)( ) A.受到的摩擦力大小为20 N,方向向左 B.受到的摩擦力大小为20 N,方向向右 C.运动的加速度大小为1.5 m/s2,方向向左 D.运动的加速度大小为0.5 m/s2,方向向左 6.
图2
如图2所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,小球的悬线偏离竖直方向37°,球和
2
车厢相对静止,球的质量为1 kg.(g取10 m/s,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) (1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况;
(2)求悬线对球的拉力.
【方法技巧练】
一、利用牛顿第二定律分析物体的运动情况 7.
图3
如图3所示,一个铁球从竖直立在地面上的轻质弹簧正上方某处自由落下,接触弹簧后弹簧做弹性压缩.从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度和受到的合力的变化情况是( )
35
A.合力变小,速度变小 B.合力变小,速度变大
C.合力先变大后变小,速度先变小后变大 D.合力先变小后变大,速度先变大后变小
二、正交分解法在牛顿第二定律中的应用 8.
图4
如图4所示,质量为4 kg的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5.物体受到大小为20 N与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用时,沿水平面做匀加速运动,求
2
物体加速度的大小.(g取10 m/s,sin37°=0.6,cos 37°=0.8)
三、利用整体法与隔离法求物体的加速度 9.
图5
如图5所示,两个质量相同的物体1和2紧靠在一起,放在光滑水平桌面上,如果它们分别受到水平推力F1和F2作用,而且F1>F2,则1施于2的作用力大小为( )
A.F1 B.F2 11
C.2(F1+F2) D.2(F1-F2)
第四节力学单位制
1基本单位
A 国际单位(力学中) a长度(l):m
b时间(t):s c质量(m):kg B 常用单位
a长度:cm;km等 b 时间:h;min等 c质量:g;t等
36
2导出单位(力学中) A 国际单位
a 力:N b 速度:m/s c 加速度:m/s2 B 常用单位
a力:1达因=0.00001N b 速度:km/h;cm/s等
3国际单位制及国际单位制中的基本单位
a物理名称:长度;物理量符号:L;单位名称:米;单位符号:m; b物理名称:质量;物理量符号:m;单位名称:千克;单位符号:kg; c物理名称:时间;物理量符号:t;单位名称:秒;单位符号:s; d物理名称:电流;物理量符号:l;单位名称:安;单位符号:A; e物理名称:温度;物理量符号:T;单位名称:开;单位符号:K; f物理名称:物质的量;物理量符号:n;单位名称:摩;单位符号:
mol;
g物理名称:发光强度;物理量符号:I;单位名称:坎;单位符号:
Cd;
4单位制在物理计算中的作用
A 根据单位制中的单位和已知的导出单位,可以利用物理公式推导
出其他物理量的单位。
B 根据物理量的单位还可以发现错误
C 我们在学习了单位制之后,用物理规律解决问题时,要将所有物
理量的单位都统一到国际单位制中,用国际单位制中的基本单位 和导出单位表示,这样就可以省去计算过程中单位的代入,从而 使计算简便,并且这样求得的物理量的单位也是国际单位。 [基础训练]
1.物理学的__________在确定了物理量之间的数量关系的同时,也确定了物理量的______间的关系.
2.被选定的利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位的__________,称为基本物理量,它们的单位称为________.力学中选定的基本物理量有:______、________、________,国际单位制中它们的单位分别是____、________、______.
3.由基本单位根据______________推导出来的其他物理量的单位称为__________. 4.由________单位和______单位一起组成单位制,现在常用的是国际通用的,包括一切科学领域的单位制称为______单位制.
以下是国际单位制中的七个基本物理量和相应的国际单位制中的基本单位.
物理量名称 长度 质量 时间 电流
物理量符号 l m I 37
单位名称 千克(公斤) 秒 单位符号 m s A 热力学温度 发光强度 物质的量 T I,(IV) n,(ν) 开(尔文) 坎(德拉) 摩(尔) K cd 5.在国际单位制中,基本力学物理量是( )
A.长度、力、时间 B.长度、质量、时间 C.长度、力、质量、时间 D.速度、加速度、时间 6.下列各组单位符号中,属于国际单位制中基本单位符号的是( ) A.kg、m、J B.N、kg、m C.kg、m、s D.N、g、m
7.下列关于单位制及其应用的说法中,正确的是( ) A.基本单位和导出单位一起组成了单位制 B.选用的基本单位不同,构成的单位制也不同
C.在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,只要正确应用公式,其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的
D.一般来说,物理公式主要确定各物理量间的数量关系,并不一定同时确定单位关系 [能力训练]
【概念规律练】
知识点一 单位和单位制
1.现有下列物理量或单位,请按要求填空. ①密度 ②米/秒 ③牛顿 ④加速度 ⑤质量 ⑥秒 ⑦厘米 ⑧长度 ⑨时间 ⑩千克
(1)属于物理量的有: _______________________________________________________; (2)在国际单位制中,作为基本物理量的有: ___________________________________; (3)在国际单位制中属于基本单位的有:________,属于导出单位的有________. 2.关于力学单位制,下列说法正确的是( ) A.kg、m/s、N是导出单位 B.kg、m、s是基本单位
C.在国际单位制中,质量的单位可以是kg,也可以是g D.只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是F=ma
知识点二 单位制的应用
3.在国际单位制中,功率的单位“瓦”是导出单位,用基本单位表示,正确的是( ) A.J/s B.N·m/s C.kg·m2/s2 D.kg·m2/s3
4.声音在某种气体中的速度表达式,可以只用气体的压强p、气体的密度ρ和没有单位的比例常数k表示,根据上述情况,判断下列声音在该气体中的速度表达式肯定不正确的是( )
38
A.v=kp B.v=kρρ p
pρ
C.v=k D.v=k
ρp
【方法技巧练】
一、利用单位制分析物理学公式
5.物理公式在确定物理量关系的同时,也确定了物理量间的单位关系.下面给出的关系式
中,l是长度,v是速度,m是质量,g是重力加速度,这些量都用国际单位制中的单位.试判断下列表达式的单位,并指出这些单位所对应的物理量的名称: (1)
l,单位是________,物理量名称是________. g
v2
(2),单位是________,物理量名称是________. lv2
(3)m,单位是________,物理量名称是________.
l
1
6.小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积,他从网上查得圆锥体积的计算公式为V=πR3h,
3
小红说,从单位关系上看,这个公式肯定是错误的.小红的根据是什么?
二、单位制在物理计算中的应用方法
7.在研究匀变速直线运动的实验中,取计数时间间隔为0.1 s,测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx=1.2 cm,若还测出小车的质量为500 g,则关于加速度、合外力大小及单位,既正确又符合一般运算要求的是( ) 1.2
A.a=2 m/s2=120 m/s2
0.11.2×102
B.a= m/s2=1.2 m/s2 20.1
-
C.F=500×1.2 N=600 N D.F=0.5×1.2 N=0.60 N
第五节牛顿第三定律
1 作用力与反作用力 A 大小相等 B 方向相反
C 作用在同一条直线上 2定律内容
3物体的受力分析 A 研究对象 B 常用的方法 C 一般步骤
4一对作用力与反作用力和一对平衡力的区别和联系 A 不同点
39
a 作用对象 b 两力的性质 c 作用效果 B 相同点
a大小关系:相等 b方向关系:反向 c 空间关系:共线 [基础训练]
1.两个物体之间的作用都是相互的.一个物体对另一个物体施加了力,后一物体也一定同时对前一个物体___________________________________________________________. 将一对相互作用的力中的一个叫做________,则另一个就叫做它的__________.
2.牛顿第三定律的内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是__________、__________,作用在____________.这就是牛顿第三定律. 3.理解作用力和反作用力的关系时,注意以下几点:
(1)作用力和反作用力______产生,________消失,________变化,无先后之分. (2)作用力和反作用力总是大小________,方向________,与物体是处于平衡状态还是处于非平衡状态没有关系.
(3)作用力和反作用力分别作用在________物体和________物体上,其作用效果分别体现在各自的受力物体上,所以作用力和反作用力产生的效果不能________.
(4)作用力和反作用力一定是________性质的力,如果作用力是弹力,其反作用力必定为________;如果作用力为摩擦力,其反作用力必定为__________;如果作用力为引力,其反作用力也一定为________.
4.关于一对作用力和反作用力,下列说法中正确的是( ) A.它们大小相等、方向相同 B.它们总是作用在同一个物体上 C.它们同时产生、同时消失 D.它们的大小相等、方向相反 5.
图1
如图1所示,一个大人甲跟一个小孩乙站在水平地面上手拉手比力气,结果大人把小孩拉过来了.对这个过程中作用于双方的力的关系,正确的说法是( ) A.大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大 B.大人与小孩间的拉力是一对作用力和反作用力 C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等
D.只有在大人把小孩拉动的过程中,大人的力才比小孩的力大,在可能出现的短暂相持过程中,两人的拉力一样大
6.一本书静置于水平桌面上,则( )
40
A.桌面对书的支持力大小等于书的重力,这两个力是一对平衡力 B.书对桌面的压力就是书的重力,这两个力是同一种性质的力 C.书所受的重力与桌面的支持力是一对作用力和反作用力 D.书所受的重力与它对地球的吸引力是对平衡力 [能力训练]
【概念规律练】
知识点一 作用力与反作用力
1.关于作用力与反作用力,下列说法正确的是( ) A.物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力 B.作用力与反作用力一定是同种性质的力
C.作用力和反作用力总是同时分别作用在相互作用的两个物体上 D.匀速上升的气球所受到的浮力没有反作用力
2.放在水平桌面上的物体,受到桌面对它的支持力,对支持力的反作用力说法正确的是( )
A.反作用力是物体受到的重力,作用在地球上 B.反作用力是物体对桌面的压力,作用在桌面上 C.反作用力是物体对地球的引力,作用在物体上 D.支持力没有反作用力
知识点二 作用力、反作用力和平衡力
3.下列选项中关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识,正确的是( )
A.一对平衡力的合力为零,作用效果相互抵消,一对作用力与反作用力的合力也为零,作用效果也相互抵消
B.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,且性质相同,平衡力的性质却不一定相同
C.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,且一对平衡力也是如此 D.先有作用力,接着才有反作用力,一对平衡力却是同时作用在同一个物体上 4.
图2
如图2所示,水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动,下列说法中正确的是( ) A.作用力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力 B.作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力 C.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力
知识点三 牛顿第三定律
5.关于车拉马、马拉车的问题,下列说法中正确的是( )
41
A.马拉车不动,是因为马拉车的力小于车拉马的力 B.马拉车前进,是因为马拉车的力大于车拉马的力
C.马拉车,不论车动还是不动,马拉车的力的大小总是等于车拉马的力的大小 D.马拉车不动或车匀速前进时,马拉车的力与车拉马的力才大小相等
6.在滑冰场上,甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上,原来静止不动,在相互猛推一下后分别向相反方向运动,假定两板与冰面间的动摩擦因数相同,已知甲在冰上滑行的距离比乙远,这是由于( )
A.在推的过程中,甲推乙的力小于乙推甲的力 B.在推的过程中,甲推乙的时间小于乙推甲的时间 C.在刚分开时,甲的初速度大于乙的初速度
D.在分开后,甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小
【方法技巧练】
一、利用牛顿第三定律转换研究对象
7.水平射出一颗质量为50 g的子弹,经测定,子弹在长为1 m的枪膛内运动,出枪口时的速度达600 m/s,如果子弹在枪膛内的运动看做是匀变速直线运动,射击时人将枪扛在肩头,求此时枪对人水平方向的作用力.
图3
二、牛顿第二定律、第三定律的综合应用
8.一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆,如图3所示,在这一瞬间悬绳断了,设木杆足够长,由于小猫继续上爬,所以小猫离地面高度不变,则木杆下降的加速度大小为________.方向为________.(设小猫质量为m,木杆的质量为M)
第六节用牛顿运动定律解决问题(一)
1两类基本问题
A 已知受力情况求运动情况 B 已知运动情况求受力情况
2解题的关键:受力情况-(a)-运动情况
3解题思路:受力分析-合力-F=ma-a-运动学公式-运动情况 [基础训练]
42
1.牛顿第二定律确定了________和____的关系,使我们能够把物体的运动情况的__________联系起来.
2.根据受力情况确定运动情况,先对物体受力分析,求出合力,再利用__________________求出________,然后利用______________确定物体的运动情况(如位移、速度、时间等). 3.根据运动情况确定受力情况,先分析物体的运动情况,根据____________求出加速度,再利用______________确定物体所受的力(求合力或其他力).
4.质量为2 kg的质点做匀变速直线运动的加速度为2 m/s2,则该质点所受的合力大小是____ N.
5.某步枪子弹的出口速度达100 m/s,若步枪的枪膛长0.5 m,子弹的质量为20 g,若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动,则高压气体对子弹的平均作用力为( ) A.1×102 N B.2×102 N C.2×105 N D.2×104 N
6.用30 N的水平外力F拉一个静放在光滑水平面上的质量为20 kg的物体,力F作用3 s后消失,则第5 s末物体的速度和加速度分别是( ) A.v=4.5 m/s,a=1.5 m/s2 B.v=7.5 m/s,a=1.5 m/s2 C.v=4.5 m/s,a=0 D.v=7.5 m/s,a=0 [能力训练]
【概念规律练】
知识点一 已知受力情况确定运动情况
1.
图1
一物体放在光滑水平面上,若物体仅受到沿水平方向的两个力F1和F2的作用.在两个力开始作用的第1 s内物体保持静止状态,已知这两个力随时间的变化情况如图1所示,则( ) A.在第2 s内,物体做加速运动,加速度减小,速度增大 B.在第3 s内,物体做加速运动,加速度增大,速度减小 C.在第4 s内,物体做加速运动,加速度减小,速度增大 D.在第6 s内,物体处于静止状态
2.一个滑雪者从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾角θ=30°,滑雪板与雪地的动摩擦因数是
2
0.04(g取10 m/s)
求:(1)滑雪者加速度的大小;
(2)滑雪者5 s内滑下的路程;
43
(3)滑雪者5 s末速度的大小.
知识点二 已知运动情况确定受力情况
3.行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害,人们设计了安全带.假定乘客质量为70 kg,汽车车速为90 km/h,从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5 s,安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( )
A.450 N B.400 N C.350 N D.300 N 4.
图2
建筑工人用如图2所示的定滑轮装置运送建筑材料.质量为70.0 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( ) A.510 N B.490 N C.890 N D.910 N
5.列车在机车的牵引下沿平直铁轨匀加速行驶,在100 s内速度由5.0 m/s增加到15.0 m/s. (1)求列车的加速度大小;
(2)若列车的质量是1.0×106 kg,机车对列车的牵引力是1.5×105 N,求列车在运动中所受的阻力大小.
【方法技巧练】
一、瞬时性问题的分析方法 6.
图3
如图3所示,在光滑的水平面上,质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连,在拉力F作用下,以加速度a做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度为a1和a2,则( ) A.a1=a2=0 B.a1=a,a2=0
m1m2
C.a1=a,a2=a
m1+m2m1+m2m1
D.a1=a,a2=-a
m27.
44
图4
如图4所示,天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球.两小球均保持静止.当突然剪断细绳时,上面小球A与下面小球B的加速度为( ) A.aA=g aB=g B.aA=g aB=0 C.aA=2g aB=0 D.aA=0 aB=g
二、图象问题的解题技巧
8.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图5甲、乙所示.重力加速度g取10 m/s2.试利用两图线求出物块的质量及物块与地面间的动摩擦因数.
第七节用牛顿运动定律解决问题(二)
1共点力作用下物体的平衡
A 平衡状态:静止或匀速直线运动 B 平衡条件:F=0 C 分析平衡的方法
a 合成法
b 分解法:一般分解;正交分解 c图解三角形法 d 相似三角形法
D 共点力平衡条件的运用 2超重和失重
A 实重:物体的重力
B 视重:物体间的相互作用的弹力 C 超重:F视>mg,加速度方向向上 D 失重:F视 E完全失重:F视=0,a=g,加速度方向向下 3从动力学角度看自由落体运动 [基础训练] 1.一个物体在力的作用下,如果保持________状态或者__________________状态,我们就说这个物体处于平衡状态.共点力作用下物体的平衡条件是____________.其数学表达式为 45 ??Fx合= F合=____或? ?Fy合= ? ,其中Fx合为物体在x轴方向上所受的合外力,Fy合为物体在y轴 方向上所受的合外力. 2.超重:当物体具有______的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬线的拉力)______物 体所受的______的现象称为超重______. 由此可知:产生超重现象的条件是物体具有______的加速度,它与物体运动速度的大小和方向______.超重包括__________和__________两种情况. 3.失重:当物体具有________的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受的______的现象,称为失重现象. 由此可知:产生失重现象的条件是物体具有______的加速度,它与物体运动速度的大小和方向______.失重现象包括__________和__________两种情况. 4.完全失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于____的状态,叫做完全失重状态. 产生完全失重现象的条件:当物体竖直向下的加速度等于______________时,就产生完全失重现象. 5.自由落体从受力的角度看,只受大小、方向都不变的______,故自由落体的加速度大小、方向也是______的;从运动的角度看,是初速度为零、竖直向下的______直线运动. 6.一物体放在粗糙的水平面上,质量m=5 kg,物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.3,当用水平力F作用在物体上时,物体恰好做匀速直线运动,则力F应为多少? 7.以下关于超重与失重的说法正确的是( ) A.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 B.在超重现象中,物体的重力是增大的 C.处于完全失重状态的物体,其重力一定为零 D.如果物体处于失重状态,它必然有向下的加速度 [能力训练] 【概念规律练】 知识点一 共点力作用下物体的平衡 1.物体在共点力作用下,下列说法中正确的是( ) A.物体的速度在某一时刻等于零,物体就一定处于平衡状态 B.一物体相对另一物体保持静止时,物体一定处于平衡状态 C.物体所受合力为零,就一定处于平衡状态 D.物体做匀加速直线运动时,物体处于平衡状态 2. 图1 如图1所示,物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动,则物块所受的摩擦力Ff与拉力F的合力方向应该是( ) 46 A.水平向右 B.竖直向上 C.向右偏上 D.向左偏上 3. 图2 如图2所示,质量为m的物体,在水平力F的作用下,沿倾角为α的粗糙斜面向上做匀速运动,试求水平力的大小. 知识点二 超重和失重现象 4.游乐园中,游客乘坐能加速或减速运动的升降机,可以体会超重与失重的感觉.下列描述正确的是( ) A.当升降机加速上升时,游客是处在失重状态 B.当升降机减速下降时,游客是处在超重状态 C.当升降机减速上升时,游客是处在失重状态 D.当升降机加速下降时,游客是处在超重状态 5. 图3 某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 N.他将弹簧测力计移至电梯内称其体重,t0至t3时间段内弹簧测力计的示数如图3所示,电梯运行的v-t图可能是下图中的(取电梯向上运动的方向为正)( ) 6.质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g取10 m/s2) (1)升降机匀速上升; 47 (2)升降机以3 m/s2的加速度加速上升; (3)升降机以4 m/s2的加速度加速下降. 知识点三 竖直上抛运动中的失重现象 7. 图4 如图4所示,A、B两物块叠放在一起,当把A、B两物块同时竖直向上抛出时(不计空气阻力),则( ) A.A的加速度小于g B.B的加速度大于g C.A、B的加速度均为g D.A、B间的弹力为零 【方法技巧练】 一、应用图解法处理平衡问题 8. 图5 如图5所示,电灯悬挂于两墙壁之间,更换水平绳OA使连接点A向上移动而保持O点位置和OB绳的位置不变,则在A点向上移动的过程中( ) A.绳OB的拉力逐渐增大 B.绳OB的拉力逐渐减小 C.绳OA的拉力先增大后减小 D.绳OA的拉力先减小后增大 二、应用合成法和正交分解法处理平衡问题 9. 图6 在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小,其原理如图6所示.仪器中一根轻质金属丝,悬挂着一个金属球.无风时,金属丝竖直下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度.风力越大,偏角越大,通过传感器,就可以根据偏角的大小指示出风力,那么风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ之间有什么样的关系呢?(试用合成法和正交分解法两种方法求解) 48 49
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