运动学总结 篇1
适用场景:高中物理教学总结、学生复习资料总结、教师备课参考总结
演讲要点:位移与路程区别分析、加速度与速度关系探讨、受力分析与牛顿定律应用
行文逻辑:分析物理概念→梳理运动规律→总结力学原理
1、大的物体不一定不能够看成质点,小的物体不一定可以看成质点。
2、参考系不一定会是不动的,只是假定成不动的物体。
3、在时间轴上n秒时所指的就是n秒末。第n秒所指的是一段时间,是第n个1秒。第n秒末和第n+1秒初就是同一时刻。
4、物体在做直线运动时,位移的大小不一定是等于路程的。
5、打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如遇到打出的是短横线,应调整一下振针距复写纸的高度,使之增大一点。
6、使用计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器稳定后,再释放纸带。
7、物体的速度大,其加速度不一定大。物体的速度为零时,其加速度不一定为零。物体的速度变化大,其加速度不一定大。
8、物体的加速度减小时,速度可能增大;加速度增大时,速度可能减小。
9、物体的速度大小不变时,加速度不一定为零。
10、物体的加速度方向不一定与速度方向相同,也不一定在同一直线上。
11、位移图象不是物体的运动轨迹。
12、图上两图线相交的点,不是相遇点,只是在这一时刻相等。
13、位移图象不是物体的运动轨迹。解题前先搞清两坐标轴各代表什么物理量,不要把位移图象与速度图象混淆。
14、找准追及问题的临界条件,如位移关系、速度相等等。
15、用速度图象解题时要注意图线相交的点是速度相等的点而不是相遇处。
16、杆的弹力方向不一定沿杆。
17、摩擦力的作用效果既可充当阻力,也可充当动力。
18、滑动摩擦力只以和n有关,与接触面的大小和物体的运动状态无关。
19、静摩擦力具有大小和方向的可变性,在分析有关静摩擦力的问题时容易出错。
20、使用弹簧测力计拉细绳套时,要使弹簧测力计的弹簧与细绳套在同一直线上,弹簧与木板面平行,避免弹簧与弹簧测力计外壳、弹簧测力计限位卡之间有摩擦。
21、合力不一定大于分力,分力不一定小于合力。
22、三个力的合力值是三个力的数值之和,最小值不一定是三个力的数值之差,要先判断能否为零。
23、两个力合成一个力的结果是惟一的,一个力分解为两个力的情况不惟一,可以有多种分解方式。
24、物体在粗糙斜面上向前运动,并不一定受到向前的力,认为物体向前运动会存在一种向前的冲力的说法是错误的。
25、所有认为惯性与运动状态有关的想法都是错误的,因为惯性只与物体质量有关。惯性是物体的一种基本属性,不是一种力,物体所受的外力不能克服惯性。
26、牛顿第二定律在力学中的应用广泛,也有局限性,对于微观的高速运动的物体不适用,只适用于低速运动的宏观物体。
27、用牛顿第二定律解决动力学的两类基本问题,关键在于正确地求出加速度,计算合外力时要进行正确的受力分析,不要漏力或添力。
28、超重并不是重力增加了,失重也不是失去了重力,超重、失重只是视重的变化,物体的实重没有改变。
29、判断超重、失重时不是看速度方向如何,而是看加速度方向向上还是向下。
30、两个相关联的物体,其中一个处于超(失)重状态,整体对支持面的压力也会比重力大(小)。
运动学总结 篇2
适用场景:课堂复习资料、学生自学材料、教学参考文件
演讲要点:位移速度分析、运动图像应用、力学综合考察
行文逻辑:描述运动→分析位移→研究速度→应用图像→联系力学
运动学问题是力学部分的基础之一,在整个力学中的地位是非常重要的,本章是讲运动的初步概念,描述运动的位移、速度、加速度等,贯穿了几乎整个高中物理内容,尽管在前几年高考中单纯考运动学题目并不多,但力、电、磁综合问题往往渗透了对本章知识点的考察。近些年高考中图像问题频频出现,且要求较高,它属于数学方法在物理中应用的一个重要方面。
第一章 运动的描述
专题一:描述物体运动的几个基本本概念
◎ 知识梳理
1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动、转动和振动等形式。
2.参考系:被假定为不动的物体系。
对同一物体的运动,若所选的参考系不同,对其运动的描述就会不同,通常以地球为参考系研究物体的运动。
3.质点:用来代替物体的有质量的点。它是在研究物体的运动时,为使问题简化,而引入的理想模型。仅凭物体的大小不能视为质点的依据,如:公转的地球可视为质点,而比赛中旋转的乒乓球则不能视为质点。 ’
物体可视为质点主要是以下三种情形:
(1)物体平动时;
(2)物体的位移远远大于物体本身的限度时;
(3)只研究物体的平动,而不考虑其转动效果时。
4.时刻和时间
(1)时刻指的是某一瞬时,是时间轴上的一点,对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量,通常说的“2秒末”,“速度达2m/s时”都是指时刻。
(2)时间是两时刻的间隔,是时间轴上的一段。对应位移、路程、冲量、功等过程量.通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。
5.位移和路程
(1)位移表示质点在空间的位置的变化,是矢量。位移用有向线段表示,位移的大小等于有向线段的长度,位移的方向由初位置指向末位置。当物体作直线运动时,可用带有正负号的数值表示位移,取正值时表示其方向与规定正方向一致,反之则相反。
(2)路程是质点在空间运动轨迹的长度,是标量。在确定的两位置间,物体的路程不是唯一的,它与质点的具体运动过程有关。
(3)位移与路程是在一定时间内发生的,是过程量,二者都与参考系的选取有关。一般情况下,位移的大小并不等于路程,只有当质点做单方向直线运动时,二者才相等。
6.速度
(1).速度:是描述物体运动方向和快慢的物理量。
(2).瞬时速度:运动物体经过某一时刻或某一位置的速度,其大小叫速率。
(3).平均速度:物体在某段时间的位移与所用时间的比值,是粗略描述运动快慢的。 ①平均速度是矢量,方向与位移方向相同。
②平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关。
③v=s是平均速度的定义式,适用于所有的运动, t
(4).平均速率:物体在某段时间的路程与所用时间的比值,是粗略描述运动快慢的。 ①平均速率是标量。
②v=s是平均速率的定义式,适用于所有的运动。 t
③平均速度和平均速率往往是不等的,只有物体做无往复的直线运动时二者才相等。 ◎ 例题评析
【例1】物体沿直线向同一方向运动,通过两个连续相等的位移的平均速度分别为v1=10m/s和v2=15m/s,则物体在这整个运动过程中的平均速度是多少?
【分析与解答】设每段位移为s,由平均速度的.定义有
v=2s?t1?t22vv2s?12=12m/s s/v1?s/v2v1?v2
[点评]一个过程的平均速度与它在这个过程中各阶段的平均速度没有直接的关系,因此要根据平均速度的定义计算,不能用公式v=(v0+vt)/2,因它仅适用于匀变速直线运动。
【例2】.一质点沿直线ox方向作加速运动,它离开o点的距离x随时间变化的关系为
32x=5+2t(m),它的速度随时间变化的关系为v=6t(m/s),求该质点在t=0到t=2s间的平均速度大小和t=2s到t=3s间的平均速度的大小。
【分析与解答】当t=0时,对应x0=5m,当t=2s时,对应x2=21m,当t=3s时,对应x3=59m,则:t=0到t=2s间的平均速度大小为v1?x2?x0=8m/s 2
x3?x2=38m/s 1
[点评]只有区分了求的是平均速度还是瞬时速度,才能正确地选择公式。
【例3】一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过,当他听到飞机的发动机声音从头顶正上方
0传来时,发现飞机在他前上方与地面成60角的方向上,据此可估算出此飞机的速度约为声
速的多少倍? t=2s到t=3s间的平均速度大小为v2?
【分析与解答】设飞机在头顶上方时距人h,则人听到声音时飞机走的距离为:3h/3 对声音:h=v声t 对飞机:h/3=v飞t
解得:v飞=v声/3≈0.58v声
[点评]此类题和实际相联系,要画图才能清晰地展示物体的运动过程,挖掘出题中的隐含条件,如本题中声音从正上方传到人处的这段时间内飞机前进的距离,就能很容易地列出方程求解。
运动学总结 篇3
适用场景:课堂复习资料、学生自学材料、教师备课参考
演讲要点:质点与参考系应用、位移速度分析、打点计时器操作
行文逻辑:理解质点→建立参考系→分析位移→计算速度→使用打点计时器
运动的描述这一章是整个运动学的基础篇章,要学习的主要方面包括:对质点的理解;理解参考系与坐标系,与此同时还要能够运用参考系与坐标系解决实际的物理问题;理解时间和位移的概念;掌握速度的概念以及能够熟练使用这样一个物理量;掌握打点计时器的使用方法,能够使用其测量速度;理解加速度的概念及 其意义,掌握加速度的计算方法。
知识构建:
考试的要求:
ⅰ、对所学知识要知道其含义,并能在有关的问题中识别并直接运用,相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系,能够解释,在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用,相当于课程标准的“理解”,“应用”。
要求ⅰ:质点、参考系、坐标系。
要求ⅱ:位移、速度、加速度。
一、质点、参考系和坐标系
●物体与质点
1、质点:当物体的大小和形状对所研究的问题而言影响不大或没有影响时,为研究问题方便,可忽略其大小和形状,把物体看做一个有质量的点,这个点叫做质点。
2、物体可以看成质点的条件
条件:①研究的物体上个点的运动情况完全一致。
②物体的线度必须远远的大于它通过的距离。
(1)物体的形状大小以及物体上各部分运动的差异对所研究的问题的影响可以忽略不计时就可以把物体当作质点
(2)平动的物体可以视为质点
平动的物体上各个点的运动情况都完全相同的物体,这样,物体上任一点的运动情况与整个物体的运动情况相同,可用一个质点来代替整个物体。
小贴士:质点没有大小和形状因为它仅仅是一个点,但是质点一定有质量,因为它代表了一个物体,是一个实际物体的理想化的模型。质点的质量就是它所代表的物体的质量。
●参考系
1、参考系的定义:描述物体的运动时,用来做参考的另外的物体。
2、对参考系的理解:
(1)物体是运动还是静止,都是相对于参考系而言的,例如,肩并肩一起走的两个人,彼此就是相对静止的,而相对于路边的建筑物,他们却是运动的。
(2)同一运动选择不同的参考系,观察结果可能不同。例如司机开着车行驶在高速公路上以车为参考系,司机是静止的,以路面为参考系,司机是运动的。
(3)比较物体的运动,应该选择同一参考系。
(4)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体。
小贴士:只有选择了参考系,说某个物体是运动还是静止,物体怎样运动才变得有意义参考系的选择是研究运动的前提是一项基本技能。
●坐标系
1、坐标系物理意义:在参考系上建立适当的坐标系,从而,定量地描述物体的位置及位置变化。
2、坐标系分类:
(1)一维坐标系(直线坐标系):适用于描述质点做直线运动,研究沿一条直线运动的物体时,要沿着运动直线建立直线坐标系,即以物体运动所沿的直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度。例如,汽车在平直公路上行驶,其位置可用离车站(坐标原点)的距离(坐标)来确定。
(2)二维坐标系(平面直角坐标系)适用于质点在平面内做曲线运动。例如,运动员推铅球以铅球离手时的位置为坐标原点,沿铅球初速方向建立x轴,竖直向下建立y轴,铅球的坐标为铅球离开手后的水平距离和竖直距离。
(3)三维坐标系(空间直角坐标系):适用于物体在三维空间的运动。例如,篮球在空中的运动。
归纳整理:质点、参考系和坐标系是运动学乃至整个力学的基本重要的概念。质点是为了研究问题的方便而引入的理想化模型。质点的运 动是相对的。为了描述运动而假定为不动的物体为参考系。坐标系则是参考系中各个点的定量表示。本节重点内容是对质点概念的理解以及研究问题时如何选取参考系。 二、时间和位移
● 时间和时刻:
①时刻的定义:时刻是指某一瞬时,是时间轴上的一点,相对于位置、瞬时速度、等状态量,一般说的“2秒末”,“速度2m/s”都是指时刻。
②时间的定义:时间是指两个时刻之间的间隔,是时间轴上的一段,通常说的“几秒内”,“第几秒”都是指的时间。
●位移和路程:
①位移的定义:位移表示质点在空间的位置变化,是矢量。位移用又向线段表示,位移的大小等于又向线段的长度,位移的方向由初始位置指向末位置。
②路程的定义:路程是物体在空间运动轨迹的长度,是一个标量。在确定的两点间路程不是确定的,它与物体的具体运动过程有关。
●位移与路程的关系:位移和路程是在一段时间内发生的,是过程量,两者都和参考系的选取有关系。一般情况下位移的大小并不等于路程的大小。只有当物体做单方向的直线运动是两者才相等。 三、运动快慢的描述――速度
●速度的定义:速度是描述物体运动快慢的物理量。
●瞬时速度、平均速率与平均速度:
瞬时速度:运动的物体经过某一位置或是某一时刻的速度,其大小叫速率。
平均速度:物体在某段时间的位移与时间的比值,能够粗略的描述物体运动的快慢。
平均速度是矢量,平均速度的大小和物体运动的阶段有关系。定义式:v=s/t适用于所有的运动形式。
平均速率:物体在某段时间内的路程与时间之比。平均速率是标量。定义式:v=s/t.
注意:平均速度和平均速率往往是不相等的,只有物体做无往复的直线运动时两者才相等。
归纳整理:物体的运动有快慢之分。不同的物体运动的快慢程度可以用速度来描述。本节重点围绕与速度相关的平均速度、平均速率、瞬时速度、瞬时速率等概念及相关的公式和应用。 四、实验:用打点计时器测速度
●打点计时器的分类:电磁打点计时器和电火花计时器。
1、电磁打点计时器:电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。它使用交流电源,工作电压在10v以下,当电源的频率为50hz时,它每隔0.02s打一个点。
电磁打点计时器的构造如图所示。
2、电火花计时器:电火花计时器使用交流电源,工作电压是220v.
电火花计时器的构造如图所示。主要由脉冲输出开关,正负脉冲输出插座、墨粉纸盘、纸盘轴等构成。
3、计时原理:
电火花计时装置中有一将正弦式交变电流转化为脉冲式交变电流的装置当计时器接通220v交流电源时,按下脉冲输出开关,计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针和接负极的墨粉纸盘轴产生火花放电。利用火花放电在纸带上打出点迹,当电源的频率为50hz时,它每隔0.02s打一个点。
●用打点计时器测量瞬时速度
处理这类问题可采用两种方法:一是与某点相邻的点间距离所对应的时间很短。只有0.02s,故只要测出某点与其相邻点间的距离x,再利用v=x/t求出平均速度,就可用这个平均速度来代表某点的瞬时速度;二是利用某点左侧的位移与时间(0.02s)的比值求出速度v1,再利用某点右侧的一段位移与时间(0.02s)的比值求出速度v2,利用va=(v1+v2)/2就可得出a点更准确的瞬时速度。
运动学总结 篇4
适用场景:课堂教学总结、学生复习资料、教师备课参考
演讲要点:位移与速度分析、加速度计算方法、力的合成与分解应用
行文逻辑:描述运动特征→分析运动图象→测量速度变化→研究力的作用→总结物理规律
第一章运动的描述
一、基本概念
1、质点
2、 参考系
3、坐标系
4、时刻和时间间隔
5、路程:物体运动轨迹的长度
6、位移:表示物体位置的变动。可用从起点到末点的有向线段来表示,是矢量。位移的大小小于或等于路程。
7、速度:
物理意义:表示物体位置变化的快慢程度。
分类平均速度:方向与位移方向相同
瞬时速度:
与速率的区别和联系速度是矢量,而速率是标量
平均速度=位移/时间,平均速率=路程/时间
瞬时速度的大小等于瞬时速率
8、加速度
物理意义:表示物体速度变化的快慢程度
定义:(即等于速度的变化率)
方向:与速度变化量的方向相同,与速度的方向不确定。(或与合力的方向相同)
二、运动图象(只研究直线运动)
1、x—t图象(即位移图象)
(1)、纵截距表示物体的初始位置。
(2)、倾斜直线表示物体作匀变速直线运动,水平直线表示物体静止,曲线表示物体作变速直线运动。
(3)、斜率表示速度。斜率的绝对值表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向。
2、v—t图象(速度图象)
(1)、纵截距表示物体的初速度。
(2)、倾斜直线表示物体作匀变速直线运动,水平直线表示物体作匀速直线运动,曲线表示物体作变加速直线运动(加速度大小发生变化)。
(3)、纵坐标表示速度。纵坐标的绝对值表示速度的大小,纵坐标的正负表示速度的方向。
(4)、斜率表示加速度。斜率的绝对值表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向。
(5)、面积表示位移。横轴上方的面积表示正位移,横轴下方的面积表示负位移。
三、实验:用打点计时器测速度
1、两种打点即使器的异同点
2、纸带分析;
(1)、从纸带上可直接判断时间间隔,用刻度尺可以测量位移。
(2)、可计算出经过某点的瞬时速度
(3)、可计算出加速度
第二章匀变速直线运动的"研究
一、基本关系式v=v0+at
x=v0t+1/2at2
v2—vo2=2ax
v=x/t=(v0+v)/2
二、推论
1、 vt/2=v=(v0+v)/2
2、vx/2=
3、△x=at2 { xm—xn=(m—n)at2}
4、初速度为零的匀变速直线运动的比例式
应用基本关系式和推论时注意:
(1)、确定研究对象在哪个运动过程,并根据题意画出示意图。
(2)、求解运动学问题时一般都有多种解法,并探求最佳解法。
三、两种运动特例
(1)、自由落体运动:v0=0 a=g v=gt h=1/2gt2 v2=2gh
(2)、竖直上抛运动;v0=0 a=—g
四、关于追及与相遇问题
1、寻找三个关系:时间关系,速度关系,位移关系。两物体速度相等是两物体有最大或最小距离的临界条件。
2、处理方法:物理法,数学法,图象法。
五、理解伽俐略科学研究过程的基本要素。
第三章相互作用
一、三种常见的力
1、重力:由于地球对物体的吸引而产生的。大小:G=mg,方向:竖直向下,
作用点:重心(重力的等效作用点)
2、弹力
(1)、形变、弹性形变、定义等。
(2)、产生条件:
(3)、拉力、支持力、压力。(按照力的作用效果来命名的)
(4)、弹簧的弹力的大小和方向,胡克定律F=kx
(5)、可用假设法来判断是否存在弹力。
3、摩擦力
(1)、静摩擦力:①、产生条件②、方向判断
③、大小要用“力的平衡”或“牛顿运动定律”来解。
(2)滑动摩擦力:①、产生条件②、方向判断
③、大小:f=uN。也可用“力的平衡”或“牛顿运动定律”来解。
(3)、可用假设法来判断是否存在摩擦力。
二、力的合成
1、定义;由分力求合力的过程。
2、合成法则:平行四边形定则或三角形定则。
3、求合力的方法
①、作图法(用刻度尺和量角器)②、计算法(通常是利用直角三角形)
2、合力与分力的大小关系
三、力的分解
1、分解法则:平行四边形定则或三角形定则、
2、分解原则:按照实际作用效果分解(即已知两分力的方向)
3、把一个已知力分解为两个分力
①、已知两个分力的方向,求两个分力的大小。(解是唯一的)
②、已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向,(解是唯一的)
(注意:通过作平行四边形或三角形判断)
4、合力和分力是“等效替代”的关系。
三、实验:探究求合力的方法(或“验证平行四边形定则”)
第四章牛顿运动定律
一、牛顿第一定律
1、内容:(揭示物体不受力或合力为零的情形)
2、两个概念:
①、力
②、惯性:(一切物体都具有惯性,质量是惯性大小的唯一量)
二、牛顿第二定律
1、内容:(不能从纯数学的角度表述)
2、公式:F合=ma
3、理解牛顿第二定律的要点:
①、式中F是物体所受的一切外力的合力。②、矢量性③、瞬时性④、独立性⑤、相对性
三、牛顿第三定律
作用力和反作用力的概念
1、内容
2、作用力和反作用力的特点:①等值、反向、共线、异点②瞬时对应③性质相同
④各自产生其作用效果
3、一对相互作用力与一对平衡力的异同点
四、力学单位制
1、力学基本物理量:长度(l)质量(m)时间(t)
力学基本单位:米(m)千克(kg)秒(s)
2、应用:用单位判断结果表达式,能肯定错误(但不能肯定正确)
五、动力学的两类问题。
1、已知物体的受力情况,求物体的运动情况(v0 v t x)
2、已知物体的运动情况,求物体的受力情况(F合或某个分力)
3、应用牛顿第二定律解决问题的一般思路
(1)明确研究对象。
(2)对研究对象进行受力情况分析,画出受力示意图。
(3)建立直角坐标系,以初速度的方向或运动方向为正方向,与正方向相同的力为正,与正方向相反的力为负。在Y轴和X轴分别列牛顿第二定律的方程。
(4)解方程时,所有物理量都应统一单位,一般统一为国际单位。
4、分析两类问题的基本方法
(1)抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。
(2)分析流程图
六、平衡状态、平衡条件、推论
1、处理方法:解三角形法(合成法、分解法、相似三角形法、封闭三角形法)和正交分解法
2、若物体受三力平衡,封闭三角形法最简捷。若物体受四力或四力以上平衡,用正交分解法
七、超重和失重
1、超重现象和失重现象
2、超重指加速度向上(加速上升和减速下降),超了ma;失重指加速度向下(加速下降和减速上升),失ma。
运动学总结 篇5
适用场景:高中教学总结、学生复习总结、考试备考总结
演讲要点:力的性质与分类分析、运动规律与公式应用、牛顿定律核心内容
行文逻辑:分析力的性质→研究运动规律→阐述牛顿定律
第1章力
一、力:力是物体间的相互作用。
1、力的国际单位是牛顿,用n表示;
2、力的图示:用一条带箭头的有向线段表示力的大小、方向、作用点;
3、力的示意图:用一个带箭头的线段表示力的方向;
4、力按照性质可分为:重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力等等;
(1)重力:由于地球对物体的吸引而使物体受到的力;
(a)重力不是万有引力而是万有引力的一个分力;
(b)重力的方向总是竖直向下的(垂直于水平面向下)
(c)测量重力的仪器是弹簧秤;
(d)重心是物体各部分受到重力的等效作用点,只有具有规则几何外形、质量分布均匀的物体其重心才是其几何中心;
(2)弹力:发生形变的物体为了恢复形变而对跟它接触的物体产生的作用力;
(a)产生弹力的条件:二物体接触、且有形变;施力物体发生形变产生弹力;
(b)弹力包括:支持力、压力、推力、拉力等等;
(c)支持力(压力)的方向总是垂直于接触面并指向被支持或被压的物体;拉力的方向总是沿着绳子的收缩方向;
(d)在弹性限度内弹力跟形变量成正比;f=kx
(3)摩擦力:两个相互接触的物体发生相对运动或相对运动趋势时,受到阻碍物体相对运动的力,叫摩擦力;
(a)产生磨擦力的条件:物体接触、表面粗糙、有挤压、有相对运动或相对运动趋势;有弹力不一定有摩擦力,但有摩擦力二物间就一定有弹力;
(b)摩擦力的方向和物体相对运动(或相对运动趋势)方向相反;
(c)滑动摩擦力的大小f滑=μfn压力的大小不一定等于物体的重力;
(d)静摩擦力的大小等于使物体发生相对运动趋势的外力;
(4)合力、分力:如果物体受到几个力的作用效果和一个力的作用效果相同,则这个力叫那几个力的合力,那几个力叫这个力的分力;
(a)合力与分力的作用效果相同;
(b)合力与分力之间遵守平行四边形定则:用两条表示力的线段为临边作平行四边形,则这两边所夹的对角线就表示二力的合力;
(c)合力大于或等于二分力之差,小于或等于二分力之和;
(d)分解力时,通常把力按其作用效果进行分解;或把力沿物体运动(或运动趋势)方向、及其垂直方向进行分解;(力的正交分解法);
二、矢量:既有大小又有方向的物理量。
如:力、位移、速度、加速度、动量、冲量
标量:只有大小没有方向的物力量如:时间、速率、功、功率、路程、电流、磁通量、能量
三、物体处于平衡状态(静止、匀速直线运动状态)的条件:物体所受合外力等于零;
1、在三个共点力作用下的物体处于平衡状态者任意两个力的合力与第三个力等大反向;
2、在n个共点力作用下物体处于`平衡状态,则任意第n个力与(n-1)个力的合力等大反向;
3、处于平衡状态的物体在任意两个相互垂直方向的合力为零;
第2章直线运动
一、机械运动:一物体相对其它物体的位置变化,叫机械运动;
1、参考系:为研究物体运动假定不动的物体;又名参照物(参照物不一定静止);
2、质点:只考虑物体的质量、不考虑其大小、形状的物体;
(1)质点是一理想化模型;
(2)把物体视为质点的条件:物体的形状、大小相对所研究对象小的可忽略不计时;
如:研究地球绕太阳运动,火车从北京到上海;
3、时刻、时间间隔:在表示时间的数轴上,时刻是一点、时间间隔是一线段;
如:5点正、9点、7点30是时刻,45分钟、3小时是时间间隔;
4、位移:从起点到终点的有相线段,位移是矢量,用有相线段表示;路程:描述质点运动轨迹的曲线;
(1)位移为零、路程不一定为零;路程为零,位移一定为零;
(2)只有当质点作单向直线运动时,质点的位移才等于路程;
(3)位移的国际单位是米,用m表示
5、位移时间图象:建立一直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示位移;
(1)匀速直线运动的位移图像是一条与横轴平行的直线;
(2)匀变速直线运动的位移图像是一条倾斜直线;
(3)位移图像与横轴夹角的正切值表示速度;夹角越大,速度越大;
6、速度是表示质点运动快慢的物理量;
(1)物体在某一瞬间的速度较瞬时速度;物体在某一段时间的速度叫平均速度;
(2)速率只表示速度的大小,是标量;
7、加速度:是描述物体速度变化快慢的物理量;
(1)加速度的定义式:a=vt-v0/t
(2)加速度的大小与物体速度大小无关;
(3)速度大加速度不一定大;速度为零加速度不一定为零;加速度为零速度不一定为零;
(4)速度改变等于末速减初速。加速度等于速度改变与所用时间的比值(速度的变化率)加速度大小与速度改变量的大小无关;
(5)加速度是矢量,加速度的方向和速度变化方向相同;
(6)加速度的国际单位是m/s2
二、匀变速直线运动的规律:
1、速度:匀变速直线运动中速度和时间的关系:vt=v0+at
注:一般我们以初速度的方向为正方向,则物体作加速运动时,a取正值,物体作减速运动时,a取负值;
(1)作匀变速直线运动的物体中间时刻的瞬时速度等于初速度和末速度的平均;
(2)作匀变速运动的物体中间时刻的瞬时速度等于平均速度,等于初速度和末速度的平均;
2、位移:匀变速直线运动位移和时间的关系:s=v0t+1/2at
注意:当物体作加速运动时a取正值,当物体作减速运动时a取负值;
3、推论:2as=vt2-v02
4、作匀变速直线运动的物体在两个连续相等时间间隔内位移之差等于定植;s2-s1=at2
5、初速度为零的匀加速直线运动:前1秒,前2秒,„„位移和时间的关系是:位移之比等于时间的平方比;第1秒、第2秒„„的位移与时间的关系是:位移之比等于奇数比。
三、自由落体运动:只在重力作用下从高处静止下落的物体所作的运动;
1、位移公式:h=1/2gt2
2、速度公式:vt=gt
3、推论:2gh=vt2
第3章牛顿定律
一、牛顿第一定律(惯性定律):一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种做状态为止。
1、只有当物体所受合外力为零时,物体才能处于静止或匀速直线运动状态;
2、力是该变物体速度的原因;
3、力是改变物体运动状态的原因(物体的速度不变,其运动状态就不变)
4、力是产生加速度的原因;
运动学总结 篇6
适用场景:高中物理教学、学生复习资料、教师备课参考
演讲要点:运动规律分析与应用、受力分析方法、牛顿定律理解与运用
行文逻辑:分析运动规律→确定受力关系→应用牛顿定律
第一章.运动的描述
考点一:时刻与时间间隔的关系
时间间隔能展示运动的一个过程,时刻只能显示运动的一个瞬间。对一些关于时间间隔和时刻的表述,能够正确理解。如:
第4s末、4s时、第5s初……均为时刻;4s内、第4s、第2s至第4s内……均为时间间隔。
区别:时刻在时间轴上表示一点,时间间隔在时间轴上表示一段。
考点二:路程与位移的关系
位移表示位置变化,用由初位置到末位置的有向线段表示,是矢量。路程是运动轨迹的长度,是标量。只有当物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程。一般情况下,路程≥位移的大小。
考点三:速度与速率的关系
速度 速率
物理意义 描述物体运动快慢和方向的物理量,是矢
量 描述物体运动快慢的物理量,是
标量
分类 平均速度、瞬时速度 速率、平均速率(=路程/时间)
决定因素 平均速度由位移和时间决定 由瞬时速度的大小决定
方向 平均速度方向与位移方向相同;瞬时速度
方向为该质点的运动方向 无方向
联系 它们的单位相同(m/s),瞬时速度的大小等于速率
考点四:速度、加速度与速度变化量的关系
速度 加速度 速度变化量
意义 描述物体运动快慢和方向的物理量 描述物体速度变化快
慢和方向的物理量 描述物体速度变化大
小程度的物理量,是
一过程量
定义式
单位 m/s m/s2 m/s
决定因素 v的大小由v0、a、t
决定 a不是由v、△v、△t
决定的,而是由f和
m决定。 由v与v0决定,
而且 ,也
由a与△t决定
方向 与位移x或△x同向,
即物体运动的方向 与△v方向一致 由 或
决定方向
大小 ① 位移与时间的比值
② 位移对时间的变化
率
③ x-t图象中图线
上点的切线斜率的大
小值 ① 速度对时间的变
化率
② 速度改变量与所
用时间的比值
③ v—t图象中图线
上点的切线斜率的大
小值
考点五:运动图象的理解及应用
由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系,所以在解题的过程中被广泛应用。在运动学中,经常用到的有x-t图象和v—t图象。
1. 理解图象的含义
(1) x-t图象是描述位移随时间的变化规律
(2) v—t图象是描述速度随时间的变化规律
2. 明确图象斜率的含义
(1) x-t图象中,图线的斜率表示速度
(2) v—t图象中,图线的斜率表示加速度
第二章.匀变速直线运动的研究
考点一:匀变速直线运动的基本公式和推理
1. 基本公式
(1) 速度—时间关系式:
(2) 位移—时间关系式:
(3) 位移—速度关系式:
三个公式中的物理量只要知道任意三个,就可求出其余两个。
利用公式解题时注意:x、v、a为矢量及正、负号所代表的是方向的不同,
解题时要有正方向的规定。
2. 常用推论
(1) 平均速度公式:
(2) 一段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度:
(3) 一段位移的中间位置的瞬时速度:
(4) 任意两个连续相等的时间间隔(t)内位移之差为常数(逐差相等):
考点二:对运动图象的理解及应用
1. 研究运动图象
(1) 从图象识别物体的运动性质
(2) 能认识图象的截距(即图象与纵轴或横轴的交点坐标)的意义
(3) 能认识图象的斜率(即图象与横轴夹角的正切值)的意义
(4) 能认识图象与坐标轴所围面积的物理意义
(5) 能说明图象上任一点的物理意义
2. x-t图象和v—t图象的比较
如图所示是形状一样的图线在x-t图象和v—t图象中,
x-t图象 v—t图象
①表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度) ①表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度)
②表示物体静止 ②表示物体做匀速直线运动
③表示物体静止 ③表示物体静止
④ 表示物体向反方向做匀速直线运动;初
位移为x0 ④ 表示物体做匀减速直线运动;初速度为
v0
⑤ 交点的纵坐标表示三个运动的支点相遇时
的位移 ⑤ 交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速度
⑥t1时间内物体位移为x1 ⑥ t1时刻物体速度为v1(图中阴影部分面积表
示质点在0~t1时间内的位移)
考点三:追及和相遇问题
1.“追及”、“相遇”的特征
“追及”的主要条件是:两个物体在追赶过程中处在同一位置。
两物体恰能“相遇”的临界条件是两物体处在同一位置时,两物体的速度恰好相同。
2.解“追及”、“相遇”问题的思路
(1)根据对两物体的运动过程分析,画出物体运动示意图
(2)根据两物体的运动性质,分别列出两个物体的位移方程,注意要将两物体的运动时间的关系反映在方程中
(3)由运动示意图找出两物体位移间的关联方程
(4)联立方程求解
3. 分析“追及”、“相遇”问题时应注意的问题
(1) 抓住一个条件:是两物体的速度满足的临界条件。如两物体距离、最小,恰好追上或恰好追不上等;两个关系:是时间关系和位移关系。
(2) 若被追赶的物体做匀减速运动,注意在追上前,该物体是否已经停止运动
4. 解决“追及”、“相遇”问题的方法
(1) 数学方法:列出方程,利用二次函数求极值的方法求解
(2) 物理方法:即通过对物理情景和物理过程的分析,找到临界状态和临界条件,然后列出方程求解
考点四:纸带问题的分析
1. 判断物体的运动性质
(1) 根据匀速直线运动特点x=vt,若纸带上各相邻的点的间隔相等,则可判断物体做匀速直线运动。
(2) 由匀变速直线运动的推论 ,若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移之差相等,则说明物体做匀变速直线运动。
2. 求加速度
(1) 逐差法
(2)v—t图象法
利用匀变速直线运动的一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的推论,求出各点的瞬时速度,建立直角坐标系(v—t图象),然后进行描点连线,求出图线的斜率k=a.
第三章 相互作用
考点一:关于弹力的问题
1. 弹力的产出
条件:(1)物体间是否直接接触
(2) 接触处是否有相互挤压或拉伸
2.弹力方向的判断
弹力的方向总是与物体形变方向相反,指向物体恢复原状的方向。弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。
(1) 压力的方向总是垂直于支持面指向被压的物体(受力物体)。
(2) 支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体(受力物体)。
(3) 绳的拉力是绳对所拉物体的弹力,方向总是沿绳指向绳收缩的方向(沿绳背离受力物体)。
补充:物体间点面接触时其弹力方向过点垂直于面,点线接触时其弹力方向过点垂直于线,两物体球面接触时其弹力的方向沿两球心的连线指向受力物体。
3. 弹力的大小
(1) 弹簧的弹力满足胡克定律: 。其中k代表弹簧的劲度系数,仅与弹簧的材料有关,x代表形变量。
(2) 弹力的大小与弹性形变的大小有关。在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
考点二:关于摩擦力的问题
1. 对摩擦力认识的四个“不一定”
(1) 摩擦力不一定是阻力
(2) 静摩擦力不一定比滑动摩擦力小
(3) 静摩擦力的方向不一定与运动方向共线,但一定沿接触面的切线方向
(4) 摩擦力不一定越小越好,因为摩擦力既可用作阻力,也可以作动力
2. 静摩擦力用二力平衡来求解,滑动摩擦力用公式 来求解
3. 静摩擦力存在及其方向的判断
存在判断:假设接触面光滑,看物体是否发生相当运动,若发生相对运动,则说明物体间有相对运动趋势,物体间存在静摩擦力;若不发生相对运动,则不存在静摩擦力。
方向判断:静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反;滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。
考点三:物体的受力分析
1.物体受力分析的方法
(1) 方法
(2) 选择
2.受力分析的顺序
先重力,再接触力,最后分析其他外力
3.受力分析时应注意的问题
(1) 分析物体受力时,只分析周围物体对研究对象所施加的力
(2) 受力分析时,不要多力或漏力,注意确定每个力的实力物体和受力物体,在力的合成和分解中,不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力
(3) 如果一个力的方向难以确定,可用假设法分析
(4) 物体的受力情况会随运动状态的改变而改变,必要时根据学过的知识通过计算确定
(5) 受力分析外部作用看整体,互相作用要隔离
考点四:正交分解法在力的合成与分解中的应用
1. 正交分解时建立坐标轴的原则
(1) 以少分解力和容易分解力为原则,一般情况下应使尽可能多的力分布在坐标轴上
(2) 一般使所要求的力落在坐标轴上
第四章 牛顿运动定律
考点一:对牛顿运动定律的理解
1. 对牛顿第一定律的理解
(1) 揭示了物体不受外力作用时的运动规律
(2) 牛顿第一定律是惯性定律,它指出一切物体都有惯性,惯性只与质量有关
(3) 肯定了力和运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因
(4) 牛顿第一定律是用理想化的实验总结出来的一条独立的规律,并非牛顿第二定律的特例
(5) 当物体所受合力为零时,从运动效果上说,相当于物体不受力,此时可以应用牛顿第一定律
2. 对牛顿第二定律的理解
(1) 揭示了a与f、m的定量关系,特别是a与f的几种特殊的对应关系:同时性、同向性、同体性、相对性、独立性
(2) 牛顿第二定律进一步揭示了力与运动的关系,一个物体的运动情况决定于物体的受力情况和初始状态
(3) 加速度是联系受力情况和运动情况的桥梁,无论是由受力情况确定运动情况,还是由运动情况确定受力情况,都需求出加速度
3. 对牛顿第三定律的理解
(1) 力总是成对出现于同一对物体之间,物体间的这对力一个是作用力,另一个是反作用力
(2) 指出了物体间的相互作用的特点:“四同”指大小相等,性质相等,作用在同一直线上,同时出现、消失、存在;“三不同”指方向不同,施力物体和受力物体不同,效果不同
考点二:应用牛顿运动定律时常用的方法、技巧
1. 理想实验法
2. 控制变量法
3. 整体与隔离法
4. 图解法
5. 正交分解法
6. 关于临界问题
处理的基本方法是:
根据条件变化或过程的发展,分析引起的受力情况的变化和状态的变化,找到临界点或临界条件(更多类型见错题本)
考点三:应用牛顿运动定律解决的几个典型问题
1. 力、加速度、速度的关系
(1) 物体所受合力的方向决定了其加速度的方向,合力与加速度的关系 ,合力只要不为零,无论速度是多大,加速度都不为零
(2) 合力与速度无必然联系,只有速度变化才与合力有必然联系
(3) 速度大小如何变化,取决于速度方向与所受合力方向之间的关系,当二者夹角为锐角或方向相同时,速度增加,否则速度减小
2. 关于轻绳、轻杆、轻弹簧的问题
(1) 轻绳
① 拉力的方向一定沿绳指向绳收缩的方向
② 同一根绳上各处的拉力大小都相等
③ 认为受力形变极微,看做不可伸长
④ 弹力可做瞬时变化
(2) 轻杆
① 作用力方向不一定沿杆的方向
② 各处作用力的大小相等
③ 轻杆不能伸长或压缩
④ 轻杆受到的弹力方式有:拉力、压力
⑤ 弹力变化所需时间极短,可忽略不计
(3) 轻弹簧
① 各处的弹力大小相等,方向与弹簧形变的方向相反
② 弹力的大小遵循 的关系
③ 弹簧的弹力不能发生突变
3. 关于超重和失重的问题
(1) 物体超重或失重是物体对支持面的压力或对悬挂物体的拉力大于或小于物体的实际重力
(2) 物体超重或失重与速度方向和大小无关。根据加速度的方向判断超重或失重:加速度方向向上,则超重;加速度方向向下,则失重
(3) 物体出于完全失重状态时,物体与重力有关的现象全部消失:
① 与重力有关的一些仪器如天平、台秤等不能使用
② 竖直上抛的物体再也回不到地面
③ 杯口向下时,杯中的水也不流出
运动学总结 篇7
适用场景:物理教学资料、学生复习材料、课堂讲义
演讲要点:参考系应用分析、质点模型建立、加速度计算方法
行文逻辑:定义概念→分析特性→总结规律
高一物理必修一运动学的基本概念知识点归纳
1、参考系:描述一个物体的运动时,选来作为标准的的另外的物体。
运动是绝对的,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系在而言的。
参考系的选择是任意的,被选为参考系的物体,我们假定它是静止的。选择不同的物体作为参考系,可能得出不同的结论,但选择时要使运动的描述尽量的简单。
通常以地面为参考系。
2、质点:
①定义:用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型,是科学的抽象。
②物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。且物体能否看成质点,要具体问题具体分析。
③物体可被看做质点的几种情况:
(1)平动的物体通常可视为质点.
(2)有转动但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点.
(3)同一物体,有时可看成质点,有时不能.当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时,不能把物体看做质点,反之,则可以.
注(1)不能以物体的大小和形状为标准来判断物体是否可以看做质点,关键要看所研究问题的性质.当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时,物体可视为质点.
(2)质点并不是质量很小的点,要区别于几何学中的“点”.
3、时间和时刻:
时刻是指某一瞬间,用时间轴上的一个点来表示,它与状态量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔,用时间轴上的一段线段来表示,它与过程量相对应。
4、位移和路程:
位移用来描述质点位置的变化,是质点的由初位置指向末位置的有向线段,是矢量;
路程是质点运动轨迹的长度,是标量。
5、速度:
用来描述质点运动快慢和方向的物理量,是矢量。
(1)平均速度:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其定义式为,方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。
(2)瞬时速度:是质点在某一时刻或通过某一位置的速度,瞬时速度简称速度,它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。
6、加速度:用量描述速度变化快慢的的物理量。
加速度是矢量,其方向与速度的变化量方向相同(注意与速度的方向没有关系),大小由两个因素决定。
易错现象
1、忽略位移、速度、加速度的矢量性,只考虑大小,不注意方向。
2、混淆速度、速度的增量和加速度之间的关系。
高一物理必修一知识点总结:匀变速直线运动的规律及其应用
1、定义:在任意相等的时间内速度的变化都相等的直线运动
2、匀变速直线运动的基本规律
(1)任意两个连续相等的时间t内的位移之差为恒量
(2)某段时间内时间中点瞬时速度等于这段时间内的平均速度
4、初速度为零的匀加速直线运动的比例式(2)初速度为零的匀变速直线运动中的几个重要结论
①1t末,2t末,3t末……瞬时速度之比为:
v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n
②1t内,2t内,3t内……位移之比为:
x1∶x2∶x3∶……∶xn=1∶3∶5∶……∶(2n-1)
③第一个t内,第二个t内,第三个t内……第n个t内的位移之比为:
xⅰ∶xⅱ∶xⅲ∶……∶xn=1∶4∶9∶……∶n2
④通过连续相等的位移所用时间之比为:
易错现象:
1、在一系列的公式中,不注意的v、a正、负。
2、纸带的处理,是这部分的重点和难点,也是易错问题。
3、滥用初速度为零的匀加速直线运动的特殊公式。
高一物理必修一知识点总结:自由落体运动,竖直上抛运动
1、自由落体运动:只在重力作用下由静止开始的下落运动,因为忽略了空气的阻力,所以是一种理想的运动,是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。
2、自由落体运动规律
3、竖直上抛运动:
可以看作是初速度为v0,加速度方向与v0方向相反,大小等于的g的匀减速直线运动,可以把它分为向上和向下两个过程来处理。
(2)竖直上抛运动的对称性
物体以初速度v0竖直上抛,a、b为途中的任意两点,c为点,则:
(1)时间对称性
物体上升过程中从a→c所用时间tac和下降过程中从c→a所用时间tca相等,同理tab=tba.
(2)速度对称性
物体上升过程经过a点的速度与下降过程经过a点的速度大小相等.
[关键一点]
在竖直上抛运动中,当物体经过抛出点上方某一位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解.
易错现象
1、忽略自由落体运动必须同时具备仅受重力和初速度为零
2、忽略竖直上抛运动中的多解
3、小球或杆过某一位置或圆筒的问题
高一物理必修一知识点整理:运动的图象运动的相遇和追及问题
1、图象:
图像在中学物理中占有举足轻重的地位,其优点是可以形象直观地反映物理量间的函数关系。位移和速度都是时间的函数,在描述运动规律时,常用x—t图象和v—t图象.
(1)x—t图象
①物理意义:反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。②表示物体处于静止状态
②图线斜率的意义
①图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小.
②图线上某点切线的斜率的正负表示物体方向.
③两种特殊的x-t图象
(1)匀速直线运动的x-t图象是一条过原点的直线.
(2)若x-t图象是一条平行于时间轴的直线,则表示物体处
于静止状态
(2)v—t图象
①物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化
的规律.
②图线斜率的意义
a图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小.
b图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向.
③图象与坐标轴围成的“面积”的意义
a图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小。
b若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向.
③常见的两种图象形式
(1)匀速直线运动的v-t图象是与横轴平行的直线.
(2)匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线.
2、相遇和追及问题:
这类问题的关键是两物体在运动过程中,速度关系和位移关系,要注意寻找问题中隐含的临界条件。
1、混淆x—t图象和v-t图象,不能区分它们的物理意义
2、不能正确计算图线的斜率、面积
3、在处理汽车刹车、飞机降落等实际问题时注意,汽车、飞机停止后不会后退
运动学总结 篇8
适用场景:高中物理教学、学生复习资料、知识体系构建
演讲要点:匀变速直线运动规律、力的合成与分解方法、牛顿运动定律应用
行文逻辑:分析运动特性→探究力的作用→总结物理规律
主要知识点
(一)运动的描述
1.内容标准
(1)通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。
例1了解亚里士多德?关于力与运动的主要观点和研究方法。
例2了解伽利略?的实验研究工作,认识伽利略有关实验的科学思想和方法?。
(2)通过对质点?的认识,了解物理学研究中物理模型的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用。
例3认识在哪些情况下,可以把物体看成质点。
(3)经历匀变速直线运动?的实验研究过程,理解位移、速度和加速度,了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。
例4用打点计时器?、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动。
例5通过史实,了解伽利略研究自由落体运动?所用的实验和推理方法。
(4)能用公式和图像描述?匀变速直线运动,体会数学在研究物理问题中的重要性。
2.活动建议
(1)通过实验研究质量相同、大小不同的物体在空气中下落的情况,从中了解空气对落体运动的影响。
(2)通过查找资料等方式,了解并讨论伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。
(二)相互作用与运动规律
1.内容标准
(1)通过实验认识滑动摩擦?、静摩擦?的规律,能用动摩擦因数?计算摩擦力。
(2)知道常见的形变,通过实验了解物体的弹性,知道胡克定律?。
例1调查日常生活和生产中所用弹簧的形状及使用目的(如获得弹力或减缓振动等)。
例2制作一个简易弹簧秤?,用胡克定律解释其工作原理。
(3)通过实验,理解力的合成与分解,知道共点力的平衡条件,区分矢量与标量,用力的合成与分解分析日常生活中的问题。
例3研究两个大小相等的共点力在不同夹角时的合力大小。
(4)通过实验,探究加速度与物体质量、物体受力的关系。理解牛顿运动定律?,用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。通过实验认识超重和失重现象。
例4通过实验测量加速度、力、质量,分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像,根据图像写出加速度与力、质量的关系式。体会探究过程中所用的科学方法?。
例5根据牛顿第二定律?说明物体所受的重力与质量的关系。
(5)认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。
例6在等式?中给定k= 1,从而定义力的单位。
2.活动建议
(1)调查日常生活和生产中利用静摩擦?的事例。
(2)通过各种活动,例如乘坐电梯、到游乐场乘坐过山车等,了解和体验失重与超重。
(3)根据牛顿第二定律,设计一种能显示加速度大小的装置。
(4)通过听讲座、看录像等活动,了解宇航员的生活,了解在人造卫星上进行微重力?条件下的实验,尝试设计一种在人造卫星或宇宙飞船上进行微重力条件下的实验方案。
高一物理必修一知识点总结
一、运动学的基本概念
1、参考系:运动是绝对的,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系在而言的。通常以地面为参考系。
2、质点:
(1)定义:用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型,是科学的抽象。
(2)物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。且物体能否看成质点,要具体问题具体分析。
(3)物体可被看做质点的几种情况:
①平动的物体通常可视为质点。
②有转动但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点。
③同一物体,有时可看成质点,有时不能.当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时,不能把物体看做质点,反之,则可以。
【注】质点并不是质量很小的点,要区别于几何学中的“点”。
3、时间和时刻:
时刻是指某一瞬间,用时间轴上的一个点来表示,它与状态量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔,用时间轴上的一段线段来表示,它与过程量相对应。
4、位移和路程:
位移用来描述质点位置的变化,是质点的由初位置指向末位置的有向线段,是矢量;
路程是质点运动轨迹的长度,是标量。
5、速度:
用来描述质点运动快慢和方向的物理量,是矢量。
(1)平均速度:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其定义式为,方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。
(2)瞬时速度:是质点在某一时刻或通过某一位置的速度,瞬时速度简称速度,它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。
6、加速度:用量描述速度变化快慢的的物理量,其定义式为
加速度是矢量,其方向与速度的变化量方向相同(注意与速度的方向没有关系),大小由两个因素决定。
补充:速度与加速度的关系
1、速度与加速度没有必然的关系,即:
(1)速度大,加速度不一定也大;
(2)加速度大,速度不一定也大;
(3)速度为零,加速度不一定也为零;
(4)加速度为零,速度不一定也为零。
2、当加速度a与速度V方向的关系确定时,则有:
(1)若a与V方向相同时,不管a如何变化,V都增大。
(2)若a与V方向相反时,不管a如何变化,V都减小。
二、匀变速直线运动的规律及其应用
1、定义:在任意相等的时间内速度的变化都相等的直线运动。
2、匀变速直线运动的基本规律,可由下面四个基本关系式表示:
(1)速度公式
(2)位移公式
(3)速度与位移式
(4)平均速度公式
3、几个常用的推论:
(1)任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量
△x=x2-x1=x3-x2=……=xn-xn-1=aT2
(2)某段时间内时间中点瞬时速度等于这段时间内的平均速度。
(3)一段位移内位移中点的瞬时速度v中与这段位移初速度v0和末速度vt的关系为
。
4、初速度为零的匀加速直线运动的比例式(2)初速度为零的.匀变速直线运动中的几个重要结论:
①1T末,2T末,3T末……瞬时速度之比为:
v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n
②第一个T内,第二个T内,第三个T内……第n个T内的位移之比为:
x1∶x2∶x3∶……∶xn=1∶3∶5∶……∶(2n-1)
③1T内,2T内,3T内……位移之比为:
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶……∶xN=1∶4∶9∶……∶n2
④通过连续相等的位移所用时间之比为:
t1∶t2∶t3∶……∶tn=
三、自由落体运动,竖直上抛运动
1、自由落体运动:只在重力作用下由静止开始的下落运动,因为忽略了空气的阻力,所以是一种理想的运动,是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。
2、自由落体运动规律:
①速度公式:
②位移公式:
③速度—位移公式:
④下落到地面所需时间:
3、竖直上抛运动:
可以看作是初速度为v0,加速度方向与v0方向相反,大小等于的g的匀减速直线运动,可以把它分为向上和向下两个过程来处理。
(1)竖直上抛运动规律
①速度公式:
②位移公式:
③速度—位移公式:
两个推论:
上升到最高点所用时间:
上升的最大高度:
(2)竖直上抛运动的对称性
如下图,物体以初速度v0竖直上抛,A、B为途中的任意两点,C为最高点,则:
(1)时间对称性
物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等,同理tAB=tBA。
(2)速度对称性
物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等。
【注】在竖直上抛运动中,当物体经过抛出点上方某一位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解。
四、运动的图象,运动的相遇和追及问题
1、图象:
(1)x—t图象
①物理意义:反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。
②表示物体处于静止状态
③图线斜率的意义:
图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小;
图线上某点切线的斜率的正负表示物体方向。
④两种特殊的x-t图象
匀速直线运动的x-t图象是一条过原点的直线;
若x-t图象是一条平行于时间轴的直线,则表示物体处于静止状态。
(2)v—t图象
①物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律。
②图线斜率的意义:
a.图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小
b.图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向
③图象与坐标轴围成的“面积”的意义:
a.图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小。
b.若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向。
③常见的两种图象形式:
a.匀速直线运动的v-t图象是与横轴平行的直线
b.匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线
2、相遇和追及问题:
这类问题的关键是两物体在运动过程中,速度关系和位移关系,要注意寻找问题中隐含的临界条件,通常有两种情况:
(1)物体A追上物体B:开始时,两个物体相距x0,则A追上B时必有,且。
(2)物体A追赶物体B:开始时,两个物体相距x0,要使A与B不相撞,则有
易错现象:
1、混淆x—t图象和v-t图象,不能区分它们的物理意义
2、不能正确计算图线的斜率、面积
3、在处理汽车刹车、飞机降落等实际问题时注意,汽车、飞机停止后不会后退
五、力/重力/弹力/摩擦力
1、力:
力是物体之间的相互作用,有力必有施力物体和受力物体。力的大小、方向、作用点叫力的三要素。用一条有向线段把力的三要素表示出来的方法叫力的图示。
按照力命名的依据不同,可以把力分为:
①按性质命名的力(例如:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。)
②按效果命名的力(例如:拉力、压力、支持力、动力、阻力等)。
力的作用效果:
①形变;
②改变运动状态.
2、重力:
由于地球的吸引而使物体受到的力。重力的大小G=mg,方向竖直向下。作用点叫物体的重心;重心的位置与物体的质量分布和形状有关。质量均匀分布,形状规则的物体的重心在其几何中心处。薄板类物体的重心可用悬挂法确定。
注意:重力是万有引力的一个分力,另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力,在两极处重力等于万有引力。由于重力远大于向心力,一般情况下近似认为重力等于万有引力。
3、弹力:
(1)内容:发生形变的物体,由于要恢复原状,会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力的作用,这种力叫弹力。
(2)条件:①接触;②形变。但物体的形变不能超过弹性限度。
(3)弹力的方向和产生弹力的那个形变方向相反。(平面接触面间产生的弹力,其方向垂直于接触面;曲面接触面间产生的弹力,其方向垂直于过研究点的曲面的切面;点面接触处产生的弹力,其方向垂直于面、绳子产生的弹力的方向沿绳子所在的直线。)
(4)大小:
①弹簧的弹力大小由F=kx计算
②一般情况弹力的大小与物体同时所受的其他力及物体的运动状态有关,应结合平衡条件或牛顿定律确定
4、摩擦力:
(1)摩擦力产生的条件:接触面粗糙、有弹力作用、有相对运动(或相对运动趋势),三者缺一不可
(2)摩擦力的方向:跟接触面相切,与相对运动或相对运动趋势方向相反,但注意摩擦力的方向和物体运动方向可能相同,也可能相反,还可能成任意角度。
(3)摩擦力的大小:
①滑动摩擦力:
说明:
a. FN为接触面间的弹力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G
b.为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力FN无关。
②静摩擦:由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关。
大小范围0
静摩擦力的具体数值可用以下方法来计算:一是根据平衡条件,二是根据牛顿第二定律求出合力,然后通过受力分析确定。
(4)注意事项:
a.摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运动方向成一定夹角。
b.摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
c.摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
d.静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
易错现象:
1.不会确定系统的重心位置
2.没有掌握弹力、摩擦力有无的判定方法
3.静摩擦力方向的确定错误
六、力的合成和分解
1、标量和矢量:
(1)将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题。
(2)矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则:标量用代数法;矢量用平行四边形定则或三角形定则。
(3)同一直线上矢量的合成可转为代数法,即规定某一方向为正方向,与正方向相同的物理量用正号代人,相反的用负号代人,然后求代数和,最后结果的正、负体现了方向,但有些物理量虽也有正负之分,运算法则也一样,但不能认为是矢量,最后结果的正负也不表示方向,如:功、重力势能、电势能、电势等。
2、力的合成与分解:
(1)合力与分力
(2)共点力的合成:
1、共点力
几个力如果都作用在物体的同一点上,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫共点力。
2、力的合成方法
求几个已知力的合力叫做力的合成。
3、平行四边形定则:
两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的有向线段为邻边,作平行四边形,它的对角线就表示合力的大小及方向,这是矢量合成的普遍法则。
求、的合力公式:
注意:
(1)力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。
(2)两个力的合力范围:
(3)合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力
(4)两个分力成直角时,用勾股定理或三角函数。
注意事项:
(1)力的合成与分解,体现了用等效的方法研究物理问题
(2)合成与分解是为了研究问题的方便而引入的一种方法,用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱钩,即考虑合力则不能考虑分力,同理在力的分解时只考虑分力,而不能同时考虑合力
(3)共点的两个力合力的大小范围是:|F1-F2|≤F合≤Fl+F2
(4)共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零
(5)力的分解时要认准力作用在物体上产生的实际效果,按实际效果来分解
(6)力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个互相垂直的坐标轴上,分解最终往往是为了求合力(某一方向的合力或总的合力)
易错现象:
1.对含静摩擦力的合成问题没有掌握其可变特性
2.不能按力的作用效果正确分解力
3.没有掌握正交分解的基本方法
七、受力分析
1、受力分析:
要根据力的概念,从物体所处的环境(与多少物体接触,处于什么场中)和运动状态着手,其常规如下:
(1)确定研究对象,并隔离出来;
(2)先画重力,然后弹力、摩擦力,再画电、磁场力;
(3)检查受力图,找出所画力的施力物体,分析结果能否使物体处于题设的运动状态(静止或加速),否则必然是多力或漏力;
(4)合力或分力不能重复列为物体所受的力
2、整体法和隔离体法
(1)整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力。
(2)隔离法:就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑物体对其它物体的作用力。
(3)方法选择
所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
3、注意事项:
正确分析物体的受力情况,是解决力学问题的基础和关键,在具体操作时应注意:
(1)弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间,因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在,如果存在,则根据弹力和摩擦力的方向,画好这两个力
(2)画受力图时要逐一检查各个力,找不到施力物体的力一定是无中生有的同时应只画物体的受力,不能把对象对其它物体的施力也画进去
易错现象:
1.不能正确判定弹力和摩擦力的有无;
2.不能灵活选取研究对象;
3.受力分析时受力与施力分不清。
八、共点力作用下物体的平衡
1、物体的平衡:
物体的平衡有两种情况:一是质点静止或做匀速直线运动;二是物体不转动或匀速转动(此时的物体不能看作质点)
2、共点力作用下物体的平衡:
①平衡状态:静止或匀速直线运动状态,物体的加速度为零
②平衡条件:合力为零,亦即F合=0或∑Fx=0,∑Fy=0
a、二力平衡:这两个共点力必然大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
b、三力平衡:这三个共点力必然在同一平面内,且其中任何两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,即任何两个力的合力必与第三个力平衡
c、若物体在三个以上的共点力作用下处于平衡状态,通常可采用正交分解,必有:
F合x= F1x+ F2x + ………+ Fnx =0
F合y= F1y+ F2y + ………+ Fny =0 (按接触面分解或按运动方向分解)
③平衡条件的推论:
当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与所受的其它力的合力等值反向;
当三个共点力作用在物体(质点)上处于平衡时,三个力的矢量组成一封闭的三角形按同一环绕方向。
3、平衡物体的临界问题:
当某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或另一物理状态)时的转折状态叫临界状态。可理解成“恰好出现”或“恰好不出现”。
临界问题的分析方法:
极限分析法:通过恰当地选取某个物理量推向极端(“极大”、“极小”、“极左”、“极右”)从而把比较隐蔽的临界现象(“各种可能性”)暴露出来,便于解答。
易错现象:
(1)不能灵活应用整体法和隔离法;
(2)不注意动态平衡中边界条件的约束;
(3)不能正确制定临界条件。
九、牛顿运动三定律
1、牛顿第一定律:
(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止
(2)理解:
①它说明了一切物体都有惯性,惯性是物体的固有性质.质量是物体惯性大小的量度(惯性与物体的速度大小、受力大小、运动状态无关)
②它揭示了力与运动的关系:力是改变物体运动状态(产生加速度)的原因,而不是维持运动的原因
③它是通过理想实验得出的,它不能由实际的实验来验证
2、牛顿第二定律:
内容:物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量m成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同
公式:
理解:
①瞬时性:力和加速度同时产生、同时变化、同时消失
②矢量性:加速度的方向与合外力的方向相同
③同体性:合外力、质量和加速度是针对同一物体(同一研究对象)
④同一性:合外力、质量和加速度的单位统一用SI制主单位⑤相对性:加速度是相对于惯性参照系的
3、牛顿第三定律:
(1)内容:
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上
(2)理解:
①作用力和反作用力的同时性。它们是同时产生,同时变化,同时消失,不是先有作用力后有反作用力。
②作用力和反作用力的性质相同,即作用力和反作用力是属同种性质的力。
③作用力和反作用力的相互依赖性:它们是相互依存,互以对方作为自己存在的前提。
④作用力和反作用力的不可叠加性。作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两力的作用效果不能相互抵消。
4、牛顿运动定律的适用范围:
对于宏观物体低速的运动(运动速度远小于光速的运动),牛顿运动定律是成立的,但对于物体的高速运动(运动速度接近光速)和微观粒子的运动,牛顿运动定律就不适用了,要用相对论观点、量子力学理论处理。
易错现象:
(1)错误地认为惯性与物体的速度有关,速度越大惯性越大,速度越小惯性越小;另外一种错误是认为惯性和力是同一个概念。
(2)不能正确地运用力和运动的关系分析物体的运动过程中速度和加速度等参量的变化。
(3)不能把物体运动的加速度与其受到的合外力的瞬时对应关系正确运用到轻绳、轻弹簧和轻杆等理想化模型上。
