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1、高一物理必修一(全)知識(shí)點(diǎn)梳理第一章運(yùn)動(dòng)的描述概念: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)等形式。參考系:被假定為不動(dòng)的物體系。對(duì)同一物體的運(yùn)動(dòng),若所選的參考系不同,對(duì)其運(yùn)動(dòng)的描述就會(huì)不同,通常 以地球?yàn)閰⒖枷笛芯课矬w的運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn):用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。它是在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),為使問(wèn)題簡(jiǎn)化, 而引入的理想模型。僅憑物體的大小不能視為質(zhì)點(diǎn)的依據(jù),如:公轉(zhuǎn)的地球可視為質(zhì)點(diǎn),而比賽中旋轉(zhuǎn)的乒乓球則不能視為質(zhì)點(diǎn)。物體可視為質(zhì)點(diǎn)主要是以下三種情形:(1) 物體平動(dòng)時(shí);(2) 物體的位移遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的限度時(shí);(3)只研究物體的平動(dòng),而不考慮其
2、轉(zhuǎn)動(dòng)效果時(shí)。時(shí)刻和時(shí)間(1)時(shí)刻指的是某一瞬時(shí),是時(shí)間軸上的一點(diǎn),對(duì)應(yīng)于位置、瞬時(shí)速度、動(dòng) 量、動(dòng)能等狀態(tài)量,通常說(shuō)的“2 秒末”,“速度達(dá)2m/s時(shí)”都是指時(shí)刻。(3) 時(shí)間是兩時(shí)刻的間隔,是時(shí)間軸上的一段。對(duì)應(yīng)位移、路程、沖量、功 等過(guò)程量.通常說(shuō)的“幾秒內(nèi)” “第幾秒內(nèi)”均是指時(shí)間。位移和路程(1) 位移表示質(zhì)點(diǎn)在空間的位置的變化,是矢量。位移用有向線段表示,位 移的大小等于有向線段的長(zhǎng)度,位移的方向由初位置指向末位置。當(dāng)物體作直線 運(yùn)動(dòng)時(shí),可用帶有正負(fù)號(hào)的數(shù)值表示位移,取正值時(shí)表示其方向與規(guī)定正方向一 致,反之則相反。(2) 路程是質(zhì)點(diǎn)在空間運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,是標(biāo)量。在確定的兩位置間,物
3、體 的路程不是唯一的,它與質(zhì)點(diǎn)的具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程有關(guān)。(3) 位移與路程是在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生的,是過(guò)程量,二者都與參考系的選取 有關(guān)。一般情況下,位移的大小并不等于路程,只有當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做單方向直線運(yùn)動(dòng)時(shí), 二者才相等。速度(1) .速度:是描述物體運(yùn)動(dòng)方向和快慢的物理量。(2) .瞬時(shí)速度:運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過(guò)某一時(shí)刻或某一位置的速度,其大小叫速率。(3) .平均速度:物體在某段時(shí)間的位移與所用時(shí)間的比值, 是粗略描述運(yùn)動(dòng)快 慢的。平均速度是矢量,方向與位移方向相同。平均速度的大小與物體不同的運(yùn)動(dòng)階段有關(guān)。丫二,是平均速度的定義式,適用于所有的運(yùn)動(dòng),(4) .平均速率:物體在某段時(shí)間的路程與所用時(shí)間的比值, 是
4、粗略描述運(yùn)動(dòng)快 慢的。平均速率是標(biāo)量。丫二,是平均速率的定義式,適用于所有的運(yùn)動(dòng)。平均速度和平均速率往往是不等的,只有物體做無(wú)往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)時(shí)二者 才相等。加速度1 .加速度是描述速度變化快慢的物理量。2 .速度的變化量與所需時(shí)間的比值叫加速度。3 .公式:a=土,0,單位:m/s2是速度的變化率 t4 .加速度是矢量,其方向與 v的方向相同。5 .注意v, v,-v的區(qū)別和聯(lián)系。v大,而一v不一定大,反之亦然。tt運(yùn)動(dòng)的圖線1 .表示函數(shù)關(guān)系可以用公式,也可以用圖像。圖像也是描述物理規(guī)律的重要方法, 不僅在力學(xué)中,在電磁學(xué)中、熱學(xué)中也是經(jīng)常用到的。圖像的優(yōu)點(diǎn)是能夠形象、 直觀地反映出函數(shù)關(guān)系
5、。2 .位移和速度都是時(shí)間的函數(shù),因此描述物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律常用位移一時(shí)間圖像 (st圖)和速度一時(shí)間圖像(v t圖)。3.對(duì)于圖像要注意理解它的物理意義,即對(duì)圖像的縱、橫軸表示的是什么物理 量,圖線的斜率、截距代表什么意義都要搞清楚。形狀完全相同的圖線,在不同 的圖像(坐標(biāo)軸的物理量不同)中意義會(huì)完全不同。4.下表是對(duì)形狀一樣的S t圖和v t圖意義上的比較。S -t圖v 一t圖表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)(斜率表小速度v)表小物體靜止表小物體向反方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)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ti時(shí)刻物體位移為S1表示物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(斜率表示加速度a)表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)表示物體
6、做勻減速直線運(yùn)動(dòng)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)刻物體速度為Vi(圖中陰影部分面積表示質(zhì)點(diǎn)在OH 11時(shí)間內(nèi)的位移)第二章 探究勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律自由落體運(yùn)動(dòng)1 .定義:物體從靜止開(kāi)始下落,并只受重力作用的運(yùn)動(dòng)。2 .規(guī)律:初速為0的勻加速運(yùn)動(dòng),位移公式:h ;gt2,速度公式:v=gt3 .兩個(gè)重要比值:相等時(shí)間內(nèi)的位移比1: 3: 5-,相等位移上的時(shí)間比1:(.2 1)(3 、2).(3vt2=vo2+2as勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1 .常用的勻變速運(yùn)動(dòng)的公式有:vt=vo+ats=V0t+at 2/2v vvt- Vt/2S=(v0+vt)t/2 s aT22(1) .說(shuō)明:上述
7、各式有 V M, a, s, t五個(gè)量,其中每式均含四個(gè)量,即缺 少一個(gè)量,在應(yīng)用中可根據(jù)已知量和待求量選擇合適的公式求解。式中T表示連續(xù)相等時(shí)間的時(shí)間問(wèn)隔。(2) .上述各量中除t外其余均矢量,在運(yùn)用時(shí)一般選擇取 vo的方向?yàn)檎较颍?若該量與V0的方向相同則取為正值,反之為負(fù)。對(duì)已知量代入公式時(shí)要帶上正 負(fù)號(hào),對(duì)未知量一般假設(shè)為正,若結(jié)果是正值,則表示與V0方向相同,反之則表示與V)方向相反。另外,在規(guī)定vo方向?yàn)檎那疤嵯?,若a為正值,表示物體作加速運(yùn)動(dòng), 若a為負(fù)值,則表示物體作減速運(yùn)動(dòng);若 v為正值,表示物體沿正方向運(yùn)動(dòng),若 v為負(fù)值,表示物體沿反向運(yùn)動(dòng);若 s為正值,表示物體位于出
8、發(fā)點(diǎn)的前方,若 S為負(fù)值,表示物體位于出發(fā)點(diǎn)之后。(3) .注意:以上各式僅適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng),包括有往返的情況,對(duì)勻變速 曲線運(yùn)動(dòng)和變加速運(yùn)動(dòng)均不成立。勻變速運(yùn)動(dòng),追趕及相遇問(wèn)題在兩物體同直線上的追及、相遇或避免碰撞問(wèn)題中關(guān)鍵的條件是: 兩物體能 否同時(shí)到達(dá)空間某位置.因此應(yīng)分別對(duì)兩物體研究,列出位移方程,然后利用時(shí) 間關(guān)系、速度關(guān)系、位移關(guān)系解出.(1)追及追和被追的兩者的速度相等常是能追上、 追不上、二者距離有極值的臨界條 件.如勻減速運(yùn)動(dòng)的物體追從不同地點(diǎn)出發(fā)同向的勻速運(yùn)動(dòng)的物體時(shí),若二者速度相等了,還沒(méi)有追上,則永遠(yuǎn)追不上,此時(shí)二者間有最小距離.若二者相遇時(shí)(追上了),追者速度等于
9、被追者的速度,則恰能追上,也是二者避免碰撞的臨 界條件;若二者相遇時(shí)追者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)二者的距離有一個(gè)較大值 .再如初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的物體追趕同一地點(diǎn)出發(fā)同向勻速運(yùn)動(dòng)的物 體時(shí),當(dāng)二者速度相等時(shí)二者有最大距離,位移相等即追上.(2)相遇同向運(yùn)動(dòng)的兩物體追及即相遇,分析同(1).相向運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)各自發(fā)生的位移的絕對(duì)值的和等于開(kāi)始時(shí)兩物體間的距 離時(shí)即相遇.【例5】 在鐵軌上有甲、乙兩列列車,甲車在前,乙車在后,分別以速度 v1=15m/s),v 2=40m/s做同向勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)甲、乙間距為 1500m寸,乙車開(kāi)始剎車 做勻減速運(yùn)
10、動(dòng),加速度大小為 O.2m/s2,問(wèn):乙車能否追上甲車?【分析與解答】由于乙車速度大于甲車的速度,因此,盡管乙車剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),速度開(kāi)始減小,但其初始階段速度還是比甲車的大, 兩車的距 離還是在減小,當(dāng)乙車的速度減為和甲車的速度相等時(shí),乙車的位移大于甲車相對(duì)乙車初始位置的位移,則乙車就一定能追上甲車,設(shè)乙車速度減為v1=15m/s時(shí),用的時(shí)間為t,則有V1 =V2-att=(v 2-v i)/a=125s在這段時(shí)間里乙車的位移為S 2=v-v2t =3437. 5m2在該時(shí)間內(nèi)甲車相對(duì)乙車初始位置的位移為S i=1500 十 vit=3375m因?yàn)镾2Si,所以乙車能追上甲車?!纠?】
11、一輛摩托車行駛的最大速度為 30m/so現(xiàn)讓該摩托車從靜止出發(fā),要在 4分鐘內(nèi)追上它前方相距1千米、正以25m/s的速度在平直公路上行駛的汽車, 則該摩托車行駛時(shí),至少應(yīng)具有多大的加速度?【分析與解答】:假設(shè)摩托車一直勻加速追趕汽車。則:at2 V0t+S0(1)22Vot 2s0t22 25 240 2 1000_ _2240220.24 (m/s2)(2)摩托車追上汽車時(shí)的速度:V = at = 0.24240 = 58 (m/s)(3)因?yàn)槟ν熊嚨淖畲笏俣葹?0m/s,所以摩托車不能一直勻加速追趕汽車。 應(yīng)先勻加速到最大速度再勻速追趕。lat: Vm t t1 S0 V0t(4)2Vma
12、t1(5)由(4) (5)得:11=40/3 (秒)3090a= 2.25 (m/s)40/340總結(jié):(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)要注意分析研究對(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)的轉(zhuǎn) 換可分為哪幾個(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)由于本章公式較多,且各公式間有相互聯(lián)系,因此,本章的題目常可 一題多解.解題時(shí)要思路開(kāi)闊,聯(lián)想比較,篩選最簡(jiǎn)捷的解題方案.解題時(shí)除采用 常規(guī)的公式解析法外,圖象法、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
13、直線運(yùn)動(dòng))等也是本章解題中常用的方法.第三章相互作用本章內(nèi)容是力學(xué)的基礎(chǔ),也是貫穿于整個(gè)物理學(xué)的核心內(nèi)容。本章從力的基 本定義出發(fā),通過(guò)研究重力、彈力、摩擦力,逐步認(rèn)識(shí)力的物質(zhì)性、力的矢量性、 力的相互性,并通過(guò)受力分析,分析物體所處的狀態(tài)或從物體所處的平衡狀態(tài), 分析物體的受力情況。物體的受力分析法是物理學(xué)重要的分析方法。由于它的基 礎(chǔ)性和重要性,決定了這部分知識(shí)在高考中的重要地位。本章知識(shí)的考查重點(diǎn)是:三種常見(jiàn)力,為每年高考必考內(nèi)容,明年乃至許 多年后,仍將是頻繁出現(xiàn)的熱點(diǎn)。力的合成與分解、共點(diǎn)力的平衡等在高考中第3頁(yè)共14頁(yè)或單獨(dú)出現(xiàn)或與動(dòng)力學(xué)、電磁學(xué)等相結(jié)合,或選擇或計(jì)算論述,或易或難
14、,都要出現(xiàn)。力的概念、重力和彈力要對(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(kāi)物體而獨(dú)立存在。有力時(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
15、,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)F產(chǎn)E,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
16、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、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?。河蒅=m/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
17、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, 但由此引起的重力變化不大,一般情
18、況可近似認(rèn)為重力等于萬(wàn)有引力,即:mg=GMm2/R除兩極和赤道外,重力的方向并不指向地心。重力的大小及方向與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),在加速運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中,例如:發(fā)生超重和失重的現(xiàn)象時(shí),重力的大小仍是mg7彈力1產(chǎn)生條件:(1) 物體間直接接觸;(2) 接觸處發(fā)生形變( 擠壓或拉伸 ) 。2 彈力的方向: 彈力的方向與物體形變的方向相反,具體情況如下:(1) 輕繩只能產(chǎn)生拉力,方向沿繩指向繩收縮的方向 .(2) 彈簧產(chǎn)生的壓力或拉力方向沿彈簧的軸線。(3) 輕桿既可產(chǎn)生壓力,又可產(chǎn)生拉力,且方向沿桿。3彈力的大小彈力的大小跟形變量的大小有關(guān)。彈簧的彈力,由胡克定律F=kx,k為勁度系數(shù),由本身的材料
19、、長(zhǎng)度、截面積等決定, x 為形變量,即彈簧伸縮后的長(zhǎng)度L 與原長(zhǎng) Lo 的差: x=|L-L 0| ,不能將 x 當(dāng)作彈簧的長(zhǎng)度L一般物體所受彈力的大小,應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用平衡條件和牛頓運(yùn)動(dòng)定律計(jì)算,例 2 小車的例子就說(shuō)明這一點(diǎn)。摩擦力摩擦力有滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力兩種,它們的產(chǎn)生條件和方向判斷是相近的。1產(chǎn)生的條件:(1) 相互接觸的物體間存在壓力;(2) 接觸面不光滑;(3) 接觸的物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng) ( 滑動(dòng)摩擦力 ) 或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì) (靜摩擦力)。注意: 不能絕對(duì)地說(shuō)靜止物體受到的摩擦力必是靜摩擦力, 運(yùn)動(dòng)的物體受到的摩擦力必是滑動(dòng)摩擦力。 靜摩擦力是保持相對(duì)靜止的兩物體之間的摩
20、擦力, 受第 5 頁(yè) 共 14 頁(yè)靜摩擦力作用的物體不一定靜止。滑動(dòng)摩擦力是具有相對(duì)F滑動(dòng)的兩個(gè)物體之間的摩擦力,受滑動(dòng)摩擦力作用的兩個(gè)三一二物體不一定都滑動(dòng)。區(qū)二2二2 .摩擦力的方向:-飛沿接觸面的切線方向(即與引起該摩擦力的彈力的方()向垂直),與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì):運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))的方向相反。例如:靜止在斜面 上的物體所受靜摩擦力的方向沿接觸面(斜面)向上。注意:相對(duì)運(yùn)動(dòng)是以相互作用的另一物體為參考系的運(yùn)動(dòng),與以地面為參考系的運(yùn)動(dòng)不同,故摩擦力是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),具方向不一定與物體的運(yùn)動(dòng) 方向相反。例如:站在公共汽車上的人,當(dāng)人隨車一起啟動(dòng) (即做加速運(yùn)動(dòng))時(shí), 如圖所示,受重力G支才
21、I力N、靜摩擦力f的作用。當(dāng)車啟動(dòng)時(shí),人相對(duì)于車 有向后的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),車給人向前的靜摩擦力作用;此時(shí)人隨車向前運(yùn)動(dòng),受靜摩 擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同。3 .摩擦力的大?。海?) 靜摩擦大小跟物體所受的外力及物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),只能根據(jù)物體所處 的狀態(tài)(平衡或加速)由平衡條件或牛頓定律求解。靜摩擦力的變化存在一個(gè)最大 值-最大靜摩擦力,即物體將要開(kāi)始相對(duì)滑動(dòng)時(shí)摩擦力的大?。ㄗ畲箪o摩擦力 與正壓力成正比)。(2)滑動(dòng)摩擦力與正壓力成正比,即f= N ,以為動(dòng)摩擦因數(shù),與接觸面材料和粗糙程度有關(guān);N指接觸面的壓力,并不總等于重力。力的合成與分解1 .力的合成利用一個(gè)力(合力)產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力(分力)共同
22、作用產(chǎn)生的效果相同,而做 的一種等效替代。力的合成必須遵循物體的同一性和力的同時(shí)性。(1)合力和分力:如果一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果相 同,這個(gè)力就叫那幾個(gè)力的合力,那幾個(gè)力就叫這個(gè)力的分力。合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)系,即一個(gè)力若分解為兩個(gè)分力,在分析和 計(jì)算時(shí),考慮了兩個(gè)分力的作用,就不可考慮這個(gè)力的作用效果了;反過(guò)來(lái),若 考慮了合力的效果,也就不能再去重復(fù)考慮各個(gè)分力的效果。(2).共點(diǎn)力物體同時(shí)受幾個(gè)力作用,如果這些力的作用線交于一點(diǎn),這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力。如圖(a)所示,為一金屬桿置于光滑的半球形碗中。桿受重力及A、B兩點(diǎn)的支持力三個(gè)力的作用;Ni作用線過(guò)球心,降作用線
23、垂直于桿,當(dāng)桿在作用線 共面的三個(gè)非平行力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí), 這三力的作用線必匯于一點(diǎn),所以 重力G的作用線必過(guò)Ni、NJ勺交點(diǎn)0;圖(b)為豎直墻面上掛一光滑球,它受三 個(gè)力:重力、墻面彈力和懸線拉力,由于球光滑, 它們的作用線必過(guò)球心。(3)力的合成定則:平行四邊形定則:求共點(diǎn)力Fi、F2的合力,可以把表示Fi、F2的線段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,如圖 a。0三角形定則:求Fi、F2的合力,可以把表示Fi、F2的有向線段首尾相接, 從Fi的起點(diǎn)指向F2的末端的有向線段就表示合力 F的大小和方向,如圖bo 2.力的分解(1) 在分解某個(gè)力時(shí),要根據(jù)這個(gè)力產(chǎn)生
24、的實(shí)際效果或按問(wèn)題的需要進(jìn)行分 解.(2)有確定解的條件:已知合力和兩個(gè)分力的方向,求兩個(gè)分力的大 小.(有唯一解)已知合力和一個(gè)分力的大小與方向,求另一個(gè)分力的大小和方向.(有一組解或兩組解)已知合力、一個(gè)分力Fi的大小與另一分力E的方向,求Fi的方向和F2的 大小.(有兩個(gè)或唯一解)(3)力的正交分解:將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法.利用 力的正交分解法可以求幾個(gè)已知共點(diǎn)力的合力,它能使不同方向的矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化 為同一直線上的矢量運(yùn)算.力的分解問(wèn)題的關(guān)鍵是根據(jù)力的作用效果, 畫出力的平行四邊形,接著就轉(zhuǎn) 化為一個(gè)根據(jù)知邊角關(guān)系求解的幾何問(wèn)題。3、處理力的合成與分解問(wèn)題的方法i .
25、力的圖示法:接力的圖示作平行四邊形,然后量出對(duì)角線的長(zhǎng)短并找出方 向.2 .代數(shù)計(jì)算法:由正弦或余弦定理解三角形求解.3 .正交分解法:將各力沿互相垂直的方向先分解,然后求出各方向的合力, 再合成.4 .多邊形法:將各力的首尾依次相連,由第一個(gè)力的始端指向最后一個(gè)力的 尾端的有向線段表示合力的大小和方向.受力分析受力分析就是把研究對(duì)象在給定物理環(huán)境中所受到的力全部找出來(lái),并畫出相應(yīng)受力圖。i .受力分析的依據(jù)(1) 依據(jù)各種力的產(chǎn)生條件和性質(zhì)特點(diǎn),每種力的產(chǎn)生條件提供了其存在的 可能性,由于力的產(chǎn)生原因不同,形成不同性質(zhì)的力,這些力又可歸結(jié)為場(chǎng)力和 接觸力,接觸力(彈力和摩擦力)定確定是難點(diǎn),
26、兩物體直接接觸是產(chǎn)生彈力、摩 擦力的必要條件,彈力產(chǎn)生原因是物體發(fā)生形變,而摩擦力的產(chǎn)生,除物體間相 互擠壓外,還要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。(2) 依據(jù)作用力和反作用力同時(shí)存在,受力物體和施力物體同時(shí)存在。一方 面物體所受的每個(gè)力都有施力物體和它的反作用力,找不到施力物體的力和沒(méi)有 反作用力的力是不存在的;另一方面,依據(jù)作用力和反作用力的關(guān)系,可靈活變 換研究對(duì)象,由作用力判斷出反作用力。(3)依據(jù)物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài):有些力存在與否或者力的方向較難確定,要 根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用物體的平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律判斷。2 .受力分析的程序(1) 根據(jù)題意選取研究的對(duì)象.選取研究對(duì)霖豹原慰是要使
27、對(duì)留題懿研窮盡第8頁(yè)共i4頁(yè)量藩侵 j 研究對(duì)象可以是單個(gè)物體或物體的某一部分, 也可以是由幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)(2) 把研究對(duì)象從周圍的物體中隔離出來(lái),為防止漏掉某個(gè)力,要養(yǎng)成按一般步驟分析的好習(xí)慣 一般應(yīng)先分析重力; 然后環(huán)繞物體一周, 找出跟研究對(duì)象接觸的物體, 并逐個(gè)分析這些物體對(duì)研究對(duì)象的彈力和摩擦力; 最后再分析其他場(chǎng)力 ( 電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力 ) 等(3) 每分析一個(gè)力,都要想一想它的施力物體是誰(shuí),這樣可以避免分析出某些不存在的力 如豎直上拋的物體并不受向上的推力, 而剎車后靠慣性滑行的汽車也不受向前的“沖力” (4) 畫完受力圖后要進(jìn)行定性檢驗(yàn),看一看根據(jù)你畫的受力圖,物體能否處于題
28、目中所給的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)3受力分析的注意事項(xiàng)(1) 只分析研究對(duì)象所受的力,不分析研究對(duì)象對(duì)其他物體所施的力(2) 只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力(3) 每分析一個(gè)力,都應(yīng)找出施力物體(4) 合力和分力不能同時(shí)作為物體所受的力4受力分析的常用方法:隔離法和整體法( 1) 隔離法為了弄清系統(tǒng)( 連接體 ) 內(nèi)某個(gè)物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況,一般可采用隔離法運(yùn)用隔離法解題的基本步驟是:明確研究對(duì)象或過(guò)程、狀態(tài);將某個(gè)研究對(duì)象、某段運(yùn)動(dòng)過(guò)程或某個(gè)狀態(tài)從全過(guò)程中隔離出來(lái);畫出某狀態(tài)下的受力圖或運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖;(4選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解.( 2) 整體法當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的力和運(yùn)動(dòng)時(shí), 一般可采
29、用整體法運(yùn)用整體法解題的基本步驟是:明確研究的系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程;畫出系統(tǒng)整體的受力圖和運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的示意圖;選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解.隔離法和整體法常常交叉運(yùn)用, 從而優(yōu)化解題思路和方法, 使解題簡(jiǎn)捷明快共點(diǎn)力作用下物體的平衡1 共點(diǎn)力的判別: 同時(shí)作用在同一物體上的各個(gè)力的作用線交于一點(diǎn)就是共點(diǎn)力。 這里要注意的是“同時(shí)作用”和“同一物體”兩個(gè)條件, 而“力的作用線交于一點(diǎn)”和“同一作用點(diǎn)”含義不同。 當(dāng)物體可視為質(zhì)點(diǎn)時(shí), 作用在該物體上的外力均可視為共點(diǎn)力: 力的作用線的交點(diǎn)既可以在物體內(nèi)部, 也可以在物體外部。 ,2.平衡狀態(tài):對(duì)質(zhì)點(diǎn)是指靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的物體是 指
30、靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。(1)二力平衡時(shí),兩個(gè)力必等大、反向、共線;(2) 三力平衡時(shí),若是非平行力,則三力作用線必交于一點(diǎn),三力的矢量圖 必為一閉合三角形;(3)多個(gè)力共同作用處于平衡狀態(tài)時(shí),這些力在任一方向上的合力必為零;(4) 多個(gè)力作用平衡時(shí),其中任一力必與其它力的合力是平衡力;(5) 若物體有加速度,則在垂直加速度的方向上的合力為零。3 .平衡力與作用力、反作用力共同點(diǎn):一對(duì)平衡力和一對(duì)作用力反作用力都是大小相等、方向相反,作用在一條直線上的兩個(gè)力【注意】一個(gè)力可以沒(méi)有平 衡力,但一個(gè)力必有其反作用 力。作用力和反作用力同時(shí)一對(duì)平衡力一對(duì)作用力與反作 用力作用對(duì)只能是同一物分別作用在
31、兩個(gè)物象體,體上力的性可以是不同性質(zhì)f是同一性質(zhì);質(zhì)的力的力作用效二者的作用相互各自產(chǎn)生自己的果抵消效果,立/、影響。產(chǎn)生、同時(shí)消失;對(duì)于一對(duì)平衡力,其中一個(gè)力存在與否并不一定影響另一個(gè)力 的存在。4 .正交分解法解平衡問(wèn)題正交分解法是解共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的基本方法,其優(yōu)點(diǎn)是不受物體所受外力多 少的限制。解題依據(jù)是根據(jù)平衡條件,將各力分解到相互垂直的兩個(gè)方向上。正交分解方向的確定:原則上可隨意選取互相垂直的兩個(gè)方向; 但是,為解 題方便通常的做法是:使所選取的方向上有較多的力;選取運(yùn)動(dòng)方向和與其 相垂直的方向?yàn)檎环纸獾膬蓚€(gè)方向。 在直線運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)方向上可以根據(jù)牛頓 運(yùn)動(dòng)定律列方程,與其相垂直的
32、方向上受力平衡,可根據(jù)平衡條件列方程。使 未知的力特別是不需要的未知力落在所選取的方向上,從而可以方便快捷地求 解。解題步驟為:選取研究對(duì)象一受力分析一建立直角坐標(biāo)系一找角、分解力一 列方程一求解。動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題分析1 .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)中.2.圖解分析法對(duì)研究對(duì)象在狀態(tài)變化過(guò)程中的若干狀態(tài)進(jìn)行受力分析, 依據(jù)某一參量的變 化,在同一圖中做出物體在若干狀態(tài)下力的平衡圖(力的平行四邊形),再由動(dòng)態(tài) 力的四邊形各邊長(zhǎng)度變化及角度變化確定力的大小及方向的變化情況.動(dòng)態(tài)平衡中各力的變化情況是一種常見(jiàn)類型.
33、總結(jié)其特點(diǎn)有:合力大小和方 向不變;一個(gè)分力的方向不變,分析另一個(gè)分力方向變化時(shí)兩個(gè)分力大小的變化 情況.用圖解法具有簡(jiǎn)單、直觀的優(yōu)點(diǎn).實(shí)驗(yàn):互成角度的兩個(gè)力的合成1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證平行四邊形定則2 .驗(yàn)證原理如果兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力F。、F。作用于橡皮筋的結(jié)點(diǎn)上,與只用一個(gè)力 F作用于橡皮筋的結(jié)點(diǎn)上,所產(chǎn)生的效果相同(橡皮條在相同方向上伸長(zhǎng)相同的 長(zhǎng)度),那么,F(xiàn)就是Fi和F2的合力。根據(jù)平行四邊形定則作出兩共點(diǎn)力 Fi和 F2的合力F的圖示,應(yīng)與F的圖示等大同向。3 .實(shí)驗(yàn)器材方木板一塊;白紙;彈簧秤(兩只);橡皮條;細(xì)純套(兩個(gè));三角板;刻度 尺;圖釘(幾個(gè));細(xì)芯鉛筆。4 .實(shí)驗(yàn)步驟用圖釘把白紙釘在方木板上。把方木板平放在桌面上,用圖釘把橡皮條的一端固定在 A點(diǎn),橡皮條的另 一端拴上兩個(gè)細(xì)純套。(固定點(diǎn)A在紙面外)用兩只彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長(zhǎng),結(jié) 點(diǎn)到達(dá)某一位置o(如圖1133所示)。(位置0須處于紙面以內(nèi))用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)0的位置和兩條細(xì)繩套的方向,并記錄彈簧 秤的讀數(shù)。從力的作用點(diǎn)(位置o)沿著兩條繩套的方向畫直線,按選定的 標(biāo)度作出這兩只彈簧秤的拉力 F,和F:的圖示,并用平行四邊形定 則作出合力F的圖
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