课件51张PPT。第1章 怎样描述物体的运动第1章 怎样描述物体的运动1．1 走近运动目标导航
1.知道参考系的概念和对运动进行正确地描述．
2．了解质点的概念和看作质点的条件，知道它是一种科学抽象．(重点)
3．理解位移概念和物理意义并注意位移的矢量性．(重点＋难点)
4．能够区分时刻和时间间隔．一、怎样判断动与静
1．机械运动：一个物体相对于其他物体的_________叫机械运动，简称运动．
2．参考系：为了描述物体的运动而选取另外一物体作为______，作为_____的物体叫参考系．位置变化标准标准3．参考系选取的意义：描述物体的运动必须选取参考系,同一种运动选取不同的_______，观察的结果_____．
想一想
1．在汽车经过路边的行人时，车中的人与路边的人，对车的运动感觉相同吗？
提示：不相同，车中的人感觉车是静止的，路边的人感觉车是运动的．参考系不同二、怎样对物体进行简化
1．质点：用来_________的有_____的点叫做质点．质点是一种科学的抽象，是一种理想化的模型．
2．物体能看成质点的条件：如果在研究物体的运动时，可以不考虑物体的大小和形状，或者物体上各点的运动情况_________，那么就可以把物体看成质点．代替物体质量完全相同想一想
2．看作质点的物体一定是体积小的物体吗？
提示：不一定，体积大小不是看作质点的决定因素，关键看其体积对研究问题的影响能否忽略．三、位移与路程有什么不同
1．位移：用来表示物体(质点)相对________的物理量．从质点运动的初位置指向运动的末位置作一条有向线段，线段的______表示位移的大小，线段箭头的______表示位移的方向．
2．路程：物体_________的长度，只有____，没有______．位置变化长度指向运动轨迹大小方向想一想
3．出租汽车的收费标准有1.20元/千米、1.60元/千米、2.00元/千米，其中的“千米”指的是路程还是位移？
提示：1.20元/千米、1.60元/千米、2.00元/千米指的是出租汽车每行驶一千米的路程(运动轨迹的长度)所收取的费用，故“千米”指的是路程，而不是位移．四、用坐标表示位置和位移
1．坐标可以表示物体运动的_____和_____．
2．如果物体沿直线运动，即一维运动时，只需用____坐标就可以确定物体的位置；当物体在平面上运动，即二维运动时，需采用____坐标确定它的位置；当物体做空间运动，即三维运动时，需采用_____坐标确定它的位置．位置位移一个两个三个五、时间和时刻有什么不同
在表示时间的数轴上，时刻用____表示，时间间隔用__________表示．时刻与物体在运动过程中的某一位置相对应，时间间隔与物体在运动过程中的_____或_____相对应．一点一段线段位移路程要点一 对质点的理解
?学案导引
1．为什么要把物体简化成质点这样的理想化模型？
2．某物体在某一运动中能看成质点，那么该物体在其他运动中也一定能看成质点吗？质点是物理学中一个非常重要的模型．一般来说，如果在研究的问题中，物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的无关因素时，就可把物体看做质点．
1．物体上各部分的运动情况都相同时，物体上任何一点的运动情况都能反映物体的运动，此时物体可看做质点．如沿斜面下滑的物块．2．物体的大小、形状对所研究的问题可以忽略不计的情况下，可以看做质点．研究地球绕太阳公转时，地球的大小相对太阳到地球的距离可忽略，故可把地球看成质点．
3．同一个物体在不同的问题中,有时可以看做质点，有时不能看做质点．如研究北京开往上海的火车,在计算运行的时间时可忽略车长,把火车看成质点．但是同样这列火车，要计算它通过某座大桥所需要的时间时，不能把它看做质点． 在图中，你认为哪些对象可以视为质点？哪些对象不可以视为质点？【思路点拨】 根据物体的大小、形状对研究问题的影响能否忽略判断．
【精讲精析】 甲图中，研究地球绕太阳的公转周期时，尽管地球直径为1.3×104 km，而且本身也在自转，但由于地球和太阳之间的距离约为1.5×108 km，是地球直径的104倍，因而就地球相对太阳公转来说，地球的大小和自转可以忽略不计，这时我们就可以把地球视为一个质点．乙图中，自行车运动员的成绩决定于他的骑行速度，我们关注的是他到达终点的名次，不关注身体各部位的动作，故可以把自行车运动员看成一个质点．
丙图中，地球绕太阳公转时，地球上不同地区季节的变化、昼夜的变化是不同的，这时地球的大小和形状是不能被忽略的，所以地球在此问题中不能看成一个质点．【答案】 甲、乙可以看成质点 丙不可以看成质点
【方法指引】 分析一个物体能否看做质点,可按以下思路．
(1)确定问题的性质，即题中关注的要素是什么，分析、求解的物理量是什么．(2)假设物体的形状、大小被忽略，思考要求解的物理量、关注的要素是否受影响．若不受影响，物体就能被看成质点；若受影响，则物体不能被看成质点．变式训练
1．(2012·上海高一检测)2012年2月18日在伯明翰室内田径赛男子60米栏决赛中，飞人刘翔以7秒41的成绩勇夺冠军，关于刘翔的运动，下列说法正确的是( )
A．刘翔在飞奔的60米中可以看成质点
B．教练为了分析其动作要领，可以将其看成质点C．无论研究什么问题，均不能把刘翔看成质点
D．是否能将刘翔看成质点，取决于我们所研究的问题解析：选AD.刘翔飞奔时我们无需关注其跨栏动作的细节，可以看成质点，故选项A正确．分析其动作要领时，如果作为质点，其摆臂、跨栏等动作将被掩盖，无法研究，故选项B错误．根据质点定义，能否将物体看成质点，关键是物体自身因素对我们所研究问题的影响，而不能笼统地说能或不能，故选项C错误，D正确．故选AD.要点二 路程和位移的理解
?学案导引
1．一个物体的位移为零，其路程也一定为零吗？路程越大，位移也越大吗？反之呢？
2．物体怎样运动时,位移的大小才等于路程？1.对位移概念的理解：位移是描述质点位置变化的物理量，是从初始位置指向末位置的有向线段，既有大小，又有方向，是矢量．有向线段的长度表示位移的大小，有向线段方向表示位移的方向，它是一个与运动路径无关，仅由初末位置决定的物理量．2．位移与路程的比较3．位移在坐标系中的表示方法
(1)当物体做直线运动时，我们可以借助一维坐标系，利用坐标的变化来描述其位移．若物体的初始位置坐标为x1，一段时间后末位置坐标为x2,则该段时间的位移为s＝x2－x1，s的数值大小表示位移的大小，正、负号分别表示位移的方向与坐标轴的正方向相同或相反．【思路点拨】 解此题要注意两点：
(1)正确理解位移和路程的概念．
(2)同一位移路程具有多解性．【答案】 CD
【规律方法】 位移是矢量，路程是标量，计算时明确两条：
(1)计算位移时应先确定物体的起点与终点，再确定方向．
(2)计算路程时应找出轨迹的长度．变式训练
2．某人晨练，按如图所示走半径为R的中国古代八卦图，中央S部分是两个直径为R的半圆，BD、CA分别为西东、南北指向．他从A点出发沿曲线ABCOADC行进，
则当他到D点时，他的路程和
位移大小及位移的方向分别
为( )要点三 时间和时刻的区别与联系
?学案导引
1．怎样在时间轴上区分时间和时刻？
2．第2秒指的是时间还是时刻？是1 s还是2 s？1.时间、时刻在时间轴上的表示
如果用一条一维坐标轴来表示时间轴，时刻表示某一瞬间，用时间轴上的点表示；时间(间隔)表示两个时刻的间隔，用时间轴上的一段线段表示．如图所示，第2 s末和第6 s初都是时刻，第6 s初和第5 s末是同一时刻(在时间轴上是同一个点)，第2 s末到第6 s初两个时刻之间的时间是3 s．再如第3 s内是时间，第2 s末到第3 s末之间的时间是1 s；前3 s是时间，是从第1 s初到第3 s末之间的时间是 3 s.2．时间和时刻的区别与联系 以下计时数据中指时间的是( )
A．2010年10月1日18时59分57秒，世界瞩目的中国“嫦娥二号”成功发射
B．第三十届奥运会于2012年7月27日20时12分在伦敦开幕
C．罗伯斯创造了12.87秒的110米栏最好成绩
D．在一场NBA篮球公开赛8分钟时，姚明投中第三个球【思路点拨】 解此题关键有两点：
(1)时刻是指某一瞬时，
(2)时间是两时刻间的间隔．【精讲精析】 A选项中的数据指的是“嫦娥二号”成功发射的瞬间,是时刻，故A错；B选项中的数据是奥运会宣布开幕的一瞬间,所以也是时刻，故B错；C选项中的12.87秒是指罗伯斯从起跑到到达终点所用的时间，所以它是时间，故C正确；D选项中的数据是指姚明投中第三个球的瞬间,所以是时刻,故D错．【答案】 C
【规律方法】 时刻指某一瞬时，在时间轴上用一个点表示;时间指两时刻之间的间隔,在时间轴上用一线段表示．在具体问题中，可先画时间轴，将各数据标记在时间轴上，看是与一点对应，还是与一线段对应．变式训练
3．关于时间和时刻，下列说法正确的是( )
A．第4 s末就是第5 s初，指的是时刻
B．物体在5 s时指的是物体在5 s末时，指的是时刻
C．物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间
D．物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间解析：选ABD.前一秒末和后一秒初是同一时刻，即第4 s末就是第5 s初；5 s时指的是5 s末这一时刻；5 s内指的是从零时刻到5 s末这一段时间；第5 s内指的是从4 s末到5 s末这1 s的时间，故选ABD.相对运动的理解
[经典案例] 太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象，但在某些条件下，在纬度较高的地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象．这些条件是( )A．时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大
B．时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大
C．时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大
D．时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大【审题指导】 解此题要掌握以下两点：
(1)地球自转方向由西向东，
(2)飞机沿地球自转方向飞为向东，反之向西.【解题样板】 obo′为晨线，odo′为昏线(右半球为白天，左半球为夜
晚).设飞机飞行的速度为v1，
地球在该点的自转速度为v2，
若在纬度较高的b点，飞机向东(如图向右)，旅客看到的太阳仍是是从东方升起．飞机向西(如图上向左)飞行时，若v1>v2，飞机处于地球上黑夜区域；若v1
v2，旅客可看到太阳从西边升起,若v1【答案】 C【借题发挥】 本题主要考查对“速度、参考系”等基本概念的理解．常见的错误有两点：其一，空间想象力不够，抽象不出太阳与地球之间的空间关系，特别是太阳光的照射情景；其二，弄不清地球上的晨昏线，不理解飞机顺着地球自转方向运动为向东，逆着地球自转方向运动为向西．课件33张PPT。1．2 怎样描述运动的快慢目标导航
1.理解速度的概念，知道速度是描述物体运动快慢的物理量．(重点＋难点)
2．理解平均速度的概念及物理意义．(重点)一．什么叫速度
1．匀速直线运动：物体沿直线运动，如果在(任意)___________内通过的_____相等，这种运动叫做匀速直线运动．相等的时间位移2．速度
(1)定义：在匀速直线运动中，把物体通过的_____s跟发生这段位移所用的_____t的比值，叫做速度．
(2)公式：v＝____，在国际单位制中，速度的单位是________，符号为m/s(或m·s－1)．
(3)方向：速度的方向是__________方向．位移时间米每秒物体运动想一想
1．一个物体沿一直线运动，若在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移均为1 m，那么这个物体是否做匀速直线运动呢？
提示：不一定．要判断物体是否做匀速直线运动，必须是在任意相等的时间内通过的位移相等．而题目中物体在第1 s内可能运动的快慢发生变化,但只要在一秒内的位移是1 m就行了．位移所需时间想一想
2．甲、乙两人同时从同一地点A出发，沿着不同的路线同时到达另一地点B，请问此过程甲、乙两人的平均速度相同吗？
提示：相同．平均速度等于位移与时间的比值，甲乙两人的位移和时间都相同，故甲、乙两人的平均速度相同．要点一 对速度的理解
?学案导引
1．怎样描述物体运动的快慢？
2．匀速直线运动的速度有什么特点？1.匀速直线运动速度的特点：匀速直线运动是在任意相等的时间内，运动的位移都相等的直线运动，其速度是恒定的矢量．
2．矢量性：速度有大小、方向，方向就是物体的运动方向．
3．物理意义：描述物体运动快慢和运动方向的物理量．5．速度的变化：关于速度的变化，可以从以下三个方面表述：一是速度大小不变而方向发生改变；二是速度的方向不变而大小改变；三是速度的大小和方向都发生了改变．只要符合上述三方面中的一个，物体的速度就发生了变化． 甲、乙两物体作匀速直线运动情况如图所示，若由初位置到末位置用时1 s，分析两者速度的大小、方向关系．【思路点拨】 (1)速度的大小取决于单位时间内的位移．
(2)速度的方向可由正负号表示．【答案】 大小相同，均为3 m/s，方向相反
【方法指引】 在研究直线运动时，通常规定速度的正方向跟位移的正方向相同，即在同一坐标系中分析问题．变式训练
1．下列关于速度的说法正确的是( )
A．速度既有大小也有方向
B．速度描述物体运动快慢，只有大小
C．速度越大，物体的位移越大
D．速度越大，物体在单位时间内的位移越大解析：选AD.速度是描述物体运动快慢的物理量，既有大小，也有方向．速度在数值上等于单位时间内的位移，故A、D正确．要点二 对平均速度的理解
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1．对做非匀速直线运动的物体如何比较运动的快慢？
2．平均速度就是初中学习的平均速率吗，有哪些区别？1.平均速度
(1)反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,它与一段位移或一段时间相对应．
(2)在变速直线运动中，平均速度的大小跟选定的时间或位移有关，不同时间段内或不同位移上的平均速度一般不同．
(3)在变速直线运动中，两段相等时间内的平均速度或两段相等位移内的平均速度，一般不相等．特别提醒：在平均速度的计算时，必须指明求出的平均速度是对应哪段时间内或哪段位移内的平均速度，不指明对应过程的平均速度是没有意义的．2．平均速度和平均速率之间的区别和联系【答案】 C
【规律总结】 平均速度的大小跟选定的位移或时间有关，不同的位移或不同时间内的平均速度一般不同，必须明确求出的平均速度是对应哪一段位移或时间内的．变式训练
2．某运动员在百米赛跑时，测得2 s末的速度是9 m/s，在10 s末到达终点时的速度为10.2 m/s.则他全程的平均速度为( )
A．9.0 m/s B．9.6 m/s
C．10 m/s D．10.2 m/s平均速度和平均速率
[经典案例] 某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又沿原路返回到山脚,上山的平均速度为v1,下山的平均速度为v2，则往返的平均速度的大小和平均速率是( )【答案】 D【借题发挥】 平均速度和平均速率的计算问题一定要注意以下三点：
(1)平均速度与平均速率的区别．
(2)平均速度的定义及矢量性．
(3)分清哪段时间或哪段位移及路程．课件41张PPT。1．3 怎样描述运动的快慢(续)目标导航
1.理解瞬时速度的概念及物理意义，了解瞬时速度与平均速度的区别和联系．(重点)
2．了解光电门测量瞬时速度的原理，会用光电门测量小车的瞬时速度．
3．理解匀速直线运动s－t图像、v－t图像的物理意义；
会用图像表示位移和时间的关系.(重点＋难点)一、什么叫瞬时速度
1．定义：运动物体在某一_____或某一_____时的速度叫做瞬时速度．
2．物理意义：瞬时速度是精确描述做变速运动的物体在某个_____的运动情况的物理量．
3．方向：跟物体经过某一位置时的运动方向相同．时刻位置时刻4．瞬时速度的大小叫做__________，是一个______ (标量或矢量)．
想一想
1．汽车或摩托车的速度计，其指针所指的数值是瞬时速度还是瞬时速率？
提示：是汽车或摩托车该时刻的速度大小，即瞬时速率．瞬时速率标量5.实验探究：用光电门测量瞬时速度
(1)测量原理
测量瞬时速度，可以用________内的平均速度大小来代替，而且所取时间越短，误差越小．我们可以用光电门这个
实验装置来测量瞬时速度，
实验装置如图所示．很短时间想一想
2．遮光板的宽度是越宽越好?还是越窄越好?
提示：越窄越好，越窄物体通过光电门的时间越短，实验测量的物体的速度值越接近物体的瞬时速度．二、用图像描述位移和速度
1．位移图像
(1)在平面直角坐标系中，用
横轴表示____t，用纵轴表示
____s，根据给出的(或测定的)数据,作出几个点的坐标,用平滑的线将这几个点连接起来,这条线就表示了物体的运动特点,这种图像就叫做位移—时间图像,简称为__________．时间位移s－t图像(2)匀速直线运动的位移图像是一条____的直线,这条直线的斜率反映着物体的_________,斜率越大，______越大．倾斜速度大小速度2．速度图像
(1)在平面直角坐标系中，用
横轴表示______,用纵轴表示
_____，根据运动物体的速度数据，可作出它的速度—时间图像，简称为__________．
(2)物体做匀速直线运动时，由于它的速度大小、方向始终不变，故它的v－t图像应该是一条____________的直线.时间速度v－t图像平行于横轴要点一 平均速度和瞬时速度的理解
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1．平均速度越大，瞬时速度越大吗？两者有无必然的联系？
2．在哪种运动方式中平均速度与瞬时速度始终相同？1.瞬时速度
(1)瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢及方向，是矢量，一般情况下所提到的速度都是指瞬时速度．
(2)瞬时速度与某一时刻或某一位置相对应，即对应于某一状态．
(3)瞬时速率是指瞬时速度的大小，简称速率,它是标量，只有大小，没有方向．2．平均速度与瞬时速度的区别与联系 刘翔在广州亚运会实现三连冠后，为迅速提高其成绩，孙海平教练分析了刘翔训练中跑110米栏全程的录像带，测得：他在前7 s跑了51 m,7 s末到7.1 s末跑了0.89 m，跑到终点共用了13.09 s，则下列说法错误的是( )
A．全过程的平均速度为8.40 m/s
B．前7 s的平均速度为7.29 m/s
C．在7 s末的瞬时速度约为8.9 m/s
D．无法估计7 s末的瞬时速度【审题指导】 根据平均速度和瞬时速度的定义，结合题中给出的时间和时刻进行分析计算．
【精讲精析】 由平均速度的定义计算后判断A、B选项正确．从7 s到7.1 s仅有较短时间0.1 s，这段时间内的平均速度近似等于7 s末的瞬时速度，C正确，D错误．
【答案】 D【规律方法】 平均速度和瞬时速度都是描述物体运动快慢的物理量，平均速度是粗略描述运动物体在一段时间或一段位移中的平均快慢;瞬时速度是准确描述运动物体在某一时刻或某一位置的运动快慢的状态参量．求平均速度时要明确对应的过程，求瞬时速度时要明确对应的状态．平均速度与瞬时速度都是矢量，与平均速率、瞬时速率是完全不同的概念．变式训练
1．下面列举的几种速度中，指瞬时速度的是( )
A．某同学百米赛跑的速度是9 m/s
B．汽车以60 km/h的速度通过长江大桥
C．汽车速度计指示的速度是90 km/h
D．子弹在枪管里的速度是400 m/s解析：选C.根据平均速度对应的是时间和位移，由于百米、长江大桥和枪管里都是指一段位移，所以都是指平均速度,A、B、D错．而汽车速度计是指某个瞬时的速度，因此C正确，答案为C.要点二 对位移图像的理解
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1．s－t图像表示物体的运动轨迹吗？
2．如何利用s－t图像表示物体的运动情况？在直线运动中，可以用位移—时间图像来直观地描述物体的运动，分析图像时应注意(如图所示)1．匀速直线运动的位移—时间(s－t)图像：
匀速直线运动的s－t图像,是一条倾斜的直线．
2．对位移－时间(s－t图像识别)(1)纵截距：表示初始时刻的位置(如图中s0)．
(2)横截距：表示位移为零的时刻(如甲图中t3时刻)．
(3)两图像的交点：表示两物体在同一位置(即相遇)(如图中t2时刻)．(4)图像斜率的正负，表示物体运动的方向．即
①斜率为正表示物体向正方向运动．(如图中乙在0～t1)
②斜率为负表示物体向负方向运动．(如图中甲的运动)
(5)图像为平行于时间轴的直线：表明物体处于静止状态．(如图中乙在t1～t4)特别提醒：(1)位移—时间(s－t)图像表示位移s随时间t的变化情况,而不是物体的运动轨迹.
(2)位移—时间(s－t)图像上各点的坐标值表示该时刻物体所处的位置，而某段时间的位移对应坐标的变化． 如图所示是做直线运动的甲、乙物体的s－t图像，由图像可知( )A．两物体运动方向相反，且甲开始运动的时间比乙早t1
B．当t＝t2时，两物体相遇
C．甲物体运动速度大于乙物体运动速度
D．当t＝t3时，两物体相距s0【思路点拨】 解此题注意三点：
(1)s－t图中的直线表示匀速直线运动．
(2)图线的斜率反映运动速度的大小和方向．
(3)图线的交点表示位移相等．【精讲精析】 由图像可知，甲物体从零时刻离坐标原点距离为s0的位置向坐标原点做匀速直线运动，乙物体从t1时刻、从坐标原点的位置开始做匀速直线运动，所以甲开始运动的时间比乙早t1，甲图线的斜率为负值,乙图线的斜率为正值，说明两物体的运动方向相反,且甲图线的斜率小于乙图线的斜率,说明甲运动的速度小于乙运动的速度，选项A正确，C错误；t＝t2时甲、乙两物体在同一位置，故选项B正确；t＝t3时刻甲物体处于坐标原点位置，乙物体离原点的距离为s0，此时两物体间的距离为s0，故选项D正确．
【答案】 ABD【规律方法】 位移—时间(s－t)图像是描述物体运动的位移随时间的变化规律，运用技巧如下：
(1)正确分析物理图像的前提是建立清晰的物理情景,要将图像与实际运动情况结合起来,不要就图论图，纸上谈兵．(2)理解并熟记五个对应关系：图像斜率的正负对应运动的方向，纵截距对应计时零时刻的位置，横截距对应位移为零的时刻，两时刻的坐标值之差即两个时刻的位置变化对应该段时间的位移，两图像的交点表示相遇．变式训练
2．如图所示为甲、乙两物体在同一直线上运动的s－t图像，以甲的出发点为原点，出发时间即为计时的起点，则下列说法中正确的是( )A．甲、乙同时出发
B．乙比甲先出发
C．甲开始运动时，乙在甲的前面s0处
D．虽然甲在途中停止了一段时间，乙没有停止，但却在 t3时刻相遇解析：选ACD.由图像知，甲、乙的计时起点都是零，即两物体是同时出发的，计时开始时，甲的纵坐标是零，而乙的纵坐标是s0，即甲开始运动时，乙已在甲的前方s0处了．从t1到t2这段时间内甲的位移没有变化，即甲在途中停止了一段时间，而乙没有停止，在t3时刻甲、乙两物体离出发点的位移相同，即在t3时刻两物体相遇．由以上分析可知选项A、C、D正确，B错误．匀速直线运动s－t、v－t图像的综合分析
[经典案例] (14分)如图所示为一物体沿直线向东运动的s－t图像根据图像：(1)求前2 s内的位移，前5 s的总路程；
(2)求出0～2 s内的速度；
(3)画出与s－t图像对应的v－t图像．
【思路点拨】 先分析物体在不同时间内的运动情况，在s－t图像中，图线的斜率表示速度，若斜率不变，说明物体做匀速直线运动．求出物体在不同时间内的速度，然后建立合适的坐标系．【解题样板】 (1)由题图可知：在前2 s内，物体由s0＝10 m运动到s2＝30 m位移s＝s2－s1＝20 m(2分)
在前5 s内，先由s1＝10 m到s2＝30 m，再返回到s3＝0
总路程l＝20 m＋30 m＝50 m．(2分)【答案】 (1)20 m,50 m (2)10 m/s (3)见解题样板
【借题发挥】 在运动学中，解题时一定要先选取正方向，我们一般选取初速度的方向为正方向，然后确定各个物理量的正、负，切忌盲目代公式.课件45张PPT。1．4 怎样描述速度变化的快慢目标导航3．知道什么是匀变速直线运动，能从匀变速直线运动的v－t图像中理解加速度的意义．
4．会利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度．(重点)一、什么是加速度
1．定义：物体速度的变化跟发生这一变化所用时间的____，叫做加速度，通常用a表示．
2．物理意义：加速度是描述速度__________的物理量．比值变化快慢m/s2相同想一想
物体甲的加速度a1＝2 m/s2，物体乙的加速度a2＝－5 m/s2.比较甲、乙两物体的加速度的大小关系．
提示：加速度是矢量，“－”表示方向，而不表示大小，因此a1如图，图线的斜率表示物体
运动的_______．图线的斜率
越大，说明物体的____________．
二、匀变速直线运动
1．变速运动：物体速度__________的运动称为变速运动．加速度加速度越大发生变化2．匀变速直线运动：物体做直线运动时，如果它的_______大小、方向都不变，这种运动就叫做匀变速直线运动．
3．匀变速直线运动特点
(1)物体在直线运动过程中，________为一恒量，它的_____和_____都保持不变．
(2)当加速度与速度______时，物体做匀加速直线运动．当加速度与速度______时，物体做匀减速直线运动．加速度大小方向同向反向加速度要点一 对加速度的理解
?学案导引
1．速度为零时，加速度一定为零吗？速度越大，加速度越大吗？
2．加速度与速度、速度变化量有关吗？速度变化量越大，加速度越大吗？一、对加速度的理解
1．加速度的意义：(1)加速度是速度变化的快慢程度，它是速度对时间的变化率，是表示速度变化快慢的物理量．(2)加速度在数值上等于单位时间内速度的改变量．3．加速度方向的理解：(1)加速度的正、负号表示方向，而不表示大小．当a的方向与规定的正方向相同时，取正值；当a的方向与规定的正方向相反时，取负值．(2)加速度的方向跟速度的变化量的方向相同．二、速度v、速度变化量Δv及加速度a的比较 做匀加速运动的火车，在40 s内速度从10 m/s增加到20 m/s，那么火车40 s内速度的改变量是多少？火车的加速度是多少？加速度方向与速度改变量方向有什么关系？【答案】 10 m/s 0.25 m/s2 相同【规律方法】 利用加速度的定义式计算加速度要注意以下细节：
(1)明确初、末状态的速度．
(2)注意加速度的矢量性，明确其方向．
(3)加速度的大小与选取的正方向无关．变式训练
1．一个足球以10 m/s的速度沿正东方向运动,运动员飞起一脚，足球以20 m/s的速度向正西方向飞去，运动员与足球的作用时间为0.1 s，求足球速度的变化量、足球获得的加速度．答案：速度的变化量大小为30 m/s，方向向正西 加速度的大小为300 m/s2，方向向正西要点二 匀变速直线运动v－t图像的理解
?学案导引
1．利用v－t图像能否判断物体运动的加速度?怎样判断物体加速还是减速？
2．物体运动的位移能否从v－t图像中直接得出？1.匀变速直线运动的速度—时间图像
我们以横轴表示时间，纵轴表示速度，在平面直角坐标系中就能作出匀变速直线运动的v－t图像．v－t图像直观地反映了速度随时间的变化规律，如图所示． (2012·上海高一检测)某物体沿直线运动，其v－t图像如图所示，
下列说法中正确的是( )
A．第1 s内和第2 s内物体的速度方向相反
B．第1 s内和第2 s内物体的加速度方向相反
C．第3 s内物体的速度方向和加速度方向相同
D．第2 s末物体的加速度为零【思路点拨】 根据v－t图像中不同时间段的图线利用斜率、时间轴上、下方图像的意义分段研究．第3 s内，物体沿与正方向相反的方向做加速运动，速度方向与加速度方向一定相同，选项C正确；物体在第2 s末的加速度仍为－2 m/s2，选项D错误．
【答案】 BC变式训练
2．某乘客用手表估测火车的加速度，他先观测3分钟，发现火车前进了540 m；隔3分钟后又观测1分钟，发现火车前进了360 m，若火车在7分钟内做匀加速直线运动，则这列火车加速度大小为( )
A．0.03 m/s2 B．0.01 m/s2
C．0.5 m/s2 D．0.6 m/s2要点三 利用打点计时器测加速度
?学案导引
1．打点计时器的工作原理是什么？如何利用打点计时器确定时间？
2．能否利用打出的纸带计算瞬时速度和加速度？2．实验过程
(1)把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路．
(2)把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码，启动计时器，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条立即关闭电源． 如图所示是小车拖动纸带运动时打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s．试求打点计时器打下B、C、D各点时的瞬时速度及纸带运动的加速度.【思路点拨】 同样根据用某段时间内的平均速度等于该段的中间时刻的速度，计算打点计时器打下B、C、D各点时的瞬时速度．【答案】 0.26 m/s 0.30 m/s 0.34 m/s 0.4 m/s2加速度的计算
[经典案例] (14分)下表是通过测量得到的一辆摩托车沿直线运动时速度随时间的变化.请根据测量数据：
(1)画出摩托车运动的v－t图像．
(2)求摩托车在第一个10 s内的加速度．
(3)根据画出的v－t图像，利用求斜率的方法求出第一个10 s内的加速度．
(4)求摩托车在最后15 s内的加速度．【答案】 (1)见解题样板 (2)2 m/s2，与运动方向相同
(3)见解题样板 (4)2 m/s2，与运动方向相反课件36张PPT。第2章 研究匀变速直线运动的规律第2章 研究匀变速直线运动的规律2．1 伽利略对落体运动的研究
?2．2 自由落体运动的规律目标导航
1.了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法．
2．知道自由落体运动的概念，掌握自由落体运动的规律及特点．(重点＋难点)
3．理解自由落体的加速度，知道重力加速度的测量方法．一、伽利略对自由落体运动的研究二、自由落体的速度
1．自由落体运动
(1)定义：物体只在重力作用下从_____开始下落的运动，叫做自由落体运动．
(2)性质：自由落体运动是初速度为零的_______直线运动．
(3)条件：物体只受重力作用，初速度等于零.静止匀加速想一想
1．在空中运动的物体，若忽略空气阻力对它的影响，它做的一定是自由落体运动吗？
提示：不一定．自由落体运动有两个条件，除了只受重力作用外，初速度要求必须为零.2.自由落体的加速度
(1)大小：g＝_____ m/s2.
(2)方向：竖直_____．
3．速度表达式
vt＝gt.9.8向下重力加速度相等不同想一想
2．根据漫画讨论如图所示：他们采用了什么方法测量洞的深度？
提示：他们采用的是自由落体运动规律，通过测量石头下落的时间求位移的方法测量洞深．要点一 正确认识伽利略对落体运动的研究
?学案导引
1．亚里士多德落体运动的观点是什么？
2．伽利略是如何研究落体运动的？其意义是什么？1.正确认识亚里士多德的观点
亚里士多德是世界历史上了不起的人物，对科学有很大贡献．他对自由落体运动的认识代表了人类对自由落体运动的初步探索，我们应这样看待亚里士多德的观点：
①是人类在落体运动研究上迈出的第一步，有很大进步性；②是错误的；③统治了两千年．2.如何认识伽利略的科学方法
(1)伽利略第一次把实验与逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合了起来，打开了近代科学的大门,以前的学者只注重思辨,不注重实验．尊重事实，敢于质疑权威是创新的必备素质．伽利略把自己的科学方法付诸应用，成功地解决了自由落体运动的运动性质问题，其中有观察、有猜想、有实验、有逻辑推理(包括数学推演)，他的方法为后人所采用，创造了科学的奇迹．(2)伽利略为自由落体运动的研究，开创了研究物理规律的科学方法——抽象思维、数学推导与科学实验相结合，这种方法到现在仍然是物理学乃至整个自然科学最基本的研究方法，不但标志着物理学的真正开端，也有力地推进了人类科学认识的发展，近代科学研究的大门从此打开． 伽利略以前的学者认为,物体越重，下落越快．伽利略等一些物理学家否定了这种看法.
(1)在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为( )A．它们的质量不等
B．它们的形状不同
C．它们的材料不同
D．它们所受的空气阻力与重力的比值不等
(2)此塔顶端同时释放大小不等的实心铁球，下列说法中正确的是( )
①它们受到的空气阻力不等 ②它们的加速度相等
③它们落地的速度不等 ④它们下落的时间相等
A．①③ B．②④
C．只有② D．只有③【思路点拨】 解此题要注意两点：
(1)羽毛下落过程中空气阻力不能忽略．
(2)玻璃球和铁球下落过程中空气阻力可以忽略．
【精讲精析】 (1)玻璃球和铁球下落时与重力相比空气阻力可以忽略．羽毛下落得比玻璃球慢，是因为羽毛受到的空气阻力影响大,羽毛下落时与重力相比空气阻力不能忽略．(2)大小不等的实心铁球受到的空气阻力不相等．在忽略空气阻力的情况下，两球均做自由落体运动，下落的快慢程度相同，加速度相等．因下落高度相等，故下落的时间相等,落地的速度相等．
【答案】 (1)D (2)B变式训练
让体积相同的石块和木块从同一高度同时由静止下落，它们的重力均远大于各自受到的阻力，则( )
A．下落的全过程，它们的平均速度相等
B．若将两者捆绑在一起，让它们由静止下落,则比木块单独下落时快C．若将两者捆绑在一起，让它们由静止下落，则比石块单独下落时快
D．下落过程中，石块始终在木块的下方
解析：选A.若物体在下落过程中所受的空气阻力远小于自身重力，我们就可以忽略空气阻力对物体下落速度的影响，这时石块与木块都做自由落体运动．将两物体从同一高度同时由静止释放，在下落过程中两物体总是在同一高度，也会同时落地，所以两物体在下落全过程的平均速度相等，所以选项A是正确的，而选项D是错误的．选项B和C进行推理的前提是错误的,即认为重物体比轻物体下落得快，所以选项B、C都是错误的．要点二 正确理解自由落体运动
?学案导引
1．严格来说，自由下落的物体都要受到阻力的作用，那么什么样的运动可以当成自由落体运动来处理？
2．重力加速度产生的原因是什么？在地球上不同地点的重力加速度大小相等吗？方向相同吗？
3．自由落体运动的速度、位移的规律是怎样的？它是一种什么运动？1.物体做自由落体运动的条件
(1)初速度为零；
(2)除重力之外不受其他力的作用．
2．自由落体运动是一种理想化的运动模型
在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用,物体并不是做自由落体运动，当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落可以当做自由落体运动来处理．3．自由落体运动的实质
初速度为零、加速度a＝g的匀加速直线运动.
4．重力加速度
(1)产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的．
(2)大小：与地球上的位置及距地面的高度有关．
(3)方向：竖直向下．由于地球是一个球体，所以各处的重力加速度的方向是不同的． (2012·陕西汉阴中学月考)从离地面80 m的空中自由落下的一个小球,取g＝10 m/s2，求：
(1)经过多长时间小球落到地面上？
(2)自开始下落计时，在最后1 s内的位移．
(3)下落一半高度时的速度．
【思路点拨】 小球释放后做自由落体运动,根据自由落体运动的规律，选择合适的公式进行计算．【答案】 (1)4 s (2)35 m (3)28.28 m/s
【规律总结】 应用自由落体运动的规律时,应先确定研究对象，选定研究过程，明确物体的运动情况，结合自由落体运动规律进行求解．互动探究
上题中，小球从静止开始下落的第1秒内，第2秒内的位移之比是多少？第1秒末、第2秒末的速度之比呢？由v＝gt知，第1秒末的速度v1＝gt＝10×1 m/s＝10 m/s
第2秒末的速度v2＝gt′＝10×2 m/s＝20 m/s
v1∶v2＝1∶2.
答案：1∶3 1∶2自由落体运动规律的综合应用
[经典案例] (10分)如图所示，悬
挂的直杆AB长为a，在B以下h处
有一长为b的无底圆柱筒CD，若
将悬线剪断，问：(1)直杆下端B穿过圆柱筒的时间是多少？
(2)整个直杆AB穿过圆柱筒的时间是多少？【规律总结】 本题属于杆状物体下落问题,下落的直杆有长度，分析这类问题的关键是将端点转化为质点问题进行处理，并把直杆穿圆柱筒的过程和对应的自由落体运动的位移用图示表示出来便于分析清楚．课件30张PPT。2．3 匀变速直线运动的规律目标导航
1.知道从自由落体运动到匀变速直线运动的研究方法．
2．掌握公式和图像等研究匀变速直线运动方法．(重点)
3．掌握匀变速直线运动的位移和速度的关系式，并会运用其进行计算．(重点＋难点)一、从自由落体到初速度为零的匀变速运动
1．自由落体运动的实质：初速度为零、加速度为a＝g的匀变速直线运动．
2．速度公式：________.
3．位移公式：________.vt＝at4．图像：初速度为零的匀变速直线运动的v－t图像是一条_______的直线，如图所示，图像的斜率就反映了________的大小．过原点加速度vt＝v0＋at4．图像：匀变速直线运动的速度图像是一条倾斜直线，如图所示：
①纵轴的截距表示__________的大小；
②图线的_____表示加速度的大小；
③图像下的面积表示相应时间的位移．初速度v0斜率要点一 对匀变速直线运动速度公式的理解
?学案导引
1.公式vt＝v0＋at中各符号的物理意义是什么?
2.在应用vt＝v0＋at进行计算时，如何处理正方向？1.公式vt＝v0＋at中各符号的含义
(1)v0、vt分别表示物体的初、末速度．
(2)a为物体的加速度，且a为恒量．
2．公式的方向性
(1)公式中的v0、vt、a具有方向性，应用公式解题时，一般取v0的方向为正方向，a、vt与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值．(2)a与v0同向时物体做匀加速直线运动，a与v0方向相反时，物体做匀减速直线运动．
3．公式的适用条件
公式vt＝v0＋at只适用于匀变速直线运动．
4．公式vt＝v0＋at的特殊形式
(1)当a＝0时，vt＝v0(匀速直线运动)；
(2)当v0＝0时，vt＝at(由静止开始的匀加速直线运动)． 火车沿平直轨道匀加速前进，过某一路标时的速度为10.8 km/h,1 min后变成54 km/h，需再经多长时间火车的速度才能达到64.8 km/h?【精讲精析】 设火车在三个时刻的速度分别为v1、v2、v3.如图所示．
则三个不同时刻的速度分别为
v1＝10.8 km/h＝3 m/s，v2＝54 km/h＝15 m/s,
v3＝64.8 km/h＝18 m/s，时间t1＝1 min＝60 s.【答案】 15 s【规律总结】 速度公式vt＝v0＋at的适用条件是匀变速直线运动，应用公式时必须首先对运动性质和运动过程进行判断分析,并养成画图的习惯，主要有两种图：(1)v－t图像；(2)运动过程草图．变式训练
某汽车在路面上以43.2 km/h的速度行驶，前方出现紧急情况，需要在2 s内停下来，汽车的加速度不得小于多少？方向怎样？答案：6 m/s2 方向与汽车运动方向相反1.公式表述的是匀变速直线运动的位移与时间的关系，适用条件必须是匀变速直线运动，包括匀加速和匀减速直线运动． 一物体做匀加速直线运动，初速度为v0＝5 m/s，加速度为a＝0.5 m/s2，求：
(1)物体在3 s内的位移；
(2)物体在第3 s内的位移．
【思路点拨】 计算物体运动的位移，应该认清是哪一段时间内的位移，第(1)小题所求位移的时间间隔是3 s，第(2)小题所求位移的时间间隔是1 s，即2 s末到3 s末的位移．【答案】 (1)17.25 m (2)6.25 m
【方法总结】 利用位移与时间关系的公式计算位移时，关键是根据已知条件确定各量的符号，合理选取公式，同时注意所求的位移是哪段时间的位移．互动探究
上题中，若物体以v0＝5 m/s、加速度a＝0.5 m/s2做匀减速直线运动，则
(1)物体3秒内的位移是多少？
(2)当vt＝0时，物体运动多长时间？位移是多少？答案：(1)12.75 m (2)10 s 25 m根据图像分析匀变速运动问题
[经典案例] (14分)汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0～60 s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示.(1)画出汽车在0～60 s内的v－t图线；
(2)求在这60 s内汽车行驶的路程．
【审题指导】 先分析物体在各个时间内的运动情况,0～10 s内物体做匀加速直线运动，10～40 s内物体做匀速直线运动，40～60 s内物体做匀减速运动．【解题样板】 (1)10 s末物体的速度v1＝a1t1＝2×10 m/s＝20 m/s(2分)
物体做匀速直线运动的速度
v2＝20 m/s.(2分)
第60 s末物体的速度
v3＝v2－a3t3＝20 m/s－1×20 m/s＝0(2分)
v－t图像如图所示．(3分)【答案】 (1)见解题样板 (2)900 m【借题发挥】 求解物体运动的位移时，既可以由运动学公式求得每一段的位移，也可以根据在v－t图像中图线与坐标轴所围的“面积”来表示，有时往往用图像更为简捷方便，做题时要灵活处理．课件34张PPT。2．4 匀变速直线运动规律的应用目标导航
1.学会建模，把实际物体的运动抽象为匀变速直线运动．
2．掌握匀变速直线运动在生活中的追及和相遇问题分析和计算．(重点＋难点)一、生活中的匀变速直线运动
匀变速直线运动是一种_______的运动模型.例如，但当我们忽略某些次要的因素后，可以在车辆启动(或超车)的一段时间内，认为它做_______直线运动，刹车时则做_______直线运动，直至停止．理想化匀加速匀减速想一想
交通民警在处理交通事故时，要测量刹车距离，你知道这样做的目的吗？
提示：测量刹车距离后，可由刹车距离计算车速，看行车时是否超速行驶．二、追及和相遇
1．一个从静止开始做加速运动的物体，追前面一个做匀速运动的物体．追上前，当它们__________时，二者之间相距最远．
2．一个初速度较大的做匀减速直线运动的物体，追一个以较小速度做匀速直线运动的物体(未追上时)，当它们速度相等时，二者之间相距最近．速度相等三、v－t图像的应用
v－t图像不仅形象地反映了速度随时间的变化规律，还可以辅助运算．应用v－t图像，可以把较复杂的问题转为较简单的数学问题解决，尤其是图像的定性分析．要点一 机车安全距离
?学案导引
1．高速路上行驶的汽车间为何要保持一定的车距？
2．这种车距是根据什么计算出的？1.含义：安全距离是指在同车道行驶的机动车，后车与前车保持的最短距离．安全距离包括反应距离和刹车距离两部分．2．决定因素
(1)反应距离：在后车驾驶员发现前方有路障到立即采取制动这段时间内车行驶的距离．在这个过程中，认为车做匀速直线运动，由匀速直线运动的位移公式s＝vt知，反应距离取决于反应时间和车的行驶速度，而反应时间与驾驶员的注意力程度、驾驶经验和体力状态等都有关系，在制定交通规则时一般按平均反应时间0.9 s进行计算．特别提醒：对于刹车类问题应注意题中给出的时间与实际运动时间的关系． 汽车在高速公路上行驶的速度为108 km/h，若驾驶员发现前方70 m处发生了交通事故，马上刹车，使车以7.5 m/s2大小的加速度做匀减速运动，如果驾驶员的反应时间是 0.5 s，则该汽车是否会有安全问题？【思路点拨】 解此题要注意两点：
(1)汽车的运动看成反应时间内的匀速和刹车后的匀减速运动；
(2)解题时要画出过程图．【精讲精析】 在驾驶员反应时间里，汽车做匀速直线运动，刹车后汽车做匀减速直线运动，其运动情况如下图所示，选取汽车行驶的初速度方向为正方向．
已知v＝108 km/h＝30 m/s.
汽车做匀速直线运动的位移为
s1＝vt＝30 m/s×0.5 s＝15 m，【答案】 会有安全问题
【规律方法】 在涉及安全距离类问题的计算时，要将汽车的运动构建成熟悉的物理模型，以便合理选取运动学规律，对于反应时间要看题目的要求．互动探究
上题中，若不计反应时间，且不会有安全问题，汽车减速运动的加速度至少为多少？要点二 追及、相遇问题的分析
?学案导引
1．生活中常见哪种类型的追及问题？如何建立物理模型？
2．追及相遇类问题中，如何判断追上、追不上，相距最远或最近？1.特征：两物体在同一直线上运动，往往涉及追及、相遇或避免碰撞等问题．解答此类问题的关键条件是：两物体能否同时到达空间某位置．
2．解题思路
(1)根据对两物体运动过程的分析，画出两物体运动的示意图．(2)根据两物体的运动性质，分别列出两物体的位移方程，注意要将两物体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，这是解题关键．
(4)联立方程求解，并对结果进行简单分析．3．解决方法
大致分为两种：一是物理分析法，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，然后列方程求解；二是数学方法，因为在匀变速直线运动的位移表达式中有时间的二次方，我们可列出位移方程，利用二次函数求极值的方法求解，有时也可借助v－t图像进行分析． (2012·上海高一检测)某一长直的赛道上有一辆赛车，其前方Δs＝200 m处有一安全车正以v0＝10 m/s的速度匀速前进，这时赛车从静止出发以a＝2 m/s2的加速度追赶．试求：
(1)赛车追上安全车之前，从开始运动起经过多长时间与安全车相距最远？最远距离为多少？(2)赛车经过多长时间追上安全车？
(3)当赛车刚追上安全车时,赛车手立即刹车,使赛车以4 m/s2的加速度做匀减速直线运动,问两车再经过多长时间第二次相遇？(设赛车可以从安全车旁经过而不发生碰撞)【思路点拨】 解此题应把握三点：
(1)两车速度相等时，是相距最远的条件；
(2)若两车追上，则应在同一位置，依据位移关系求解；
(3)对于刹车类问题应注意减速到零的实际时间．【答案】 (1)2 s 225 m (2)20 s (3)20 s【规律总结】 (1)判断处理物体间追及、相遇问题的实质，在于判断两物体在相等的时间内能否到达相同的空间位置．因此，要根据两个物体的运动性质，列出两个物体的位移方程，并注意时间关系．
(2)画出两物体运动过程的示意图，明确两物体的位移关系．
(3)注意挖掘题中的隐含条件，如速度相等的临界条件．变式训练
一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以v＝8 m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶,经2.5 s警车发动起来,以加速度a＝2 m/s2做匀加速运动.试问：
(1)警车要多长时间才能追上违章的货车？
(2)在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多少？答案：(1)10 s (2)36 m图像法分析追及、相遇问题
[经典案例] (2012·宁夏高一检测)甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，t＝0时刻同时经过
公路旁的同一个路标．
在描述两车运动的v－t图
中(如图所示)，直线a、b分别描述了甲、乙两车在0～20 s的运动情况．关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是( )
A．在0～10 s内两车逐渐靠近
B．在10 s～20 s内两车逐渐远离
C．在5 s～15 s内两车的位移相等
D．在t＝10 s时两车在公路上相遇【审题指导】 解此类问题要利用图像信息判断追及类型及各物体的运动规律，结合图像的斜率、截距、面积、交点分析．【解题样板】 本题涉及运动形式是匀速追匀减速的物体，在0～10 s内，乙车的速度一直比甲车大，两车应逐渐远离，则A不正确；在10 s～20 s内，甲车的速度一直比乙车大，两车逐渐靠近，则B不正确；在5 s～15 s内，两图像与坐标轴所围的面积相等，则两车的位移相等，则C正确；在t＝10 s时两车速度相等，相距最远，则D不正确．
【答案】 C课件32张PPT。第3章 力与相互作用第3章 力与相互作用3.1 牛顿第三定律目标导航
1.知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念．
2．知道牛顿第三定律的内容，能用它解决简单的问题．(重点)
3．能区分平衡力与作用力和反作用力．(重点＋难点)一、从拔河比赛谈起
实验发现：无论是一方“主动”施力，还是双方同时施力，两个测力计的示数总是_____的．
二、牛顿第三定律
1．力的概念：物理学中，把物体之间的相互作用称作力．相等2．作用力和反作用力：物体之间的相互作用总是成对出现的，通常叫做作用力和反作用力．我们把其中一个力叫做作用力，那么另一个力就叫做___________．
3．牛顿第三定律
(1)内容：两物体之间的作用力和反作用力总是大小_____,方向_____,作用在__________上.
(2)表达式：________________．反作用力相等相反一条直线F甲对乙＝－F乙对甲想一想
成语“以卵击石”是指拿蛋去碰石头，比喻不估计自己的力量，自取灭亡．那么是否蛋碰石头的力小于石头碰蛋的力呢？
提示：不是，两个力一样大，只是蛋承受力的能力差，在相同大小力的作用下蛋破了，而石头安然无恙．要点一 对作用力、反作用力的理解
?学案导引
1．物体间相互作用时，先有作用力后有反作用力吗？
2．作用力和反作用力能使物体平衡吗？和平衡力有哪些区别？1.对作用力与反作用力关系的正确理解
作用力和反作用力的关系可总结为“四同三异”2.一对作用力和反作用力跟一对平衡力之间的比较 物体静止于水平桌面上，则( )
A．桌面对物体支持力的大小等于物体的重力的大小，这两个力是一对平衡力
B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力
D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力【思路点拨】 首先分析物体的受力情况,然后根据平衡力与相互作用力的特征进行分析.
【精讲精析】 明确一对作用力和反作用力的关系是:等大、反向、共线、同时、同性、异体；而一对平衡力虽然等大、反向、共线,但它们不一定具有同时性，也不一定是同种性质的力，更重要的是它们一定作用在同一个物体上．物体和桌面受力情况如图所示．
因物体处于平衡状态，且N与G作用于同一物体，因此N和G是一对平衡力，故A正确．因作用力和反作用力分别作用在两个物体上，故B错．因压力是弹力，而弹力与重力是性质不同的两种力，故C错．
支持力和压力是由于物体与桌面相互作用(挤压)而产生的，因此N和N′是一对作用力和反作用力，故D错．
【答案】 A
【方法总结】 区分平衡力和作用力、反作用力：
(1)看受力物体是一个还是两个．
(2)看力的性质是否相同．变式训练
1．关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识，正确的是( )
A．一对平衡力的合力为零，作用效果相互抵消，一对作用力与反作用力的合力也为零、作用效果也相互抵消
B．作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，且性质相同，平衡力的性质却不一定相同C.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，且一对平衡力也是如此
D．先有作用力，接着才有反作用力，一对平衡力都是同时作用在同一个物体上
解析：选B.作用力和反作用力的受力物体是两个，故不能求合力，作用效果不能抵消，故A错．作用力与反作用力均有同时性，性质也一定相同，而平衡力不具有同时性，故C错．B正确，D错误．要点二 对牛顿第三定律的理解
?学案导引
1．牛顿第三定律的内容是什么？如何理解“总是”的意思？
2．牛顿第三定律数学表达式F甲对乙＝－F乙对甲中“－”表示什么？1.数学公式：F甲对乙＝－F乙对甲．其中F甲对乙表示作用力，F乙对甲表示反作用力，“－”表明二者的方向相反．
2．定律意义：牛顿第三定律是牛顿对力学基础理论奠基的最具独创性的贡献，形象而深刻地揭示了自然界中物体之间相互作用力的规律与特点．3．对牛顿第三定律的理解
(1)牛顿第三定律与参考系的选择无关，这是因为物体间的相互作用是客观存在的，不因参考系的不同而使物体间相互作用的性质发生任何变化．
(2)对定律内容中“总是”二字的理解：
“总是”是强调对于任何物体，在任何条件下，作用力和反作用力的关系都成立．①不管物体大小形状如何．
②不管物体的运动状态如何，例如静止的物体之间、运动的物体之间或静止与运动的物体之间的相互作用力都是大小相等的．
③作用力与反作用力的产生和消失是同时的. 用牛顿第三定律判断下列说法中正确的是( )
A．马拉车时，只有马对车的拉力大于车对马的拉力时才能前进
B．物体A静止在B上，A的质量是B的质量的10倍，所以A作用于B的力大于B作用于A的力
C．轮船的螺旋桨旋转时向后排水，水同时给螺旋桨一个反作用力D．发射火箭时，燃料燃烧后，喷出的气体给空气一个作用力，空气施加的反作用力推动火箭前进
【思路点拨】 解此题把握两点：
(1)作用力与反作用力的关系．
(2)牛顿第三定律“总是”的含义．
【精讲精析】 A、B项中所述的力均为一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律知应大小相等，故A、B错误．D项中火箭喷出的气体给空气一个作用力(大气层中)，空气施加的反作用力阻碍喷出的气体运动，推动火箭前进的力是火箭喷出气体的反作用力,D项错误．
【答案】 C【规律方法】 (1)作用力和反作用力始终等大反向，同时存在，同时消失．作用在两个物体上，其作用效果分别体现在各自的受力物体上，所以作用力和反作用力产生的效果不能抵消．
(2)牛顿第三定律是个普遍定律，它的成立不受条件限制，作用力与反作用力的关系与物体运动状态无关，与参考系的选取无关．变式训练
2．汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下面的说法正确的是( )
A．汽车能拉着拖车向前是因为汽车对拖车的拉力大于拖车拉汽车的力
B．汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力C．匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车向前拉拖车的力大于拖车向后拉汽车的力
D．拖车加速前进时，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力解析：选D.汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对作用力和反作用力,二者一定等大、反向、分别作用在拖车和汽车上，故A错；作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失，故B错；不论汽车匀速运动还是加速运动，作用力和反作用力总相等，故C错；拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力，故D项正确．浮力反作用力的应用
[经典案例] (8分)如图所示，台秤上放半杯水，台秤示数G′＝50 N，另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂一边长为
a＝10 cm的正方体金属块,金
属块的密度ρ＝3×103 kg/m3，当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水中深b＝4 cm时，弹簧测力计和台秤的读数分别为多少？(已知：ρ水＝103 kg/m3，g取10 m/s2)
【审题指导】 弄清弹簧测力计、台秤的读数表示怎样的含义．(弹簧测力计、台秤所受弹力的大小)【解题样板】 金属块所受浮力F浮＝ρ水gV排＝1×103×10×(10×10－2)2×4×10－2 N＝4 N(3分)
因为金属块受到浮力作用，从而使弹簧测力计的示数减小4 N.
所以弹簧测力计的示数
F弹＝G金－F浮＝ρ金gV－F浮
＝3×103×10×(10×10－2)3 N－4 N＝26 N(3分)因水对金属块有竖直向上的浮力，由牛顿第三定律得金属块将对水有竖直向下的反作用力，大小也为4 N，所以台秤的示数为F台＝G′＋F浮＝54 N．(2分)
【答案】 26 N 54 N
【借题发挥】 解决有关浮力的问题时，一定要注意：浮力一定存在一个竖直向下、且和它等大的反作用力，切记不要漏析．课件46张PPT。3．2 弹 力目标导航
1.知道形变的概念和显示微小形变的方法．
2．知道弹力产生的条件及掌握弹力方向和有无的判断方法．(重点＋难点)
3．了解弹力和形变的关系，并能用胡克定律计算弹力．(重点)一、形变与弹力
1．形变：物体的______或_____的改变，叫做形变，任何物体即使受到很小的力，都会发生______．
2．弹性形变：作用在物体上的外力撤去后，物体能恢复原状的形变．形状体积形变范性形变：物体不能恢复原状的形变．
弹性限度：发生弹性形变的物体的形变有一个限度,超过这个限度物体就不能恢复原状,这个限度叫做弹性限度．
3．弹力
(1)定义：发生__________的物体，由于要恢复原状，就会对跟它______使它发生形变的物体产生力的作用，这种力叫做弹力．
(2)产生条件:①____；②物体发生________.弹性形变接触接触弹性形变想一想
1．把一个玻璃瓶装满水，瓶口用中间插有细管的瓶塞塞上，如图所示，
用手按压玻璃瓶，细管中的水
就上升，这说明什么问题？
提示：说明按压玻璃瓶，玻璃瓶发生形变，容积减小，水被挤压上升．二、胡克定律
1．内容：在_________内，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．
2．数学表达式：_______，其中k叫做弹簧的_________，其单位是______.弹性限度F＝kx劲度系数N/m想一想
2．到实验室借一个弹簧测力计，
弹簧测力计能测物体重力，想一
想其原理是什么？
提示：由二力平衡和胡克定律知，重力作用下，弹簧秤被拉长，弹力等于重力．三、弹力的方向
1．压力(支持力)的方向一定_____接触面指向被压(被支持)的物体．
2．绳索的弹力方向一定沿着____而指向绳索_____的方向．
四、多种多样的形变
形变的种类：形变一般包括_____形变、____形变、_____形变、_____形变、_____形变.垂直绳索收缩拉伸压缩弯曲扭转剪切要点一 物体间弹力有无的判断
?学案导引
1．只要两物体接触就一定有弹力吗？只有形变呢？
2．弹力产生的条件是什么？如何判断两物体间弹力的有无？ 如图所示，A、B两物体并排放在水平桌面上，C物体叠放在AB上，D物体悬挂在线的下端时绳恰好竖直，且与斜面接触．若接触面均光滑，下列说法中正确的是( )
A．A对B的弹力方向水平向右
B．C对地面的压力大小等于C的重力C．D对斜面没有压力作用
D．斜面对D的支持力垂直斜面向上
【思路点拨】 物体接触并产生弹性形变时,就能产生弹力的作用；无法直接判断有无形变时，可用假设法．【精讲精析】 A和B接触但没有相互挤压，所以A和B之间不产生弹力作用,选项A错误：C对A、B产生向下的压力作用，对地面并不产生压力，选项B错误；如果撤去斜面，D物体仍然静止，处于原来的状态，所以D与斜面之间没有弹力作用，选项C正确，D错误．
【答案】 C【规律总结】 判断有无弹力的步骤：
(1)明确研究对象，明确接触情况；
(2)假设将与物体相接触的物体去掉，分析研究对象是否还能在该位置保持原来的状态；
(3)若研究对象不能保持原来的状态，说明该处有弹力，反之，就没有弹力．变式训练
1．在甲、乙两图中，A、B之间一定有弹力的是________图
解析：乙图中，A、B两物体虽然接触但没有弹力，而甲图中，A、B之间一定有弹力，这是因为如果去掉其中的一个小球，另外一个小球的状态一定变化．
答案：甲要点二 弹力方向的判断
?学案导引
1．两物体之间是点和面相接触时，弹力的方向如何确定？
2．两个相互接触的球面之间存在弹力时，弹力方向一定沿两球心的连线吗？
3．绳的弹力方向沿绳收缩的方向，杆的弹力方向一定沿着杆的方向吗？(1)弹力的方向：与使物体发生形变的外力方向相反，即与物体形变的方向相反，与接触面垂直．
支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体；绳的拉力的方向是沿着绳收缩的方向，接触面是平面的，弹力(压力或支持力)垂直于平面，接触面是曲面的，弹力垂直于曲面该处的切平面．(2)弹力方向的确定方法：弹力的方向与接触面(截面)垂直，与形变方向(即产生形变的外力方向)相反．2．几种常见弹力方向的对比特别提醒：要注意的是绳子这类柔软的物体只能产生拉力，方向沿绳子指向绳子收缩的方向；对于轻杆则不同，轻杆既能产生拉力也能产生压力，并且方向不一定沿着杆的方向． 画出图甲(G为重心)、乙、丙、丁中球与杆所受到的弹力示意图．【思路点拨】 解此题关键有两点：
(1)判断两物体间有无弹力．
(2)根据接触方式或物体的特点判断弹力的方向．【精讲精析】 (1)接触面处的弹力垂直于接触面，绳子弹力沿绳子收缩方向，所以甲、乙两图的受力如图．
(2)丙图中有两个接触面，很显然下面的接触面有向上的弹力，如果左边接触面有弹力，则弹力必水平向右，画出示意图如图丙a所
示，所以物体将会运动，这与题意矛盾，因此左接触面没有弹力，如图丙b所示．(3)对丁图如果我们剪断水平绳子，球不会开始运动，说明水平绳子对球没有施加作用(弹力)．【答案】 见精讲精析
【规律总结】 弹力方向的判断步骤：
(1)确定物体之间作用的类型；
(2)确定产生弹力的物体；
(3)找出使该物体发生形变的外力方向；
(4)确定物体产生的弹力方向．变式训练
2．画出图中物体A受到的弹力．解析：弹力的方向总与接触面垂直．甲中是两平面接触，所以A受的弹力(支持力)与接触面垂直而指向被支持的物体；乙中是两球面接触，与接触面垂直的方向可以由两球心的连线(或球心与切点的连线)方向确定；丙中A球左侧受弹力，方向与竖直墙壁垂直．右下方属于点点接触，由球心与接触点连线方向确定作用力所在直线．答案：如图所示要点三 探究胡克定律
?学案导引
1．弹簧弹力的大小与什么因素有关？满足什么关系？
2．弹簧的劲度系数与弹簧的弹力成正比，与弹簧的伸长量成反比吗？1.探究弹簧伸长量与弹力的关系
(1)实验器材：铁架台、下端带挂钩的弹簧、钩码若干、刻度尺等．如图所示．(2)实验步骤：在弹簧挂钩上挂钩码，测量并在表中记下弹簧的伸长量；然后不断增加钩码,记下增加一个钩码对应的弹簧的伸长量．
(3)测量数据：弹簧总伸长量x/m.
在坐标系上作出F－x实验图像．(4)实验结果：弹簧的弹力F与弹簧伸长量x的关系图像，如图所示，由图可知，弹力F与弹簧伸长量x成正比．2．关于胡克定律应注意以下四点
(1)成立条件：在弹性限度内．
(2)弹簧的形变量x：弹簧伸长(或缩短)的长度,不是弹簧的原长．
(3)劲度系数k：反映了弹簧的“软”、“硬”程度，由弹簧本身的性质决定．
(4)推论式：ΔF＝kΔx，式中ΔF、Δx分别表示弹力的变化量和形变的变化量． 下表是某同学为探索弹力和弹簧伸长的关系所测的几组数据：
(1)请你在图中的坐标线上作出F－x图像．
(2)写出曲线所代表的函数．(x用m作单位)(3)解释函数表达式中常数的物理意义．
【思路点拨】 根据已有的数据选好坐标轴、每个格所代表的物理量多少，是作好图像的关键．【精讲精析】 (1)将x轴每一小格取为1 cm，y轴每一小格取为0.25 N，将各点描到坐标纸上，并连成直线，如图所示．
(2)由图像得：F＝20x.
(3)函数表达式中的常数：
表示使弹簧伸长(或压缩)
1 m所需的拉力(或压力)
为20 N.【答案】 见精讲精析
【规律总结】 在物理学中经常用图像处理物理问题，应用图像的好处是：直观、方便.应用图像处理问题，要注意：(1)图像斜率的意义(或曲线切线斜率的意义)；(2)图像与纵轴、横轴交点的物理意义．变式训练
3．某同学在做“研究弹簧的伸长量与弹力的关系”实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，
作出外力F与弹簧总长
度L的关系图线如图所
示．(实验过程是在弹
簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为________cm；
该弹簧的劲度系数为________N/m.
答案：10 50胡克定律的应用
[经典案例] 一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为( )【审题指导】 解此题要注意题中的l1、l2是弹簧的长度，计算时，设出原长计算形变量是关键．【答案】 C【借题发挥】 (1)应用胡克定律解题时，一定要弄清F＝kx中的x是弹簧的形变量．
(2)弹簧弹力的方向可以根据弹簧是处于压缩状态还是处于伸长状态来确定．反之，如果知道弹力的方向，也可确定弹簧是处于压缩还是伸长状态．课件45张PPT。3．3 摩擦力目标导航
1.知道滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向．(重点)
2．知道滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,知道滑动摩擦力跟正压力成正比．(重点)
3．知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的方向，知道最大静摩擦力的概念．(难点)一、滑动摩擦力
1．定义：当一个物体跟另一个物体有相对滑动时，在它们的接触面上产生的摩擦力，叫做滑动摩擦力．2．大小：f＝_____.
其中μ为动摩擦因数，没有单位；μ的大小跟相互接触的两物体的材料性质、表面状况有关．N是指接触面间的压力大小．
3．方向：与接触面相切，与物体______运动的方向相反．μN相对想一想
1．滑动摩擦力的方向和物体运动方向相反吗？滑动摩擦力总是阻力吗？
提示：滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，不一定和物体的运动方向相反．滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力．二、静摩擦力
1．定义：物理学中，把这种物体间有____________时产生的摩擦力叫做静摩擦力．
2．方向：跟物体_____________的方向相反．
3．大小：大小随外力的变化而变化，由外部因素决定．静摩擦力所达到的最大值fmax叫做_____________．故静摩擦力大小的取值范围是：________.相对滑动趋势相对滑动趋势最大静摩擦力02．跑步时，脚受到的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力？方向如何？
提示：跑步时，脚和地面接触的时间内，脚并没有和地面发生相对运动，因此脚受到的摩擦力为静摩擦力，方向和人的运动方向相同．
要点一 对摩擦力及产生条件的理解
?学案导引
1．滑动摩擦力与静摩擦力产生条件有何不同？
2．受静摩擦力的物体一定静止吗？静摩擦力一定是阻力吗？特别提醒：(1)静止的物体可能受到滑动摩擦力，运动的物体可能受到静摩擦力．
(2)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以与物体的运动方向相反．
(3)摩擦力可以是阻力也可以是动力． 关于摩擦力，下列说法正确的是( )
A．只要两个物体接触且有相对运动，这两个物体之间就一定有摩擦力
B．摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反
C．静止的物体一定受到静摩擦力，运动的物体一定受到滑动摩擦力
D．摩擦力一定阻碍物体的相对运动或相对运动趋势【思路点拨】 根据产生摩擦力的三个条件,和摩擦力的方向及作用效果进行判定．
【精讲精析】 产生摩擦力的条件是：两物体相互接触且有弹力，接触面粗糙，有相对运动或相对运动趋势，三者缺一不可，A错误；摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，故摩擦力一定阻碍物体的相对运动或相对运动趋势,B错误、D正确;静止的物体只要和相互接触的物体间存在相对运动，可能受滑动摩擦力作用，运动的物体只要和相互接触的物体间存在相对运动的趋势，也可能受到静摩擦力作用，C错误．
【答案】 D【规律总结】 不能习惯认为静止物体受到静摩擦力，运动物体受到滑动摩擦力．摩擦力产生于相对运动或相对运动趋势的物体之间，故静止的物体可能受滑动摩擦力，运动的物体也可能受静摩擦力．变式训练
1．关于摩擦力，下列说法正确的是( )
A．两个物体之间的静摩擦力总是一个定值
B．摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同或相反
C．静摩擦力可以是动力，也可以是阻力，滑动摩擦力一定是阻力
D．运动的物体可以受静摩擦力作用，静止的物体也可以受滑动摩擦力作用解析：选BD.物体之间的静摩擦力随着外力的变化而变化，并不是一个定值，选项A错误；滑动摩擦力可以与运动方向同向，也可以反向，比如，子弹打进放在光滑地面上的木块的过程中，木块受到的摩擦力与木块的运动方向相同，而子弹受到的摩擦力与子弹的运动方向相反．静摩擦力也是如此，比如传送带将物体匀速运到高处，物体受到的静摩擦力的方向与运动方向相同，而皮带受到的静摩擦力方向与运动方向相反，选项B正确；当摩擦力方向与运动方向相同时，摩擦力就充当动力，当摩擦力方向与运动方向相反时，摩擦力就充当阻力，选项C错误；运动的物体可以受静摩擦力的作用，如传送带向上运送物体，物体与传送带间的摩擦力为静摩擦力．静止的物体也可以受滑动摩擦力作用，如物体在桌面上滑动时，桌面受的摩擦力就是滑动摩擦力，故选项D正确．要点二 静摩擦力有无及方向的判定
?学案导引
1．相对静止的物体可能受静摩擦力吗？
2．静摩擦力的方向一定和物体的运动方向相反吗？1.静摩擦力有无的判断
(1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势．
(2)假设法：假设两物体间无静摩擦力，看物体是否相对滑动．
①如果物体改变原来的运动状态，则两物体之间存在静摩擦力．
②如果物体的运动状态不变，则两物体之间不存在静摩擦力．2．静摩擦力方向的判定 如图所示，用力F去拉叠放在一起的两物体A、B，但没有拉动，两物体仍然保持静止状态，则( )A．B物体受到A物体的静摩擦力的作用，方向与F方向相同
B．B物体受到A物体的静摩擦力的作用，方向与F方向相反
C．A物体受到地面的静摩擦力作用，方向与F方向相同
D．A物体受到地面的静摩擦力作用，方向与F方向相反【思路点拨】 解此题关键有两点：
(1)两物体之间是否有静摩擦力产生，关键是看两个接触的物体之间是否同时有挤压和相对运动趋势．
(2)要确定静摩擦力的方向，必须明确两物体间相对运动趋势的方向．【精讲精析】 (1)以B为研究对象，分析A对B的静摩擦力
(2)以A为研究对象，分析地面对A的静摩擦力【答案】 D
【规律方法】 假设法是判断物体间有无静摩擦力的有效方法．在假设物体间接触面光滑的情况下，若物体间不发生相对运动，则无相对运动趋势，也就不存在静摩擦力；若发生相对运动，则有相对运动趋势，也就说明存在静摩擦力．互动探究
若上题中力F作用在B上且两物块仍静止，试分析A、B受摩擦力情况．
解析：对于B物块，假设A、B之间接触面光滑，在力F作用下，不可能保持静止状态,将会向左运动，故B相对A有向左运动的趋势，所以物块B受到物块A对它向右的静摩擦力作用．对于A物块，由于A给B一个向右的静摩擦力作用，根据力的相互性，B物块将给A物块一个向左的静摩擦力作用．假设A与地面间光滑，A物块将在此静摩擦力作用下向左运动而不可能处于静止状态，因此A物块受到地面对它向右的静摩擦力作用．综上分析，B物块受到A物块对它向右的静摩擦力作用，A物块受到B物块和地面对它的两个静摩擦力作用．
答案：见解析特别提醒：(1)计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力．
(2)静摩擦力用平衡条件计算，其大小只与平行于接触面方向的力有关，与垂直接触面方向的力无关．
(3)滑动摩擦力用f＝μN计算或用平衡条件计算，其大小只与垂直接触面方向的力有关，与沿接触面方向的力无关． 用20 N的水平力在水平地面上拉重60 N的物体时，物体恰能被拉动；物体运动后只需18 N的拉力即可使物体做匀速直线运动．该物体静止在水平地面上，若用15 N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；若用30 N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；物体与地面间的动摩擦因数为________．【思路点拨】 解答本题时按以下思路分析：【精讲精析】 水平力为20 N时恰能拉动，说明最大静摩擦力fmax＝20 N．若用F1＝15 N的力拉物体，由于F1fmax，物体受【答案】 15 N 18 N 0.3变式训练
2．重100 N的物体放在水平地面上，它与水平地面间的动摩擦因数为0.25，最大静摩擦力为30 N．今用一水平拉力F作用于木块，当F的大小由8 N增大到28 N的时刻，地面对物体的摩擦力大小为________；当F大小由35 N减小到28 N的时刻，地面对物体的摩擦力大小为________．解析：当F的大小由8 N增大到28 N时，拉力大小还小于最大静摩擦力，故物体仍静止不动，摩擦力为静摩擦力，由二力平衡可知，此时的静摩擦力大小为28 N；当F大小为35 N时，拉力大于最大静摩擦力，故物体做加速运动，当F减小到28 N时，物体仍是运动的，此时物体受得摩擦力为滑动摩擦力．由f＝μN＝μG可知f＝0.25×100 N＝25 N.
答案：28 N 25 N动摩擦因数的测量
[经典案例] (10分)测量物体间动摩擦因数的方法很多，现提供长木板、滑块、弹簧测力计等器材，供选用的装置如图甲、乙所示．(1)请分析说明最好选用哪个图示装置进行实验，并根据选用的图示装置写出简单的实验步骤和动摩擦因数的表达式．
(2)若要测量纸与木板之间的动摩擦因数，应如何改进？
【审题指导】 实验的设计和操作都要把握住“弹簧弹力”的大小等于A、B间摩擦力的前提，以后利用f＝μN计算μ.【解题样板】 (1)选图甲所示实验装置进行实验较好．原因是：如果用图乙所示装置进行实验，必须匀速拉动弹簧测力
计，才能保证弹簧测力计示数稳定，而“匀速拉动”是很难控制的．如果用图甲所示装置进行实验，根据滑动摩擦力大小与相对滑动速度无关的道理，拉动长木板的速度无论变化还是不变化，测力计上的示数都是稳定的，这就使得实验易于操作，可以减小实验误差．(4分)【答案】 见解题样板
【借题发挥】 动摩擦因数测定实验的原理是f＝μN的应用，正确测定摩擦力f和压力N是实验成功的关键．课件24张PPT。3．4 分析物体的受力目标导航
1.知道对物体进行受力分析的一般顺序，会做物体的受力图．(重点＋难点)
2．初步了解物体受力分析的一般方法，加深对力的概念、常见三种力的认识．一、怎样对物体进行受力分析
1．受力分析
受力分析就是分析__________受到的力．
2．受力分析的步骤
(1)确定研究对象，研究对象可以是_____、_____、_____、__________．研究对象质点结点物体物体系统(2)按顺序分析物体所受的力，一般先分析_____、_____、________，再分析电场力、磁场力等其他力．
(3)正确画出物体的_____________．
(4)检查，防止______、_______和________．
3．受力分析的依据
(1)根据力的______和___________进行受力分析．重力弹力摩擦力受力示意图错画力多画力漏画力性质产生的条件(2)根据物体运动状态确定物体受力．
物体运动状态：平衡状态、非平衡状态．
4．受力分析的方法
________、________等．隔离法整体法二、重心
1．概念：一个物体各部分受到的重力，从效果上看，可以把它们集中作用于一点，这一点称为_______．
2．意义：当把物体简化为质点研究时，可以把物体受到的各个力都集中在其重心上．重心要点 物体受力分析的方法
?学案导引
1．在正确进行受力分析时，如何选取研究对象？
2．正确进行受力分析常采用怎样的程序？1.研究对象的选取方法
(1)整体法：把系统作为一个整体进行受力分析的方法叫整体法．通常研究外力作用时使用整体法．
(2)隔离法：把系统内其中一个物体隔离出来进行受力分析的方法叫隔离法．通常研究内力作用时使用隔离法．使用隔离法时尽量隔离受力少的物体．实际问题中整体法与隔离法要结合起来灵活运用，通常先整体后隔离．2．物体受力分析的程序
(1)根据题意选取研究对象．选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便．研究对象可以是单个物体或物体的某一部分，也可以是由几个物体组成的系统．
(2)把研究对象从周围的物体中隔离出来．为防止漏掉某个力，要养成按一般步骤分析的好习惯，一般应先分析重力，然后环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力．(3)每分析一个力，都要想一想它的施力物体是谁，这样可以避免分析出某些不存在的力.如竖直上抛的物体并不受向上的推力,刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力”．
(4)画完受力图后要进行定性检查，看一看根据你画的受力图，物体能否处于题目所给的运动状态． 如图所示，A、B、C三木块叠放在水平桌面上，对B木块施加一水平向右的恒力F，三木块共同向右匀速运动，已知三木块的重力都是G，分别对三木块进行受力分析．【思路点拨】 对物体的受力分析要抓住两点：
(1)搞清研究对象，多物体相关联注意整体法和隔离法的应用．
(2)按照先重力，后弹力，再摩擦力的顺序，只分析研究对象的受力，不分析施力．【精讲精析】 先从受力最简单的A开始分析，竖直方向受向下的重力G，B对A的支持力N1＝G，水平方向不受力，如图甲．B木块竖直方向受三个力作用：重力G、A对B的压力N1′＝G，C对B的支持力N2＝2G；水平方向受两个力：向右的推力F和C对B摩擦力fCB＝F，如图乙所示．C木块竖直方向受三个力作用：重力G、B对C的压力N2′＝2G，桌面对C的支持力N3＝3G；水平方向受两个力：水平向右的静摩擦力fBC＝F，桌面对C向左的滑动摩擦力f桌C＝F，如图丙所示．【答案】 见精讲精析
【规律总结】 物体的受力分析，应始终扣住“力是一个物体对另一个物体的作用”的概念，按“重力一定有，弹力看四周，分析摩擦力，不忘电磁浮”的步骤进行，在画受力图时不要出现多画不存在的力和少画物体实际受到的力的情况．变式训练
如图所示，物体A、B在力F的作用下静止在竖直墙面上，试对物体A、B进行受力分析．解析：研究物体A，即把物体A隔离出来，首先肯定受竖直向下的重力的作用，其次A与B接触且紧压，B对A有弹力作用，方向水平向右；在竖直方向上，如果只受
竖直向下的重力作用，将不会
静止，所以还受到B施加的竖
直向上的静摩擦力的作用(图甲)．隔离物体B，首先它受竖直向下的重力作用；其次，与它接触的物体有A和墙壁，显然墙对它的弹力是水平向右的；而由于它对A有弹力作用，方向水平向右，则A对它有反作用力，即水平向左的弹力作用；再
次，由于它对A有静摩擦力
作用，方向竖直向上，则A
对它有反作用力，即竖直向下的静摩擦力作用；最后，物体B在这几个力的作用下不可能保持静止，可见墙壁对B还有着竖直向上的摩擦力作用(图乙)
答案：见解析运动状态及受力分析综合
[经典案例] (8分) 如图所示，分析电梯上的人的受力情况：
(1)人随电梯匀速上升时；
(2)人刚踏上匀速上升的电梯的瞬间．【思路点拨】 解此题要分析两点：
(1)匀速上升过程中，人的受力满足二力平衡.
(2)人踏上匀速上升的电梯瞬间，人和电梯有相对滑动的趋势．【解题样板】 (1)由于电梯做匀速运动，所以站在电梯上的人跟电梯一起做匀速运动，受力平衡．则人受到重力G、电梯对人的支持力N；人与电梯之间没有相对运动，所以没有滑动摩擦力；假设人与电梯之间光滑，人与电梯之间也不会发生相对滑动(一起匀速上升)，所以也没有相对运动的趋势，没有静摩擦力．(4分)(2)人刚踏上电梯时，人的速度等于零，人相对电梯有向左滑动的趋势，则受到水平向右的静摩擦力作用，所以人受到重力G、支持力N，静摩擦力f.(4分)
【答案】 (1)如图甲 (2)如图乙【借题发挥】 研究对象的确定是力学问题的切入点，而按照规范的顺序查找力，是确保受力分析准确的基础,物体受的每一个力,都应该能找到这个力的施力物体．结合运动状态验证力，也是受力分析的重要步骤．总之，要养成良好的思维习惯．课件55张PPT。第4章 怎样求合力与分力第4章 怎样求合力与分力4．1 怎样求合力目标导航
1.知道合力与分力的概念，理解合力与分力之间的等效替代关系．(重点)
2．掌握力的平行四边形定则，会用平行四边形定则求合力．(重点)
3．知道共点力的概念．
4．知道矢量和标量，知道矢量合成遵循的法则．一、合力与分力
1．共点力
几个力如果都作用在物体的_______，或者它们的延长线都相交于_____，这几个力叫做共点力．同一点一点2．合力与分力
当一个物体受到几个力共同作用时，如果能用另外一个力代替它们，并且它的作用效果跟原来那几个力的共同作用______相同，那么这个力就叫做那几个力的______，那几个力就叫做这个力的______.
3．合力与分力的关系：_________关系．效果合力分力等效替代想一想
1．图中一个成年人或两个小孩都能提起相同质量的一桶水，这是我们常见的情景．两个小孩的合力作用效果与那个成年人相同吗？
提示：力作用效果相同．二、用平行四边形定则求合力
1．实验探究
(1)实验依据：两个力共同作用使橡皮筋的伸长与一个力作用使橡皮筋发生的形变______时，这一个力就是那两个力的合力．
(2)实验操作：让两个测力计互成任意夹角来拉，把橡皮筋一端拉到某一位置O，再用一个测力计也把橡皮筋一端拉到__________．相同同一位置(3)数据处理：得到一组数据后，以那两个力F1、F2为邻边作__________，求出对角线F，与用一个测力计拉时的拉力F′比较，发现F与F′的大小和方向相差不多，如图所示．平行四边形2．平行四边形定则
求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为____作平行四边形，这两个邻边之间的________就表示合力的大小和方向，这就是力的平行四边形定则．邻边对角线想一想
2．“合力一定大于任一分力，分力一定小于合力”的说法对吗？
提示：不对，合力与分力满足的是平行四边形定则，平行四边形的边长不一定小于对角线长度．三、矢量和标量
1．定义：矢量是既有大小又有______，并且按平行四边形定则进行合成的物理量．只有大小、没有方向的物理量叫标量．
2．计算:矢量的运算法则是_______________;标量的运算法则是代数法．方向平行四边形定则要点一 对合力与分力的理解
?学案导引
1．两个力的合力等于这两个力的代数和吗？
2．两个力的合力一定大于分力吗？
3．两个大小不变的力的合力随夹角θ的增大如何变化？1.合力与分力的关系
(1)等效性：合力的作用效果与分力的共同作用效果相同，它们在效果上可以相互替代．
(2)同体性：各个分力是作用在同一物体上的.分力与合力指同一物体，作用在不同物体上的力不能求合力．
(3)瞬时性：各个分力与合力具有瞬时对应关系，某个分力变化了,合力也同时发生变化.2．合力与分力的大小关系
由平行四边形定则可知，F1、F2的夹角变化时，F的大小和方向也发生变化．
(1)两分力同向时，合力最大，Fmax＝F1＋F2.
(2)两力反向时，合力最小，Fmin＝|F1－F2|，其方向与较大的一个分力相同．(3)合力的取值范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.
(4)夹角θ越大，合力越小．
(5)合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力． 关于合力与分力，下列说法正确的是( )．
A．合力与分力是物体同时受到的力
B．合力比分力大
C．合力是各分力共同作用时产生效果的等效替代
D．两物体间的一对作用力和反作用力的合力为零【思路点拨】 解答此题时应注意以下关键点：
(1)理解合力与分力概念时抓住“等效”、“替代”四个字．
(2)理解合力概念，合力不等于“力之和”，力的合成遵循平行四边形定则．
(3)有相互作用力的受力物体是相互作用的两个物体．【精讲精析】 本题从合力的施力物体、大小关系、等效性、合成要求四方面分析．【答案】 C
【规律方法】 (1)在力的合成中分力是实际存在的，每一个分力都有对应的施力物体，而合力没有与之对应的施力物体．
(2)合力为各分力的矢量和，合力可以大于、等于、小于两个分力中的任何一个．变式训练
1．关于合力与其两个分力的关系，正确的是( )
A．合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力
B．合力的大小随分力夹角的增大而增大
C．合力的大小一定大于任意一个分力
D．合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力解析：选D.在分力大小不变的情况下，合力F随θ角的增大而减小，随θ角的减小而增大,范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，所以，F可以大于任一分力，也可以小于任一分力或等于某一分力．要点二 探究合力与分力关系的实验
?学案导引
1．探究合力与分力关系实验的原理是什么？
2．实验是如何比较合力与分力关系的？结论是什么？1.同一实验中的两只弹簧测力计需先选取再用，将两只弹簧测力计钩好水平对拉，若两只弹簧测力计示数一样即可使用，检查两弹簧测力计水平放置时，指针是否指零刻度线,拉动时，弹簧及指针是否跟外壳相摩擦，这些可以减小实验的系统误差．2．施加拉力时要沿弹簧测力计轴线方向，且要注意橡皮条、弹簧测力计和细绳均不可与木板相接触，而且还要与木板保持平行．
3．使用弹簧测力计提供拉力时，拉力适当地大一些，可减小相对误差，但必须兼顾合力不要过大，以免用一弹簧测力计拉橡皮条时超出量程．4．应使细绳适当长一些，这样可使弹簧测力计拉至木板边缘之外，另外在记录细绳方向时误差也小．记录细绳方向时，视线要与板面垂直，沿细线方向描出的两点，间距适当大些，撤去细线后再用直尺连线，不可事先在纸上画好结点位置和两个分力的方向．5．用两弹簧测力计拉橡皮条时，两细绳的夹角不宜太大．
6．画力的图示时，应选取适当的标度，尽量使图画得大些，严格按力的图示要求和几何作图法作出合力，并且F1、F2和F′必须按同一标度画出． 在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下说法中正确的是( )
A．同一实验过程中，O点位置允许变动
B．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度线 C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点
D．实验中，把橡皮条另一端拉到O点时，两弹簧秤之间的夹角应取90°，以便于算出合力大小【精讲精析】 从橡皮条固定点到O点的连线，是合力的作用线方向,如果O点变动，那么合力的大小、方向都要变化，就不能验证力的平行四边形定则，故A选项错；C选项中，因一个弹簧秤已拉到最大量程，再通过调节另一个弹簧秤拉橡皮条到O点时，每一个弹簧秤都可能超过最大量程，造成损坏，或读数不准，故C选项错；互成角度的两个力的合成，是利用平行四边形定则进行合成，两个分力成任意角度都适用，不必成90°角，故D选项错．B选项中符合实验要求，故B正确．
【答案】 B【方法总结】 (1)为了使两个弹簧秤的拉力的作用效果与一个弹簧秤的拉力的作用效果相同，同一实验的两次拉动过程中，结点O必须重合．
(2)实验过程中两个拉力的合力是用平行四边形定则求出的，不是计算出的，故没必要使两弹簧秤之间的夹角取特殊角．变式训练
2．(2012·龙岩高一检测)将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连接着一个量程为6 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计．当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图甲所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出．(1)由图甲可读得两个相互垂直的拉力大小分别为________N和________N(只需读到0.1 N).
(2)在图乙所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．解析：(1)读弹簧测力计示数时，应注意首先找零刻度，尤其是竖直放置的那个弹簧测力计是倒置的，它的读数是
2.5 N而不是3.5 N，水平放
置的弹簧测力计读数是4.0
N．(2)选取标度，作出力
的图示及求得的合力如图所示．
答案：(1)4.0 2.5 (2)见解析图要点三 合力的求解方法
?学案导引
1．用作图法求合力时应注意什么问题？
2．两个力的大小相等、夹角为60°或120°,怎样求合力的大小？1.图解法
用图解法求作用在同一点的两个互成角度的力的合力时，程序一般是：
选标度，用一个点表示物体，分别作出F1、F2的图示，如图所示；作辅助线，构成平行四边形；作出两分力所夹的平行四边形的对角线，即合力F；用刻度尺量出该对
角线的长度,计算合力的大小；
量出合力F与F1的夹角，表示
合力的方向． 物体受到两个力F1和F2的作用，F1＝30 N，方向水平向左；F2＝40 N，方向竖直向下．
(1)求这两个力的合力F.
(2)两个力的合力能简单理解为两力的数值之和吗？
【思路点拨】 根据两分力的方向画出两分力的示意图，利用图解法或计算法求解．【精讲精析】 法一：作图法
选取单位长度为10 N的线段为标度，则分别取3个单位长度、4个单位长度自O点引两条有向线段OF1和OF2.以OF1和OF2为两个邻边，作平行四边形如图所示，则对角线OF就是所要求的合力F.量出对角线的长度为
5个单位长度．则合力的大小F＝
5×10 N＝50 N，用量角器量出
合力F与分力F1的夹角θ为53°.(2)因为力是矢量，既有大小，又有方向，所以力的合成不能理解为简单的代数运算．
【答案】 (1)50 N 左下方与水平成53°角
(2)见精讲精析
【规律方法】 (1)在同一个图上的各个力，必须采用同一标度，并且所选力的标度的比例要适当．
(2)作图法和计算法是矢量运算的通用法则，适用于任何矢量的运算．互动探究
若例题中两力的大小F1＝F2＝F，两力的夹角为θ.
(1)试用计算法求两力的合力的大小和方向．
(2)若F＝30 N，据(1)讨论合力大小的范围．求合力的实际应用
[经典案例] (10分) (2012·上海高一检测)杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的我国自行设计建造的双塔
双索面迭合梁斜拉桥，如
图所示．挺拨高耸的208米主塔似一把利剑直刺穹苍,塔的两侧32对钢索连接主梁，呈扇面展开，如巨型琴弦，正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲．假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°，每根钢索中的拉力都是3×104 N，那么该对钢索对塔柱形成的合力有多大？方向如何？【解题样板】 法一：作图法
如图甲所示，自O点引两根有向线段OA和OB,它们跟竖直方向的夹角都是30°.(3分)
取单位长度为1×104 N，则OA和OB的长度都是3个单位长度．(3分)
量得对角线OC长为5.2个单位长度，所以合力的大小为F＝5.2×1×104 N＝5.2×104 N，方向竖直向下．(4分)甲 乙【答案】 5.2×104 N 方向竖直向下
【借题发挥】 作图法的优点是便于理解矢量的概念，形象直观，缺点是不够精确，误差较大．作图时应注意采用统一的标度，标出箭头，且实线、虚线要分明．计算法的优点是精确．应用计算法时先用平行四边形定则作图，再通过数学知识计算出合力．作图时，尽量通过添加辅助线得到一些特殊的三角形，如直角三角形、等边三角形、等腰三角形等，这样便于计算.课件33张PPT。4．2 怎样分解力目标导航
1.知道力的分解的含义及力的分解的方法．
2．知道力的分解要从实际情况出发．
3．会用图示法根据实际要求运用平行四边形定则求分力．(重点)1．力的分解原因：沿着某方向作用的一个力，确实能产生______方向的作用效果，这些效果就是由这个力的_____产生的，所以,在实际应用中，常常需要对力进行_____．其他分力分解2．力的分解方法
力的合成遵循平行四边形定则，力的分解也应遵循________________，在进行力的分解时，必须根据力的作用效果，获得一些关于分力的_____ (例如分力的大小或分力的方向等)，才能根据平行四边形定则求出分力．平行四边形定则信息3．力分解的依据：力的分解必须依据力的___________．
4．正交分解：把一个力分解成_________的两个分力，称为正交分解法，是物理学中最常用方法．作用效果互相垂直要点一 力的分解的理解
?学案导引
1．将一个力进行分解时,分解的方法唯一吗?分力与合力有等效性吗？
2．力的合成与力的分解都遵守平行四边形定则吗？合成与分解互为逆运算吗？1.力的分解原则
(1)一个力分解为两个力，从理论上讲有无数组解．因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无穷多个(如图所示)．
(2)实际分解时，按力的作用效果可分解为两个确定的分力．2．力的分解的思路3．力的效果分解的常见实例 (2012·上海高一检测)如图所示，两完全相同的小球在挡板作用下静止在倾角为θ的光滑斜面上，求甲、乙两种情况下小球对斜面的压力之比．【思路点拨】 根据重力的效果将重力分解,画出平行四边形利用几何关系求解．【答案】 1∶cos2θ
【规律总结】 根据力的实际效果分解力时,一般按照下列顺序进行：
(1)首先根据力的实际效果确定两个分力的方向．
(2)根据两个分力的方向作出力的平行四边形,确定表示分力的有向线段．
(3)利用数学知识解平行四边形或三角形，计算分力的大小和方向．变式训练
1．如图所示，光滑小球放在夹角为45°的竖直墙壁和斜面之间，处于静止状态，则斜面对球的弹力与球的重力的
大小之比为多少？墙对球的
弹力与球的重力的大小之比
又为多少？要点二 力的正交分解
?学案导引
1．物体受多个力的作用时，怎样确定某个力的实际作用效果？
2．在力的正交分解中如何选取坐标轴？如何计算合力？1.目的：将力的合成化简为同向、反向或垂直方向的分力，便于运用普通代数运算公式解决矢量的运算，“分”的目的是为了更好的“合”．
2．适用情况：适用于计算三个或三个以上力的合成．3．步骤
(1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点，直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上．
(2)正交分解各力：将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并在图上注明，用符号Fx和Fy表示，如图所示．(3)在图上标出力与x轴或力与y轴的夹角，然后列出Fx、Fy的数学表达式，与两轴重合的力不需要分解．
(4)分别求出x轴、y轴上各力的分力的合力，即：
Fx＝F1x＋F2x＋…
Fy＝F1y＋F2y＋… 如图，已知共面的三个力F1＝20 N、F2＝30 N、F3＝40 N作用于物体的同一点上,三个力之间的夹角都是120°，求合力的大小和方向．
【思路点拨】 建立正交坐标系，将每个力向两个相互垂直的方向分解，然后求出这两个方向上的合力，最后求出总的合力．【借题发挥】 本题如果直接对三个力两两合成求合力，过程十分繁乱．因此可以选择两个互相垂直的方向先进行力的正交分解，然后再进行力的合成．用正交分解法求共点力的合力建立坐标系时，应注意让尽可能多的力落在坐标轴上．变式训练
2．大小均为F的三个力共同作用于O点，如图所示，F1与F2、F2与F3之间的夹角均为60°,求它们的合力．答案：2F 方向与F2相同力的分解的实际应用
[经典案例] (12分) 某压榨机的结构示意图如图所示，其中B点为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于壁的力F，则由
于力的作用，使滑块C压紧物
体D.设C与D光滑接触，杆的重力不计，压榨机的尺寸如图所示，求物体D所受压力的大小是F的多少倍？(滑块C重力不计)
【审题指导】 审题时要注意以下两个层次:
(1)F的作用有两个效果沿AB和AB′方向压缩两杆．
(2)杆AB′的弹力产生两个效果，沿水平方向向左推C和沿竖直方向挤压C.力F2的作用效果是对滑块C产生水平向左推的分力和竖直向下压紧的分力N′，将力F2沿水平方向和竖直方向分解，如图(b)所示，由此有：N′＝F2sinθ(4分)
由题图中的几何关系可知tanθ＝10，由以上三式可得滑块C对物体D的压力：N＝N′＝5F.(4分)
【答案】 5倍【借题发挥】 在解决具体的物理问题时，一般都应该感受并确立力的实际作用效果，按力的效果确定好分力的方向．再遵循平行四边形定则画出力的平行四边形，从而将实际的物理问题转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题加以求解．课件34张PPT。4．3 共点力的平衡及其应用目标导航
1.知道平衡状态和平衡力的概念．
2．掌握共点力的平衡条件．
3．会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题．(重点＋难点)一、生活离不开平衡
如果物体保持_____或匀速直线运动状态称物体处于平衡状态．
二、从二力平衡到共点力平衡
1．在共点力作用下物体的平衡条件是__________．即F合＝__.
2．共点力作用下物体的平衡条件在直角坐标系中可表示为Fx＝__，Fy＝__.静止合力为零000想一想
物体的速度为零，物体是否处于平衡状态？
提示：不一定，因为速度为零时物体所受合外力不一定为零，例如竖直上抛上升到最高点的那一时刻，物体速度为零，所受合外力为重力．要点一 对平衡状态和平衡条件的理解
?学案导引
1．物体的平衡状态指的是什么？如何判断？
2．平衡状态的物体满足哪些条件？1.动态平衡与静态平衡的比较
物体的平衡状态分为静态平衡(物体保持静止)和动态平衡(物体做匀速直线运动)两种形式．
(1)区别：物体的加速度和速度都为零的状态叫做静止状态;物体的加速度为零,而速度不为零且保持不变的状态是匀速直线运动状态.
(2)联系：静态平衡和动态平衡的共同点是运动状态保持不变，加速度为零3．由平衡条件得出的结论
(1)物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力必定等大反向，是一对平衡力．
(2)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,任意两个力的合力与第三个力等大反向．
(3)物体受N个共点力作用处于平衡状态时，其中任意一个力与剩余(N－1)个力的合力一定等大反向．
(4)当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受的合力均为零．特别提醒：平衡状态与力的平衡不同，平衡状态指物体的匀速直线运动或静止状态，力的平衡是作用在同一处于平衡状态的物体上的几个力所满足的一种关系．力的平衡是物体平衡的条件，物体处于平衡状态是力的平衡的结果． 下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是( )
A．如果物体的运动速度为零，则必处于平衡状态
B．如果物体的运动速度大小不变，则必处于平衡状态
C．如果物体处于平衡状态，则物体沿任意方向的合力都必为零D．如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相同
【思路点拨】 处于平衡状态的物体，在运动形式上是处于静止或匀速直线运动，从受力上来看是所受合外力为零．【精讲精析】 物体运动速度为零时不一定处于静止状态，A选项错；物体运动速度大小不变、方向变化时，不是做匀速直线运动,一定不是处于平衡状态，B选项错；物体处于平衡状态时，合力为零，物体沿任意方向的合力都必为零，C选项正确；任意两个共点力的合力与第三个力等大反向、合力为零,物体处于平衡状态，D选项错误．【答案】 C
【规律方法】 (1)判断物体是否处于平衡状态，可依据平衡条件，也可以利用平衡状态的定义．
(2)物体受多个共点力而平衡时，平衡条件可以有不同的叙述形式，如任何一个力必与其他所有力的合力大小相等，方向相反．变式训练
1．下列图示中哪些是静态平衡，哪些是动态平衡？解析：根据动态平衡和静态平衡的概念，(1)和(2)中的物体A均做匀速直线运动，所以都是动态平衡，(3)中物体A向上运动时受重力作用，合力不为零，不是平衡状态，(4)中物体A处于静止状态，是静态平衡
答案：(4)是静态平衡 (1)、(2)是动态平衡要点二 共点力平衡问题的求解方法及步骤
?学案导引
1．常见共点力平衡问题的方法有哪些？共同点是什么？
2．求解共点力平衡问题的基本思路和步骤是什么？1.共点力平衡问题的常用方法
(1)合成法：对于三个共点力作用下的物体平衡,任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反．
(2)分解法：对于三个共点力作用下的物体平衡，任意一个力沿与另外两个力反方向进行分解，所得分力与另外两个力大小相等、方向相反．(3)正交分解法：把力沿两个互相垂直的方向进行分解的方法叫正交分解法．选共点力作用的交点为坐标原点，恰当地建立直角坐标系xOy，将各力沿两坐标轴依次分解为互相垂直的两个分力．然后分别求出相互垂直的x、y两个方向的合力且满足平衡条件Fx＝0，Fy＝0.多用于物体受到三个以上共点力作用而平衡的情况．2．处理共点力平衡的一般步骤
(1)根据问题的要求和计算方便，恰当地选择研究对象．
(2)对研究对象进行受力分析，画出受力分析图．
(3)通过“平衡条件”，找出各力之间的关系,把已知量和未知量联系起来．
(4)求解，必要时对求解结果进行讨论． (2011·高考江苏卷)如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g.若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为( )【思路点拨】 本题属于三力平衡，可以根据任意两个力的合力与第三力等大反向求解,也可以根据力的分解求解，还可以用正交分解法求解．【答案】 A
【规律总结】 处理平衡问题，应注意要先确定研究对象(可以是物体，也可以是一个点)，再正确地分析物体的受力情况，根据物体的受力，结合物体的平衡条件来选择合适的解题方法，一般情况若物体受三个力作用时，常用合成法或分解法，受力个数多于三个一般要用正交分解法．变式训练
2．(2011·高考广东卷)如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止．下列判断正确的是( )A．F1>F2>F3 B．F3>F1>F2
C．F2>F3>F1 D．F3>F2>F1
解析：选B.P点在三力F1、F2、F3作用下保持静止，则其合外力为零，F1、F2的合力F12与F3等大反向．对三角形PF1F12，由大角对大力可知，F12>F1>F2，从而可得F3>F1>F2.整体法、隔离法在平衡问题中的应用
[经典案例] (2012·山西大学附中高一检测)如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体
A，A的左端紧靠竖直墙，A
与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态，若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则( )
A．球B对墙的压力增大
B．物体A与球B之间的作用力增大
C．地面对物体A的摩擦力减小
D．物体A对地面的压力减小【思路点拨】 A、B都处于静止状态，运动状态相同．在判断地面对A的摩擦力、A对地面的压力以及墙壁对B的弹力时，可将A、B看做一个整体来处理．判断A、B间的作用力时，可以隔离B来分析．【解题样板】 将A、B作为一个整体来研究,受力如图所示，受到总的重力GA＋GB、地面对A的支持力NA、地面的静摩擦力fA、墙壁对B的弹力NB.根据平衡条件有
水平方向：fA＝NB竖直方向：NA＝GA＋GB
可见，当A向右移动少许时，物体A对地面的压力不变．
再隔离B分析，如图所示，受到重力GB、墙壁的弹力NB、A对B的弹力N三个力的作用．根据平衡条件可知，弹力N和NB
的合力与GB等大反向，如图．
则有【答案】 C
【借题发挥】 当涉及多个研究对象时，如果一个一个地用隔离法来研究，不仅麻烦，而且无法直接判断它们之间的运动趋势，较难处理，但采用整体法来解决，就直观容易得多，必要时再隔离物体分析．课件36张PPT。第5章 研究力和运动的关系第5章 研究力和运动的关系5．1 牛顿第一定律目标导航
1.了解力是改变物体运动状态的原因．
2．了解牛顿第一运动定律，并能用牛顿第一定律解释生活中的有关问题．(重点)
3．了解惯性概念，知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度．(重点)一、重新习惯地球上的生活
航天员回到地球上所谈的感受中蕴含着一个深刻的物理道理，那就是_________的关系.运动和力二、伽利略的实验和牛顿的总结
1．伽利略的实验2．牛顿第一定律
(1)内容：一切物体总保持______________状态或_____状态，直到_____迫使它____运动状态为止．
(2)意义：揭示了力和运动的关系，力不是_____物体运动的原因，而是_____物体运动状态的原因．匀速直线运动静止外力改变维持改变想一想
1．伽利略斜面实验虽具有实验的特点但不是真实的实验，是理想实验，由此得到的结论可靠吗，为什么？
提示：可靠．伽利略的斜面实验是建立在可靠的事实基础上的，以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律．三、惯性有大小吗
1．惯性是物体的_____属性，与物体的受力情况及运动情况______．
2．____是物体惯性大小的唯一量度．_____越大，物体的惯性越大，物体的运动状态越难改变．固有无关质量质量想一想
2．如图所示，当用铅笔猛击纸条时，纸条离开桌面，而钢笔帽依然竖立在桌上未倒．为什么？
提示：纸条对钢笔帽的摩擦力作用时间很短,钢笔帽因惯性而保持原有的静止状态．要点一 对牛顿第一定律的理解
?学案导引
1．牛顿第一定律是实验定律吗？
2．牛顿第一定律揭示了什么规律？
3．什么是运动状态的变化？1.惯性的概念
定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”揭示了物体所具有的一个重要的属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性．2．力的含义
定律的后半句话“直到有外力迫使它改变这种运动状态为止”，这句话指明了力的作用效果，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，这一点明确了力与运动的关系．3．牛顿第一定律的得出
牛顿第一定律是由理想实验加以科学推理得到的，但是由它得出的一切结论都经受了广泛、严谨的实验检验，证明结论是正确的．4.物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况
(1)速度的方向不变，只有大小改变．
(2)速度的大小不变，只有方向改变．
(3)速度的大小和方向同时发生改变．特别提醒：(1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力时的状态，与物体所受合外力为零是等效的．
(2)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的． (2012·徐州高一检测)关于牛顿第一定律的理解正确的是( )
A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律
B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果
D．飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒,这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
【思路点拨】 解此题的关键是正确理解力和运动的关系．【精讲精析】 牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态，A、B正确；牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦阻力的作用而改变了运动状态，飞跑的运动员，遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了运动状态，C错误，D正确．【答案】 ABD
【方法指引】 关于牛顿第一定律的问题要注意：
(1)力是改变物体运动状态的原因是指合外力不为零时，物体运动状态发生改变．但力与速度的大小、方向之间没有必然的关系．
(2)物体不受力或物体所受合外力为零时，物体运动状态不发生改变．变式训练
1．关于牛顿第一定律的理解，正确的是( )
A．牛顿第一定律只是揭示了物体具有惯性，因此也叫惯性定律
B．牛顿第一定律描述物体不受外力作用时的运动规律，故物体不受力时才有惯性
C．牛顿第一定律既揭示了物体不受外力作用时的运动规律，又揭示了运动状态改变的原因
D．在任何情况下，物体都有惯性解析：选CD.牛顿第一定律既揭示了力和运动的关系，也揭示了物体具有惯性，也不能认为牛顿第一定律只揭示了物体具有惯性，故A项错误；一切物体都有惯性，物体的运动不需要力来维持，惯性是物体固有的属性，物体不论处于什么状态，都有惯性，与是否受力无关，故B项错误，D项正确；牛顿第一定律既揭示了物体不受外力作用时的运动规律，又揭示了力是改变物体运动状态的原因，故C项正确．要点二 对惯性的理解
?学案导引
1．惯性大小的决定因素是什么？
2．惯性是力吗？它与力之间有什么关系吗？
3．惯性就是惯性定律吗？ 下列说法中正确的是( )
A．掷出的铅球速度不大，所以其惯性很小，可以用手去接
B．用力打出的乒乓球速度很大，因此其惯性很大，不能用手去接
C．相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的车惯性大
D．相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的车运动状态变化大【思路点拨】 物体具有总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质，即惯性．比较惯性大小，由质量确定．
【精讲精析】 因为惯性的大小仅由质量来决定，铅球质量很大，其惯性大，尽管速度不大，但是运动状态很难改变，故不能用手接．乒乓球则与其相反,运动状态容易改变,尽管速度很大，也可以用手去接，所以选项A、B是错误的．由C选项知，两辆相同的车应具有相同的惯性,至于为什么初速度大的物体运动的时间会长一些，应该这样理解：由于两物体所受的摩擦力相同，物体做减速运动的加速度大小相同，相同时间内速度的变化相同，初速度大的运动时间就长，但其运动状态改变的难易程度是相同的．由此可见，C选项说法是错误的，两物体的惯性一样大．【答案】 D
【规律总结】 惯性是物体的固有属性，其大小与质量有关，与是否运动或是否受力无关．变式训练
2．下列关于惯性的说法中正确的是( )
A．静止的物体有惯性，外力使它运动起来以后，惯性就被克服了
B．运动的物体有惯性，外力使它停止以后惯性就被克服了
C．物体运动状态改变时才有惯性
D．惯性是物体的固有属性，不随运动状态变化而变化解析：选D.惯性是物体的固有属性，不随运动状态变化而变化，故D正确，C错误，有外力作用，物体运动状态发生改变，但运动状态改变不等于惯性的改变，“克服惯性”、“惯性消失”说法是错误的，故A、B错．惯性在生活中的应用
[经典案例] 卡车或拖拉机的后面，常挂有拖车．当拖车装满了货物后，质量很大，惯性也很大汽车紧急刹车时，如果刹车装置在车头，前面的机车停住了，而后面的拖车由于惯性却仍按原来的速度往前冲，在短时间内将产生巨大的破坏力,甚至造成翻车事故．在实践中，人们找到一个借助拖车惯性进行刹车的方法，如图所示，试解释其惯性刹车的原理．
【审题指导】 解释其惯性刹车原理，关键要弄清楚惯性刹车的结构．
【解题样板】 如题图所示，在机车与拖车的连接处装上惯性刹车装置，也就是在连杆AB上套装一个弹簧，这个弹簧可以固定在拖车上的滑道C里滑动．当车头向前加速时，连杆利用顶在前面的挡圈把滑道向前拉，牵引拖车前进，当车辆紧急刹车时，AB杆突然停止牵引,可是拖车由于惯性还向前冲，滑道也随着向前运动，使弹簧迅速被压缩，这样一来，一起拉动后面的两个曲杆旋转，曲杆又带动装在后轮上的制动器，制动器动作，就会把拖车刹住．这种利用拖车惯性的制动不仅灵敏而且可靠．【答案】 见解题样板
【借题发挥】 “生活处处有物理”，只要用心就会发现更多的惯性在日常生活和生产中的应用.课件52张PPT。5．2 探究加速度与力、质量的关系目标导航
1.理解物体的加速度大小与力有关，也与质量有关．
2．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系，培养动手操作能力．(重点)
3．会根据原理去设计实验，处理实验数据,得出结论．一、实验目的
1．学会用控制变量法研究物理规律和灵活运用图像处理物理问题．
2．探究加速度与力、质量的关系．二、实验器材
附有定滑轮的长木板；薄木块；____；细线；小桶及砂；__________;____________；导线；天平(带一套砝码)；砝码；毫米刻度尺；纸带及复写纸等．小车打点计时器低压交流电源三、实验原理
1．提出问题
根据事实经验，对质量一定的物体，受力越大，其加速度越大，说明物体的加速度与受力有关，而物体受力一定时，质量越小，加速度就越大，说明加速度与______有关．质量四、实验方法
1．保持研究对象即小车的质量不变，改变砂桶内砂的质量，即改变牵引力，测出小车的对应加速度，用图像法验证加速度是否正比于作用力．
2．保持砂桶内砂的_____不变，往小车内加砝码，即改变研究对象的质量，测出小车的对应加速度，用图像法验证加速度是否反比于质量．质量五、实验步骤
1．用______测出小车和小桶的质量M和m，并把数值记录下来．
2．按图安装实验器材，只是不把悬挂小桶用的细绳系在车上，即不给小车加牵引力．天平3．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫薄木块并反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后，小车在斜面上运动时可以保持_________运动状态为止．
4．把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶,接通_____，放开_____，打点计时器在纸带上打出一系列的点，取下纸带，在纸带上标出编号．匀速直线电源小车5．保持小车的______不变，改变砂的质量，即改变对小车的牵引力，按上面的做法，再做几次实验，在实验中一定要使砂和小桶的质量________小车和砝码的质量和．
6．在每条纸带上都选取一段比较理想的部分,标明计数点，测量计数点间的_____，算出每条纸带上加速度的值．质量远小于距离7．把各次实验中的数据填入表1内，作用力大小等于小桶和砂受的重力mg.用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，根据实验数据在坐标平面上描出相应的点，作出a－F图像．
表1质量表2要点一 实验数据处理
?学案导引
实验中如何通过数据分析小车的运动加速度及寻找加速度和外力、质量的关系？2．分析加速度和力的关系：依据前面实验步骤表格1，以加速度a为纵坐标，以外力F为横坐标，作出a－F关系图像，如图所示，由此得出结论． (2012·龙岩高一检测)某学习小组的同学在用打点计时器探究物体的加速度与物体的质量之间的关系实验中，不改变拉力，只改变物体的质量，得到了如表所示的几组数据，其中第3组数据还未算出加速度，但对应该组已打出的纸带，如图所示(长度单位：cm)，图中各点为每5个打点选出的计数点(两计数点间还有4个打点未标出)．(1)请由纸带上的数据，计算出缺少的加速度值并填入表中(小数点后保留两位数)．
(2)请在图中建立合适的坐标，将表中各组数据用小黑点描在坐标纸上，并作出平滑的图线．(3)由图像得出的结论是：________________________________________________________________________.(2)描点绘图，如图所示．【答案】 (1)0.99 (2)见精讲精析 (3)见精讲精析变式训练
1．若测得某一物体的质量m一定时，a与F的关系的有关数据如下表所示：
(1)根据表中数据，画出a－F图像．
(2)曲线存在截距，其原因是________．解析：若a与F成正比，
则图像是一条直线．同
时因实验中不可避免地
出现误差(研究误差产生
的原因，从而可以减小误差，增大实验的准确性),则在误差范围内图线是一条直线即可,如图所示．连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据,不予考虑,直线在横轴上存截距的原因是由于平衡摩擦力不足．
答案：(1)见解析 (2)平衡摩擦力不足要点二 实验注意事项及误差分析
?学案导引
1．该实验过程中有哪些需要注意的地方？
2．实验有误差，造成误差的原因是什么？2．误差分析
(1)打点计时器工作时，振针对纸带的摩擦力是周期性变化的，所以难以做到Mgsinθ与f平衡，并且小车在砂桶的作用下也不是严格的匀加速运动．
(2)砂桶与小车形成连接体，严格讲，拉力F①质量的测量误差．
②测量纸带上各点间的距离的误差．
③绳或纸带与木板不平行造成的误差．
④平衡摩擦力不够(或过度)造成的误差，该误差使作出的图像在横轴(或纵轴)上产生截距． (2012·江苏苏州高一检测)为了探究加速度与力、质量的关系，现提供如图所示的实验装置．请思考探究思路并回答下列问题：(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是( )
A．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动C．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动(2)某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大．他所得到的a－F关系图线正确的是______．(图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)(3)消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后,可用钩码总重力代替小车所受的拉力，此时钩码质量m与小车总质量M之间应满足的关系为________．
(4)如图为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50 Hz.根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2.(结果保留两位有效数字)【精讲精析】 (1)平衡摩擦力时，不应将钩码挂上，把不带滑轮的木板一端适当垫高，当小车在木板上恰好做匀速运动时，表明已平衡摩擦力．(2)图线为直线，表明小车总质量M远大于钩码质量m；a－F图线与F轴交于原点右侧表明摩擦力平衡不够，a－F图线与a交于原点上方，表明摩擦力平衡过大；a－F图线过原点，表明f平衡恰当．当不满足小车总质量M远大于钩码质量m的条件时，图线将发生弯曲．因此选项C正确．(3)实验中钩码质量m远小于小车总质量M.
(4)由逐差法求得a＝3.2 m/s2.
【答案】 (1)C (2)C (3)m?M (4)3.2变式训练
2．如图所示是某同学做探究加速度与力、质量的关系实验时，已接通电源正要释放纸带时的情况．(1)请你指出该同学的五个差错：
①电源__________________________________
______________________________________；
②打点计时器位置________________________
______________________________________；
③滑轮位置______________________________
______________________________________；④小车位置______________________________
______________________________________；
⑤长木板________________________________
______________________________________．(2)在该实验中,某同学作出了如图所示的甲、乙两图像，图甲中三线表示实验中________不同；图乙中图线不过原点的原因是________．解析：(1)该实验中为使打点计时器正常工作电源应为交流电源，为了减小实验误差，细绳上拉力应与长木块平行，打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，小车靠近打点计时器，以便纸带上有更多的点．
(2)在a－F图像上，斜率表示质量的倒数，斜率不同，表明质量不同；纵轴截距表示力F＝0时的加速度数值．F＝0时，a≠0表明平衡摩擦力时倾角过大．答案：(1)①应接6 V的交流电源 ②应靠后(或应靠右端)③应使连接小车一端的细线水平 ④应靠近打点计时器 ⑤应垫高右端平衡摩擦力 (2)质量 平衡摩擦力过度创新实验探究
[经典案例] (2012·泰安高一检测)为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为d，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：(1)实验开始前应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？
答：____________________________________
________________________________________
_______________________________________________________________________________.(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________．
A．m1＝5 g B．m2＝15 g
C．m3＝40 g D．m4＝400 g
(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：________________________________________
__________________________________________________________.(用Δt1、Δt2、dx表示)课件32张PPT。5．3 牛顿第二定律目标导航
1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式．(重点)
2．理解公式各物理量的含义及相互关系．
3．知道在国际单位制中力的单位“牛顿”的定义．
4．会用牛顿第二定律进行有关的计算．(重点)一、牛顿第二定律
1．内容：物体的加速度跟受到的_______成正比，跟物体的_____成反比．
2．表达式：____________.
3．力的单位：使质量为1 kg的物体产生_____加速度的力，称为1 N，即1 N＝1________.作用力质量F合＝ma1 m/s2kg·m/s2想一想
1．目前时速可达1609公里的世界上最快的汽车在英国问世,该汽车搭载新型战斗机发动机，在加速至300英里/小时后，位于车顶的一种混合火箭发动机将继续为车辆加速，直至最终极速，该车安装的发动机功率非常大，它对汽车有什么作用？
提示：发动机的功率越大，汽车所受的牵引力越大，合外力也就越大，依据牛顿第二定律：汽车的加速度越大，加速越快．二、物理量与单位制
1．基本单位、导出单位
(1)基本单位：基本单位是根据物理量运算的需要而选定的少数几个物理量单位．在力学中选定__________________这三个物理量的单位作为基本单位．
(2)导出单位：由_________和________确立的其他物理量的单位叫做导出单位．长度、质量、时间基本单位有关公式2．单位制：_________和__________构成了单位制．
3．在国际单位制中,力学基本量长度、质量、时间对应的基本单位是：____________．由它们和物理公式导出的单位叫导出单位，比如力的单位是kg·m/s2(或称为牛顿)．基本单位导出单位米、千克、秒想一想
2．两个物体的长度分别是1.70和150，你能说明哪个物体更长吗？
提示：很难说明．要想比较必须加上单位．我们对物理量进行描述时，除了数字外，还必须有单位．要点一 对牛顿第二定律的理解
?学案导引
1．牛顿第二定律内容是什么？公式F＝ma中各符号的意义是什么？满足什么条件？
2．作用在物体上的各个力都产生加速度吗？当其中一个力变化时,其余力的加速度变吗？2．理解牛顿第二定律的“四个性质”
(1)矢量性：加速度a的方向与F的方向相同
(2)瞬时性：加速度a与合力F是瞬时对应关系,即同时产生、同时变化、同时消失．
(3)同一性：加速度a与合力F都是属于同一物体的，即研究对象的同一性(4)独立性：若a为物体的实际加速度，则F应为物体受到的合外力，而作用于物体上的每一个力各自产生的加速度也都遵循牛顿第二定律，与其他力无关，物体实际的加速度是每个力产生的加速度的矢量和． 下列说法正确的是( )
A．物体的质量不变，a正比于F，m、a单位不受限制
B．对于相同的合外力，a反比于m，m、a的单位不受限制
C．在公式F＝ma中，F、m、a三个量可以选取不同的单位
D．在公式F＝ma中，当m、a分别用kg、m/s2作单位时，F必须用N作单位【思路点拨】 a与力F、质量m的关系与F、m的单位无关，比例常数k的数值与F、m、a三个量的单位选取有关．
【精讲精析】 根据牛顿第二定律可知，选项A、B正确．在公式F＝ma得出时是以定义“牛顿”这个单位为前提的：1 N＝1 kg·m/s2,式中m、a、F三个量必须取kg、m/s2，N作为单位才能成立，故选项D正确．
【答案】 ABD变式训练
1．关于牛顿第二定律,下列说法正确的是( )
A．公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取
B．某一瞬间的加速度只取决于这一瞬间物体所受合外力，而与这之前或之后受力无关
C．公式F＝ma中，a实际上是作用于该物体上每一个力所产生的加速度的矢量和
D．物体的运动方向一定与它所受合外力方向一致解析：选BC.F、m、a必须选取统一的国际单位，才可写成F＝ma的形式，否则比例系数k≠1,所以选项A错误；牛顿第二定律表述的是某一时刻合外力与加速度的对应关系，它既表明F合、m、a三者数值上的对应关系,同时也表明合外力的方向与加速度的方向是一致的，即矢量对应关系，而与速度方向不一定相同，所以选项B正确，选项D错误；由力的独立作用原理知，作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度，与其他力的作用无关，物体的加速度是每个力所产生的加速度的矢量和，故选项C正确．要点二 单位制的应用
?学案导引
1．在物理公式中的各个物理量所选取的单位是任意的吗？
2．选取统一的单位制后，在计算过程中各物理量是否还写出其单位？1.在利用物理公式进行计算时，为了在代入数据时不使表达式过于繁杂，我们要把各个量换算到同一单位制中，这样计算时就不必一一写出各量的单位，只要在所求结果后写上对应的单位即可．
2．习惯上把各量的单位统一成国际单位，只要正确地应用公式，计算结果用国际单位制中对应的单位来表示即可．3．物理公式在确定各物理量的数量关系时,同时也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系，推导出这些物理量的单位．【精讲精析】 在进行数量运算的同时，也要把单位带进运算．带单位运算时，每一个数据均要带上单位，且单位换算要准确．也可以把题中的已知量的单位都用国际单位表示，计算的结果就用国际单位表示，这样在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位即可．在备选的四个选项中A、D项均错，B项解题过程正确，但不简洁，只有C项运算正确，且简洁而又规范．
【答案】 C【规律总结】 (1)利用公式推导其他物理量的单位．
(2)根据单位可以发现错误．
(3)计算时所有物理量统一到国际单位制后，中间计算可省去单位，使计算简便．牛顿第二定律的应用
[经典案例] (8分)质量为2 kg的质点同时受到相互垂直的两个力F1、F2的作用，如图所示,其中F1＝3 N，F2＝4 N，求
质点加速度的大小和方向．【审题指导】 解此题可利用F合＝ma先求F合再求加速度a，也可利用力的独立性Fx＝max，Fy＝may计算．
【解题样板】 法一：先根据平行四边形定则求出F1、F2的合力F，然后再根据牛顿第二定律求出加速度．
由平行四边形定则得合力【答案】 2.5 m/s2 斜向上与F2成37°角课件32张PPT。5．4 牛顿运动定律的案例分析目标导航
1.知道应用牛顿运动定律解决的两类基本问题．
2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法．(重点)
3．能够对物体的受力和运动情况进行分析.
(难点)一、牛顿运动定律的适用范围
研究表明，_____物体做低速(即远小于光速)运动时，都服从牛顿运动定律，牛顿运动定律不仅能研究__________物体的运动，也能研究人造卫星在太空中的运动．宏观地球表面二、动力学的两类基本问题
1．已知物体的受力情况确定物体的运动情况
根据牛顿第二定律，已知物体受力情况可以求出物体的_______，在知道物体的初始条件(初位置和初速度)，根据运动学公式，就可以求出物体在任意时刻的位置和速度，也就确定了物体的___________．加速度运动情况2．已知物体的运动情况求物体的受力情况
根据物体的运动情况，由运动学公式求出_______，再根据牛顿第二定律可确定物体所受的_______，从而求出某些未知力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等．加速度合外力想一想
高速公路上行车，如果车辆发生故障，要停车检修,应在离车150 m远的地方竖一警示牌.这150 m距离的依据是参考了哪些因素？
提示：放一警示牌的目的是引起其他车辆的注意，以免发生事故．主要是考虑汽车运动的速度、反应时间、刹车时的加速度等．要点一 由物体的受力情况确定运动情况
?学案导引
1．在对物体进行正确受力分析时应注意什么？
2．已知受力确定物体运动时为何要求加速度？2．解题步骤
(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力图．要注意画出物体所受到的所有力，不能漏力或多画力，分析受力的顺序一般是先重力,再弹力,最后是摩擦力.
(2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)．(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度．
(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等．特别提醒：(1)正确的受力分析是解答本类题目的关键．
(2)若物体受两个力作用，用合成法求加速度往往要简便一些；若物体受三个或三个以上力作用时,要正确应用正交分解法求加速度．
(3)物体做直线运动时，合外力的方向一定在物体运动方向的直线上． 如图所示是一滑雪场示意图,其中AC是长L＝8 m、倾角θ＝37°的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面.人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停下，人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力，(取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6,
cos37°＝0.8)求：(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；
(2)人在离C点多远处停下？
【思路点拨】 解此类问题的关键有两点：
(1)选取研究对象，在不同阶段正确受力分析确定加速度．
(2)以加速度为桥梁结合运动学方程求时间，位移等．(2)人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面摩擦力作用．设在水平面上人减速运动的加速度为a′，由牛顿第二定律得μmg＝ma′
设人到达C处的速度为v，由匀变速运动规律得
下滑过程：v2＝2aL
水平面上：0－v2＝－2a′s
联立以上各式解得s＝12.8 m.【答案】 (1)2 s (2)12.8 m
【规律方法】 (1)求解此类问题的思路是根据物体的受力情况，由牛顿第二定律求出物体运动的加速度，然后根据运动学公式求物体运动的时间、位移、速度等．
(2)对物体受力分析时注意不要多力或漏力，若物体受力个数多于三个力时要用正交分解法求合力．互动探究
上例中若斜面光滑，人和水平接触面的摩擦因数为μ＝0.25，则人从开始下滑到停止运动所用时间是多少？
解析：以人为研究对象下滑时受力分析如图所示：
沿斜坡方向由牛顿第二定律知
mgsinθ＝ma①要点二 已知物体的运动情况确定受力情况
?学案导引
1．匀变速直线运动的基本公式有哪些？
2．可以从哪些角度确定加速度？体现了加速度的什么作用？ (2012·延安高一期末综合测试)质量为2.75 t的载重汽车，在2900 N的牵引力作用下,由静止开上一个山坡，沿山坡每前进1 m，升高0.05 m，汽车前进100 m时，速度达到36 km/h，求汽车在前进过程中所受的摩擦力．(g取10 m/s2)由牛顿第二定律得，在x轴方向：F－mgsinθ－f＝ma
在y轴方向：N－mgcosθ＝0
由几何关系得：sinθ＝0.05
可得摩擦阻力的大小为：f＝F－mgsinθ－ma
＝2.9×103 N－2.75×103×10×0.05 N－2.75×103×0.5 N＝150 N.
【答案】 150 N【借题发挥】 此题是已知运动情况，求解受力情况的问题，此题除正确应用运动学公式和受力分析外，还要抓住山坡倾斜角的表示方法，研究受力情况时，不仅要研究合外力还要看清是哪一个力或哪几个力及相关的物理量．变式训练
(2012·广东珠海中学高一检测)如图所示，水平恒力F＝20 N，把质量m＝0.6 kg的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度H＝6 m．木块由静止开始向下做匀加速运动，经过2 s到达地面．求：
(1)木块下滑的加速度a的大小
(2)画出木块的受力示意图
(3)木块与墙壁之间的动摩擦因数(g取10 m/s2)答案：(1)3 m/s2 (2)见解析 (3)0.21整体法隔离法在牛顿第二定律中的应用
[经典案例] (12分) 北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了一残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神．为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程转化．一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上
的运动员拉住，如图所示．设运动
员的质量为65 kg，吊椅的质量为15
kg，不计定滑轮与吊椅和绳子间的
摩擦．重力加速度取g＝10 m/s2.当
运动员与吊椅一起以加速度a＝
1 m/s2上升时，试求：(1)运动员竖直向下拉绳的力；
(2)运动员对吊椅的压力
【审题指导】 解此题要注意抓住三点：
(1)将实际问题简化为物理模型．
(2)运动员和吊椅一起加速求绳子拉力可用整体法．
(3)研究运动员和吊椅间的压力要用隔离法．【解题样板】 (1)设运动员受到绳向上的拉力为T，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是T.对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示，则有：
2T－(m人＋m椅)g＝(m人＋m椅)a(3分)
解得T＝440 N(2分)
由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力
T′＝440 N．(1分)(2)设吊椅对运动员的支持力为N，对运动员进行受力分析如图所示，则有：
T＋N－m人g＝m人a(3分)
N＝275 N(2分)
由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力也为275 N．(1分)
【答案】 (1)440 N (2)275 N【借题发挥】 两个或两个以上的物体在力的作用下共同加速运动，称为连接体．连接体问题一般涉及系统内部的相互作用力，一般方法是先对整体应用牛顿第二定律确定共同加速度，再隔离某一物体应用牛顿第二定律确定作用力．但系统内两物体的加速度不同时，一般是用隔离法来研究，最好不要用整体法．课件32张PPT。5．5 超重与失重目标导航
1.认识超重与失重现象，知道产生超重、失重的条件．(重点)
2．会用牛顿运动定律分析超重、失重问题.(重点＋难点)
3．能够联系实际，探究与日常生活有关的物理问题．什么是超重和失重
1．超重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)______ 物体_____的现象叫做超重．
2．失重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)______物体_____的现象叫做失重．大于重力小于重力3．完全失重：物体以大小等于g的加速度竖直下落时，对悬挂物或支持物_______________的现象叫完全失重．
完全没有作用力想一想
我们常听说宇航员在太空中处于
完全失重状态，是说宇航员在太
空中不受重力的作用吗？
提示：宇航员在太空中处于完全失重状态，是指他不会对与他接触的物体产生正压力的作用,但是他仍然受重力的作用，并且重力就是他受到的合外力．要点一 对超重现象的理解
?学案导引
1．超重时物体所受的重力增加了吗？
2．超重时物体一定向上运动吗?加速方向呢?1.对超重的理解
(1)物体处于超重时地球对物体的引力并没有变化，即重力并没有发生变化，变化的只是物体受到的支持力或拉力，也就是我们所说的视重比原来大了．
(2)物体超重与运动状态的关系2．超重现象的说明
(1)当物体加速向上运动时，设物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为F(即视重)，竖直方向上由牛顿第二定律得F－mg＝ma，所以F＝mg＋ma.
(2)物体不在竖直方向上运动，只要其加速度在竖直方向上有分量，即ay≠0时，则当ay方向竖直向上时，物体处于超重状态．【规律总结】 在超重现象中，物体所受的重力始终不变,只是测力计的示数(又称视重)发生了变化，好像物体的重力有所增大．物体具有向上的加速度时，处于超重状态．超重与物体的运动方向无关，所以在分析超重现象时，对加速度方向的分析是关键．变式训练
一个站在升降机上的人，用弹簧测力计提着一条质量为1 kg的鱼，弹簧测力计的读数为12 N，该人的体重为750 N，则他对升降机底板的压力为(g取10 m/s2)( )
A．750 N B．762 N
C．900 N D．912 N解析：选D.1 kg的鱼的重力应为10 N，而弹簧测力计的拉力为12 N，可知鱼所受的合力F＝(12－10) N＝2 N，由牛顿第二定律F＝ma，可知鱼此时的加速度为2 m/s2，方向向上，也表明升降机及升降机中的人正做加速度向上的运动．将人和鱼看做一个整体可得N－(M＋m)g＝(M＋m)a，N为地板对人向上的作用力,而人对地板的反作用力与N相等，方向向下，由计算可得N＝912 N，故选D.要点二 对失重现象的理解
?学案导引
1．失重时物体的重力真的减小了吗？
2．失重时物体的速度一定向下吗？加速度的方向呢？
3．完全失重时物体间水平支撑面(点)处的弹力是零吗？1.对失重与完全失重的理解
(1)物体处于失重和完全失重状态时，物体的重力并没有改变，改变的只是物体对水平支持面的压力或者对竖直悬绳的拉力．
(2)完全失重状态不限于自由落体运动，物体只要具有竖直向下的大小等于重力加速度g的加速度，就处于完全失重状态．(3)在完全失重状态下，由重力产生的一切现象都不存在了．如物体对水平支持面没有压力，对竖直悬绳没有拉力；不能用天平测物体的质量；液柱不产生压强；浸没在液体中的物体不受浮力等．
(4)物体失重与运动状态的关系2．失重分析
当物体有向下的加速度时，由牛顿第二定律得：
mg－F＝ma, 所以F＝mg－ma
可见：视重F比mg少ma，失去的部分可理解为使物体产生了向下的加速度,同时可看出，物体所受的重力也没变． 一个质量为50 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为mA＝5 kg的物体A，当升降机向上
运动时，人看到弹簧测力计
的示数为40 N，如图所示，
g取10 m/s2，求此时人对地
板的压力．【思路点拨】 解此题注意两点：
(1)人、物体A、升降机三者具有相同的加速度．
(2)弹簧测力计示数与A的重力的关系．【精讲精析】 依题意可知，弹簧测力计的读数为40 N，而物体A的重力G＝mAg＝50 N，显然弹簧测力计的读数小于物体的重力，即视重小于实重，物体A处于失重状态．由于人和A以及升降机三者具有相同的加速度，因此人也处于失重状态．
以A为研究对象，受力分
析如图甲所示．甲由牛顿第二定律得
Mg－N＝Ma，所以N＝Mg－Ma＝400 N
由牛顿第三定律可得，人对地板的压力为400 N，方向向下．
【答案】 400 N 向下
【规律总结】 在失重现象中，物体所受的重力始终不变．物体具有向下的加速度时,处于失重状态，失重与物体的运动方向无关．互动探究
上题中，人看到测力计的示数为零，则
(1)此时人对地板的压力为多少？
(2)升降机的运动情况可能是什么？
解析：(1)测力计示数为零，表明物体A对悬挂物的拉力为零，此时应处于完全失重状态，a＝g，方向向下，故人对地板的压力也为零．(2)人和升降机有相同加速度g，方向向下，升降机可能加速下降，也可能减速上升．
答案：(1)0 (2)加速下降或减速上升超重、失重的综合应用
[经典案例] (12分)(2012·山东青岛高一检测)一质量为m＝40 kg的小孩在电梯内的体重计上，电梯从t＝0时刻由静止开始上升，在0到6 s内体重计示数F的
变化如图所示．试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？(取重力加速度g＝10 m/s2)
【审题指导】 (1)由小孩的体重和各时间段体重计的示数确定各时间段电梯的运动情况．
(2)由运动情况可知a、t确定各时间段位移．
(3)由各时间段的位移求电梯上升的高度．【解题样板】 由题图可知，在t＝0到t1＝2 s的时间内，体重计的示数440 N大于mg，故电梯应做向上的加速运动．设这段时间内体重计作用于小孩的力为F1，电梯及小孩的加速度为a1，根据牛顿第二定律，得：
F1－mg＝ma1(2分)在这段时间内电梯上升的高度s2＝v1(t2－t1)＝2×(5－2) m＝6 m(1分)
在t2＝5 s到t3＝6 s的时间内，体重计的示数为320 N小于mg，故电梯应做减速上升运动．设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律得：
F2－mg＝ma2(2分)【答案】 9 m
【借题发挥】 此题是牛顿第二定律与运动学规律在超重、失重现象中的应用，充分利用图像中提供的信息，把握加速度的桥梁作用是解题的关键．课件21张PPT。习题课 匀变速直线运动的公式、推论及应用3．初速度为零的匀加速直线运动的几个比例
(1)1T末、2T末、3T末、…、nT末瞬时速度之比为
v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n.
(2)1T内、2T内、3T内、…、nT内的位移之比为
s1∶s2∶s3∶…∶sn＝12∶22∶32∶…∶n2. 如图所示，做匀加速直线运动的质点，通过某一段距离s的时间为t1，通过下一段同样长距离s的时间为t2，求质点的加速度.【思路点拨】 根据匀变速运动的过程和已知的位移,时间选取公式法或应用推论计算.【规律方法】 解决匀变速直线运动问题的公式较多，正确的选择匀变速直线运动的公式进行解题，是迅速解决此类问题的关键，其方法如下：
(1)理解各个匀变速直线运动公式的特点和应用情景．(2)认真分析已知条件(必要时以书面的形式呈现出来)，看已知条件和哪个公式的特点相符，然后选择用之．
(3)对不能直接用单一公式解决的匀变速直线运动问题，要多角度考虑公式的组合，选择最佳的组合进行解题．变式训练
1．一辆汽车以20 m/s的速度在平直公路上做匀速直线运动，由于在正前方出现了险情，司机采取紧急刹车，加速度的大小是4 m/s2，求：
(1)汽车经过3 s后速度的大小；
(2)汽车刹车后前进32 m所用的时间．答案：(1)8 m/s (2)2 s 一滑块自静止开始，从斜面顶端匀加速下滑，第5 s末的速度是6 m/s，试求：(1)第4 s末的速度；(2)运动后7 s内的位移；(3)第3 s内的位移．
【思路点拨】 初速度为零的匀变速直线运动可利用比例关系求解．【答案】 (1)4.8 m/s (2)29.4 m (3)3 m【规律总结】 (1)初速度为零的匀加速直线运动是一种特殊的匀变速直线运动，它自己有着特殊的规律，熟知这些规律对我们解决运动学问题很有帮助．
(2)对于减速到零的匀减速直线运动，可看成反向从静止开始的匀加速直线运动，故比例关系可以应用．变式训练
2．汽车刹车后做匀减速直线运动，经过3 s停止运动，那么汽车在先后连续相等的三个1 s内通过的位移之比s1∶s2∶s3为( )
A．1∶2∶3 B．5∶3∶1
C．1∶4∶9 D．3∶2∶1解析：选B.刹车过程的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动．根据初速度为零的匀加速直线运动的特点，该逆过程在三个连续1 s内的位移之比为1∶3∶5.所以刹车过程在连续相等的三个1 s内的位移之比为5∶3∶1.课件26张PPT。本章优化总结专题1 匀变速直线运动问题的分析方法
匀变速直线运动是在高中阶段遇到的一种比较多的运动形式，在历年的高考题中经常出现，掌握此类问题的分析方法和技巧，会起到事半功倍之效．常用方法总结如下： 自由下落的物体，在落地前的最后1 s内下落了25 m，问此物体是从离地面多高的地方开始下落的？(g取10 m/s2)
【精讲精析】 本题可用公式法也可用图像法，可用基本公式、推导公式、与平均速度有关的公式以及特征公式来求解，充分体现一题多解．【答案】 45 m专题2 追及相遇问题
1．追及问题：追和被追的两者的速度相等常是能追上、追不上、二者距离有极值的临界条件．
(1)速度大者减速(如匀减速直线运动)的物体追赶同向速度小者(如匀速直线运动)的物体.
①当两者速度相等时，若还没有追上，则永远追不上，此时两者间有最小距离；②恰能追上的临界条件为：当两者速度相等时，其间距为零；
③若追上时,追者速度仍大于被追者的速度,则被追者还有一次追上追者的机会，当速度相等时两者距离有一个较大值．(2)速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)的物体追赶同向运动的速度大者(如做匀速直线运动)的物体时，当两者速度相等时有最大距离，当两者相对同一位置的位移相等时，后者追上前者．2．相遇问题
(1)同向运动的两物体追及即相遇．
(2)相向运动的物体，当各自发生的位移大小之和等于开始两物体的距离时即相遇．
3．分析追及、相遇问题时的注意事项
(1)分析问题时，一定要注意抓住“一个条件两个关系”．“一个条件”是两物体速度相等时满足的临界条件，即两物体的距离是最大还是最小，是否恰好追上等．“两个关系”是时间关系和位移关系．时间关系是指两物体运动时间是否相等，两物体是同时运动，还是一前一后等，而位移关系是指两物体是同地运动，还是一前一后运动等，其中通过画运动示意图找到两物体间的位移关系是解题的突破口．因此在学习中一定要养成画草图分析问题的良好习惯，对我们理解题意大有帮助．(2)若被追赶的物体做匀减速运动，一定要注意，被追上前该物体是否已停止运动．
(3)仔细审题，注意抓住题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条件，如“刚好”、“恰巧”、“最多”、“至少”等，往往对应一个临界状态，满足相应的临界条件． 火车A以v1＝20 m/s速度匀速行驶，司机发现前方同轨道上相距100 m处有另一列火车B正以v2＝10 m/s速度匀速行驶，A车立即做加速度大小为a的匀减速直线运动．要使两车不相撞，a应满足什么条件？【答案】 a≥0.5 m/s2课件21张PPT。本章优化总结专题1 三种常见力的比较
受力分析主要是围绕着力学中常见的三种力——重力、弹力、摩擦力进行，对它们在产生原因、大小、方向以及与其他力共同作用时的影响等方面的比较如下表： 有一个人在雪地里匀速拉着两个雪橇,为了省力，他将两个雪橇摞在一起，然后再拉，我们研究一下,这个人的目的能达到吗？【精讲精析】 如图所示，比较F1和F2哪个大即可．设两个雪橇
的重力分别是G1、G2，
与接触面间的动摩擦
因数为μ.第一种情况,压力N1＝G1，N2＝G2，F1＝f1＋f2＝μN1＋μN2＝μ(G1＋G2)；第二种情况,压力N＝G1＋G2，F2＝f＝μN＝μ(G1＋G2).
【答案】 不能省力专题2 受力分析
对物体进行受力分析是整个力学的基础，也是研究力学问题的关键，具体方法是：
1．确定研究对象，即所要研究的物体，然后找出哪些物体对它产生作用，即找出施力物体．分析物体受力时，只分析周围物体对研究对象所施加的力，不要分析研究对象对周围物体施加的力，也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上．
2．按步骤分析
(1)先画重力：作用点画在物体的重心处；
(2)其次画接触力(弹力和摩擦力)；
(3)再画其他力．3．检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体，若没有施力物体,则该力一定不存在．
4．如果一个力的方向难以确定，可用假设法分析．先假设此力不存在，观察所研究的物体将怎样的运动，然后审查这个力应在什么方向上,研究对象才能满足给定的运动状态．5．只分析性质力，不分析效果力．如在分析靠传送带的带动而加速运动的物体的受力时,就不能分析“动力”，因为“动力”是效果力，它实际上是传送带对物体的摩擦力． 如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F的作用下，A、B保持静止．物体B的受力个数为( )
A．2
B．3
C．4
D．5【精讲精析】 首先从整体上考虑,A、B在竖直方向上受重力和力F的作用，水平方向上只与墙壁接触，但显然与墙壁没有弹力的作用，否则不能保持平衡，因此更没有摩擦力的作用.单独分析物体A.A肯定受竖直向下的重力和垂直接触面向上的支持力作用，此二力不在一条直线上,肯定不能使A物体静止,显然物体A还应受到沿与B的接触面向上的摩擦力作用．可见物体B应该受重力、力F、弹力和摩擦力．
【答案】 C专题3 作用力和反作用力与平衡力的区别
作用力、反作用力与一对平衡力，是物理学中十分重要但又极易混淆的概念．要正确地运用牛顿定律解决力学问题，就必须辨析明确、区分清楚作用力、反作用力与一对平衡力的不同之处与相同之处．作用力、反作用力与一对平衡力的比较： 在航空展开幕式上，飞行员驾驶新研制的战机在空中进行十分钟飞行表演．由于战机安装喷管可改变方向的新型矢量发动机,能任意改变推进方向，在飞行表演中，飞行员向公众展示了独一无二的飞行动作，飞行中，战机像直升机一样突然悬浮在天空．当喷气飞机悬浮在空中时，下列说法正确的是( )A．发动机向下喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力与飞机的重力平衡，从而飞机悬浮在空中
B．发动机向下喷气，给喷出的气体一个作用力，而喷出的气体给飞机一个反作用力，与飞机的重力平衡，从而飞机悬浮在空中
C．发动机向下喷出的气体对地面产生一个作用力，地面的反作用力与飞机的重力平衡，从而飞机悬浮在空中D．发动机向下喷气,给喷出的气体的作用力,与喷出的气体给飞机的作用力是一对平衡力,从而飞机悬浮在空中
【精讲精析】 喷气式飞机喷气时给喷出的气体一个向下的作用力，由牛顿第三定律可知，喷出的气体给飞机一个向上的反作用力,这个力与飞机的重力是一对平衡力，从而飞机悬浮在空中，所以B正确.
【答案】 B课件29张PPT。习题课 平衡类问题的处理方法2．解决平衡类问题时常用的方法
(1)正交分解法
当物体受到三个以上的共点力作用而处于平衡状态时，采用力的正交分解法求解比较方便．以共点力的作用点为坐标原点建立正交坐标系后，可以把物体所受到的力分别分解到相互垂直的x轴和y轴上，再利用平衡条件的分量式Fx＝0和Fy＝0，即可把复杂的矢量运算转化为比较简单的代数运算．(2)力的合成与分解法
对于三力平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三个力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；亦可将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到的这两个分力必与另外两个力等大、反向；对于多个力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法．(3)矢量三角形法
物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力．(4)相似三角形法
对于三力平衡的问题，一般可以通过“物理—几何”的转化，把三力平衡的问题转化为三角形问题，然后由求解三角形的几何问题去求解物体受力而平衡的问题．尤其是得到的力的三角形不是直角三角形，而且角度不是特殊值(如30°，45°，60°…)，三角形的边角也无明确的定量关系时，就可通过寻求力的三角形与几何三角形的相似关系而求解题目．(5)动态图解法
因某些物理量的变化使物体所处的状态发生缓慢变化，而在此缓慢变化过程中物体处于一系列的平衡状态．求解此类问题可用动态图解法．即依据某一参量的变化过程分析研究对象的受力，并作出力的平行四边形，由动态的力的平行四边形的边长(或角度)的变化，确定某一力的大小与方向的变化规律，从而得到正确的结论． (2012·南京高一检测)在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B(图)，足球的质量为m，悬绳
与墙壁的夹角为α，网兜的质量
不计，求悬绳对球的拉力和墙
壁对球的支持力．【精讲精析】 取足球作为研究对象，它共受到三个力的作用．重力G＝mg，方向竖直向下；墙壁的支持力N，方向水平向右；悬绳的拉力T，方向沿绳的方向．法一：合成法
取足球作为研究对象，它们受重力G＝mg、墙壁的支持力N和悬绳的拉力T三个共点力作用而平衡，如图所示，由共点力平衡的条件可知，N和T的合力F与G大小
相等、方向相反，即F＝G,从
图中力的平行四边形可求得：
N＝Ftanα＝mgtanα，
T＝F/cosα＝mg/cosα.法二：分解法
取足球为研究对象，其受重力G、墙壁支持力N、悬绳的拉力T，如图所示，将重力G分解为N′和T′，由共点力平衡条件可知，N与N′的合力必为零，T与T′的合力也必为零，所以
N＝N′＝mgtanα，
T＝T′＝mg/cosα.法三：正交分解法求解
取足球作为研究对象，受三个力作用，重力G、墙壁的支持力N、悬绳拉力T，如图所示,取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，将T分别沿x轴和y轴方向进行分解．由平衡条件可知，在x轴和y轴方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零．即Fx合＝N－Tsinα＝0，
Fy合＝Tcosα－G＝0.
由上述两式解得：T＝G/cosα＝mg/cosα，
N＝Tsinα＝mgtanα.
如图，光滑的半球体固定在水平地面上，球心O的正上方固定有一小滑轮，悬点到半球顶距离为d，球半径为R，跨过滑轮的细线一端系一重球，现在细线的另一端用力将小球由a位置缓慢地拉向b，在此过程中，小球对半球的压力N及细线的
拉力T的大小变化为( )A．N变大、T变大 B．N变小、T变大
C．N不变、T变小 D．N变小、T不变
【精讲精析】 选小球为研究对象，设拉球的绳长为L，受力分析如图，由于小球处于平衡状态，所以T、N、G构成一个封闭的三角形，据数学知识可以看出三角形AOB跟三角形TGN相似，据相似三角形对应边成比例【答案】 C变式训练
2．如图所示，AC为轻绳，BC为弯曲的硬杆,质量忽略不计，B端铰链接于竖直墙上，且AB＝AC.当C端挂一质量为m的物体时，绳AC的拉力为多大？解析：以C点为研究对象，作出C点受力图如图所示．物体对C点向下的拉力大小等于重力mg，绳AC的拉力T沿绳指向A，硬杆对C点的弹力N，由于硬杆的质量
不计，故杆的弹力N方向
沿BC的连线方向,同时有
几何关系∠ABC＝∠BCA.
图中的T和mg的合力与N是一对平衡力，且合力方向与T和mg的夹角均相同，力三角形与几何三角形相似，可得T＝mg.
答案：mg 如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有一光滑挡板A，在挡板和斜面之间夹一质量为m的重球B，开始时板A处于竖直位置，现使其下端绕O沿逆时针方向缓慢转至水平位置，分析重球B对斜面和对挡板压力的变化情况是( )A．对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力也逐渐减小
B．对斜面的压力逐渐变大，对挡板的压力则逐渐减小
C．对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先变小后变大
D．对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先变大后变小【思路点拨】 本题不涉及定量计算，仅仅判断力的大小的变化情况，是平衡问题中典型的动态分析问题，因此采用图解法．【精讲精析】 分析球的受力，球受到重力mg、挡板对球的弹力NA及斜面对球的支持力NB，如图所示，球处于静止状态，弹力NA与NB的合力N大小等于重力大小，方向竖直向上，NA、NB、N构成一
平行四边形．当挡板下端绕O沿逆时针方向缓慢转至水平位置的过程中，可以看出表示弹力NA的边的长度先变小后变大，即表示弹力NA先变小后变大；表示支持力NB的边的长度一直变短，即说明NB一直变小．由牛顿第三定律可知，球对挡板的压力先变小后变大，对斜面的压力逐渐减小．
【答案】 C变式训练
3．如图所示，m在三根细绳悬吊下处于平衡状态，现用手持绳OB的B端，使OB缓慢向上转动，且始终保持结点O的位置不动，分析AO、BO两绳中的拉力
如何变化．解析：由于O点始终不动，故物体始终处于平衡状态，OC对O点的拉力不变且OA中拉力的方向不变，由平衡条件的推论可知绳AO的拉力T1与绳OB的拉力T2的合力T′的大小和方向不变．现假设OB转至图中T2′位置，用平行四边形定则可以画
出这种情况下的平行四边
形，可以看到T2′、T2末端的连线恰好为T1的方向，即T2′矢量的末端一定在BD这条线上，依此即可看出，在OB上转的过程中，OA中的拉力T1变小，而OB中的拉力T2是先变小后变大．
答案：见解析课件19张PPT。本章优化总结专题1 平衡条件的应用
1．对于三力的平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三个力等大反向”的关系作出平行四边形，借助三角函数、相似三角形等知识求解；或者将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到的两个分力必然与另外两个力等大反向．2．对于多个力的平衡，利用正交分解法，先分解，再合成，最后利用Fx＝0，Fy＝0列式求解． 如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，∠ABC＝α，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力，现物块静止不动，则摩擦力的大小为多大？【精讲精析】 物块受力的作用而处于平衡状态，其中力F的作用产生两个效果，在水平方向上将物块压向墙壁．在竖直方向上向下推物块，运用正交分解法将F分
解到水平与竖直两个方向上，
如图所示，由竖直方向上力的
平衡得f＝mg＋Fsinα.
【答案】 mg＋Fsinα专题2 动态平衡问题
1．动态平衡问题的特点
通过控制某一物理量，使其他物理量发生缓慢变化，而变化过程中的任何一个状态都看成是平衡状态．2．处理动态平衡问题常用的方法
(1)图解法：对研究对象的任一状态进行受力分析，根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图，然后根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况．
(2)函数法：列出三角函数表达式，然后利用表达式分析力的变化情况． 如图所示，重物G用轻绳悬于O点，用水平力F拉着物体处于静止状态，现保持OA绳方向不变，逐渐缓慢逆时针转动F而物体不动，则绳的拉力T和水平拉力F如何变化( )A．拉力T和水平拉力F都增加
B．拉力T和水平拉力F都减小
C．拉力T减小，水平拉力F先减小后增加
D．拉力T先减小后增加，水平拉力F减小【精讲精析】 重物受到重力G、绳的拉力T和水平拉力F的作用处于静止状态，三个力构成封闭三角形,当水平拉力F缓缓逆时针转动，力三角形的变化
如图中右图所示，
由三角形的变化
知，水平拉力F先
减小后增加，拉力T一直减小．选项C正确．
【答案】 C专题3 物体平衡的临界问题
1．物体平衡的临界问题
临界状态：当物体从某种特性变化到另一种特性时，发生质的飞跃的转折状态通常叫做临界状态，出现“临界状态”时，即可理解成“恰好出现”，也可理解为“恰好不出现”的物理现象．这里指的物体平衡的临界问题是：当某一物理量变化时，会引起其他几个物理量跟着变化，从而使物体所处的平衡状态恰好出现变化或恰好不出现变化．2．临界问题的方法
(1)极限分析法，极限分析法作为一种预测和处理临界问题的有效方法,是指通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端(“极大”或“极小”、“极右”或“极左”等)，从而把比较隐蔽的临界现象(或“各种可能性”)暴露出来，使问题明朗化，以便非常简捷地得出结论．(2)物理分析方法，就是通过对物理过程的分析，抓住临界(或极值)条件进行求解．例如：两物体脱离的临界条件是相互间的压力为零．(3)数学解法，该种方法是指通过对问题的分析，依据物理规律写出物理量之间的函数关系(或画出函数图像)，用数学方法(例如求二次函数极值、讨论公式极值、三角函数极值)求解极值．但需注意：利用数学方法求出极值后，一定要依据物理原理对解的合理性及物理意义进行讨论或说明． 如图所示，物体的质量为2 kg，两根轻细绳AB和AC一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平成θ＝60°的拉力，若要使绳都能伸直，求拉力F的大小范围．课件20张PPT。习题课 有关动力学的两类基本问题3．动力学两类基本问题的处理方法
分析解决这两类问题的关键是抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度，其分析流程为： 如图所示，质量为m的小球用水平弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为( )
【答案】 C
【规律方法】 解答此类问题时注意：
(1)这类变化问题，往往问变化后的受力，但必须先弄清变化前的受力．
(2)弹簧的弹力不能发生突变，即条件瞬间变化前后弹簧的弹力不变．变式训练
1．如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平
方向突然抽出，设抽出后的瞬
间，木块1、2的加速度大小分
别为a1、a2.重力加速度大小为g，则有( ) 粗糙的水平面上一物体在水平拉力作用下做直线运动，水平拉力F及运动速度v随时间变化的图线如图(a)、(b)所示，取重力加速度g＝10 m/s2.求：(1)前2 s内物体运动的加速度和位移；
(2)物体的质量m和物体与地面间的动摩擦因数μ.
【思路点拨】 解此题注意三点：
(1)将物体的运动过程及受力过程根据图像分段.
(2)弄清每一段的受力特点、运动特点．
(3)注意题目是否隐含物体还受其他力的作用．(2)物体受力如图所示．
对前2 s，由牛顿第二定律得F1－μmg＝ma
后2 s物体匀速运动，由平衡条件得F2＝μmg
由F－t图线知F1＝15 N，F2＝5 N
代入数据解得m＝5 kg，μ＝0.1.
【答案】 (1)2 m/s2 4 m (2)5 kg 0.1【规律方法】 本题为典型图像问题．一般计算量较小，主要考查考生的识图能力和运用牛顿定律解题能力．解答此类问题的关键是能否把力与运动情况很好地结合起来分析．变式训练
2．质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等．从t＝0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的
作用，F随时间t的变化规
律如图所示．重力加速度g取10 m/s2，则物体在t＝0至t＝12 s这段时间的位移大小为( )
A．18 m B．54 m
C．72 m D．198 m
解析：选B.根据滑动摩擦力定义可知，物体运动过程中所受滑动摩擦力f＝μmg＝4 N，所以0～3 s物体所受外力等于最大静摩擦力，物体恰能保持静止状态．在以后的过程中，物体交替做匀加速直线运动和匀速直线运动．课件27张PPT。本章优化总结专题1 牛顿第二定律瞬时性的应用
在应用牛顿第二定律求解物体的瞬时加速度时，经常会遇到轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮绳这些常见的力学模型．全面准确地理解它们的特点,可帮助我们灵活正确地分析问题.这些模型的共同点是：都是质量可忽略的理想化模型，都会发生形变而产生弹力，同一时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关．这些模型的不同点是：
如图甲所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向的夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态．现将L2线剪断，求剪断瞬间物体的加速度．(1)下面是某同学对该题的一种解法：
设L1线上拉力为T1，L2线上拉力为T2，物体所受重力为mg，物体在三力作用下保持平衡，有T1cosθ＝mg，T1sinθ＝T2
所以T2＝mgtanθ
剪断细线的瞬间，T2突然消失，物体即在与T2相反的方向获得加速度．因为mgtanθ＝ma所以加速度a＝gtanθ，方向与T2的方向相反．
你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由．
(2)若将图甲中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图乙所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即a＝gtanθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由．【精讲精析】 (1)不正确．因为L2被剪断的瞬间，L1上的张力大小和方向都发生了变化.剪断瞬间物体的加速度a＝gsinθ，方向垂直于L1斜向下．
(2)正确．因为L2被剪断的瞬间，弹簧L1的长度来不及发生突变，其大小和方向都不变．
【答案】 见精讲精析专题2 牛顿运动定律的两类基本问题
1．两类问题
(1)已知物体受力情况，求解物体的运动情况，如s、v、t等．
(2)已知物体的运动情况，求解物体的受力情况． 民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上．若某型号客机的紧急出口离地面高度为4.0 m，构成斜面的气囊长度为5.0 m．要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s,则(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？
(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？(g取10 m/s2)专题3 牛顿运动定律与图像问题
1．求解该类问题的思路是根据题目中给出的物理过程,结合图像,并利用牛顿运动定律求解.
2．动力学中常见的图像有v－t图像、a－t图
像、F－t图像、F－a图像等．
3.利用图像分析问题时,关键是看清图像的纵、横坐标轴表示的物理量,弄清图像中斜率、截距、交点、转折点、面积等的物理意义． 质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F，其运动的v－t图像如图所示,g取10 m/s2，求：
(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ；
(2)水平推力F的大小；
(3)0～10 s内物体运动
位移的大小．【答案】 (1)0.2 (2)6 N (3)46 m专题4 超重与失重现象的分析
1．视重
当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于测力计所受的拉力或台秤所受的压力．2．超重、失重的分析 一弹簧测力计最多能挂5.4 kg重的物体，在实际以1 m/s2的加速度下降的电梯里，它最多能挂上多重的物体？如果在电梯内弹簧测力计最多能挂上4.0 kg的物体，此刻电梯在做什么运动，加速度的大小为多少？(取g＝10 m/s2)【答案】 6 kg 向上加速运动或向下减速运动 3.5 m/s2