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1、第一章 直線運(yùn)動(dòng)本章研究最簡(jiǎn)單、最基本的機(jī)械運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)用公式和圖像兩種數(shù)學(xué)工具研究物體的位移、速度等隨時(shí)間變化的規(guī)律,是學(xué)習(xí)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)【知識(shí)建構(gòu)】直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)的條件:a、v0共線參考系、質(zhì)點(diǎn)、時(shí)間和時(shí)刻、位移和路程速度、速率、平均速度加速度運(yùn)動(dòng)的描述典型的直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng) s=t ,s-t圖,(a0)勻變速直線運(yùn)動(dòng)特例自由落體(ag)豎直上拋(ag)v - t圖規(guī)律,第一節(jié) 第一節(jié) 運(yùn)動(dòng)的描述 【考點(diǎn)知識(shí)梳理】 一、 質(zhì)點(diǎn)1.定義: ,它是一種理想的物理模型.2. 簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的條件是: 二、參考系1. 定義:研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)事先_的物體.2. 選擇不同的參考系來(lái)觀察描述同一個(gè)物體的
2、運(yùn)動(dòng),結(jié)果 3. 一般選取_ _三、時(shí)刻和時(shí)間1. 時(shí)刻指的是某一瞬時(shí),在時(shí)間軸上用 來(lái)表示.2. 時(shí)間指的是兩時(shí)刻間的間隔,在時(shí)間軸上用 來(lái)表示.四、位移和路程1. 位移是指 物體,是 量 2. 路程是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng) 的長(zhǎng)度,是 量五、速度和速率1. 平均速度:運(yùn)動(dòng)物體的 與所用 的比值。是 量,其方向與 的方向一致。 物理意義:粗略地描述了物體的 2. 瞬時(shí)速度:運(yùn)動(dòng)物體在某一 或某一 的速度。是 量,其方向?yàn)槲矬w的 方向。 物理意義:精確描述了物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的 3. 速率:運(yùn)動(dòng)物體的 大小。是 量六、加速度1. 定義:物體的 與發(fā)生這一變化所用 的比值。是 量,其方向與 的方
3、向一致。2. 物理意義:是描述 的物理量?!究键c(diǎn)知識(shí)解讀】考點(diǎn)1質(zhì)點(diǎn)剖析:概念:描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),為了使研究的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,在有些情況下,把物體簡(jiǎn)單化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)來(lái)表示,這個(gè)點(diǎn)叫質(zhì)點(diǎn)什么樣的物體可以看成質(zhì)點(diǎn)? 物體能否看成質(zhì)點(diǎn),關(guān)鍵要看所研究問(wèn)題的性質(zhì),當(dāng)物體的大小和形狀對(duì)所研究問(wèn)題的影響可以忽略不計(jì)時(shí),可視物體為質(zhì)點(diǎn)注意:不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為很小的物體就可以看做質(zhì)點(diǎn),很大的物體就不能看做質(zhì)點(diǎn)如:研究地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn),地球就可以看成質(zhì)點(diǎn)。同一個(gè)物體在有些情況下可以看做質(zhì)點(diǎn),而在另一些情況下又不能看做質(zhì)點(diǎn)如:一列火車從北京開往上海、在研究運(yùn)動(dòng)時(shí)間或運(yùn)行速度時(shí),就可以把它看做質(zhì)點(diǎn);若計(jì)算它通過(guò)某座大橋
4、所需時(shí)間時(shí),則必須考慮火車的長(zhǎng)度,就不可把它看做質(zhì)點(diǎn);若要研究車輪的轉(zhuǎn)速,也不能把火車看做質(zhì)點(diǎn)平動(dòng)的物體通??梢钥醋鲑|(zhì)點(diǎn),(所謂平動(dòng),就是物體上任意一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)與整體的運(yùn)動(dòng)有相同的特點(diǎn)的運(yùn)動(dòng))如水平傳送帶上的物體隨傳送帶的運(yùn)動(dòng)。有轉(zhuǎn)動(dòng)但相對(duì)平動(dòng)而言可以忽略時(shí),也可以把物體看做質(zhì)點(diǎn)。如汽車在運(yùn)行時(shí),雖然車輪在轉(zhuǎn)動(dòng),但是我們關(guān)心的是車輛的整體運(yùn)動(dòng)快慢,故汽車可以看成質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)的物理意義:質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想的物理模型盡管不是實(shí)際存在的物體,但它是實(shí)際物體的一種近似反映,是為了研究問(wèn)題的方便而進(jìn)行的科學(xué)抽象它突出了事物的主要特征,抓住了主要因素,忽略了次要因素,使所研究的復(fù)雜問(wèn)題得到了簡(jiǎn)化這是一種重要的科學(xué)
5、研究方法考點(diǎn)2位移和路程剖析:位移是從初位置到末位置的一條有向線段,用來(lái)表示位置的變化;路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度位移既有大小又有方向,是一個(gè)矢量;路程只有大小沒有方向,是一個(gè)標(biāo)量位移和路程的單位都是長(zhǎng)度單位一般情況下,位移的大小不等于路程只有質(zhì)點(diǎn)做單方向的直線運(yùn)動(dòng)時(shí),位移的大小才等于路程考點(diǎn)3速度剖析:判斷物體的速度是增大還是減小,不必管物體加速度的大小,也不必管物體加速度是增大還是減小,只需要看物體加速度的方向和速度方向是相同還是相反只要物體的加速度跟速度方向相同,物體的速度一定增加;只要物體的加速度方向與速度方向相反,物體的速度一定減小判斷物體速度變化的快慢,只需要看加速度的大小,即物體速
6、度的變化率只要物體的加速度大,其速度變化得一定快;只要物體的加速度小,其速度變化得一定慢平均速度與瞬時(shí)速度的比較項(xiàng)目平均速度瞬時(shí)速度區(qū)別粗略描述,對(duì)應(yīng)一段時(shí)間精確描述,對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻共同點(diǎn)描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向,都是矢量,單位都是m/s聯(lián)系勻速運(yùn)動(dòng)中,平均速度等于瞬時(shí)速度,瞬時(shí)速度是極短時(shí)間內(nèi)的平均速度。速度、速度改變量、加速度的比較比較項(xiàng)目速度速度改變量加速度物理意義描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量。是一狀態(tài)量描述物體速度改變大小程度的物理量,是一狀態(tài)量描述物體速度變化快慢和方向的物理量,是一狀態(tài)量定義式或單位m/sm/sm/s2決定因素v的大小由v0、a、t決定v由vt與v0決定,而且vat
7、也由a與t決定a不是由v、t、v來(lái)決定的,a由v/t的比值決定方向與位移x同向,即物體運(yùn)動(dòng)的方向由或vat決定與v的方向一致,而與v0、vt方向無(wú)關(guān)大小位移與時(shí)間的比值速度改變量與所用時(shí)間的比值考點(diǎn)4參考系剖析:選取參考系時(shí),應(yīng)以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則一般應(yīng)根據(jù)研究對(duì)象和研究對(duì)象所在的參照系統(tǒng)來(lái)決定例如,研究地球公轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)情況,一般選太陽(yáng)作為參考系;研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),通常選地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系;研究物體在運(yùn)動(dòng)的火車上的運(yùn)動(dòng)情況時(shí),通常選火車為參考系在今后的學(xué)習(xí)中如不特別說(shuō)明,均認(rèn)為是以地球作為參考系不管是靜止的物體還是運(yùn)動(dòng)的物體都可以被選作參考系,但是,一旦被
8、選為參考系后均認(rèn)為是靜止的,這也說(shuō)明靜止是相對(duì)的在用勻速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題時(shí),可選不同的參考系,通常以地面為參考系,但有時(shí)用相對(duì)速度來(lái)解更簡(jiǎn)單第二節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用【考點(diǎn)知識(shí)梳理】一、 勻變速直線運(yùn)動(dòng)1. 定義:物體在一條直線上運(yùn)動(dòng),如果在 內(nèi) 都相同,這種運(yùn)動(dòng)叫勻變速直線運(yùn)動(dòng)。2. 特點(diǎn):a恒定,且加速度方向和速度方向在 二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1速度公式 2.位移公式 3.位移和速度關(guān)系式 4.平均速度公式 5.推論(l)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在任兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的 是個(gè)恒量,即S S SaT2(2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度,等于該段時(shí)間的 的瞬時(shí)速度,即
9、=(3)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)(設(shè)T為等分時(shí)間間隔): IT末、2T末、3T末瞬時(shí)速度的比為VlV2V3Vn 1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)位移的比為SlS2S3Sn= 第一個(gè)T內(nèi),第二個(gè)T內(nèi),第三個(gè)T內(nèi)位移的比為SISSSN= 從靜止開始通過(guò)連續(xù)相等的位移所用時(shí)間的比t1t2t3tn 【考點(diǎn)知識(shí)解讀】考點(diǎn)1 勻變速直線運(yùn)動(dòng)剖析:1.對(duì)四個(gè)常用公式的理解(1)四個(gè)常用公式只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)(2)四個(gè)公式中只有兩個(gè)是獨(dú)立的,即由任意兩式可推出另外兩式四個(gè)公式中有五個(gè)物理量,而兩個(gè)獨(dú)立方程只能解出兩個(gè)未知量,所以解題時(shí)需要三個(gè)已知條件,才能有解(3)式中v0、vt、a、s均為矢量,方程式為矢量方程
10、,應(yīng)用時(shí)要規(guī)定正方向,凡與正方向相同者取正值,相反者取負(fù)值;所求矢量為正值者,表示與正方向相同,為負(fù)值者表示與正方向相反通常將v0的方向規(guī)定為正方向,以v0的位置做初始位置(4)以上各式給出了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律一切勻變速直線運(yùn)動(dòng)的差異就在于它們各自的v0、a不完全相同,例如a0時(shí),勻速直線運(yùn)動(dòng);以v0的方向?yàn)檎较颍?a0時(shí),勻加速直線運(yùn)動(dòng);a0時(shí),勻減速直線運(yùn)動(dòng);ag、v0=0時(shí),自由落體運(yùn)動(dòng);ag、v00時(shí),豎直拋體運(yùn)動(dòng)(5)物體先做勻減速直線運(yùn)動(dòng),減速為零后又反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),全程加速度不變,對(duì)于這種運(yùn)動(dòng)可以將全程看做勻減速直線運(yùn)動(dòng),應(yīng)用基本公式求解。(6)對(duì)于勻減速直線運(yùn)動(dòng),
11、要注意減速為零后停止,加速度變?yōu)榱愕膶?shí)際情況,如剎車問(wèn)題,注意題目給定的時(shí)間若大于剎車時(shí)間,則剎車以后的時(shí)間是靜止的。2、解題指導(dǎo): (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(guò)程直觀,物理圖景清晰,便于分析研究 (2)要分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,搞清整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的特點(diǎn)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)本章的題目常可一題多解解題時(shí)要思路開闊,聯(lián)想比較,篩選最簡(jiǎn)的解題方案解題時(shí)除采用常規(guī)的公式解析法外,圖像法、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)等也是本章解題的常用的方法
12、(4).列運(yùn)動(dòng)學(xué)方程時(shí),每一個(gè)物理量都要對(duì)應(yīng)于同一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,切忌張冠李戴、亂套公式(5).解題的基本思路:審題一畫出草圖一判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)一選取正方向(或建在坐標(biāo)軸)一選用公式列方程一求解方程,必要時(shí)時(shí)結(jié)果進(jìn)行討論考點(diǎn)2勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用剖析:1自由落體運(yùn)動(dòng)定義:物體只受重力作用所做的初速度為零的運(yùn)動(dòng)規(guī)律:(1)vt=gt;(2)s=½gt2;(3)vt2=2gs;(4)s=;(5);2豎直上拋(1)將物體沿豎直方向拋出,物體的運(yùn)動(dòng)為豎直上拋運(yùn)動(dòng)拋出后只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)其規(guī)律為:vt=v0gt,s=v0t ½gt2 vt2v02=2gh 幾個(gè)特征量:最大高度h= v0
13、22g,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=2v0/g(2)兩種處理辦法:分段法:上升階段看做末速度為零,加速度大小為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng),下降階段為自由落體運(yùn)動(dòng)整體法:從整體看來(lái),運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程加速度大小恒定且方向與初速度v0方向始終相反,因此可以把豎直上拋運(yùn)動(dòng)看作是一個(gè)統(tǒng)一的減速直線運(yùn)動(dòng)這時(shí)取拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),初速度v0方向?yàn)檎较?,則a=-g (3)上升階段與下降階段的特點(diǎn)物體從某點(diǎn)出發(fā)上升到最高點(diǎn)的時(shí)間與從最高點(diǎn)回落到出發(fā)點(diǎn)的時(shí)間相等即 , 所以,從某點(diǎn)拋出后又回到同一點(diǎn)所用的時(shí)間為.上拋時(shí)的初速度v0與落回出發(fā)點(diǎn)的速度v等值反向,大小均為;即 v=v0= 注意:以上特點(diǎn)適用于豎直上拋物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的任意一個(gè)點(diǎn)
14、所時(shí)應(yīng)的上升下降兩階段,因?yàn)閺娜我庖稽c(diǎn)向上看,物體的運(yùn)動(dòng)都是豎直上拋運(yùn)動(dòng),且下降階段為上升階段的逆過(guò)程 以上特點(diǎn),對(duì)于一般的勻減速直線運(yùn)動(dòng)都能適用若能靈活掌握以上特點(diǎn),可使解題過(guò)程大為簡(jiǎn)化尤其要注意豎直上拋物體運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性和速度、位移的正負(fù)第三節(jié)描述運(yùn)動(dòng)的圖象 【考點(diǎn)知識(shí)梳理】 一、位移時(shí)間圖象(s-t圖象)1.物理意義:反映了直線運(yùn)動(dòng)的物體 隨 變化的規(guī)律 2. 橫軸上的截距:其物理意義是運(yùn)動(dòng)物體的 ; 3. 縱軸上的截距:其物理意義是運(yùn)動(dòng)物體的 ; 4. 圖線某點(diǎn)的斜率表示運(yùn)動(dòng)物體的 ;2、 速度時(shí)間圖象(v-t圖象)1.物理意義:反映了直線運(yùn)動(dòng)的物體 隨 變化的規(guī)律2.縱軸上的截距:其物
15、理意義是運(yùn)動(dòng)物體的 ;3.圖線某點(diǎn)的斜率表示運(yùn)動(dòng)物體的 4.圖線與時(shí)間軸所圍的“面積”表示運(yùn)動(dòng)物體在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的 【考點(diǎn)知識(shí)解讀】考點(diǎn)1勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖像剖析:1.理解直線運(yùn)動(dòng)圖象的意義如圖1-3-1應(yīng)用圖象時(shí),首先要看清縱、橫坐標(biāo)代表何種物理量對(duì)直線運(yùn)動(dòng)的圖象應(yīng)從以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)它的物理意義:(1)能從圖象識(shí)別物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)(2)能認(rèn)識(shí)圖象橫縱截距的意義(3)能認(rèn)識(shí)圖象斜率的意義(4)能認(rèn)識(shí)圖象覆蓋面積的意義(僅限于v-t圖象)(5)能說(shuō)出圖線上任一點(diǎn)的狀況2位移-時(shí)間(s-t)圖象物體運(yùn)動(dòng)的s-t圖象表示物體的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律與物體運(yùn)動(dòng)的軌跡無(wú)任何直接關(guān)系如圖1-3-1中a、b、c如圖1
16、-3-2三條直線對(duì)應(yīng)的s-t關(guān)系式分別為,都是勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移圖象縱軸截距表示t=0時(shí)a在b前方處;橫軸截距表示c比b晚出發(fā)時(shí)間;斜率表示運(yùn)動(dòng)速度,易見;交點(diǎn)P可反映t時(shí)刻c追及b3速度-時(shí)間(v-t)圖象物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象表示物體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,與物體運(yùn)動(dòng)的軌跡也無(wú)任何直接關(guān)系如圖1-3-2中a、b、c、d四條直線對(duì)應(yīng)的v-t關(guān)系式分別為,直線是勻速運(yùn)動(dòng)的速度圖象,其余都是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象縱軸截距表示b、d的初速度,橫軸截距表示勻減速直線運(yùn)動(dòng)到速度等于零需要的時(shí)間斜率表示運(yùn)動(dòng)的加速度,斜率為負(fù)者(如d)對(duì)應(yīng)于勻減速直線運(yùn)動(dòng)圖線下邊覆蓋的面積表示運(yùn)動(dòng)的位移兩圖線的交點(diǎn)P
17、可反映在時(shí)刻t兩個(gè)運(yùn)動(dòng)(c和d)有相同的速度4s-t圖象與v-t圖象的比較如圖1-3-3中和下表是形狀一樣的圖線在s-t圖象與v-t圖象中的比較如圖1-3-3中s-t圖v-t圖表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)(斜率表示速度v)表示物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(斜率表示加速度a)表示物體靜止表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)表示物體靜止表示物體靜止表示物體向反方向做勻速直線運(yùn)動(dòng);初位移為s0表示物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng);初速度為v0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t1時(shí)間內(nèi)物體位移為s1t1時(shí)刻物體速度為v1(圖中陰影部分面積表示質(zhì)點(diǎn)在0t1時(shí)間內(nèi)的位移)圖1-3-4第4節(jié) 研究勻變
18、速直線運(yùn)動(dòng) 【考點(diǎn)知識(shí)梳理】實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、練習(xí)使用電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)情況2、使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度.實(shí)驗(yàn)原理:勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度是a,在各個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間T里s=s2-s1=s3-s2=s4-s3= .實(shí)驗(yàn)器材:電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,一端附有滑輪的長(zhǎng)木板,小車,紙帶, ,導(dǎo)線,電源,鉤碼,細(xì)繩 【考點(diǎn)知識(shí)解讀】剖析:1. 實(shí)驗(yàn)原理設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度是a,在各個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間T里的位移分別是s1、s2、s3則有s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=aT2 由上式還可得到s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)
19、+(s2-s1)=3aT2同理有s5-s2=s6-s3=3aT2可見,測(cè)出各段位移s1、s2即可求出 再算出a1、a2的平均值,就是我們所要測(cè)定的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度2. 紙帶處理從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器重復(fù)打下的多條紙帶中選點(diǎn)跡清楚的一條,舍掉開始比較密集的點(diǎn)跡,從便于測(cè)量的地方取一個(gè)開始點(diǎn)O,然后每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、(或者說(shuō)每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn)),這樣做的好處是相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s,便于計(jì)算。測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s1、s2、s3 3. 利用s1、s2、s3 可以計(jì)算相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3,如果它們?cè)谠试S的誤差范圍內(nèi)相等,則可以判定被測(cè)
20、物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。4. 利用紙帶可以求被測(cè)物體在任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度v:如5. 利用紙帶求被測(cè)物體的加速度a。具體來(lái)說(shuō)又有3種方法:t/s0 T 2T 3T 4T 5T 6Tv/(ms-1) “逐差法”:從紙帶上得到6個(gè)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移,則. 利用任意兩段相鄰記數(shù)點(diǎn)間的位移求a:如.圖1-4-1 利用v-t圖象求a:求出A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的即時(shí)速度,畫出如右的v-t圖線,如圖1-4-1圖線的斜率就是加速度a.6. 實(shí)驗(yàn)步驟(1)按教材所示,把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸處桌面。把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端,連接好電路.(2)把一條細(xì)繩拴在小
21、車上,使細(xì)繩跨過(guò)滑輪,下邊掛上合適的鉤碼。把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并把紙帶的一端固定在小車的后面.(3)把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,接通電源后,放開小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)。換上新紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次.s1 s2 s3A B C D(4)從三條紙帶中選擇一條比較理想的,如圖舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)子,在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開始點(diǎn).為了測(cè)量方便和減小誤差,通常不用每打一次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位,而用每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位,就是T=0.02×5=0.1s.在選好的開始點(diǎn)下面標(biāo)明A,在第六點(diǎn)下面標(biāo)明B,在第十一點(diǎn)下面標(biāo)明C,在第十六點(diǎn)下面標(biāo)明D,點(diǎn)
22、A、B、C、D叫做計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖所示.兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別是s1、s2、s3(5)測(cè)出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的長(zhǎng)度,把測(cè)量結(jié)果填入下表1中.(6)根據(jù)測(cè)量結(jié)果,利用“實(shí)驗(yàn)原理”中給出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。注意:T=0.1s求出a1、a2、a3的平均值,它就是小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度. 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律基本分析方法在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,要把握以下三點(diǎn):第一,要熟練掌握下列四個(gè)公式:,這四個(gè)公式中,前兩個(gè)是基本公式,后兩個(gè)是前兩個(gè)的推論,也就是說(shuō)在這四個(gè)公式中只有兩個(gè)是獨(dú)立的,解題時(shí)只要適當(dāng)?shù)剡x擇其中的兩個(gè)即可。第二,要分清運(yùn)動(dòng)過(guò)程是加速的還是減速的
23、。第三,要清楚這四個(gè)公式都是矢量式,求解問(wèn)題時(shí),首先要規(guī)定一個(gè)正方向,以它來(lái)確定其他各矢量的正負(fù)。一般選擇的方向?yàn)檎?。一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,一般用五個(gè)物理量來(lái)描述,即、a、x和t。在這五個(gè)量中,只要知道三個(gè)量,就可以求解其他兩個(gè)未知量,常叫“知三求二”。 4. 初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的比例式初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)是最常見的、最簡(jiǎn)單的勻變速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,各物理量的變化具有很強(qiáng)的規(guī)律性,包含著豐富的比例關(guān)系,對(duì)不少有關(guān)直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,特別是選擇題、填空題,用比例關(guān)系求解,往往會(huì)使較復(fù)雜的解題過(guò)程變得簡(jiǎn)單易求。當(dāng)t=0時(shí)開始計(jì)時(shí),以T為時(shí)間單位,則(1)1T末、2T末、3T末瞬時(shí)速度
24、之比為可由導(dǎo)出。(2)第一個(gè)T內(nèi),第二個(gè)T內(nèi)位移之比(2n1)。即初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移的比等于連續(xù)奇數(shù)的比。(3)1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)位移之比可由導(dǎo)出。(4)通過(guò)連續(xù)相同的位移所用時(shí)間之比說(shuō)明:以上四個(gè)比例式只適用于初速度的勻加速運(yùn)動(dòng)。對(duì)于做勻減速且速度一直減到零的運(yùn)動(dòng),可等效看成反向的初速度的勻加速運(yùn)動(dòng),也可用比例式。應(yīng)用比例式時(shí),可從比例式中任意取出兩個(gè)或一部分比例式進(jìn)行應(yīng)用,但比例式順序要對(duì)應(yīng),不能顛倒,比例式數(shù)值不能改變。如初速度的勻加速運(yùn)動(dòng)中,第2s內(nèi)和第19s內(nèi)位移比,可從比例式中挑出:(3和37可由通項(xiàng)2n1導(dǎo)出,當(dāng)n=2和n=19時(shí)代入求得)。其他比
25、例式用法與此相同。5. 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的三個(gè)重要推論(1)在連續(xù)相等的時(shí)間(T)內(nèi)的位移之差為一恒定值,即x=(又稱勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判別式)。進(jìn)一步推論可得(2)某段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度即。(3)某段位移內(nèi)中間位置的瞬時(shí)速度與這段位移的初、末速度和的關(guān)系為。 6. 紙帶問(wèn)題的研究(1)判斷物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)因打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔相同的時(shí)間T打一個(gè)點(diǎn),設(shè)物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),物體運(yùn)動(dòng)的初速度為,加速度為a,則相鄰相等時(shí)間內(nèi)物體位移差為恒量。此結(jié)論反過(guò)來(lái)也成立,即要由紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng),只要求出紙帶上時(shí)間間隔相等的連續(xù)相鄰的點(diǎn)間的距離之差是否相等即可。(2)逐
26、差法求加速度根據(jù)上面的結(jié)論,可求得加速度,但利用一個(gè)x求得加速度,偶然誤差太大,最好多次測(cè)量求平均值,求平均值的方法可以有兩個(gè),一是求各段x的平均值,用求加速度,二是對(duì)每個(gè)x分別求加速度,再求各加速度的平均值,但這兩種方法實(shí)質(zhì)是相同的,都達(dá)不到減小偶然誤差的目的。原因是運(yùn)算中實(shí)際上只用了兩個(gè)數(shù)據(jù),其他的全丟掉了。按逐差法處理數(shù)據(jù)求得的a的平均值就可避免上述情況。取紙帶上測(cè)得的連續(xù)6個(gè)相同時(shí)間T內(nèi)的位移,如圖所示。則所以由此看出各個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都得到了利用,有效地減小了偶然誤差,這種方法稱為逐差法。(3)用平均速度求瞬時(shí)速度根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論。在一段時(shí)間t內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)
27、速度,可求得圖中 7. 追及和相遇問(wèn)題兩物體在同一直線上運(yùn)動(dòng),往往涉及追及、相遇或避免碰撞問(wèn)題。解答這類問(wèn)題的關(guān)鍵是:兩物體是否同時(shí)到達(dá)空間某位置。分析這類問(wèn)題先要認(rèn)真審題,挖掘題中的隱含條件,建立一幅物體運(yùn)動(dòng)關(guān)系的圖景在頭腦中。解答這類問(wèn)題的方法有公式法、圖像法、極值法、相對(duì)運(yùn)動(dòng)法等。但是,不論運(yùn)用哪種方法,都是尋找兩物體間的位移關(guān)系和速度關(guān)系,然后列式求解?;舅悸罚合确謩e對(duì)兩物體進(jìn)行研究,并畫出運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖;然后找出時(shí)間關(guān)系、速度關(guān)系、位移關(guān)系,并列出相應(yīng)的方程,最后解出結(jié)果,必要時(shí)還要對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。(1)追及問(wèn)題追和被追的兩物體的速度相等(同向運(yùn)動(dòng))是能追上或追不上、兩者距離有極值
28、的臨界條件。速度大者減速(如勻減速直線運(yùn)動(dòng))追速度小者(如勻速運(yùn)動(dòng)):a. 若兩者速度相等時(shí),但追者位移仍小于被追者位移,則永遠(yuǎn)追不上,此時(shí)兩者間有最小距離。b. 若兩者速度相等時(shí),兩者的位移也相等,則恰能追上,這也是它們避免碰撞的臨界條件。c. 若兩者位移相等時(shí),追者的速度仍大于被追者的速度,則被追者還有一次追上追者的機(jī)會(huì),其間速度相等時(shí)兩者間的距離有一個(gè)較大值。速度小者加速(如初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng))追速度大者(如勻速運(yùn)動(dòng)):a. 當(dāng)兩者速度相等時(shí)有最大距離。b. 當(dāng)兩者位移相等時(shí),后者追上前者。(2)相遇問(wèn)題同向運(yùn)動(dòng)的兩物體追及即相遇。相向運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)各自發(fā)生的位移大小之和等于開始
29、兩物體的距離即相遇。考點(diǎn)分析:運(yùn)動(dòng)學(xué)是動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)和重要組成部分,本章主要內(nèi)容是直線運(yùn)動(dòng)的有關(guān)概念、規(guī)律及其應(yīng)用。近年來(lái),高考對(duì)本章考查的重點(diǎn)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用及v-t圖像。對(duì)本章知識(shí)的考查既有單獨(dú)命題,也有與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、電場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)、磁場(chǎng)中通電導(dǎo)體或帶電粒子的運(yùn)動(dòng)、電磁感應(yīng)現(xiàn)象等眾多知識(shí)結(jié)合起來(lái),作為綜合試題中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)加以體現(xiàn),其中多以中等難度以上的試題出現(xiàn)。在今后的高考中,有關(guān)加速度、瞬時(shí)速度、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、v-t圖像等仍是命題熱點(diǎn),有關(guān)運(yùn)動(dòng)圖像與實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程的關(guān)系、實(shí)際問(wèn)題情境的建模、測(cè)定加速度時(shí)“逐差法”的應(yīng)用也應(yīng)引起重視,而且試題與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)、生活以及現(xiàn)代
30、科技的結(jié)合將更緊密,涉及的內(nèi)容也更廣泛,聯(lián)系高科技發(fā)展的新情境會(huì)有所增加。隨著新課程改革的不斷深入,教育對(duì)中學(xué)生的情感態(tài)度和價(jià)值觀的關(guān)注和期望也在不斷地增強(qiáng),一些考查學(xué)生探索自然規(guī)律所必需的觀察能力、分析推理能力的新信息題、辨析題已經(jīng)在課改區(qū)的高考中初現(xiàn)端倪。這實(shí)際上是向我們發(fā)出了一個(gè)明確的信號(hào),知識(shí)固然重要,而探索真理的精神、熱愛和崇尚科學(xué)的情操及認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的基本方法和基本技能更重要。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
31、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(jiǎn)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(guò)力的效
32、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(shuō)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(cè)量,也可通過(guò)定理、定律計(jì)算,在國(guó)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(zhǎng)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、
33、彈力、摩擦力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)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?。?由G=mg計(jì)算,g為重力加速度,通常在地球表面附近,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。 由彈簧秤測(cè)量:物體靜止時(shí)彈簧秤的示數(shù)為重力大小。 (3)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 物體的各部分都受重力作用,效果上,認(rèn)為各部分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。 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)則的物體其重心在物體的幾何中心上。 (5)重力和萬(wàn)有引力 重力是地球?qū)ξ矬w萬(wàn)有引力的一個(gè)分力,萬(wàn)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
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