
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文檔簡介
1、高中物理總復習講議之教案課題:第一單元直線運動類型:復習課第1課“描述運動的基本概念一、機械運動一個物體相對于另一個物體的位置的改變,叫做機械運動,簡稱運動,它包括平動、轉動和振動等運動形式. 運動是絕對的,靜止是相對的。宏觀、微觀物體都處于永恒的運動中。二、參考系(參照物)參考系:在描述一個物體運動時,選作標準的物體(假定為不動的物體)1描述一個物體是否運動,決定于它相對于所選的參考系的位置是否發(fā)生變化,由于所選的參考系并不是真正靜止的,所以物體運動的描述只能是相對的.2. 描述同一運動時,若以不同的物體作為參考系,描述的結果可能不同,3. 參考系的選取原則上是任意的,但是有時選運動物體作為
2、參考系,可能會給問題的分析、求解帶來簡便,一般情況下如無說明,通常都是以地球作為參考系來研究物體的運動.三、質點研究一個物體的運動時,如果物體的形狀和大小屬于無關因素或次要因素,對問題的研究沒有影響或影響可以忽略,為使問題簡化,就用一個有質量的點來代替物體用來代替物體的有質量的點.做質點.可視為質點有以下兩種情況 物體的形狀和大小在所研究的問題中可以忽略,可以把物體當作質點。 作平動的物體由于各點的運動情況相同,可以選物體任意一個點的運動來代表整個物體的運動,可以當作質點處理。物理學對實際問題的簡化,叫做科學的抽象??茖W的抽象不是隨心所欲的,必須從實際出發(fā)。像這種突岀主要因素,排除無關因素,忽
3、略次要因素的研究問題的思想方法,即為理想化方法,質點即是一種理想化模型.四、時刻和時間時刻:是指某一瞬時,在時間軸上表示為某一點,如第3s末、3s時(即第3s末)、第4s初(即第3s末)均表示為時刻.時刻與狀態(tài)量相對應:如位置、速度、動量、動能等。時間:兩個時刻之間的間隔,在時間軸上表示為兩點之間的線段長度,女口:4s內(即0至第4末)第4s(是指1s的時間間隔)第2s至第4s均指時間。會時間間隔的換算:時間間隔=終止時刻一開始時刻。時間與過程量相對應。如:位移、路程、沖量、功等五、位置、位移、路程位置:質點的位置可以用坐標系中的一個點來表示,在一維、二維、三維坐標系中表示為S(x)、s(x,
4、y)、s(x,y,z)位移:表示物體的位置變化,用從初位置指向末位置的有向線段來表示,線段的長短表示位移的大小,箭頭的方向表示位移的方向。相對所選的參考點(必一定是出發(fā)點)及正方向 位移是矢量,既有大小,又有方向。注意:位移的方向不一定是質點的運動方向。如口:豎直上拋物體下落時,仍位于拋岀點的上方;彈簧振子向平衡位置運動時。 單位:m 位移與路徑無關,只由初末位置決定路程:物體運動軌跡的實際長度,路程是標量,與路徑有關。說明:一般地路程大于位移的大小,只有物體做單向直線運動時,位移的大小才等于路程。 時刻與質點的位置對應,時間與質點的位移相對應。 位移和路程永遠不可能相等(類別不同,不能比較)
5、物理量的表示:方向+數(shù)值+單位六、速度、速率、瞬時速度、平均速度、平均速率速度:表示質點的運動快慢和方向,是矢量。它的大小用位移和時間的比值定義,方向就是物體的運動方向,也是位移的變化方向,但不一定與位移方向相同。s平均速度:定義:運動物體位移和所用時間的比值叫做平均速度。定義式:v=s/tt平均速的方向:與位移方向相同。說明:矢量:有大小,有方向 平均速度與一段時間(或位移)相對應 平均速度與哪一段時間內計算有關 平均速度計算要用定義式,不能亂套其它公式 只有做勻變速直線運動的情況才有特殊(即是等于初末速度的一半)此時平均速度的大小等于中時刻的瞬時速度,并且一定小于中位移速度瞬時速度:概念的
6、引入由速度定義求岀的速度實際上是平均速度,它表示運動物體在某段時間內的平均快慢程度,它只能粗略地描述物體的運動快慢,要精確地描述運動快慢,就要知道物體在某個時刻(或經(jīng)過某個位置)時運動的快慢,因此而引入瞬時速度的概念.瞬時速度的含義:運動物體在某一時刻(或經(jīng)過某一位置)時的速度,叫做瞬時速度瞬時速度是矢量,大小等于運動物體從該時刻開始做勻速運動時速度的大小。方向:物體經(jīng)過某一位置時的速度方向,軌跡是曲線,則為該點的切線方向。瞬時速率就是瞬時速度的大小,是標量。平均速率表示運動快慢,是標量,指路程與所用時間的比值。七、勻速直線運動1 .定義:在相等的時間里位移相等的直線運動叫做勻速直線運動.2.
7、 特點:a=0,v=恒量.3 .位移公式:S=vt.八、加速度物理意義:描述速度變化快慢的物理量(包括大小和方向的變化),大小定義:速度的變化與所用時間的比值。定義式:a=y(即單位時間內速度的變化)tt加速度是矢量方向:現(xiàn)象上與速度變化方向相同,本質上與質點所受合外力方向一致。質點作加速直線運動時,a與v方向相同;作減速直線運動時,a與v方向相反。勻變速直線運動概念:物體在一條直線上運動:如果在相等時間內速度變化相等,這種運動叫勻變速直線運動。(可以往返)如豎直上拋)理解清楚:速度、速度變化、速度變化的快慢V、AV、a無必然的大小決定關系。加速度的符號表示方向。(其正負只表示與規(guī)定的正方向比
8、較的結果)。為正值,表示加速度的方向與規(guī)定的正方向相同。但并不表示加速運動。為負值,表示加速度的方向與規(guī)定的正方向相反。但并不表示減速運動。判斷質點作加減速運動的方法:是加速度的方向與速度方向的比較,若同方向表示加速。并不是由加速度的正負來判斷。有加速度并不表示速度有增加,只表示速度有變化,是加速還是減速由加速度的方向與速度方向是否相同去判斷。a的矢量性:a在v方向的分量,稱為切向加速度,改變速度大小變化的快慢a在與v垂直方向的分量,稱為法向加速度,改變速度方向變化的快慢所以a與v成銳角時加速,成鈍角時減速判斷質點作直曲線運動的方法:加速度的方向與速度方向是否在同一條直線上。規(guī)律方法1、靈活選
9、取參照物說明:靈活地選取參照物,以相對速度求解有時會更方便。2、明確位移與路程的關系說明:位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系。位移是矢量,是由初始位置指向終止位置的有向線段;路程是標量,是物體運動軌跡的總長度。一般情況位移的大小不等于路程,只有當物體作單向直線運動時路程才等于位移的大小。3、充分注意矢量的方向性說明:特別要注意速度的方向性。平均速度公式和加速度定義式中的速度都是矢量,要考慮方向。本題中以返回A點時的速度方向為正,因此AB段的末速度為負。注意:平均速度和瞬時速度的區(qū)別。平均速度是運動質點的位移與發(fā)生該位移所用時間的比值,它只能近似地描述變速運動情況,而且這種近似程度跟在哪一段時間內計算平均速
10、度有關。平均速度的方向與位移方向相同。瞬時速度是運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度。某時刻的瞬時速度,可以用該時刻前后一段時間內的平均速度來近似地表示。該段時間越短,平均速度越近似于該時刻的瞬時速度,在該段時間趨向零時,平均速度的極限就是該時刻的瞬時速度。4、勻速運動的基本規(guī)律應用55;=55-(第2課:勻變速直線運動基礎知識電J蘭二三蘭二二蘭計一、勻速直線運動: 定義:物體在一條直線上運動,如果在相等的時間里位移相等,這種運動叫做勻變速直線運動. 特點:速度的大小方向均不變. 位移公式:s=vt 勻速直線運動的s-t和v-t圖線s-t圖線特點:一次函數(shù)圖線,圖線的斜率表示速度的大小方向由
11、圖線特點決定v-t圖線特點:平行與時間軸的直線,“面積”表示位移的大小。二、勻變速直線運動1. 定義:在相等的時間內速度的變化相等的直線運動叫做勻變速直線運動.2.特點:a=恒量.即加速度是恒定的變速直線運動a=恒量且a方向與v方向相同,是勻加速直線運動;a=恒量且a方向與v方向相反,是勻減速直線運動基本公式:Vt=Vo+atS=vot+at22常用推論:a為正值勻減速直線運動:a為正值)VoVt2ssn1snt2T(1)推論:Vt2Vo2=2as(勻加速直線運動:vovt/前(2)s=2t.(即:vt/2在某段時間內的平均速度,等于該段時間的中間時刻的瞬時速度,(3) 在任兩個連續(xù)相等的時間
12、里的位移之差是個恒量,即S=SnSi=a=恒量.說明:(1)以上公式只適用于勻變速直線運動.(2) 四個公式中只有兩個是獨立的,即由任意兩式可推出另外兩式.四個公式中有五個物理量,而兩個獨立方程只能解出兩個未知量,所以解題時需要三個已知條件,才能有解.(3) 式中vo、vt、as均為矢量,方程式為矢量方程,應用時要規(guī)定正方向,凡與正方向相同者取正值,相反者取負值;所求矢量為正值者,表示與正方向相同,為負值者表示與正方向相反.通常將vo的方向規(guī)定為正方向,以vo的位置做初始位置.(4) 以上各式給出了勻變速直線運動的普遍規(guī)律.一切勻變速直線運動的差異就在于它們各自的vo、a不完全相同,例如a=o
13、時,勻速直線運動;以vo的方向為正方向;ao時,勻加速直線運動;avo/a,般不能直接代入公式求位移。幾個重要推論:初速無論是否為零的勻變速直線運動都具有的特點規(guī)律 在連續(xù)相鄰的相等的時間間隔內的位移之差為一常數(shù);s=Sn+i一Sn=aT2=恒量 中時刻的即時速度等于這段位移的平均速度等于初末速度的一半AB段中間時刻的即時速度V/2=V=Vl=S=Sn1=VN(等于這段的平均速度)2 t2T.22Vovt AB段位移中點的即時速度:Vs/2=(如何推出)212121 S第t秒=S-St-1=(Vot+_at2)-Vo(t-1)+_a(t1)2=Vo+a(t)222(4)初速為零的勻加速直線運動
14、規(guī)律 在1s末、2s末、3s末ns末的速度比為1:2:3n; 在1s、2s、3sns內的位移之比為12:22:32n2; 在第1s內、第2s內、第3s內第ns內的位移之比為1:3:5(2n-1); 從靜止開始通過連續(xù)相等位移所用時間之比為1:(.21):.3.2)(.n.n1) 通過連續(xù)相等位移末速度比為1:.2:3.n(5) 勻減速直線運動至??傻刃дJ為反方向初速為零的勻加速直線運動(6) 通過打點計時器在紙帶上打點(或照像法記錄在底片上)來研究物體的運動規(guī)律是判斷物體是否作勻變速直線運動的方法。s=a求的方法VN=V=s=一匹t2TVt/2V平V。VtSsn1snt2T求a方法s=aT2S
15、nSn=3aT2Sm一Si=(m-n)aT2(m.n)(逐差法推理) 畫岀圖線根據(jù)各計數(shù)點的速度,圖線的斜率等于a;識圖方法:一軸、二線、三斜率、四面積、五截距、六交點求解時注意:弄清運動過程(分幾個階段,各階段的運動性質,及聯(lián)系各階段的物理量)畫出草圖,在頭腦中形成清晰的運動圖景 選用適當?shù)墓剑貏e是求位移時用平均速度乘以時間往往快捷三、研究勻變速直線運動實驗右圖為打點計時器打下的紙帶。選點跡清楚的一條,舍掉開始比較密集的點跡,從便于測量的地方取一個開始點0,然后每5個點取一個計數(shù)點A、B、CD。測出相鄰計數(shù)點間的距離S1、s2、s3利用打下的紙帶可以:求任一計數(shù)點對應的即時速度s2s3V
16、c2T(其中T=5X=)v:如s1S2s3-W*4*ABCD利用“逐差法”求a:as4s5s6s1邑s39T2利用上圖中任意相鄰的兩段位移求a:如as3s利用v-t圖象求a:求出A、B、C、D、E、F各點的即時速度,畫出v-t圖線,圖線的斜率就是加速度a。注意:a紙帶的記錄方式(三種):相鄰記數(shù)間的距離;各點距第一個記數(shù)點的距離;各點在刻度尺上對應的刻度值。b時間間隔(計數(shù)周期)與選計數(shù)點的方式有關(50Hz,打點周期,(常以打點的5個間隔作為一個記時單位)說法:每5個點取一個計數(shù)點或每兩個計數(shù)點間還有四個點未畫岀。c注意單位,(打點計時器打的點)和(人為選取的計數(shù)點)的區(qū)別四、勻變速直線運動
17、的V-t圖線:(形象表達物理規(guī)律、直觀描述物理過程、鮮明反映物理量之間的關系)v-t圖線特點:一次函數(shù)圖線,圖線的斜率表示加速度的大小,“面積”表示位移大小。s-t圖線物理意義: 圖線上的坐標點(t,s)表示某時刻的位置, 圖線的斜率表示速度的大小 圖線在縱軸上的截距,表示物體的初位移v-t圖線物理意義 圖線上的坐標點表示物體某時刻的速度。 圖線的斜率表示加速度的大小 圖線在縱軸上的截距,表示物體的初速度 圖線和橫軸所夾的“面積”表示運動的位移大小。特別注意兩種圖線的區(qū)別比較物理表述方式:文字語言、公式、及圖象規(guī)律方法I1、基本規(guī)律的理解與應用例:做勻變速直線運動物體的位移方程:s=5t-2t
18、2+2(m)求該物體前2s的位移大小s=2t+3t2最后1為全程的:(7/169/2519/100)求全程解題指導:1要養(yǎng)成根據(jù)題意畫岀物體運動示意圖的習慣。特別對較復雜的運動,畫岀草圖可使運動過程直觀,物理圖景清晰,便于分析研究。2. 要分析研究對象的運動過程,搞清整個運動過程按運動性質的特點可分為哪幾個運動階段,各個階段遵循什么規(guī)律,各個階段間存在什么聯(lián)系。3本章的題目??梢活}多解。解題時要思路開闊,聯(lián)想比較,篩選最簡的解題方案。解題時除采用常規(guī)的公式法和解析法外,圖像法、比例法、極值法、逆向轉換法(如將一勻減速直線運動視為反向的勻加速直線運動等)等也是本章解題的常用的方法.4、列運動學方
19、程時,每一個物理量都要對應于同一個運動過程,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動性質一選取正方向(或建在坐標軸)一選用公式列方程一求解方程,必要時時結果進行討論2、適當使用推理、結論3、分段求解復雜運動說明:在一些力學題中常會遇到等差數(shù)列或等比數(shù)列等數(shù)學問題,每位同學應能熟練地使用這些數(shù)學知識解決具體的物理問題.4、借助等效思想分析運動過程說明:對于分階段問題,應把握轉折點對應的物理量的關系,亦可借助等效思想進行處理.:第3課!勻變速直線運動規(guī)律的應用基礎知識一、自由落體運動物體只受重力作用所做的初速度為零的勻加速直線運動.特點:(I)只受重力;(2)初速度為零
20、.vi規(guī)律:(1)vt=gt;(2)s=?gt2;(3)vt2=2gs;(4)s=t;(5)v二、豎直上拋1. 將物體沿豎直方向拋岀,物體的運動為豎直上拋運動.拋岀后只在重力作用下的運動。其規(guī)律為:(1)vt=vogt,(2)s=vt?gt2(3)vt2vo2=2gh幾個特征量:V2(1) 上升最大高度:H=2g(2) 上升的時間:t=Vog2V0(3) 從拋出到落回原位置的時間:t=0g上升、下落經(jīng)過同一位置時的加速度相同,而速度等值反向(稱速度對稱性)(5) 上升、下落經(jīng)過同一段距離的時間相等。(稱時間的對稱性)1(6) 適用全過程S=Vtgt2;Vt=Vogt;Vt2V=2gS(S、Vt
21、的正、負號的理解22. 兩種處理辦法:兩種思路解題:(速度和時間的對稱)(1) 分段法:上升階段看做初速度為零,加速度大小為g的勻減速直線運動,下降階段為自由落體運動.(2) 整體法:從整體看來,運動的全過程加速度大小恒定且方向與初速度vo方向始終相反,因此可以把豎直上拋運動看作是一個統(tǒng)一的減速直線運動。這時取拋出點為坐標原點,初速度vo方向為正方向,則a=一go(用此解法特別注意方向)3. 上升階段與下降階段的特點:(速度和時間的對稱)(I) 物體從某點岀發(fā)上升到最高點的時間與從最高點回落到岀發(fā)點的時們相等。即t上=vo/g=t下所以,從某點拋出后又回到同一點所用的時間為t=2vo/g(2)
22、上拋時的初速度vo與落回出發(fā)點的速度V等值反向,大小均為.2gH;即V=Vo=.2gH注意:以上特點適用于豎直上拋物體的運動過程中的任意一個點所時應的上升下降兩階段,因為從任意一點向上看,物體的運動都是豎直上拋運動,且下降階段為上升階段的逆過程. 以上特點,對于一般的勻減速直線運動都能適用。若能靈活掌握以上特點,可使解題過程大為簡化尤其要注意豎直上拋物體運動的時稱性和速度、位移的正負。規(guī)律方法1、基本規(guī)律的理解與應用2、充分運用豎直上拋運動的對稱性(1) 速度對稱:上升和下降過程經(jīng)過同一位置時速度等大反向。(2)時間對稱:上升和下降過程經(jīng)過同一段高度的上升時間和下降時間相等。(2004).雜技
23、演員每隔拋出一球,空中總有四個球,最大高度是()A. 1.6mB.2.4mC.3.2mD.4.0m3、兩種運動的聯(lián)系與應用=-;:_第4弓J勻變速直線運動規(guī)律的思維方法1. 平均速度的求解及其方法應用s 用定義式:v普遍適用于各種運動;t v=VoVt只適用于加速度恒定的勻變速直線運動22. 巧選參考系求解運動學問題物體的運動都是相對一定的參考系而言,通常以地面作為參考系,有時選運動物體作為參考系,可以使得求解簡便。3. 追及和相遇或避免碰撞的問題的求解方法:關鍵:在于掌握兩個物體的位置坐標及相對速度的特殊關系?;舅悸罚悍謩e對兩個物體研究,畫出運動過程示意圖,列出方程,找出時間、速度、位移的
24、關系。解出結果,必要時進行討論追及條件:追者和被追者v相等是能否追上、兩者間的距離有極值、能否避免碰撞的臨界條件。討論:1. 勻減速運動物體追勻速直線運動物體。 兩者v相等時,S追S被追永遠追不上,但此時兩者的距離有最小值 若S追S被追、V追=V被追恰好追上,也是恰好避免碰撞的臨界條件。追被追 若位移相等時,V追V被追則還有一次被追上的機會,其間速度相等時,兩者距離有一個極大值2. 初速為零勻加速直線運動物體追同向勻速直線運動物體兩者速度相等時有最大的間距位移相等時即被追上4 .利用運動的對稱性解題有些運動具有對稱性,利用對稱性解時,有時比較方便.如豎直上拋運動的速度和時間的對稱。5 .逆向思
25、維法解題勻減速直線運動至??傻刃дJ為反方向初速為零的勻加速直線運動;豎直上拋的上升過程的逆過程是自由落體運動。6.應用運動學圖象解題根據(jù)題述物理現(xiàn)象和發(fā)生的過程,建立函數(shù)表達式,建立坐標,并畫岀圖象。7.用比例法解題運用初速為零的勻變速直線運動的比例關系解題,使得問題簡單易求。8.巧用勻變速直線運動的推論解題 某段時間內的平均速度=這段時間中時刻的即時速度連續(xù)相等時間間隔內的位移差為一個恒量位移=平均速度時間解題常規(guī)方法:公式法(包括數(shù)學推導)、圖象法、比例法、極值法、逆向轉變法試通過計算岀的剎車距離s的表達式說明公路旁書寫“嚴禁超載、超速及酒后駕車”以及“雨天路滑車輛減速行駛”的原理解:(1
26、)、設在反應時間內,汽車勻速行駛的位移大小為S!;剎車后汽車做勻減速直線運動的位移大小為S2,加速度大小為a。由牛頓第二定律及運動學公式有:S1votoFmgam2v02as2sS1S24由以上四式可得出:xv;SvtF2(-g)m超載(即m增大),車的慣性大,由時剎車、停車,危險性就會增加;5式,在其他物理量不變的情況下剎車距離就會增長,遇緊急情況不能及 同理超速(v0增大)、酒后駕車(to變長)也會使剎車距離就越長,容易發(fā)生事故; 雨天道路較滑,動摩擦因數(shù)將減小,由五式,在其他物理量不變的情況下剎車距離就越長,汽車較難停下來。因此為了提醒司機朋友在公路上行車安全,在公路旁設置“嚴禁超載、超
27、速及酒后駕車”以及“雨天路滑車輛減速行駛”的警示牌是非常有必要的。L第5勻變速直線運動圖象基礎知識一.對于運動圖象要從以下幾點來認識它的物理意義:a.從圖象識別物體運動的性質。b. 能認識圖像的截距的意義。c. 能認識圖像的斜率的意義。d. 能認識圖線覆蓋面積的意義。e. 能說出圖線上一點的狀況。二. 利用v一t圖象,不僅可極為方便地證明和記住運動學中的一系列基本規(guī)律和公式,還可以極為簡捷地分析和解答各種問題。(1) st圖象和vt圖象,只能描述直線運動單向或雙向直線運動的位移和速度隨時間的變化關系,而不能直接用來描述方向變化的曲線運動。(2) 當為曲線運動時,應先將其分解為直線運動,然后才能
28、用st或v一t圖象進行描述。1、位移時間圖象位移時間圖象反映了運動物體的位移隨時間變化的關系,勻速運動的St圖象是直線,直線的斜率數(shù)值上等于運動物體的速度;變速運動的S-1圖象是曲線,圖線切線方向的斜率表示該點速度的大小.2、速度時間圖象(1) 它反映了運動物體速度隨時間的變化關系.(2) 勻速運動的Vt圖線平行于時間軸.(3) 勻變速直線運動的Vt圖線是傾斜的直線,其斜率數(shù)值上等于物體運動的加速度.(4) 非勻變速直線運動的Vt圖線是曲線,每點的切線方向的斜率表示該點的加速度大小.規(guī)律方法1、st圖象和vt圖象的應用注意:平均速率不是平均速度的大小.對于圖象問題,要求把運動物體的實際運動規(guī)律
29、與圖象表示的物理含義結合起來考慮.2、速度一一時間圖象的遷移與妙用說明:利用圖象的物理意義來解決實際問題往往起到意想不到的效果.在中學階段某些問題根本無法借助初等數(shù)學的方法來解決,但如果注意到一些圖線的斜率和面積所包含的物理意義,則可利用比較直觀的方法解決問題。識圖方法:一軸、二線、三斜率、四面積、五截距、六交點第6課運動學典型問題及解決方法基礎知識一、相遇、追及與避碰問題對于追及問題的處理,要通過兩質點的速度比較進行分析,找到隱含條件(即速度相同時,而質點距離最大或最小)。再結合兩個運動的時間關系、位移關系建立相應的方程求解,必要時可借助兩質點的速度圖象進行分析。二、追擊類問題的提示1 勻加
30、速運動追擊勻速運動,當二者速度相同時相距最遠.2 勻速運動追擊勻加速運動,當二者速度相同時追不上以后就永遠追不上了此時二者相距最近.3 勻減速直線運動追勻速運動,當二者速度相同時相距最近,此時假設追不上,以后就永遠追不上了.4 勻速運動追勻減速直線運動,當二者速度相同時相距最遠.5.勻加速直線運動追勻加速直線運動,應當以一個運動當參照物,找出相對速度、相對加速度、相對位移.規(guī)律方法1、追及問題的分析思路(1) 根據(jù)追趕和被追趕的兩個物體的運動性質,列出兩個物體的位移方程,并注意兩物體運動時間之間的關系.(2) 通過對運動過程的分析,畫出簡單的圖示,找出兩物體的運動位移間的關系式追及的主要條件是
31、兩個物體在追上時位置坐標相同.(3) 尋找問題中隱含的臨界條件,例如速度小者加速追趕速度大者,在兩物體速度相等時有最大距離;速度大者減速追趕速度小者,在兩物體速度相等時有最小距離,等等利用這些臨界條件常能簡化解題過程.(4) 求解此類問題的方法,除了以上所述根據(jù)追及的主要條件和臨界條件解聯(lián)立方程外,還有利用二次函數(shù)求極值,及應用圖象法和相對運動知識求解.點評:對追及類問題分析的關鍵是分析兩物體運動的運動過程及轉折點的條件可見,在追趕過程中,速度相等是一個轉折點,要熟記這一條件在諸多的物理問題中存在隱蔽條件”,這類問題往往是難題,于是,如何分析岀隱蔽條件”成為一個很重要的問題,一般是根據(jù)物理過程
32、確定該題中隱蔽條件”就是當兩車速度相同時距離最大解析后,問題就迎刃而解.2、相遇問題的分析思路相遇問題分為追及相遇和相向運動相遇兩種情形,其主要條件是兩物體在相遇處的位置坐標相同.(1) 列出兩物體運動的位移方程,注意兩個物體運動時間之間的關系.(2) 利用兩物體相遇時必處在同一位置,尋找兩物體位移間的關系.(3) 尋找問題中隱含的臨界條件.(4) 與追及中的解題方法相同點評:三種解法中,解法一注重對運動過程的分析,抓住兩車間距有極值時速度應相等這一關鍵條件來求解;解法二中由位移關系得到一元二次方程,然后利用根的判別式來確定方程中各系數(shù)間的關系,這也是中學物理中常用的數(shù)學方法;解法三通過巧妙地
33、選取參照物,使兩車運動的關系變得簡明.說明:本題還可以有多種問法,如“以多大的加速度剎車就可以不相碰”,“兩車距多少米就可以不相碰”“貨車的速度為多少就可以不相碰”等,但不管哪一種問法,都離不開“兩車速度相等”這個條件.課題:第二單元力物體的平衡類型:復習課目的要求:通過強化基礎訓練,內化力的合成與分解、受力分析等解題思想,以形成解題能力重點難點:力的合成與分解,受力分析。教具:過程及內容:第1課力、力學中常見的三種力基礎知識I一、力1、定義:力是物體對物體的作用說明:定義中的物體是指施力物體和受力物體,定義中的作用是指作用力與反作用力。2、力的性質 力的物質性:力不能離開物體單獨存在。一談到
34、力,必然涉及兩個物體,受力物體和施力物體,力不能離開物體而存在,找不到施力物體和受力物體的力是不存在的一提到力一定要知道其施力物體和受力物體,學好物理的功底。說明:分析力,首先要明確施力物體和受力物體(作用對象) 對某一物體而言,可能有一個或多個施力物體. 受力物體和施力物體總是同時成對出現(xiàn). 力的相互性:力的作用是相互的。施力物體給予受力物體作用的同時必受受力物體的反作用.即力是成對出現(xiàn)的.施力物體同時也是受力物體.受力物體同時也是施力物體,我們把物體之間的作用稱為作用力與反作用力. 力的矢量性:力是矢量,既有大小也有方向。 力的獨立性:一個力作用于物體上產(chǎn)生的效果與這個物體是否同時受其它力
35、作用無關。 力的測量工具:測力計,可以用彈簧稱測量 單位:牛頓簡稱牛.符號N(SI制中:kgm/s2)1牛頓.要選擇合適的比例(標度),要求嚴格。說明:改變任一,按大致比例畫岀力的大小,稱為力的示意圖.壓縮彎曲扭轉等(改變物體的速度)即是產(chǎn)生加速度意義:使質量為1千克的物體產(chǎn)生1米/秒2加速度力的大小為 力的表示方法:三要素表示、力的圖示和示意圖力的三要素是:大小、方向、作用點.力的圖示:用一根帶箭頭的線段表示岀力的三要素,稱為力的圖示方面作用效果都改變。力的示意圖:若只要求正確地表示出物體的受力個數(shù)和受力的方向示意圖著重于受力個數(shù)和各力的方向畫法,不要求作岀標度. 力的作用效果靜力效果:使物
36、體的形狀發(fā)生改變(形變),拉伸動力效果:使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變3、力的分類 按性質分類:重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等(受力分析時一定要分析的力)一定有施、受力物體 按效果分類:拉力、壓力、支持力、動力、阻力、向心力、回復力、下滑力、分力、合力、斥力、吸力、浮力等 按研究對象分類:內力和外力。按作用方式分類:重力、電場力、磁場力等為場力,即非接觸力,彈力、摩擦力為接觸力。說明:性質不同的力可能有相同的效果,效果不同的力也可能是性質相同的是牛頓,二、重力1、產(chǎn)生原因:由于地球對物體的吸引而使物體受到的力叫重力.說明:重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力,但它并不就等于地球時物體的引力.重
37、力是地球對物體的萬有引力的一個分力,另一個分力提供物體隨地球旋轉所需的向心力。由于物體隨地球自轉所需向心力很小,所以計算時一般可近似地認為物體重力的大小等于地球對物體的引力。其一個分力使得物體隨地球自轉所需的向心力,(赤道處較大);另一個力為重力。(在南北兩極較大)地球附近的物體都受重力作用,重力的施力物體是地球。重力的大小與緯度和距地面的高度有關。重力在不同緯度的地方不同,南北兩極較大,赤道處較小。離地面不同高度的地方不同,離地越高的地方越小,但是在處理物理問題時,在地球表面和地球表面附近某一高度的地方,一般認為物體受的重力不變一個物體受的重力不受運動狀態(tài)的影響,與是否還受其它力作用也無關。
38、在超重、矢重和衛(wèi)星上也還受重力作用,2、大小:G=mg(可以認為牛頓第二定律)(說明:物體的重力的大小與物體的運動狀態(tài)及所處的狀態(tài)都無關)此公式可認為牛頓第二定律。g=N/kg可以用彈簧測力計測量3、方向:豎直向下(說明:不可理解為跟支承面垂直)不等同于指向地心,只有赤道和兩極處重力的方向才指向地心。4、重心:物體各部分都受重力作用,效果上認為集中到一個點上,這個點就叫重心,即是說重力的作用點。即:重心是物體各部分所受重力合力的作用點.說明:(I)重心可以不在物體上物體的重心與物體的形狀和質量分布都有關系。重心是一個等效的概念。重心是一個等效替代點,不要認力只有重心處受重力,物體的其它部分不受
39、重力。(2)有規(guī)則幾何形狀、質量均勻的物體重心在它的幾何中心.質量分布不均勻的物體,其重心隨物體的形狀和質量分布的不同而不同。(3)薄物體的重心可用懸掛法求得.三、彈力彈力產(chǎn)生原因:發(fā)生形變的物體想要恢復原狀而對迫使它發(fā)生形變的物體產(chǎn)生的力。1、定義:直接接觸.的物體間由于發(fā)生彈性形變.(即是相互擠壓)而產(chǎn)生的力.2、產(chǎn)生條件:直接接觸,有彈性形變。3、方向:彈力的方向與施力物體的形變方向相反(與形變恢復方向相同),作用在迫使物體發(fā)生形變的物體上。彈力是法向力,力垂直于兩物體的接觸面。具體說來:(彈力方向的判斷方法)(1)彈簧兩端的彈力方向,與彈簧中心軸線重合,指向彈簧恢復原狀的方向。其彈力可
40、為拉力,可為壓力;對彈簧秤只為拉力。(2)輕繩對物體的彈力方向,沿繩指向繩收縮的方向,即只為拉力。(3)點與面接觸時彈力的方向,過接觸點垂直于接觸面(或接觸面的切線方向)而指向受力物體。(4)面與面接觸時彈力的方向,垂直于接觸面而指向受力物體。(5)球與面接觸時彈力的方向,在接觸點與球心的連線上而指向受力物體。(6)球與球相接觸的彈力方向,沿半徑方向,垂直于過接觸點的公切面而指向受力物體。(7)輕桿的彈力方向可能沿桿也可能不沿桿,桿可提供拉力也可提供壓力,這一點跟繩是不同的。(8)根據(jù)物體的運動情況。利用平行條件或動力學規(guī)律判斷.說明:壓力、支持力的方向總是垂直于接觸面(若是曲面則垂直過接觸點
41、的切面)指向被壓或被支持的物體。 繩的拉力方向總是沿繩指向繩收縮的方向。 桿既可產(chǎn)生拉力,也可產(chǎn)生壓力,而且能產(chǎn)生不同方向的力。這是桿的受力特點。桿一端受的彈力方向不一定沿桿的方向。4、彈力的大?。?彈簧、橡皮條類:它們的形變可視為彈性形變。(在彈性限度內)彈力的大小跟形變關系符合胡克定律遵從胡克定律力F=kX上式中k叫彈簧勁度系數(shù),單位:N/m,跟彈簧的材料、粗細,直徑及原長都有關系;X是彈簧的形變量(拉伸或壓縮量)切不可認為是彈簧的原長。 一根張緊的輕繩上的張力大小處處相等。 非彈簧類的彈力是形變量越大,彈力越大,一般應根據(jù)物體所處的運動狀態(tài),利用平衡條件或動力學規(guī)律(牛頓定律)來計算。重
42、難點突破一、彈力有無判斷彈力的方向總跟形變方向相反,但很多情況接觸處的形變不明顯,這給判斷彈力是否存在帶來困難??捎靡韵路椒ń鉀Q。1拆除法即解除所研究處的接觸,看物體的運動狀態(tài)是否改變。若不變,則說明無彈力;若改變,則說明有彈力。2、分析主動力和運動狀態(tài)是判斷彈力有無的金鑰匙。分析主動力就是分析沿彈力所在直線上,除彈力以外其它力的合力??丛摵狭κ欠駶M足給定的運動狀態(tài),若不滿足,則存在彈力,若滿足則不存在彈力。二、彈力方向判定1、對于點與面、面與面接觸的情形,彈力的方向總跟接觸面垂直。對于接觸面是曲面的情況,要先畫岀通過接觸點的切面,彈力就跟切面垂直。2、對于桿的彈力方向問題,要特別注意不一定沿
43、桿,沿桿只是一種特殊情況,當桿與物體接觸處情況不易確定時,應根據(jù)物體的運動狀態(tài),利用平衡條件或動力學規(guī)律來判斷。三、彈力的計算彈力是被動力,其大小與物體所受的其它力的作用以及物體的運動狀態(tài)有關,所以可根據(jù)物體的運動狀態(tài)和受力情況,利用平衡條件或牛頓運動定律求解。非彈簧類彈力的大小計算,只能根據(jù)物體的運動狀態(tài),利用F合=0或f合=ma求解。四、摩擦力1、定義:當一個物體在另一個物體的表面上相對運動(或有相對運動的趨勢)時,受到的阻礙相對運動(或阻礙相對運動趨勢)的力,叫摩擦力,可分為靜摩擦力和滑動摩擦力。2、產(chǎn)生條件:接觸面粗糙;相互接觸的物體間有彈力;接觸面間有相對運動(或相對運動趨勢)。說明
44、:三個條件缺一不可,特別要注意“相對”的理解3、摩擦力的方向: 靜摩擦力的方向總跟接觸面相切,并與相對運動趨勢方向相反。 滑動摩擦力的方向總跟接觸面相切,并與相對運動方向相反。說明:(1)“與相對運動方向相反”不能等同于“與運動方向相反”?;瑒幽Σ亮Ψ较蚩赡芘c運動方向相同,可能與運動方向相反,可能與運動方向成一夾角。(2)滑動摩擦力可能起動力作用,也可能起阻力作用。4、摩擦力的大?。海?)靜摩擦力的大小: 與相對運動趨勢的強弱有關,趨勢越強,靜摩擦力越大,但不能超過最大靜摩擦力,即0WfWfm。但跟接觸面相互擠壓力Fn無直接關系。具體大小可由物體的運動狀態(tài)結合動力學規(guī)律求解。 最大靜摩擦力略大
45、于滑動摩擦力,在中學階段討論問題時,如無特殊說明,可認為它們數(shù)值相等。 效果:阻礙物體的相對運動趨勢,但不一定阻礙物體的運動,可以是動力,也可以是阻力。(2)滑動摩擦力的大?。夯瑒幽Σ亮Ω鷫毫Τ烧?,也就是跟一個物體對另一個物體表面的垂直作用力成正比。公式:F=uFn(F表示滑動摩擦力大小,F(xiàn)n表示正壓力的大小,叫動摩擦因數(shù))。說明:Fn表示兩物體表面間的壓力,性質上屬于彈力,不是重力,更多的情況需結合運動情況與平衡條件加以確定。 口與接觸面的材料、接觸面的情況有關,無單位。 滑動摩擦力大小,與相對運動的速度大小無關。5、效果:總是阻礙物體間的相對運動(或相對運動趨勢),但并不總是阻礙物體的運
46、動,可能是動力,也可能是阻力。說明:滑動摩擦力的大小與接觸面的大小、物體運動的速度和加速度無關,只由動摩擦因數(shù)和正壓力兩個因素決定,而動摩擦因數(shù)由兩接觸面材料的性質和粗糙程度有關.五、靜摩擦力靜摩擦力定義:發(fā)生在兩個相對靜止的物體之間,由于存在有相對的運動趨勢而產(chǎn)生的阻礙相對運動趨勢的力叫做靜摩擦力。(1) 產(chǎn)生條件:相互接觸的物體間存在彈力:兩物體間有相對運動的趨勢;接觸面粗糙。(2) 方向:跟接觸面相切,并且跟相對運動趨勢方向相反(屬于教學難點)靜摩擦力的方向可能與運動方向相同,也可能與運動方向相反,或與運動方和成一夾角。作用效果:總是阻礙物體間的相對運動趨勢,但不一定阻礙物體的運動,可以
47、是動力,也可以是阻力。(4) 大?。簺]有確定的取也值無確定的運算公式,只能在零到最大值之間取值。靜摩擦力的大小與相對運動趨勢的強弱有關,趨勢越強,靜摩擦力越大,但不能超過最大靜摩擦力,即Owf|一. 合力與分力1、一個力如果它產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用所產(chǎn)生的效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力,那幾個力就叫做這個力的分力.2、合力與它的分力是力的效果上的一種等效替代關系。3、共點力:幾個力如果作用在物體的同一個點,或者它們的作用線相交于同一個點,這幾個力做共點力。二力的合成與分解1、求幾個已知力的合力叫力的合成;求一個力的分力叫力的分解.(分解某個力時,要根據(jù)這個力產(chǎn)生的實際效果進行分解)。
48、同一個力可以分解成無數(shù)對大小、方向不同的分力。下面是有確定解的幾種常見情況:(1) 已知合力和兩個分力的方向,求兩個分力的大小(有一組解)。(2) 已知合力和一個分力的大小與方向,求另一個分力的大小和方向(有一組解)。(3) 已知合力及一個分力Fi的大小和F2的方向求Fi的方向和F2的大小(有一組解或兩組解)。合力和分力是一種等效代替關系,分解是用分力代換合力;合成則是用合力代換分力注意:力的合成是唯一的,而力的分解有時不是唯一的。只有在下列兩種情形下,力的分解才是唯一的:(1)已知合力和兩個分力的方向;(2)已知合力和一個分力大小和方向。2、運算法則:(1) 平行四邊形法則:求兩個互成角度的
49、共點力F1的合力,可以把F1,F2的線段作為鄰邊作平行四邊形,它的對角線即表示合力的大小和方向。(2) 三角形法則:合力和兩個分力通過平移,構成一個首尾相接的封閉三角形。這就是三角形法則求兩個互成角度的共點力F1,F(xiàn)2的合力,可以把F1,F(xiàn)2首尾相接地畫出來,把F1,F(xiàn)2的另外兩端連接起來,則此連線就表示合力F的大小和方向;(3) 共點的兩個力:冃、F2的合力F的大小,與它們的夾角B有關,B越大,合力越?。籅越小,合力越大。合力可能比分力大,也可能比分力小。F1與F?同向時合力最大,F(xiàn)1與F?反向時合力最小。合力大小的取值范圍是|F1-F2|F合w(F1+F2)求F1、F2兩個共點力的合力的公
50、式:i122F=F1F22F1F2COS合力的方向與F1成角:F2sintg=F1F2cos注意:力的合成和分解都均遵從平行四邊行法則。 兩個力的合力范圍:F1-F2FF1+巨 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力當F1、F2大小一定,在0-1800范圍內變化時增大,F減小;減小,F增大F1、F2垂直(正交)時:F的大小F.FF;F的方向tanF2F1當F1、F2大小相等,夾角為1200時,合力為F=F=F2方向與兩分力勻為600(4) 三個力或三個以上的力的合力范圍在一定的條件下可以是:0FF?Fsin時-有兩組解當F2=Fsin時-有一組解當F2F時-有確定的解在實際問題中,分力的求解方法: 根據(jù)力產(chǎn)生的實際效果確定分力的方向.即使是同一個力,在不同的情況下所產(chǎn)生的效果也往往是不同的,按問題的需要進行分解 .由平行四邊形定則作出力的分解圖 .由數(shù)學知識進行運算,力學形和幾何形相似力分解的解題思路:力分解問題的關鍵是:根據(jù)力的作用效果確定分力的方向.然后畫岀力的平行四邊形,接著轉化為一個根據(jù)己知邊角關系求角的幾何問題基本思路可以表示為:實際問題根據(jù)力的作用效果確定分力的方向根據(jù)平行四邊形定則物理抽象作出平行四邊形把對力的計算轉化為邊角的計算用數(shù)學計算求分力重難點突破一、正確理解合力、
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