高二物理力學(xué)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)及習(xí)題訓(xùn)練力學(xué)，作為物理學(xué)的基石，始終是高中物理學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容。進(jìn)入高二，我們對(duì)力學(xué)的探討將更加深入，從具體的運(yùn)動(dòng)描述邁向更普適的規(guī)律總結(jié)與應(yīng)用。這不僅要求我們對(duì)基本概念有清晰的認(rèn)知，更強(qiáng)調(diào)對(duì)物理過程的分析能力和數(shù)學(xué)工具的靈活運(yùn)用。本章將系統(tǒng)梳理高二力學(xué)的核心知識(shí)點(diǎn)，并通過針對(duì)性的習(xí)題訓(xùn)練，幫助同學(xué)們鞏固所學(xué)，提升解決實(shí)際問題的能力。一、核心知識(shí)點(diǎn)梳理（一）質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)模型是我們研究物體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。在這一部分，我們重點(diǎn)關(guān)注物體空間位置隨時(shí)間的變化規(guī)律及其原因。1.直線運(yùn)動(dòng)*基本概念：位移與路程、速度（平均速度與瞬時(shí)速度）、加速度。深刻理解這些矢量的物理意義及其運(yùn)算規(guī)則，是學(xué)好運(yùn)動(dòng)學(xué)的前提。位移是從初位置指向末位置的有向線段，是矢量；路程則是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)際長度，是標(biāo)量。速度描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向，平均速度對(duì)應(yīng)一段時(shí)間或一段位移，瞬時(shí)速度則對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻或某一位置。加速度則描述速度變化的快慢和方向，它與速度本身沒有必然的大小關(guān)系。*基本規(guī)律：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是這部分的核心。包括速度公式、位移公式、速度-位移關(guān)系式，以及勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度公式和紙帶分析中常用的判別式。這些公式的推導(dǎo)過程、適用條件以及各物理量的符號(hào)規(guī)則，都需要了然于胸。2.曲線運(yùn)動(dòng)*曲線運(yùn)動(dòng)的條件：物體所受合外力的方向與它的速度方向不在同一條直線上。這是判斷物體是否做曲線運(yùn)動(dòng)的根本依據(jù)。*運(yùn)動(dòng)的合成與分解：處理曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法。我們通常將復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng)，分別研究，再進(jìn)行合成。這種“化曲為直”的思想，在物理學(xué)中應(yīng)用廣泛。*平拋運(yùn)動(dòng)：典型的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)是物體只受重力作用（空氣阻力不計(jì)），初速度沿水平方向。我們可以將其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)。掌握平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡方程、速度變化規(guī)律以及射程、射高的計(jì)算，是這部分的重點(diǎn)。*圓周運(yùn)動(dòng)：另一類重要的曲線運(yùn)動(dòng)。描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量有線速度、角速度、周期、頻率、向心力、向心加速度。需要理解這些物理量之間的關(guān)系，并能分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力的來源。特別注意，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度方向時(shí)刻變化的變速運(yùn)動(dòng)，其“勻速”僅指速率不變。（二）相互作用力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，也是使物體發(fā)生形變的原因。學(xué)好力學(xué)，必須對(duì)力有深刻的理解。1.常見的力*重力：由于地球的吸引而使物體受到的力。其方向豎直向下，大小為mg。重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)。*彈力：物體發(fā)生彈性形變時(shí)，由于要恢復(fù)原狀而對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的力。彈力的方向與物體形變的方向相反，或與使物體發(fā)生形變的外力方向相反。常見的彈力有支持力、壓力、拉力等。胡克定律（F=kx）描述了彈簧彈力與形變量的關(guān)系，其中k為勁度系數(shù)，x為形變量。*摩擦力：當(dāng)兩個(gè)相互接觸的物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢的力。摩擦力分為靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。靜摩擦力的大小隨外力變化，有一個(gè)最大值（最大靜摩擦力），方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反。滑動(dòng)摩擦力的大小為f=μN(yùn)，方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。理解“相對(duì)”二字的含義，是正確分析摩擦力的關(guān)鍵。2.力的合成與分解*力是矢量，其合成與分解遵循平行四邊形定則（或三角形定則）。這是解決力學(xué)問題的基本工具。*在實(shí)際問題中，我們常常根據(jù)力的作用效果或解題的方便性進(jìn)行力的分解，例如正交分解法，即將一個(gè)力分解為兩個(gè)相互垂直方向上的分力。（三）牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律是整個(gè)經(jīng)典力學(xué)的核心，它揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。1.牛頓第一定律（慣性定律）：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)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。它揭示了物體具有慣性，慣性是物體的固有屬性，其大小僅由質(zhì)量決定。2.牛頓第二定律：物體的加速度跟所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為F合=ma。這一定律是解決動(dòng)力學(xué)問題的“橋梁”，它將力和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來。理解其矢量性、瞬時(shí)性和獨(dú)立性是應(yīng)用的關(guān)鍵。3.牛頓第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。要注意區(qū)分平衡力與作用力和反作用力，前者作用在同一物體上，后者作用在兩個(gè)不同的物體上。4.牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用：這是力學(xué)部分的重點(diǎn)和難點(diǎn)。包括已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況，以及已知運(yùn)動(dòng)情況求受力情況。解決這類問題的一般步驟是：確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析（畫受力示意圖）、建立坐標(biāo)系（通常采用正交分解法）、根據(jù)牛頓第二定律列方程、求解并檢驗(yàn)。二、習(xí)題訓(xùn)練與解析（一）基礎(chǔ)概念辨析與規(guī)律應(yīng)用例題1：關(guān)于質(zhì)點(diǎn)、位移和路程，下列說法正確的是（）A.研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，不能將地球看作質(zhì)點(diǎn)B.位移是矢量，位移的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向C.路程是標(biāo)量，即位移的大小D.物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，路程一定等于位移的大小思路點(diǎn)撥：本題考察對(duì)基本概念的理解。質(zhì)點(diǎn)模型的條件是物體的形狀和大小對(duì)研究問題的影響可以忽略。位移是從初位置到末位置的有向線段，路程是軌跡長度。物體做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，路程等于位移的大小。解析：A選項(xiàng)，地球公轉(zhuǎn)時(shí)，地球的大小遠(yuǎn)小于日地距離，可視為質(zhì)點(diǎn)，A錯(cuò)誤。B選項(xiàng)，位移方向是初位置指向末位置，不一定是運(yùn)動(dòng)方向（如曲線運(yùn)動(dòng)），B錯(cuò)誤。C選項(xiàng)，路程是標(biāo)量，位移大小是初末位置間距離，只有單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)二者才相等，C錯(cuò)誤。D選項(xiàng)，物體做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，路程等于位移大小，D正確。答案：D例題2：一輛汽車在平直公路上由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t速度達(dá)到v，此后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。求汽車在加速階段的加速度大小和加速階段通過的位移。思路點(diǎn)撥：本題考察勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的應(yīng)用。已知初速度、末速度和時(shí)間，求加速度和位移，可直接應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式。解析：汽車初速度v?=0，末速度v，加速時(shí)間t。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度公式v=v?+at，可得加速度a=(v-v?)/t=v/t。加速階段位移，根據(jù)x=v?t+?at2，代入v?=0和a=v/t，可得x=?*(v/t)*t2=?vt。答案：加速度大小為v/t，加速階段位移為?vt。（二）受力分析與牛頓定律應(yīng)用例題3：如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)對(duì)物體施加一個(gè)與水平方向成θ角斜向上的拉力F，物體仍靜止。求物體所受摩擦力的大小和方向。思路點(diǎn)撥：物體靜止，處于平衡狀態(tài)，所受合外力為零。對(duì)物體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件列方程求解。注意摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反。解析：對(duì)物體進(jìn)行受力分析：受重力mg（豎直向下），拉力F（與水平成θ角斜向上），支持力N（豎直向上），靜摩擦力f（水平方向，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反）。由于物體在拉力F作用下有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢，故靜摩擦力f方向水平向左。將拉力F分解為水平方向分力F?=Fcosθ和豎直方向分力F?=Fsinθ。物體在豎直方向受力平衡：N+F?=mg，即N=mg-Fsinθ。物體在水平方向受力平衡：f=F?=Fcosθ。答案：摩擦力大小為Fcosθ，方向水平向左。例題4：一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面從靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1。若拉力F=5N，求物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小。（g取10m/s2）思路點(diǎn)撥：本題考察牛頓第二定律的應(yīng)用。首先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，求出合外力，再根據(jù)F合=ma求出加速度。解析：物體質(zhì)量m=2kg，拉力F=5N，μ=0.1，g=10m/s2。受力分析：重力mg=20N（豎直向下），拉力F=5N（水平向右），支持力N=mg=20N（豎直向上，因在豎直方向無加速度），滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)=0.1*20N=2N（水平向左，與運(yùn)動(dòng)方向相反）。水平方向合外力F合=F-f=5N-2N=3N。根據(jù)牛頓第二定律F合=ma，可得加速度a=F合/m=3N/2kg=1.5m/s2。答案：物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1.5m/s2。（三）曲線運(yùn)動(dòng)綜合例題5：將一個(gè)小球從離地高度為h的地方，以水平初速度v?拋出。忽略空氣阻力，重力加速度為g。求：（1）小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；（2）小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平距離（射程）；（3）小球落地時(shí)的速度大小和方向。思路點(diǎn)撥：平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平勻速和豎直自由落體。運(yùn)動(dòng)時(shí)間由豎直方向決定，水平射程由水平初速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間決定，落地速度是水平和豎直速度的矢量和。解析：（1）豎直方向：小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，初速度為0，下落高度h。由h=?gt2，解得t=√(2h/g)。（2）水平方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平距離x=v?t=v?√(2h/g)。（3）落地時(shí)豎直方向速度v?=gt=g√(2h/g)=√(2gh)。水平方向速度v?=v?。落地速度大小v=√(v?2+v?2)=√(v?2+2gh)。設(shè)落地速度方向與水平方向夾角為θ，則tanθ=v?/v?=√(2gh)/v?，θ=arctan(√(2gh)/v?)。答案：（1）√(2h/g)；（2）v?√(2h/g)；（3）速度大小√(v?2+2gh)，方向與水平方向夾角θ=arctan(√(2gh)/v?)斜向下。三、總結(jié)與學(xué)習(xí)建議高二力學(xué)內(nèi)容是整個(gè)高中物理的重中之重，它不僅是后續(xù)學(xué)習(xí)電磁學(xué)、熱學(xué)等內(nèi)容的基礎(chǔ)，更是培養(yǎng)物理思維、分析和解決問題能力的關(guān)鍵時(shí)期。1.深刻理解概念規(guī)律：對(duì)于每一個(gè)物理概念（如質(zhì)點(diǎn)、位移、速度、加速度、力、慣性等）和物理規(guī)律（如牛頓三定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律等），都要力求理解其內(nèi)涵、外延、適用條件和來龍去脈，而不是死記硬背。2.重視受力分析：受力分析是解決力學(xué)問題的“敲門磚”。要養(yǎng)成畫受力分析示意圖的好習(xí)慣，明確研究對(duì)象，按順序（重力、彈力、摩擦力、其他力）分析，確保不添力、不漏力。3.掌握科學(xué)方法：如理想模型法（質(zhì)點(diǎn)、輕桿、輕繩）、整體法與隔離法、運(yùn)動(dòng)的合成與分解法、控制變量法、等效替代法等。這些方法是物理智慧的體現(xiàn)，能幫助我們化繁為簡。4.加強(qiáng)習(xí)題訓(xùn)練與反思：通過適量的習(xí)題訓(xùn)練可以鞏固