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1、一輪復(fù)習(xí)基本概念、基本規(guī)律部分第一章運(yùn)動(dòng)學(xué) 1描述運(yùn)動(dòng)的基本概念一、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(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng),它包括平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式.二、參照物為了研究物體的運(yùn)動(dòng)而假定為不動(dòng)的物體,叫做參照物.對(duì)同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),所選擇的參照物不同,對(duì)它的運(yùn)動(dòng)的描述就會(huì)不同,靈活地選取參照物會(huì)給問(wèn)題的分析帶來(lái)簡(jiǎn)便;通常以地球?yàn)閰⒄瘴飦?lái)研究物體的運(yùn)動(dòng).三、質(zhì)點(diǎn)研究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),如果物體的形狀和大小屬于無(wú)關(guān)因素或次要因素,對(duì)問(wèn)題的研究沒(méi)有影響或 影響可以忽略,為使問(wèn)題簡(jiǎn)化,就用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)來(lái)代替物體用來(lái)代管物體的有質(zhì)量的做質(zhì)點(diǎn)像這 種突出主要因素,排除無(wú)關(guān)因素,忽略次要因

2、素的研究問(wèn)題的思想方法,即為理想化方法,質(zhì)點(diǎn)即是一種 理想化模型.四、時(shí)刻和時(shí)間時(shí)刻:指的是某一瞬時(shí)在時(shí)間軸上用一個(gè)點(diǎn)來(lái)表示對(duì)應(yīng)的是位置、速度、動(dòng)量、動(dòng)能等狀態(tài)量.時(shí)間:是兩時(shí)刻間的間隔.在時(shí)間軸上用一段長(zhǎng)度來(lái)表示.對(duì)應(yīng)的是位移、路程、沖量、功等過(guò)程量.時(shí)間間隔=終止時(shí)刻一開(kāi)始時(shí)刻。五、位移和路程位移:描述物體位置的變化,是從物體運(yùn)動(dòng)的初位置指向末位置的矢量.路程:物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,是標(biāo)量只有在單方向的直線運(yùn)動(dòng)中,位移的大小才等于路程。六、速度描述物體運(yùn)動(dòng)的方向和快慢的物理量.平均速度:在變速運(yùn)動(dòng)中,物體在某段時(shí)間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,即 V = s/

3、t ,單位:m/ S ,其方向與位移的方向相同它是對(duì)變速運(yùn)動(dòng)的粗略描述公 式V = ( V0+ V) /2只對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)適用。瞬時(shí)速度:運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度,方向沿軌跡上質(zhì)點(diǎn)所在點(diǎn)的切線方向指 向前進(jìn)的一側(cè).瞬時(shí)速度是對(duì)變速運(yùn)動(dòng)的精確描述.瞬時(shí)速度的大小叫速率,是標(biāo)量.七、勻速直線運(yùn)動(dòng).定義:在相等的時(shí)間里位移相等的直線運(yùn)動(dòng)叫做勻速直線運(yùn)動(dòng).特點(diǎn):a = 0, V=恒量.位移公式:S= Vt .八、加速度、速度的變化: V=V Vo,描述速度變化的大小和方向,是矢量2、 加速度:描述速度變化的快慢和方向的物理量,是速度的變化和所用時(shí)間的比值:a = V/ t ,單位:m/

4、s2.加速度是矢量,它的方向與速度變化(V)的方向相同.3、速度、速度變化、加速度的關(guān)系:方向關(guān)系:加速度的方向與速度變化的方向一定相同。在直線運(yùn)動(dòng)中,若a的方向與Vo的方向相同,質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng);若 a的方向與Vo的方向相反,質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)。大小關(guān)系:VA V、a無(wú)必然的大小決定關(guān)系。 2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)1、定義:在相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化相等的直線運(yùn)動(dòng)叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng).2、特點(diǎn):a=恒量.222Vn V3、 公式:(1) vt=vo 十 at (2) s=vot + ?at (3) Vt vo =2as (4) S=-0 - t .2說(shuō)明:(1)以上公式只適用于勻變速直線運(yùn)

5、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Vo、Vt、a、S均為矢量,方程式為矢量方程,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(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Vo、a不完全相同,例如 a = o時(shí),勻速直線運(yùn)動(dòng);以 Vo的方向?yàn)檎较颍籥 o時(shí),勻加速直線運(yùn)動(dòng);aVo時(shí),

6、勻減速直線運(yùn)動(dòng);a= g、Vo=O時(shí),自由落體應(yīng)動(dòng);a =g、vo o時(shí),豎直拋體運(yùn)動(dòng).(5)對(duì)勻減速直線運(yùn)動(dòng),有最長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=voa ,對(duì)應(yīng)有最大位移s=v022a , 若t vo/a,一般不能直接代入公式求位移。4、推論:(I )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)間里的位移之差是個(gè)恒量,即 S= S S I = aT=恒量.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)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,即VtVt2=V=Vl2以上兩推論在“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”等學(xué)生實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到,要熟練掌握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

7、的比為Vl : V2 : V3VI 1:2 : 3 : :n;1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)位移的比為S :S2 : S3 :2QSn=1 : 2 :32 :2:n ;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S : Sn Sm : : SN=I : 3 : 5 : :( 2n1);從靜止開(kāi)始通過(guò)連續(xù)相等的位移所用時(shí)間的比tl : t2 : t3 : tn =1:21: 3,2 : : n . n 1解題指導(dǎo):要養(yǎng)成根據(jù)題意畫(huà)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(huà)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。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

8、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。本章的題目??梢活}多解。解題時(shí)要思路開(kāi)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.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(huà)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 3、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用一、自由落體運(yùn)動(dòng)物體只受重力作用所做的初速度為零的運(yùn)動(dòng).特點(diǎn):(I )只受重力;(2)初速

9、度為零.規(guī)律:(1) vt=gt ; (2) h=?gt2; (3) vt2=2gs ; (4) S=t ; (5) V 和 gt ;二、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)。2 2 2其規(guī)律為:(1) Vt=Vo gt, (2) S=Vot ?gt (3) Vt Vo = 2gh幾個(gè)特征量:最大高度 h=vo2/2g,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=2v o/g .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Vo方向始終相反,因此可以把a(bǔ)=豎

10、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Vo方向?yàn)檎较颍瑒ta=一 g。3上升階段與下降階段的特點(diǎn)(I )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)們相等。即t上=vog=t下以,從某點(diǎn)拋出后又回到同一點(diǎn)所用的時(shí)間為t=2v o/g上把時(shí)的初速度 vo與落回出發(fā)點(diǎn)的速度 V等值反向,大小均為:2gH ;即 V=V o= 2gH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)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)

11、,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)的時(shí)稱性和速度、位移的正負(fù)。 4、勻變速直線運(yùn)動(dòng)圖象一對(duì)于運(yùn)動(dòng)圖象要從以下幾點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)它的物理意義:a 從圖象識(shí)別物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。b 能認(rèn)識(shí)圖像的截距的意義。C 能認(rèn)識(shí)圖像的斜率的意義。d 能認(rèn)識(shí)圖線覆蓋面積的意義。e 能說(shuō)出圖線上一點(diǎn)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(yùn)動(dòng)學(xué)中的一系列基本規(guī)律和公式,還可以極為簡(jiǎn)捷 地分析和解答各種問(wèn)題。S t圖象和V t圖象,只能描述直線運(yùn)動(dòng)一一單向或雙向直線運(yùn)動(dòng)的位移和速度隨時(shí)間的變化 關(guān)系,而不能直接用來(lái)描述方向變化的曲線運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)為曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)先將其分解為直線運(yùn)動(dòng),然后才能用S t或

12、V 一 t圖象進(jìn)行描述。1、位移時(shí)間圖象位移時(shí)間圖象反映了運(yùn)動(dòng)物體的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系,勻速運(yùn)動(dòng)的S-1圖象是直線,直線的斜率數(shù)值上等于運(yùn)動(dòng)物體的速度;變速運(yùn)動(dòng)的S-1圖象是曲線,圖線切線方向的斜率表示該點(diǎn)速度的大小.2、速度時(shí)間圖象它反映了運(yùn)動(dòng)物體速度隨時(shí)間的變化關(guān)系勻速運(yùn)動(dòng)的 V t圖線平行于時(shí)間軸.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的 V t圖線是傾斜的直線,其斜率數(shù)值上等于物體運(yùn)動(dòng)的加速度.非勻變速直線運(yùn)動(dòng)的 V t圖線是曲線,每點(diǎn)的切線方向的斜率表示該點(diǎn)的加速度大小. 5、運(yùn)動(dòng)學(xué)典型問(wèn)題及解決方法一、相遇、追及與避碰問(wèn)題對(duì)于追及問(wèn)題的處理,要通過(guò)兩質(zhì)點(diǎn)的速度比較進(jìn)行分析,找到隱含條件(即速度相同時(shí),而

13、質(zhì)點(diǎn)距離最 大或最小)。再結(jié)合兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間關(guān)系、位移關(guān)系建立相應(yīng)的方程求解,必要時(shí)可借助兩質(zhì)點(diǎn)的速度圖 象進(jìn)行分析。避免相碰的臨界條件追到時(shí)速度相等二、追擊類問(wèn)題的提示(臨界條件的確定)勻加速運(yùn)動(dòng)追擊勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)二者速度相同時(shí)相距最遠(yuǎn).勻速運(yùn)動(dòng)追擊勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)二者速度相同時(shí)追不上以后就永遠(yuǎn)追不上了此時(shí)二者相距最近.勻減速直線運(yùn)動(dòng)追勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)二者速度相同時(shí)相距最近,此時(shí)假設(shè)追不上,以后就永遠(yuǎn)追不上了.勻速運(yùn)動(dòng)追勻減速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)二者速度相同時(shí)相距最遠(yuǎn).勻加速直線運(yùn)動(dòng)追勻加速直線運(yùn)動(dòng),應(yīng)當(dāng)以一個(gè)運(yùn)動(dòng)當(dāng)參照物,找出相對(duì)速度、相對(duì)加速度、相對(duì)位 移.規(guī)律方法追及問(wèn)題的分析思路根據(jù)追趕和被追趕的兩

14、個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),列出兩個(gè)物體的位移方程,并注意兩物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間之間的 關(guān)系.通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析,畫(huà)出簡(jiǎn)單的圖示,找出兩物體的運(yùn)動(dòng)位移間的關(guān)系式.追及的主要條件是兩 個(gè)物體在追上時(shí)位置坐標(biāo)相同.尋找問(wèn)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(shí)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(shí)有最小距離,等等.利用這些臨界條件常能簡(jiǎn)化解題過(guò) 程.求解此類問(wèn)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(yīng)用圖象法和相對(duì)運(yùn)動(dòng)知識(shí)求解.第二章 力1、 力的概念 三種性質(zhì)力一、力1、定義:力是物體對(duì)物體的作用 說(shuō)明:定義中的

15、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(zhì)力的物質(zhì)性:力不能離開(kāi)物體單獨(dú)存在。力的相互性:力的作用是相互的。力的矢量性:力是矢量,既有大小也有方向。力的獨(dú)立性:一個(gè)力作用于物體上產(chǎn)生的效果與這個(gè)物體是否同時(shí)受其它力作用無(wú)關(guān)。3、力的分類按性質(zhì)分類:重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等按效果分類:拉力、壓力、支持力、動(dòng)力、阻力、向心力、回復(fù)力等按研究對(duì)象分類:內(nèi)力和外力。按作用方式分類:重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等為場(chǎng)力,即非接觸力,彈力、摩擦力為接觸力。 說(shuō)明:性質(zhì)不同的力可能有相同的效果,效果不同的力也可能是性質(zhì)相同的。4、力的作用效果:是使物體發(fā)生形變或改變

16、物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)5、力的三要素是:大小、方向、作用點(diǎn)6、力的圖示:用一根帶箭頭的線段表示力的三要素的方法。7、 力的單位:是牛頓,使質(zhì)量為1千克的物體產(chǎn)生 1 米秒 2加速度力的大小為 1 牛頓二、重力1、產(chǎn)生:由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力叫重力 說(shuō)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(shí)物體的引力重力是地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有 引力的一個(gè)分力,另一個(gè)分力提供物體隨地球旋轉(zhuǎn)所需的向心力。由于物體隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力很小, 所以計(jì)算時(shí)一般可近似地認(rèn)為物體重力的大小等于地球?qū)ξ矬w的引力。2、大小:G= mg (說(shuō)明:物體的重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及所處的狀態(tài)都無(wú)關(guān))3、 方向:豎直

17、向下(說(shuō)明:不可理解為跟支承面垂直)4、作用點(diǎn):物體的重心5、重心:重心是物體各部分所受重力合力的作用點(diǎn)說(shuō)明:(I )重心可以不在物體上. 物體的重心與物體的形狀和質(zhì)量分布都有關(guān)系。重心是一個(gè)等效的概念。2)有規(guī)則幾何形狀、質(zhì)量均勻的物體,其重心在它的幾何中心質(zhì)量分布不均勻的物體,其重心 隨物體的形狀和質(zhì)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1定義:直接接觸的物體間由于發(fā)生彈性形變而產(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,作用在迫使物體發(fā)生形變的物體上。說(shuō)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(guò)接觸點(diǎn)的

18、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。桿一端受的彈力方向不一定沿桿的方向。4、 大?。簭椈稍趶椥韵薅葍?nèi),遵從胡克定律力F=kX。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(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用平衡條件或牛頓定律來(lái)計(jì)算。四、摩擦力1、定義:當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),受到的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力,叫摩擦力,可分為靜摩擦力和動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。說(shuō)明:三個(gè)條件缺一不可,特別要注意“相對(duì)”的理解3、摩擦力的方向:靜摩擦

19、力的方向總跟接觸面相切,并與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。動(dòng)摩擦力的方向總跟接觸面相切,并與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。4、摩擦力的大?。红o摩擦力的大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的強(qiáng)弱有關(guān),趨勢(shì)越強(qiáng),靜摩擦力越大,但不能超過(guò)最大靜摩擦力,即0 f f m ,具體大小可由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)合動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解?;瑒?dòng)摩擦力的大小 f = N。說(shuō)明:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的大小、物體運(yùn)動(dòng)的速度和加速度無(wú)關(guān),只由動(dòng)摩擦因數(shù)和正壓力兩個(gè)因素決定,而動(dòng)摩擦因數(shù)由兩接觸面材料的性質(zhì)和粗糙程度有關(guān).規(guī)律方法1 、對(duì)重力的正確認(rèn)識(shí)重力實(shí)際上是物體與地球間的萬(wàn)有引力的一部分(另一部分為物體繞地球旋轉(zhuǎn)所需要的向心力)重力是非接觸力。非特別說(shuō)明,凡地

20、球上的物體均受到重力。重力的大?。?G= mg , g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g = 9.8ms 2,且隨緯度和離地面的高度而變。(赤道上最小,兩極最大;離地面越高,g越小。在地球表面近似有:GmIjm2 mgr2、彈力方向的判斷方法(1)根據(jù)物體的形變方向判斷:彈力方向與物體形變方向相反,作用在迫使這個(gè)物體形變的那個(gè)物體上。彈簧兩端的彈力方向是與彈簧中心軸線相重合,指向彈簧恢復(fù)原狀方向;輕繩的彈力方向沿繩收縮的方向,離開(kāi)受力物體;面與面,點(diǎn)與面接觸時(shí),彈力方向垂直于面(若是曲面則垂直于切面),且指向受力物體.球面與球面的彈力沿半徑方向,且指向受力物體.輕桿的彈力可沿桿的方向,也可不沿桿的方向。(

21、 2)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況。利用平行條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律判斷說(shuō)明:分析彈力:找接觸面(或接觸點(diǎn))判斷是否有擠壓(假設(shè)法)判斷彈力的方向2、 力的合成與分解一合力與分力1、一個(gè)力如果它產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用所產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,那幾 個(gè)力就叫做這個(gè)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(guān)系。二力的合成與分解1、求幾個(gè)力的合力叫力的合成,求一個(gè)力的分力叫力的分解2、運(yùn)算法則: 平行四邊形法則:求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力Fl, F2的合力,可以把Fl, F2的線段作為鄰邊作平行四邊 形,它的對(duì)角線即表示合力的大小和方向; 三角形法則:求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力Fi, F2

22、的合力,可以把 F, F2首尾相接地畫(huà)出來(lái),把 F, F2 的另外兩端連接起來(lái),則此連線就表示合力 F 的大小和方向; 共點(diǎn)的兩個(gè)力 Fi, F2的合力F的大小,與它們的夾角有關(guān),越大,合力越?。辉叫?,合力越大,合力可能比分力大,也可能比分力小,F(xiàn)i與F2同向時(shí)合力最大,F(xiàn)i與F2反向時(shí)合力最小,合力大小的取值范圍是 IF -F2 F( Fi+ F2) 三個(gè)力或三個(gè)以上的力的合力范圍在一定的條件下可以是:0 F | F i+F2+ Fn| 三力的分解計(jì)算力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,同樣遵守平行四邊形法則,兩個(gè)分力的合力是唯一確定的,而一個(gè)已 知力可以分解為大小、方向不同的分力,即一個(gè)力的兩個(gè)分

23、力不是唯一的,要確定一個(gè)力的兩個(gè)分力,應(yīng) 根據(jù)具體條件進(jìn)行。1、按力產(chǎn)生的效果進(jìn)行分解2、按問(wèn)題的需要進(jìn)行分解 具體問(wèn)題的條件有:已確定兩個(gè)分力的大小,可求得分力的方向。已確定兩個(gè)分力的方向,可求得分力的大小。已確定一個(gè)分力的大小和方向,可求得另上個(gè)分力的大小和方向。已確定一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向,可求得一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向。四、正交分解法物體受到多個(gè)力作用時(shí)求其合力,可將各個(gè)力沿兩個(gè)相互垂直的方向直行正交分解,然后再分別沿這兩個(gè)方向求出合力,正交分解法是處理多個(gè)力作用用問(wèn)題的基本方法,步驟為:正確選擇直角坐標(biāo)系,一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn),水平方向或物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向?yàn)?/p>

24、X軸,使盡量多的力在坐標(biāo)軸上。正交分解各力,即分別將各力投影在坐標(biāo)軸上,分別求出坐標(biāo)軸上各力投影的合力。FX=FIX + F2x+ FnXFy=FIy + F2y+ Fny共點(diǎn)力合力的大小為F= 共點(diǎn)力合力的大小為F= Fx2Fy2 ,合力方向與X軸夾角arctan 3、物體的受力分析(隔離法與整體法)知識(shí)目標(biāo)一、物體受力分析方法把指定的研究對(duì)象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出來(lái),并畫(huà)出受力圖,就是受力分析。對(duì) 物體進(jìn)行正確地受力分析,是解決好力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵。1、 受力分析的順序:先找重力,再找接觸力(彈力、摩擦力),最后分析其它力(場(chǎng)力、浮力等)2、受力分析的幾個(gè)步驟.靈活選擇研究對(duì)象

25、:也就是說(shuō)根據(jù)解題的目的,從體系中隔離出所要研究的某一個(gè)物體,或從物體中隔 離出某一部分作為單獨(dú)的研究對(duì)象,對(duì)它進(jìn)行受力分析.所選擇的研究對(duì)象要與周圍環(huán)境聯(lián)系密切并且已知量盡量多;對(duì)于較復(fù)雜問(wèn)題,由于物體系各部分相 互制約,有時(shí)要同時(shí)隔離幾個(gè)研究對(duì)象才能解決問(wèn)題究竟怎樣選擇研究對(duì)象要依題意靈活處理.對(duì)研究對(duì)象周圍環(huán)境進(jìn)行分析:除了重力外查看哪些物體與研究對(duì)象直接接觸,對(duì)它有力的作用凡是 直接接觸的環(huán)境都不能漏掉分析,而不直接接觸的環(huán)境千萬(wàn)不要考慮進(jìn)來(lái)然后按照重力、彈力、摩擦力 的順序進(jìn)行力的分析,根據(jù)各種力的產(chǎn)生條件和所滿足的物理規(guī)律,確定它們的存在或大小、方向、作用 占八、審查研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)

26、狀態(tài):是平衡態(tài)還是加速狀態(tài)等等,根據(jù)它所處的狀態(tài)有時(shí)可以確定某些力是否存 在或?qū)δ承┝Φ姆较蜃鞒雠袛?根據(jù)上述分析,畫(huà)出研究對(duì)象的受力分析圖;把各力的方向、作用點(diǎn)(線)準(zhǔn)確地表示出來(lái).3、受力分析的三個(gè)判斷依據(jù):從力的概念判斷,尋找施力物體;從力的性質(zhì)判斷,尋找產(chǎn)生原因;從力的效果判斷,尋找是否產(chǎn)生形變或改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。二、隔離法與整體法1、整體法:以幾個(gè)物體構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象進(jìn)行求解的方法。在許多問(wèn)題中可以用整體法比較方 便,但整體法不能求解系統(tǒng)的內(nèi)力。2、隔離法:把系統(tǒng)分成若干部分并隔離開(kāi)來(lái),分別以每一部分為研究對(duì)象進(jìn)行受力分根據(jù)地,分別列出 方程,再聯(lián)立求解的方法。3、通常在分析外力

27、對(duì)系統(tǒng)作用時(shí),用整體法;在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用時(shí),用隔離法。有時(shí) 在解答一個(gè)問(wèn)題時(shí)要多次選取研究對(duì)象,需要整體法與隔離法交叉使用4、共點(diǎn)力作用下的物體的平衡一共點(diǎn)力 物體同時(shí)受幾個(gè)力的作用,如果這幾個(gè)力都作用于物體的同一點(diǎn)或者它們的作用線交于同一點(diǎn),這幾 個(gè)力叫共點(diǎn)力二、平衡狀態(tài)物體保持靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(或有固定轉(zhuǎn)軸的物體勻速轉(zhuǎn)動(dòng)) 說(shuō)明:這里的靜止需要二個(gè)條件,一是物體受到的合外力為零,二是物體的速度為零,僅速度為零時(shí)物體 不一定處于靜止?fàn)顟B(tài), 如物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)刻, 物體速度為零, 但物體不是處于靜止?fàn)顟B(tài), 因?yàn)槲矬w受到的合外力不為零三、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件

28、 物體受到的合外力為零即 F 合=0說(shuō)明;三力匯交原理:當(dāng)物體受到三個(gè)非平行的共點(diǎn)力作用而平衡時(shí),這三個(gè)力必交于一點(diǎn);物體受到N個(gè)共點(diǎn)力作用而處于平衡狀態(tài)時(shí),取出其中的一個(gè)力,則這個(gè)力必與剩下的(N-1 )個(gè)力的合力等大反向。若采用正交分解法求平衡問(wèn)題,則其平衡條件為:FX合=0,F(xiàn)Y合=0;四、平衡的臨界問(wèn)題由某種物理現(xiàn)象變化為另一種物理現(xiàn)象或由某種物理狀態(tài)變化為另一種物理狀態(tài)時(shí),發(fā)生轉(zhuǎn)折的狀態(tài)叫臨 界狀態(tài),臨界狀態(tài)可以理解為“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”某種現(xiàn)象的狀態(tài)。平衡物體的臨界狀態(tài)是指 物體所處的平衡狀態(tài)將要發(fā)生變化的狀態(tài)。往往利用“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件。五、平衡的極值問(wèn)題

29、 極值是指研究平衡問(wèn)題中某物理量變化情況時(shí)出遭到的最大值或最小值??煞譃楹?jiǎn)單極值問(wèn)題和條件極值 問(wèn)題。規(guī)律方法1用平衡條件解題的常用方法(1 )力的三角形法物體受同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力作用平衡時(shí),這三個(gè)力的矢量箭頭首尾相接,構(gòu)成一個(gè)矢量三角 形;反之,若三個(gè)力矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形,則這三個(gè)力的合力必為零利用三角形法,根據(jù) 正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)可求得未知力.力的合成法物體受三個(gè)力作用而平衡時(shí),其中任意兩個(gè)力的合力必跟第三個(gè)力等大反向,可利用力的平行四邊形 定則,根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)求解正交分解法將各個(gè)力分別分解到 X軸上和y軸上,運(yùn)用兩坐

30、標(biāo)軸上的合力等于零的條件,多用于三個(gè)以上共點(diǎn)力作用下的物體的平衡.值得注意的是,對(duì)x、y方向選擇時(shí),盡可能使落在 X、y軸上的力多;被分解的力盡可能是已知力,不宜分解待求力.2、動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的分析在有關(guān)物體平衡問(wèn)題中,存在著大量的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題,所謂動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題是指通過(guò)控制某些物理量, 使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化,而在這個(gè)過(guò)程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)解動(dòng)態(tài)問(wèn)題的關(guān)鍵是 抓住不變量,依據(jù)不變的量來(lái)確定其他量的變化規(guī)律,常用的分析方法有解析法和圖解法.3、解決臨界問(wèn)題的方法臨界問(wèn)題:某種物理現(xiàn)象變化為另一種物理現(xiàn)象或物體從某種特性變化為另一種特性時(shí),發(fā)生的轉(zhuǎn)折 狀態(tài)為臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)也可理

31、解為“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”某種現(xiàn)象的狀態(tài),平衡物體的臨界 狀態(tài)是指物體所處平衡狀態(tài)將要變化的狀態(tài),涉及臨界狀態(tài)的問(wèn)題叫臨界問(wèn)題,解決這類問(wèn)題一定要注意“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件。在研究物體的平衡時(shí),經(jīng)常遇到求物理量的取值范圍問(wèn)題,這樣涉及到平衡問(wèn)題的臨界問(wèn)題,解決這類 問(wèn)題的基本方法是假設(shè)推理法,即先假設(shè)怎樣,然后再根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)列方程求解。平衡問(wèn)題中極值的求法極值:是指研究平衡問(wèn)題中某物理量變化情況時(shí)出現(xiàn)的最大值或最小值。中學(xué)物理的極值問(wèn)題可分為簡(jiǎn)單 極值問(wèn)題和條件,區(qū)分的依據(jù)就是是否受附加條件限制。若受附加條件限制,則為條件極值。第三章牛頓定律 1牛頓第一、第三定律一

32、、牛頓第一定律1內(nèi)容: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.說(shuō)明:(1)物體不受外力是該定律的條件.物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)是結(jié)果.直至外力迫使它改變這種狀態(tài)為止,說(shuō)明力是產(chǎn)生加速度的原因.物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性,慣性大小的量度是物體的質(zhì)量.應(yīng)注意:牛頓第一定律不是實(shí)臉直接總結(jié)出來(lái)的.牛頓以伽利略的理想斜面實(shí)臉為基拙,加 之高度的抽象思維,概括總結(jié)出來(lái)的不可能由實(shí)際的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證;牛頓第一定律不是牛頓第二定律的特例,而是不受外力時(shí)的理想化狀態(tài).定律揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.二、牛頓第三定律內(nèi)

33、容:兩物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,而且在一條直線上.表達(dá)式:F=- F/說(shuō)明:作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,同種性質(zhì),作用在不同的物體上,各產(chǎn)生其效果,不能 抵消,所以這兩個(gè)力不會(huì)平衡.作用力和反作用力的關(guān)系與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān).不管兩物體處于什么 狀態(tài),牛頓第三定律都適用。借助牛頓第三定律可以變換研究對(duì)象,從一個(gè)物體的受力分析過(guò)渡到另一 個(gè)物體的受力分析一對(duì)作用力和反作用力在同一個(gè)過(guò)程中(同一段時(shí)間或同一段位移)的總功可能為 零、可能為正、也可能為負(fù)。這是因?yàn)樽饔昧头醋饔昧Φ淖饔脮r(shí)間一定是相同的,而位移大小、方向都 可能是不同的。內(nèi)容作用力和反作用力二力平衡內(nèi)容

34、作用力和反作用力二力平衡受力物體作用在兩個(gè)相互作用的物體大作用在同一物體上依賴關(guān)系相互依存,不可單獨(dú)存在無(wú)依賴關(guān)系,撤除一個(gè),另一個(gè)可依然存在,只是不再平衡疊加性兩力作用效果不可抵消,不可疊加,不可求合力兩力作用效果可相互抵消, 可疊加,可求合力, 合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力可以是同性質(zhì)的力,也可以是不同性質(zhì)的力三、作用力和反作用力與平衡力的區(qū)別注意:判斷兩個(gè)力是不是一對(duì)作用力與反作用力時(shí),應(yīng)分 析這兩個(gè)力 是否具有“甲對(duì)乙”和“乙對(duì)甲”的關(guān)系,即受力物體與施力物體是否具有互易關(guān)系否則,一對(duì)作用力和反作用力很容易與一對(duì)平衡力相混淆,因?yàn)樗鼈兌季哂写笮∠嗟?、方向相反、作用在同一條直線上的特

35、點(diǎn)2、牛頓第二定律一、牛頓第二定律內(nèi)容: 物體的加速度與所受合外力成正比,與物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向與合外力的方向相同公式 : F=ma3、對(duì)牛頓第二定律理解:F=ma中的F為物體所受到的合外力.F= ma中的m當(dāng)對(duì)哪個(gè)物體受力分析,就是哪個(gè)物體的質(zhì)量,當(dāng)對(duì)一個(gè)系統(tǒng)(幾個(gè)物體組成一個(gè)系統(tǒng))做受力分析時(shí),如果 F是系統(tǒng)受到的合外力,則 m是系統(tǒng)的合質(zhì)量. F= ma中的F與a有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,F(xiàn)變a則變,F(xiàn)大小變,a則大小變,F(xiàn)方向變a也方向變. F= ma中的F與a有矢量對(duì)應(yīng)關(guān)系,a的方向一定與F的方向相同。F= ma中,可根據(jù)力的獨(dú)立性原理求某個(gè)力產(chǎn)生的加速度,也可以求某一個(gè)方向合外力的

36、加速度. F= ma中,F(xiàn)的單位是牛頓,m的單位是千克,a的單位是米/秒2.F= ma的適用范圍:宏觀、低速注意:F = ma關(guān)系中的m為系統(tǒng)的合質(zhì)量.二、突變類問(wèn)題(力的瞬時(shí)性)( 1)物體運(yùn)動(dòng)的加速度 a 與其所受的合外力 F 有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,每一瞬時(shí)的加速度只取決于這一瞬時(shí)的 合外力,而與這一瞬時(shí)之前或之后的力無(wú)關(guān),不等于零的合外力作用的物體上,物體立即產(chǎn)生加速度;若 合外力的大小或方向改變,加速度的大小或方向也立即(同時(shí))改變;若合外力變?yōu)榱?,加速度也立即?為零(物體運(yùn)動(dòng)的加速度可以突變) 。( 2)中學(xué)物理中的“繩”和“線” ,是理想化模型,具有如下幾個(gè)特性:輕:即繩(或線)的質(zhì)量

37、和重力均可視為等于零,同一根繩(或線)的兩端及其中間各點(diǎn)的張為大小 相等。 軟:即繩(或線)只能受拉力,不能承受壓力(因繩能變曲),繩與其物體相互間作用力的方向總是沿 著繩子且朝繩收縮的方向。C不可伸長(zhǎng):即無(wú)論繩所受拉力多大,繩子的長(zhǎng)度不變,即繩子中的張力可以突變。( 3)中學(xué)物理中的“彈簧”和“橡皮繩” ,也是理想化模型,具有如下幾個(gè)特性:輕:即彈簧(或橡皮繩)的質(zhì)量和重力均可視為等于零,同一彈簧的兩端及其中間各點(diǎn)的彈力大小相 等。 彈簧既能承受拉力,也能承受壓力(沿著彈簧的軸線),橡皮繩只能承受拉力。不能承受壓力。C由于彈簧和橡皮繩受力時(shí),要發(fā)生形變需要一段時(shí)間,所以彈簧和橡皮繩中的彈力不

38、能發(fā)生突變。 ( 4)做變加速度運(yùn)動(dòng)的物體,加速度時(shí)刻在變化(大小變化或方向變化或大小、方向都變化度叫瞬時(shí)加 速度,由牛頓第二定律知,加速度是由合外力決定的,即有什么樣的合外力就有什么樣的加速度相對(duì)應(yīng), 當(dāng)合外力恒定時(shí), 加速度也恒定, 合外力隨時(shí)間變化時(shí), 加速度也隨時(shí)間改變, 且瞬時(shí)力決定瞬時(shí)加速度, 可見(jiàn),確定瞬時(shí)加速度的關(guān)鍵是正確確定瞬時(shí)作用力。三 、動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題1、已知物體的受力情況求物體運(yùn)動(dòng)中的某一物理量:應(yīng)先對(duì)物體受力分析,然后找出物體所受到的合外 力,根據(jù)牛頓第二定律求加速度 a ,再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求運(yùn)動(dòng)中的某一物理量.2、已知物體的運(yùn)動(dòng)情況求物體所受到的某一個(gè)力:應(yīng)先

39、根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得加速度 a,再根據(jù)牛頓第二定律求物體所受到的合外力,從而就可以求出某一分力綜上所述,解決問(wèn)題的關(guān)鍵是先根據(jù)題目中的已知條件求加速度a,然后再去求所要求的物理量,加速度象紐帶一樣將運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)連為一體3、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的解題步驟 應(yīng)用牛頓第二定律解決問(wèn)題時(shí),應(yīng)按以下步驟進(jìn)行1分析題意,明確已知條件和所求量 2、選取研究對(duì)象;所選取的對(duì)象可以是一個(gè)物體,也可以是幾個(gè)物體組成的系統(tǒng),同一個(gè)題目,根據(jù)題 意和解題需要也可以先后選取不同的研究對(duì)象。3對(duì)其進(jìn)行受力情況分析和運(yùn)動(dòng)情況分析(切莫多力與缺力);4根據(jù)牛頓第二定律列出方程;說(shuō)明: 如果只受兩個(gè)力,可以用平行

40、四邊形法則求其合力,如果物體受力較多,一般用正交分解法求其合 力,如果物體做直線運(yùn)動(dòng),一般把力分解到沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直于運(yùn)動(dòng)方向;當(dāng)求加速度時(shí),要沿著加速度 的方向處理力;當(dāng)求某一個(gè)力時(shí),可沿該力的方向分解加速度;5把各量統(tǒng)一單位,代入數(shù)值求解;二、注意事項(xiàng) :由于物體的受力情況與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),所以受力分析和運(yùn)動(dòng)分析往往同時(shí)考慮,交叉進(jìn)行,在畫(huà)受力分析圖時(shí),把所受的外力畫(huà)在物體上(也可視為質(zhì)點(diǎn),畫(huà)在一點(diǎn)上),把Vo和a的方向標(biāo)在物體的旁邊,以免混淆不清。建立坐標(biāo)系時(shí)應(yīng)注意:A.如果物體所受外力都在同一直線上,應(yīng)建立一維坐標(biāo)系,也就是選一個(gè)正方向就行了。如果物體所受 外力在同一平面上,應(yīng)建立二維直

41、角坐標(biāo)系。B.僅用牛頓第二定律就能解答的問(wèn)題,通常選加速度a的方向和垂直于a的方向作為坐標(biāo)軸的正方向,綜合應(yīng)用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式才能解答的問(wèn)題,通常選初速度 VO的方向和垂直于 Vo的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向,否則易造成“十” “一”號(hào)混亂。C如果所解答的問(wèn)題中,涉及物體運(yùn)動(dòng)的位移或時(shí)間,通常把所研究的物理過(guò)程的起點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)。解方程的方法一般有兩種: 一種是先進(jìn)行方程式的文字運(yùn)算, 求得結(jié)果后, 再把單位統(tǒng)一后的數(shù)據(jù)代入, 算出所求未知量的值。另一種是把統(tǒng)一單位后的數(shù)據(jù)代入每個(gè)方程式中,然后直接算出所求未知量的值, 前一種方法的優(yōu)點(diǎn)是:可以對(duì)結(jié)果的文字式進(jìn)行討論,研究結(jié)果是否合理,加深對(duì)題目的

42、理解;一般都采 用這種方法,后一種方法演算比較方便,但是結(jié)果是一個(gè)數(shù)字,不便進(jìn)行分析討論。(特別指出的是:在高考試題的參考答案中,一般都采用了前一種方法, )第四章 曲線運(yùn)動(dòng)1、運(yùn)動(dòng)的合成與分解一、運(yùn)動(dòng)的合成由已知的分運(yùn)動(dòng)求其合運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的合成.這既可能是一個(gè)實(shí)際問(wèn)題,即確有一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè) 分運(yùn)動(dòng)而存在合運(yùn)動(dòng);又可能是一種思維方法,即可以把一個(gè)較為復(fù)雜的實(shí)際運(yùn)動(dòng)看成是幾個(gè)基本的運(yùn)動(dòng) 合成的,通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)單分運(yùn)動(dòng)的處理,來(lái)得到對(duì)于復(fù)雜運(yùn)動(dòng)所需的結(jié)果.描述運(yùn)動(dòng)的物理量如位移、速度、加速度都是矢量,運(yùn)動(dòng)的合成應(yīng)遵循矢量運(yùn)算的法則:(1)如果分運(yùn)動(dòng)都在同一條直線上,需選取正方向,與正方向相同的量取正

43、,相反的量取負(fù),矢量運(yùn)算 簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算.( 2)如果分運(yùn)動(dòng)互成角度,運(yùn)動(dòng)合成要遵循平行四邊形定則.合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)取決于分運(yùn)動(dòng)的情況 :兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍為勻速直線運(yùn)動(dòng).一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng),二者共線時(shí),為勻變速直線運(yùn)動(dòng),二者不共線 時(shí),為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)為勻變速運(yùn)動(dòng),當(dāng)合運(yùn)動(dòng)的初速度與合運(yùn)動(dòng)的加速度共線時(shí)為勻變速直線 運(yùn)動(dòng),當(dāng)合運(yùn)動(dòng)的初速度與合運(yùn)動(dòng)的加速度不共線時(shí)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。二、運(yùn)動(dòng)的分解已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的分解.運(yùn)動(dòng)分解也遵循矢量運(yùn)算的平行四邊形定則.將速度正交分解為 VX= VCoS 和Vy=VSin 是常用的處理方

44、法.速度分解的一個(gè)基本原則就是按實(shí)際效果來(lái)進(jìn)行分解,常用的思想方法有兩種:一種思想方法是先虛 擬合運(yùn)動(dòng)的一個(gè)位移,看看這個(gè)位移產(chǎn)生了什么效果,從中找到運(yùn)動(dòng)分解的辦法;另一種思想方法是先確定合運(yùn)動(dòng)的速度方向(物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向就是合速度的方向),然后分析由這個(gè)合速度所產(chǎn)生的實(shí)際效果,以確定兩個(gè)分速度的方向.三、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的特征:等時(shí)性:合運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間和對(duì)應(yīng)的每個(gè)分運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間相等.獨(dú)立性:一個(gè)物體可以同時(shí)參與幾個(gè)不同的分運(yùn)動(dòng),各個(gè)分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行,互不影響.等效性:合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)是等效替代關(guān)系,不能并存;矢量性:加速度、速度、位移都是矢量,其合成和分解遵循平行四邊形定則。四、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條

45、件曲線運(yùn)動(dòng)是指物體運(yùn)動(dòng)的軌跡為曲線;曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向是該點(diǎn)的切線方向;曲線運(yùn)動(dòng)速度方向不 斷變化,故曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng).2 .物體做一般曲線運(yùn)動(dòng)的條件:運(yùn)動(dòng)物體所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直 線上(即合外力或加速度與速度的方向成一個(gè)不等于零或的夾角)說(shuō)明:當(dāng)物體受到的合外力的方向與速度方向的夾角為銳角時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)速率將增大,當(dāng)物體受 到的合外力的方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)的速率將減小。重點(diǎn)掌握的兩種情況:一是加速度大小、方向都不變的曲線運(yùn)動(dòng),叫勻變曲線運(yùn)動(dòng),如平拋運(yùn)動(dòng);另一 是加速度大小不變、方向時(shí)刻改變的曲線運(yùn)動(dòng),如勻速圓周運(yùn)動(dòng). 2、

46、平拋物體的運(yùn)動(dòng)一、平拋物體的運(yùn)動(dòng)1、平拋運(yùn)動(dòng):將物體沿水平方向拋出,其運(yùn)動(dòng)為平拋運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):a、只受重力;b初速度與重力垂直.盡管其速度大小和方向時(shí)刻在改變,但其運(yùn)動(dòng)的 加速度卻恒為重力加速度 g,因而平拋運(yùn)動(dòng)是一個(gè)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法:平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。水 平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)既具有獨(dú)立性,又具有等時(shí)性.平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:以物體的出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn),沿水平和豎直方向建成立坐標(biāo)。一 a=O水平方向 V X一 a=O水平方向 V X=VG X=Vota y=G豎直方向V ly=gt 2y=?gt平拋物體在時(shí)間t內(nèi)的位移S可由兩式推得位

47、移的方向與水平方向的夾角由下式?jīng)Q定tg 2=y/x=?gt /v ot=gt2v 0平拋物體經(jīng)時(shí)間t時(shí)的瞬時(shí)速度Vt可由兩式推得 Vt = v0 gt 2 ,速度Vt的方向與水平方向的夾角可由下式?jīng)Q定tg =vyvx=gtv 0平拋物體的軌跡方程可由兩式通過(guò)消去時(shí)間t而推得:y=_L x2,可見(jiàn),平拋物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是2v;一條拋物線.運(yùn)動(dòng)時(shí)間由高度決定,與Vo無(wú)關(guān),所以t= .2hg,水平距離X= Vot = Vo.2hgt時(shí)間內(nèi)速度改變量相等,即V= g t , V方向是豎直向下的說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng).2、處理平拋物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)注意:水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是相互獨(dú)立的,其中每

48、個(gè)分運(yùn)動(dòng)都不會(huì)因另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的存在而受 到影響即垂直不相干關(guān)系;水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性,運(yùn)動(dòng)時(shí)間由高度決定,與Vo無(wú)關(guān);末速度和水平方向的夾角不等于位移和水平方向的夾角,由上證明可知tg =2tg 規(guī)律方法1、平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法用運(yùn)動(dòng)合成和分解方法研究平拋運(yùn)動(dòng),要根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性理解平拋運(yùn)動(dòng)的兩分運(yùn)動(dòng),即水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng).其運(yùn)動(dòng)規(guī)律有兩部分:一部分是速度規(guī)律,一部分是位移規(guī)律對(duì) 具體的平拋運(yùn)動(dòng),關(guān)鍵是分析出問(wèn)題中是與位移規(guī)律有關(guān)還是與速度規(guī)律有關(guān)2、平拋運(yùn)動(dòng)的速度變化和重要推論水平方向分速度保持 Vx=Vo.豎直方向,加速度恒為 g,速度Vy =

49、gt,從拋出點(diǎn) 起,每隔 t時(shí)間的速度的矢量關(guān)系如圖所示.這一矢量關(guān)系有兩個(gè)特點(diǎn):(1)任意時(shí)刻的速度水平分量均等于初速度vo; (2)任意相等時(shí)間間隔 t內(nèi)的速度改變量均豎直向下,且 V= Vy=g t.平拋物體任意時(shí)刻瞬時(shí)時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線的交點(diǎn)到拋出點(diǎn)的距離都等于水平位移的一半。證明:設(shè)時(shí)間t內(nèi)物體的水平位移為S,豎直位移為h,則末速度的水平分量 VX=VO=st ,而豎直分量Vy=2ht ,ta nVyVX2hta nVyVX2hS所以有Shtan3、平拋運(yùn)動(dòng)的拓展(類平拋運(yùn)動(dòng))3、 勻速圓周運(yùn)動(dòng)、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量1線速度:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所通過(guò)的弧長(zhǎng)與所用的

50、時(shí)間的比值。物理意義:描述質(zhì)點(diǎn)沿切線方向運(yùn)動(dòng)的快慢方向:某點(diǎn)線速度方向沿圓弧該點(diǎn)切線方向( 3)大小: V=S/t說(shuō)明: 線速度是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的即時(shí)速度2角速度:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,連接物體與圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角與所用的時(shí)間的比值。(l )物理意義:描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢大小:= It (rad Z S)3周期T,頻率f :做圓周運(yùn)動(dòng)物體一周所用的時(shí)間叫周期.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù),叫做頻率,也叫轉(zhuǎn)速V、3、T、f的關(guān)系T = 1If , = 2 IT=2 f , V= 2 rIT = 2 rf= r.T 、f、3三個(gè)量中任一個(gè)確定,其余兩個(gè)也就確定了.但V還

51、和半徑r有關(guān).向心加速度( 1)物理意義:描述線速度方向改變的快慢( 2)大?。?a=V2Ir= 2r=4 2fr=4 2rIT 2= V,方向:總是指向圓心,方向時(shí)刻在變化.不論 a的大小是否變化,a都是個(gè)變加速度. 注意:a與r是成正比還是反比,要看前提條件,若相同,a與r成正比;若V相同,a與r成反 比;若是r相同,a與 2成正比,與V2也成正比.向心力( 1)作用:產(chǎn)生向心加速度,只改變線速度的方向,不改變速度的大小.因此,向心力對(duì)做圓周運(yùn)動(dòng)的 物體不做功.( 2)大?。?F = ma= mV2Ir = m 2 r=m4 2fr=m4 2rIT 2=m V方向:總是沿半徑指向圓心,時(shí)刻

52、在變化.即向心力是個(gè)變力.說(shuō)明 : 向心力是按效果命名的力,不是某種性質(zhì)的力,因此,向心力可以由某一個(gè)力提供,也可以由幾個(gè) 力的合力提供,要根據(jù)物體受力的實(shí)際情況判定.二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):線速度的大小恒定,角速度、周期和頻率都是恒定不變的,向心加速度和向心力的大小也都是 恒定不變的.性質(zhì):是速度大小不變而速度方向時(shí)刻在變的變速曲線運(yùn)動(dòng),并且是加速度大小不變、方向時(shí)刻變化 的變加速曲線運(yùn)動(dòng).加速度和向心力:由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)僅是速度方向變化而速度大小不變,故僅存在向心加速度,因此 向心力就是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受外力的合力.質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件:合外力大小不變,方向始終與速度方向垂直且指向

53、圓心.三、變速圓周運(yùn)動(dòng)(非勻速圓周運(yùn)動(dòng))變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,不僅線速度大小、方向時(shí)刻在改變,而且加速度的大小、方向也時(shí)刻在改變,是變加速曲線運(yùn)動(dòng)(注:勻速圓周運(yùn)動(dòng)也是變加速運(yùn)動(dòng))變速圓周運(yùn)動(dòng)的合力一般不指向圓心,變速圓周運(yùn)動(dòng)所受的合外力產(chǎn)生兩個(gè)效果.半徑方向的分力:產(chǎn)生向心加速度而改變速度方向.切線方向的分力:產(chǎn)生切線方向加速度而改變速度大小.故利用公式求圓周上某一點(diǎn)的向心力和向心加速度的大小,必須用該點(diǎn)的瞬時(shí)速度值.四、圓周運(yùn)動(dòng)解題思路靈活、正確地運(yùn)用公式2 2 2 2 2 Fn= ma=mvr = m r = m4 r/T = m4 fr ;正確地分析物體的受力情況,找出向心力.規(guī)律方法線

54、速度、角速度、向心加速度大小的比較在分析傳動(dòng)裝置的各物理量時(shí).要抓住不等量和相等量的關(guān)系.同軸的各點(diǎn)角速度和n相等,而線速度v= r與半徑r成正比.在不考慮皮帶打滑的情況下.傳動(dòng)皮帶與皮帶連接的兩輪邊緣的各點(diǎn)線速度大小相等,而角速度= v/r與半徑r成反比.向心力的認(rèn)識(shí)和來(lái)源向心力不是和重力、彈力、摩擦力相并列的一種類型的力,是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周 運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí),切不可在物體的相互作用力(重力、彈力、摩擦力、萬(wàn)有引力)以外再添加一個(gè) 向心力.由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)僅是速度方向變化而速度大小不變的運(yùn)動(dòng),故只存在向心加速度,物體受的外力的合力就是向心力。顯然物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件是

55、:物體的合外力大小不變,方向 始終與速度方向垂直且指向圓心。分析向心力來(lái)源的步驟是 :首先確定研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)的軌道平面和圓心的位置,然后分析圓周運(yùn)動(dòng)物體所受的力,作出受力圖,最后找出這些力指向圓心方向的合外力就是向心力例如,沿半球形碗的光滑內(nèi)表面,一小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖小球做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在與小球同一水平面上的O點(diǎn),不在球心0,也不在彈力N所指的Po線上這種分析方法和結(jié)論同樣適用于圓錐擺、火車轉(zhuǎn)彎、飛機(jī)在水平面 內(nèi)做勻速圓周飛行等在水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。共同點(diǎn)是由重力和彈力的合力提供向心力,向心力方向水平。(4 )變速圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源:分析向心力來(lái)源的步驟同分析勻速圓周

56、運(yùn)動(dòng)向心力來(lái)源的步驟相向但、 、:要注意,一般情況下,變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是合外為沿半徑方向的分力提供.分析豎直面上變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的來(lái)源時(shí),通常有細(xì)繩和桿兩種模型.2V 當(dāng)物體所受的合外力小于所需要提供的向心力時(shí),即m時(shí),物體做離心運(yùn)動(dòng);當(dāng)物體所受 當(dāng)物體所受的合外力小于所需要提供的向心力時(shí),即r2V的合外力大于所需要的向心力,即m 時(shí),物體做向心運(yùn)動(dòng)。的合外力大于所需要的向心力,即r 4、 圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用行正確的受力式列出方程,對(duì)應(yīng)關(guān)系,從一、圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題行正確的受力式列出方程,對(duì)應(yīng)關(guān)系,從1.圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題的分析方法首先明確物理過(guò)程,對(duì)研究對(duì)象進(jìn) 分析,然后確定向心力,根

57、據(jù)向心力公 由方程中的某個(gè)力的變化與速度變化的 而分析找到臨界值.特例(1)如圖所示,沒(méi)有物體支撐的小球,在豎直平面做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)的情況:注意:繩對(duì)小球只能產(chǎn)生沿繩收縮方向的拉力臨界條件:繩子或軌道對(duì)小球沒(méi)有力的作用:mg=mVR V臨界=Rg (可理解為恰好轉(zhuǎn)過(guò)或恰好轉(zhuǎn)不過(guò)的速度)注意:如果小球帶電,且空間存在電、磁場(chǎng)時(shí),臨界條件應(yīng)是小球重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力的合力作為向心力,此時(shí)臨界速度V臨 Rg能過(guò)最高點(diǎn)的條件:V .I Rg ,當(dāng)V . Rg時(shí),繩對(duì)球產(chǎn)生拉力,軌道對(duì)球產(chǎn)生壓力.不能過(guò)最高點(diǎn)的條件:VV V臨界(實(shí)際上球還沒(méi)到最高點(diǎn)時(shí)就脫離了軌道)(2)如圖(a)的球過(guò)最高點(diǎn)時(shí),輕

58、質(zhì)桿(管)對(duì)球產(chǎn)生的彈力情況:注意:桿與繩不同,桿對(duì)球既能產(chǎn)生拉力,也能對(duì)球產(chǎn)生支持力.當(dāng)V = 0時(shí),N= mg(N為支持力)當(dāng)O V VV Rg時(shí),N隨V增大而減小,且 mg N0, N為支持力.當(dāng)V= Rg時(shí),N= O當(dāng)V Rg時(shí),N為拉力,N隨V的增大而增大(此時(shí) N為拉力,方向指向圓心)注意:管壁支撐情況與桿子一樣若是圖(b)的小球,此時(shí)將脫離軌道做平拋運(yùn)動(dòng)因?yàn)檐壍缹?duì)小球不能產(chǎn)生拉力.注意等效最咼點(diǎn)的冋題:如果小球帶電,且空間存在電場(chǎng)或磁場(chǎng)時(shí),臨界條件應(yīng)是小球所受重力、電場(chǎng)力和洛侖茲力的合力等于向心力,此時(shí)臨界速度V0gR。要具體問(wèn)題具體分析,但分析方法是相同的。二“質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)

59、動(dòng)”與“物體繞固定軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)”的區(qū)別與聯(lián)系(1)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)是在外力作用下的運(yùn)動(dòng),所以質(zhì)點(diǎn)在做變速運(yùn)動(dòng),處于非平衡狀態(tài)。(2 )物體繞固定軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)是指物體處于力矩平衡的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。對(duì)于物體上不在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的任意微小質(zhì) 量團(tuán)(可說(shuō)成質(zhì)點(diǎn)),則均在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。第五章萬(wàn)有引力定律 1、萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)定律開(kāi)普勒第一定律:所有的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上.開(kāi)普勒第二定律:對(duì)于每一個(gè)行星而言,太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等.開(kāi)普勒第三定律:所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等萬(wàn)有引力定律 內(nèi)容:宇宙間的一切物

60、體都是互相吸引的,兩個(gè)物體間的引力大小,跟它們的質(zhì)量的乘積成正比,跟 它們的距離的平方成反比. 公式:F= Gmm其中G 6.67 10 11N m2kg2 ,稱為為有引力恒量。r適用條件:嚴(yán)格地說(shuō)公式只適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用,當(dāng)兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí),公式也可近似使用,但此時(shí)r應(yīng)為兩物體重心間的距離對(duì)于均勻的球體,r是兩球心間的距離.注意:萬(wàn)有引力定律把地面上的運(yùn)動(dòng)與天體運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái),是自然界中最普遍的規(guī)律之一,式中引力恒量G的物理意義是:G在數(shù)值上等于質(zhì)量均為 1千克的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距 1米時(shí)相互作用的萬(wàn) 有引力.萬(wàn)有引力和重力重力是萬(wàn)有引力產(chǎn)生的,由于地球的自轉(zhuǎn),因而地球表

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