2013-2014年《金版学案》粤教版物理必修1全册同步教学课件

文档属性

名称 2013-2014年《金版学案》粤教版物理必修1全册同步教学课件
格式 zip
文件大小 17.2MB
资源类型 教案
版本资源 广东版
科目 物理
更新时间 2014-03-01 14:43:22

文档简介

课件10张PPT。物理配粤教版必修1目录运动的描述 第一节 认识运动
第二节 时间 位移
第三节 记录物体的运动信息 运动的描述 第四节 物体运动的速度
第五节 速度变化的快慢 加速度
第六节 用图象描述直线运动探究匀变速直线运动规律 第一节 探究自由落体运动
第二节 自由落体运动规律
第三节 从自由落体到匀变速直线运动
第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全研究物体间的相互作用 第一节 探究形变与弹力的关系
第二节 研究摩擦力
第三节 力的等效和替代研究物体间的相互作用 第四节 力的合成与分解
第五节  共点力的平衡条件
第六节 作用力与反作用力 力与运动 第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律
第二节 影响加速度的因素
第三节 探究物体运动与受力的关系 力与运动 第四节 牛顿第二定律
第五节 牛顿第二定律的应用
第六节 超重和失重
第七节 力学单位 祝您学业有成课件22张PPT。第一节 认识运动 运动的描述 1.认识机械运动.
2.理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系.
3.理解质点的概念,知道它是一种科学的抽象,能在具体问题中判断物体是否可视为质点.1.我们周围存在着各式各样的运动,其中机械运动是指物体在空间________的变化.
2.参考系是为了研究问题的方便而假定为________的物体,物体的参考系的选择是________的,一般视研究的________而定.
3.研究物理问题时,常常需要抓住主要因素,忽略某些次要因素,建立理想化的物理模型.如果物体的________和________在所研究问题中可以忽略,我们就可以把物体简化为一个点,认为物体的________都集中在这个点上,这个点称为________.1.位置
2.不动 任意 问题
3.大小 形状 质量 质点考点一  机械运动1.定义:物体在空间中所处的位置发生变化,称为机械运动,有时也简称运动.它包括平动、转动和振动等运动形式.
2.运动的多样性:物体运动时所通过的路线叫做物体的运动轨迹.按照物体运动轨迹的不同可分为直线运动和曲线运动.
3.运动是绝对的,静止是相对的. 下列哪些现象不是机械运动(  )
A.“神舟五号”飞船绕着地球运转
B.西昌卫星中心发射的运载火箭在上升过程中
C.钟表各指针的运动
D.煤燃烧的过程
解析:A、B、C三种现象中物体都有机械位置的变化,所以是机械运动;D项中煤的机械位置没有变化,所以不是机械运动.故D正确.
答案:D考点二  参考系1.定义:为了研究问题的方便而假定为不动的物体.
2.参考系的选取:描述一个物体运动时,参考系的选取是任意的.对于同一运动,当选取不同的参考系时,观察的结果可能不同,这就是运动的相对性.通常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系. 关于参考系的选取以下说法不正确的是(  )
A.研究物体的运动,必须选定参考系
B.描述一个物体的运动情况时,参考系是可以任意选取的
C.实际选取参考系时,应本着,如在研究地面上物体的运动时,常取地面或相对于地面静止的其他物体作为参考系
D.参考系必须选取地面或相对于地面不动的其它物体解析:物体运动是物体相对于其它物体的位置变化,研究物体的运动,必须选定参考系;描述一个物体的运动时,参考系可以任意选取;A、B正确,D错误.实际选取参考系时应本着便于观测和使用对运动描述尽可能简单的原则来进行,C正确.
答案:D练习1.甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看某幢高楼在向下运动;乙中乘客看甲在向下运动;丙中乘客看甲、乙都在向上运动.这三架电梯相对地面的运动情况不可能是(  )
A.甲向上、乙向下、丙不动
B.甲向上、乙向上、丙不动
C.甲向上、乙向上、丙向下
D.甲向上、乙向上,丙也向上,但比甲、乙都慢解析:电梯中的乘客看其他物体的运动情况时,是以自己所乘的电梯为参考系的.甲中乘客看高楼向下运动,说明甲相对于地面一定在向上运动;同理,乙相对甲在向上运动,说明乙相对地面也是向上运动,且运动得比甲更快;丙电梯无论是静止,还是在向下运动,或者以比甲、乙都慢的速度在向上运动,则丙中乘客看见甲、乙两电梯都会感到是在向上运动.
答案:A考点三  质点1.定义:用来替代物体的有质量而无大小形状的点.
2.物理意义:质点是一个理想化的物理模型,实际上是不存在的,是为了研究问题的方便而进行的科学抽象,它突出了事物的主要特征,抓住了主要因素,忽略了次要因素,使研究的复杂问题得到了简化.这是一种重要的科学研究方法. 关于质点,下列说法正确的是(  )
A.质点一定是体积、质量极小的物体
B.研究旋转效应的足球时,足球可看作质点
C.虽然地球很大,且有自转,研究地球公转时仍可作为质点
D.研究宇航员在太空行走时的动作,可以将宇航员看作质点
解析:只有物体的大小对所研究的问题影响可以忽略不计时,物体就可看成质点,A错C对.在研究足球旋转问题时,要分析足球的旋转情况和大小,不能看作质点,B错.宇航员太空行走,不能看作是质点,D错.
答案:C练习2.北京奥运会让世人瞩目,中国代表团参加了包括田径、体操、柔道等在内的所有28个大项的比赛,下列几种奥运比赛项目中的研究对象可视为质点的是(  )
A.在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆在支撑地面过程中的转动情况时
B.帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时
C.跆拳道比赛中研究运动员动作时
D.铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中飞行时间时解析:撑杆跳时,若将支撑杆看作质点,则无法研究支撑杆的转动情况,A错;研究帆船在大海中的位置时,帆船的大小和形状可以忽略,故可看做质点,B对;跆拳道比赛中若将运动员看作质点,则运动员的运动就无法研究,故运动员此时不能看作质点,C错;研究铅球在空中的飞行时间时,不必考虑铅球的大小和形状,故铅球可看做质点,D对.
答案:BD物体能否被看成质点,取决于研究问题的性质,通常情况下:
①物体的大小和形状对所研究的问题不产生影响或影响可忽略不计;
②物体上各点的运动情况相同;
③物体的自身转动或物体上某部分的运动与对其整体运动的研究无关时(如地球的自转对其围绕太阳公转没有影响;汽车轮子的转动与研究汽车整体的直线或曲线运动无关)我们可以把物体抽象成质点. 在研究下述运动时,其中的物体能被看作质点的是(  )
A.研究绕月运动的轨道
B.研究乒乓球的旋转效应
C.研究火车从北京到广州所需要的时间
D.研究一列火车通过长江大桥所需的时间解析:嫦娥一号的大小和自身的运动对于所研究的问题没有影响,A正确.研究乒乓球的旋转,乒乓球的各点运动情况不同,不能看作是质点B错.同样是火车在研究从北京到广州的时间时,车身的长度可以忽略,可将火车看作是质点,但研究火车过大桥的时间时,车身的长度不能忽略,不能看作质点.
答案:AC祝您学业有成课件26张PPT。第三节 记录物体的运动信息 运动的描述 1.了解打点计时器的构造、计时原理.
2.理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位移).
3.会根据记录的运动信息分析物体的运动情况.1.打点计时器是一种通过在纸带上打出一系列的点来记录物体____的仪器.分为两种:_____和____.在一定时间间隔内位移 电磁打点计时器 
电火花打点计时器 6 220 50 50 0.022.两种打点计时器的周期都是________ s,即相邻两点间的时间间隔是________ s,使用的都是交流电.交流电与直流电不同,每家每户使用的电是交流电,而电池供给的是直流电.
3.根据下图所示,它是________________的构造图,指出各主要部件的名称:2.0.02 0.02
3.电磁打点计时器①________;②________; ③________; ④________;
⑤________;⑥________;⑦__________; ⑧________.线圈  振片  振针  限位孔 
纸带  复写纸  永久磁铁  接线柱考点一  打点计时器1.电磁打点计时器
(1)构造
如下图所示,主要构造包括:线圈、永久磁铁、振片、振针、限位孔、复写纸等.(2)工作原理
电磁打点计时器在加上6 V的工作电压后,通过线圈和永久磁铁的作用带动振针上下运动,在纸带上打出一系列的点,且振针上下震动的时间间隔不变(发生周期性振动,当电源频率是50 Hz时,每隔0.02 s打一次点,即纸带上每打出两个相邻点所经历的时间是0.02 s)
2.电火花打点计时器
(1)构造:如右下图所示(2)工作原理
给电火花打点计时器接220 V电源,按下脉冲输出开关,计时器发出脉冲电流,经接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴,产生火花放电,欲使在纸带上打出一系列点,而且在交流电的每隔周期放电一次,因此电火花打点计时器打出点间的时间间隔等于交流电的周期.
注意:电磁打点计时器打点时,振针对纸带产生冲击和摩擦,影响纸带和振针的运动,给实验带来较大误差,而电火花打点计时器不干扰纸带的运动,故误差很小.3.打点计时器的使用及注意事项
(1)使用步骤
①将打点计时器固定,按使用说明将复写纸纸带装好并正确连接电路.
②接通电源,让打点计时器开始打点,放手让小车带动纸带运动,在纸带上打出一系列点.
③取下纸带,将纸带上记录的信息记录下来,并按要求进行测量计算.
④数据处理:根据打出的点求出时间和小车在对应时间内的位移,并按要求进行测量计算.(2)注意事项
①电磁打点计时器接6 V交流电源,电火花打点计时器接220 V交流电压.
②在实验中要放正打点计时器,使纸带在移动过程中不与限位孔的侧壁相碰,并且让纸带在与打点计时器基板同高的平面上紧贴基板移动.
③实验中应先接通电源,待打点稳定后再松开纸带,且每打完一条纸带应及时切断电源.(3)在使用打点计时器时,出现周期不稳定,或不起振,不打点等现象时,松开振片的固定螺丝,改变振片的长度,调整其固有频率,让它的固有频率与电源频率相同,即可解决上述问题.
(4)选择纸带时应选择一条点迹清晰的,适当舍弃点密集部分,适当选取技术点,并弄清所选时间间隔T等于多少秒.
(5)测量各段位移时,不要分段测量,要尽可能的一次测量完毕,即一次性测量出各计数点到计数起点0之间的距离.
(6)要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点,为了便于处理,一般在纸带上每隔4个点或者每5个点取一个计数点,即时间间隔T=0.02×5 s=0.1 s. C 考点二  数字计时器1.计时装置的组成
数字计时器和光电门2.工作原理
光电门是一个像门样的装置,一边安装发光装置,一边安装接收装置并与计时装置连接.当物体通过光电门时光被挡住,计时器开始计时当物体离开时停止计时,这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的速度;若计时器具备运算功能,使用随机配置的挡光片(宽度一定),可以直接测量物体的瞬时速度.
3.使用数字计时器应注意的问题
①实验前应先调整发光器和光敏元件的相对位置,因为二者没有对准,则不能计时.
②根据实验要求正确选择数字计时器的计时功能.练习1.以下关于数字计时器的说法正确的是(   )
A.数字计时器只能记录物体通过一个光电门的时间
B.数字计时器既可以记录物体通过一个光电门的时间,还可以记录物体通过两个光电门之间的时间
C.利用数字计时器可近似计算物体在某一点的瞬时速度
D.利用数字计时器能求物体在某段时间内的平均速度BCD一、打点计时器的使用
使用打点计时器时应注意:
1.电源电压要符合要求,电磁打点计时器应使用6 V以下交流电源;电火花计时器使用220 V交流电源.
2.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片的高度,使之增大一点.
3.使用打点计时器时,应先接通电源,待打点计时器稳定后,再释放纸带.
4.释放物体前,应使物体停在靠近打点计时器的位置.
5.使用电火花计时器时,应注意把两条白纸带正确穿好,墨粉纸盘夹在两条纸带之间;使用电磁打点计时器时,应让纸带通过限位孔,压在复写纸下面. 某学生在用打点计时器做测定匀变速直线运动的实验时,其开始时的装配图如下图所示,其中有错误与不妥之处,请把它找出来.在使用打点计时器时,应先接通电源,再使纸带运动还是先使纸带运动再接通电源,还是都可以? 解析:打点计时器应接交流电.图中接直流电是错误的.开始时,小车离滑轮太近,运动空间太小,纸带上留下的点太少,给测量带来不便,产生较大误差.滑轮太低,线的拉力方向同板面不平行,阻力大,误差也大.这三点是实验中易忽视的,应予注意.实验时应先接通电源,待打点稳定后,再放纸带.
答案:不妥之处:1.打点计时器应接交流电
2.开始时,小车离滑轮太近
3.滑轮太低,线的拉力方向同板面不平行
实验时应先接通电源,再放纸带.二、纸带上的运动信息
打点计时器是记录物体运动信息的仪器,通过研究与物体相连的纸带上打出的点可以知道物体的运动时间、快慢、位置、位移等信息. 根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是(  )
A.时间间隔     B.位移
C.瞬时速度 D.平均速度
解析:打点计时器的每两点间的时间间隔是0.02 s,我们可以从纸带上直接得到时间间隔的信息,位移需要测量,平均速度、瞬时速度则需要计算.
答案:A祝您学业有成课件23张PPT。第二节 时间 位移 运动的描述 1.知道时间与时刻的区别与联系.
2.理解位移的概念,知道位移与路程的区别与联系.
3.理解矢量与标量的定义,能区分矢量与标量.1.时刻与时间:时刻是指某一________,时间是指两个________之间的间隔.时刻和时间可以在时间轴上表示出来,时间轴上的每一点都表示一个不同的________,时间轴上的一段________表示的是一段时间间隔.
2.位移:位移是为了描述物体空间________的变化而引入的一个物理量;它是从物体运动的________指向运动的________的一条有向线段,有向线段的________表示位移的大小,它的方向表示位移的________.
3.路程:路程是物体运动________的长度.在向着一个方向的直线运动中,位移的大小与________相等;在曲线运动中,位移的大小总是________路程的.1.瞬间 瞬间 时刻 线段
2.位置 起点 终点 长度 方向
3.轨迹 路程 小于1.时刻:钟表指示一个读数对应的某一瞬时,也就是时刻.
2.时间:两个时刻之间的间隔称为时间间隔,简称时间.
3.时间和时刻的关系:时间可用下述表达式表示:Δt=t2-t1,其中t1和t2表示先后的两个时刻,Δt表示这两个时刻之间的时间.考点一  时间与时刻可以用时间轴表示两者之间的关系:如图所示,在时间坐标轴上时间表示一段距离,时刻表示一个点;O点表示开始计时,0~2 s表示2 s的时间,也即为前2 s时间;2~3段表示第3 s内;无论前2 s还是第3 s内,都是指时间;时间轴上的点代表时刻,2 s所对应的点为2 s末即为3 s初,是时刻. 以下说法正确的是(  )
A.2008年5月12日四川省汶川县发生8.0级地震,其中14时28分是指时间
B.铁路公布的旅客列车运行表是时刻表
C.我国优秀田径运动员刘翔在雅典奥运会110米栏决赛中,以12秒91的成绩夺得了冠军,其中12秒91是时间
D.“神舟五号”绕地球飞行14周,耗时是时刻解析:本题考查时间和时刻的区别.时间用来描述一个运动或变化的过程;时刻描述一个状态或一个瞬间.14时28分是地震的起始时刻,A错.火车站的旅客列车运行表是研究火车进出站的时刻.B正确.12秒91是刘翔完成110米栏的时间,C正确.21时23分钟是“神舟五号”绕地球运行的时间,D错.
答案:BC练习1.关于时间和时刻,下列说法正确的是(  )
A.时间很长,时刻很短
B.第2 s内和2 s都是指一段时间间隔
C.时光不能倒流,因此时间是矢量
D.“北京时间12点整”指的是时刻解析:时间指一过程,时刻指某一瞬间,A错;第2 s内和2 s都指时间间隔,B对;时间是标量,C错;12点整指的是时刻,D对.
答案:BD考点二  位移与路程1.路程:质点实际运动路径的长度叫路程.路程只有大小,其单位就是长度的单位.
2.位移:从初位置到末位置的有向线段.线段的长短表示位移的大小,有向线段的箭头指向表示位移的方向.位移用来描述质点位置变化的大小和方向,是矢量.位移的单位也是长度单位.3.路程与位移的区别
路程是与质点运动轨迹有关的物理量,位移是描述质点位置变化的物理量.路程与位移的大小一般是不相等的,只有当质点做单向直线运动时,路程才和位移的大小相等.需要特别关注的是:仅仅是大小相等,不能说路程就是位移.路程是标量,只有大小,没有方向.位移是矢量,有大小,有方向.它们的单位都是长度单位.
注意:位移只跟质点运动的始末位置有关,而跟物体具体运动的路径无关.
4.矢量与标量
矢量:既有大小又有方向的物理量.例如位移、力、速度、加速度等.标量:只有大小而没有方向的物理量.例如温度、质量、体积、长度、时间、路程等.两个标量相加遵从算术加法的法则.
注意:
①矢量可以用一根带箭头的线段来表示,线段的长短表示矢量的大小,箭头的指向表示矢量的方向.
②矢量的运算法则与标量不同(后面我们将要学到).
③直线运动的位置和位移.
物体在t1时刻处于“位置”x1,在t2时刻处于“位置”x2,那么x2-x1就是物体的“位移”记为Δx=x2-x1. 下列关于位移和路程的说法中,正确的是 (  )
A.位移大小和路程不一定相等,所以位移才不等于路程
B.位移的大小等于路程,方向由起点指向终点
C.位移描述物体相对位置的变化,路程描述路径的长度
D.位移描述直线运动,路程描述曲线运动解析:A选项中的因果关系不成立,A错.位移用初位置到末位置的有向线段来表示,位移的大小一般要小于路程,只有在同向直线运动中才等于路程.B错.位移描述物体位置变化,路程描述物体运动路径的长度,C正确.无论位移还是路程既可以描述直线运动,也可以描述曲线运动,D错.
答案:C练习2.如图,一个物体沿三条不同的路径由A运动到B,下列关于它们的位移的说法中正确的是(  )A.沿Ⅰ较大      B.沿Ⅱ较大
C.沿Ⅲ较大 D.一样大解析:无论走哪个路径,起点都是A,终点都是B,即位移的变化都是相同的,所以选D.
答案:D用坐标轴表示直线运动中的位移和位置:如果物体做直线运动,运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置,如果是一段时间,对应的是这段时间内物体的位移,可通过建立一维坐标系来描述,确定原点和正方向,可以将做直线运动的质点的运动方向或其反方向作为正方向. 一个物体在x轴上运动,0时刻在坐标原点,1 s末的位置在A点,2 s末的位置在B点.
(1)分别写出第1 s末和第2 s末的位置坐标;
(2)求物体在第2 s和前2 s的位移;
(3)在图上标出第2 s内的位移.解析:(1)第1 s末物体在A点,其位置坐标x1=3 m;第2 s末物体在B点,其位置坐标x2=-2 m
(2)物体在一段时间内的位移是这段时间的初时刻位置指向末时刻位置的有向线段.第2 s的初时刻坐标x1=3 m,末时刻坐标x2=-2 m,故第2 s内的位移Δx=x2-x1=-5 m,即位移大小为5 m,方向与规定的方向相反.前2 s的初时刻坐标x1′=0,末时刻坐标x2′=-2 m,前2 s的位移Δx=x2′-x1′=-2 m
(3)第2 s内的位移为该时间段的初时刻的位置指向末时刻位置的有向线段,如题图所示Δx=-5 m.
答案:(1)x1=3 m x2=-2 m
(2)Δx=-5 m  x2′=-2 m (3)略祝您学业有成课件23张PPT。第五节 速度变化的快慢 加速度运动的描述 1.理解加速度的定义.
2.理解加速度与速度方向的关系.
3.理解速度、速度变化量、速度变化率.1.加速度是________与发生这一变化的________的比值,通常用字母________表示.描述________________________.
2.公式:a=________,其中,________表示速度变化量,________表示时间间隔.在国际制单位中,加速度的单位是________,符号是________或________.
3.在直线运动中,若速度增加,则加速度方向与速度方向________;若速度减小,则加速度方向与速度方向________.考点一  速度改变量(变化量)Δv=vt-v0(矢量式)速度变化Δv=vt-v0是运动过程量,对应于某一段时间(或发生某一段位移),若取v0为正,则Δv>0表示速度增加,Δv<0表示速度减小,Δv=0表示速度不变.
物体速度变化的判断.
判断物体的速度是增加还是减小,不必管物体的加速度的大小,也不必管物体的加速度是增大还是减小,只需看物体加速度的方向和速度方向是相同还是相反.只要物体的加速度方向跟速度方向相同,物体的速度一定增加;只要物体的加速度方向与速度方向相反,物体的速度一定减小.方向判断1:以初速度v0的方向为正方向,当末速度vt的方向与正方向相同时取正,相反时取负;计算所得速度变化量Δv为正时表示Δv的方向与正方向相同,Δv为负表示Δv的方向与正方向相反.
方向判断2:在加速直线运动中速度变化量Δv的方向与初速度v0的方向相同,在减速直线运动中速度变化量Δv与初速度v0方向相反. 关于速度、速度改变量、加速度,正确的说法是(  )
A.物体运动的速度改变量越大,它的加速度一定越大
B.速度很大的物体,其加速度可以很小,也可以为零
C.某时刻物体速度为零,其加速度不可能很大
D.加速度很大时,运动物体的速度一定变化很快解析:物体运动的速度很大,若速度的变化很小或保持不变(匀速运动),其加速度不一定大(匀速运动中的加速度等于零).物体的加速度大,表示速度变化得快,即单位时间内速度变化量大,但速度的数值未必大.加速度的大小等于速度改变量和时间的比值,速度很大速度的变化不一定大.
答案:BD练习1.沿一条直线运动的物体,当物体的加速度逐渐减小时,下列说法正确的是(  )
A.物体运动的速度一定增大
B.物体运动的速度一定减小
C.相同时间物体运动速度的变化量一定减小
D.物体运动的路程一定增大解析:加速度减小,若加速度与速度方向相同,速度会增加,若加速度与速度方向相反,则速度减小,加速度小,相同时间速度变化量小.
答案:C考点二  描述速度变化快慢的物理量——加速度 关于加速度的概念,下列说法中正确的是(  )
A.加速度就是加出来的速度
B.加速度反映了速度变化的大小
C.加速度反映了速度变化的快慢
D.速度越大,加速度越大
解析:加速度是反映速度变化快慢的物理量,等于速度的变化与所用时间的比值,而速度变化的大小与所取时间长短有关,故C正确,速度大,加速度不一定大,故D错.
答案:C练习2.关于加速度,下列说法中正确的是(  )
A.速度变化越大,加速度一定越大
B.速度变化所用时间越短,加速度一定越大
C.速度变化越快,加速度一定越大
D.速度为零,加速度一定为零解析:加速度是由速度的变化量和变化量所用的时间两个因素共同决定的,速度变化越大,加速度不一定越大;速度变化所用时间越短,若速度变化量没有确定,也不能确定加速度一定越大;加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度一定越大;速度为零,并不是速度的变化量为零,故加速度不一定为零.?
答案:C3.跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机离地面某一高度静止于空中时,运动员离开飞机自由下落,运动一段时间后打开降落伞,打开伞后运动员以5 m/s2的加速度匀减速下降,则在运动员减速下降的任意一秒内(  )
A.这一秒末的速度比前一秒初的速度小 5 m/s
B.这一秒末的速度是前一秒末的速度的0.2倍
C.这一秒末的速度比前一秒末的速度小5 m/s
D.这一秒末的速度比前一秒初的速度小10 m/s解析:根据加速度的定义式: 得Δv=aΔt,这一秒末的速度比前一秒初的速度的变化Δv1=aΔt=5·Δt,且这一秒末与前一秒初的时间间隔为2 s,所以Δv1=5×2 m/s=10 m/s,故选项A、B错误,选项D正确.又因为这一秒末与前一秒末的时间间隔为1 s,因此选项C也正确.故选C、D.在解决本题时,一定要注意时间和时刻的区别,特别是要准确把握时间段代表的时间区域.加速度与初速度的关系为 ,vt=v0+at,故vt与v0不是正比例函数,不存在B选项中的倍数关系.
答案:CD速度v、速度变化量Δv、加速度a的比较 根据给出的物体的速度和加速度的正、负值,下列对物体运动种类的判断正确的是(  )
A.若v0>0、a<0,则物体做减速运动
B.若v0<0、a<0,则物体做减速运动
C.若v0<0、a>0,则物体做加速运动
D.若v0>0、a>0,则物体做加速运动解析:加速度的方向和速度的方向相同,则加速;加速度的方向和速度的方向相反,则减速.
答案:AD练习4.关于物体的运动,下列情况下不可能发生的是(  )
A.加速度逐渐减小,而速度逐渐增大
B.加速度方向不变,而速度方向改变
C.加速度和速度都在变化,加速度最大时速度最小,加速度为零时速度最大
D.加速度大小不变,方向改变,而速度保持不变解析:加速度与速度方向相同则速度增加,而加速度方向不变,速度方向可能改变,如竖直上抛运动.弹簧振子速度为零时加速度最大,平衡位置速度最大.
答案:D祝您学业有成课件31张PPT。第六节 用图象描述直线运动 运动的描述 1.知道匀变速直线运动速度-时间图象的特征.
2.理解匀变速直线运动的速度与时间的关系,会根据速度与时间的关系式进行相关计算.
3.知道物体运动的位移对应的v-t图象与坐标所围成面积的关系.1.速度-时间图象反映了做直线运动的物体________随________的变化关系.
2.在速度-时间图象中,曲线的________表示加速度的大小,比值________就是加速度的数值.
3.匀变速直线运动沿着一条直线,且________恒定不变的运动,图象为一条________.
4.可在方格纸上建立直角坐标系,用纵坐标表示物体运动的____,用横坐标表示____,根据各个时刻的速度,将(v,t)作为一组坐标在进行_____,将所描的点连成平滑曲线后得出的图象称为速度-时间图象(v-t图象),简称______.1.速度 时间  2.斜率 大小
3.加速度 直线
4.速度v 时间t 描点 速度图象考点一  速度时间图象是反映速度随时间变化规律直线运动的v-t图象.(1)匀速直线运动的v-t图象是一条平行于时间轴的直线,如右图c所示.
(2)匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线,如右图所示a表示匀加速直线运动,b表示匀减速直线运动.
(3)v-t图线的倾斜程度,即图线斜率等于物体的加速度.
(4)选取v-t图象中的一段为研究过程,根据纵坐标的绝对值分析速度大小情况,利用横坐标的正负了解速度的方向. 如右图所示,请 回答:
(1)图线①②分别表示物体 做什么运动?
(2)①物体3 s内速度的改变 量是多少,方向与速度方向有什 么关系?
(3)②物体5 s内速度的改变 量是多少?方向与其速度方向有何关系?
(4)①②物体的运动加速度分别为多少?方向如何?
(5)两图象的交点A的意义.练习1.关于速度-时间图象,下列说法中不正确的是(  )
A.速度-时间图象反映速度随时间的变化规律
B.匀变速直线运动的速度-时间图象是一条倾斜的直线
C.速度-时间图象与横轴所包围面积的数值等于该时间内物体的位移大小
D.非匀变速直线运动的速度-时间图象是直线解析:速度-时间图象是反映速度随时间变化规律的,某段时间内图象与坐标轴(t)所围成的面积表示位移,变速直线运动分为匀变速直线运动和非匀变速直线运动.匀变速直线运动的速度是随时间均匀变化的,v-t图象是一条倾斜的直线;非匀变速直线运动的速度是随时间不均匀变化的,v-t图象是一条曲线而不是直线.故选项A、B、C正确.
答案:D2.如右图所示为某运动质点的速度-时间图象,从图上判断下列说法中正确的是(  )
A.OA段加速度的大小大于 在BC段加速度的大小
B.OA段质点通过的距离小 于在BC段通过的距离
C.OA段的运动方向跟BC段 运动的方向相反
D.OA段加速度的方向跟在 BC段加速度的方向相反解析:由图象可知质点在OA段做加速运动,在BC段做减速运动,在AB段做匀速运动.质点在OA段和BC段速度变化量大小相等,但所用的时间BC段比OA段少,由加速度的定义式可知OA段的加速度小于BC段的加速度,且两个加速度的方向相反.质点在整个运动过程中的速度始终为正,质点运动过程中速度没有反向.质点在OA段的位移和BC段的位移由该段图线与时间轴所围的面积大小所决定,由图象可以看出,质点在OA段的位移大于BC段的位移.
答案:D考点二  速度图象的应用1.读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时刻.在右图中,0时刻的速度为v0,t时刻的速度为vt.
2.求出物体在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时间.在右图中,0~t时间内速度的变化量为Δv=vt-v0.
3.判断运动方向.根据速度 的正、负判断运动方向,速度为正, 表示物体沿正方向运动; 速度为负,表示物体沿负方向运动, 在右图中,0~t3时间内物体沿正方 向运动,t4~t6时间内,物体沿负方 向运动.4.图线下所围成的面积表示位移. 如下图所示,是某质点运动的v-t图象,请回答:
(1)质点在图中各段的过程中做什么性质的运动?
(2)在0~4 s内、8~10 s内、10 s~12 s内质点的加速度各是多少?3.甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度同时经过某一路标,从此时开始甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们经过下个路标时速度又相同.则(  )
A.甲车先通过下一个路标
B.乙车先通过下一个路标
C.丙车先通过下一个路标
D.条件不足,无法判断练习解析:作出三辆汽车的速度-时间图象,如图:甲、乙、丙三辆汽车的位移相同,即速度图线与t轴所围的面积相等,则由图象分析直接得出答案B.
答案:B一、利用v-t图象分析物体运动
1.要清楚地理解图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”的物理意义.
(1)点:两图线交点,说明两物体在交点时的速度相等.
(2)线:若为倾斜直线表示匀变速直线运动,若为曲线表示变加速运动.(3)斜率:表示加速度的大小.
(4)截距:纵轴截距表示t=0时刻的初速度,横轴截距表示速度为零的时刻.
(5)面积:表示某段时间内的位移. 一质点沿直线从A运动到B,其速度图象如图所示,那么在0-t0和t0-3t0两段时间内(  )
A.加速度大小之比为3∶1
B.位移大小之比为1∶2
C.平均速度大小之比为2∶1
D.平均速度大小之比为1∶1
解析:从斜率可以看出加速度为2∶1,从面积可以计算出位移大小之比为1∶2,而时间也是1∶2,所以平均速度大小之比1∶1.
答案:BDAB练习4.一小球沿斜面向上滑动,滑到最高点后又立即沿斜面滑下,其v-t图象如图所示.则小球上滑的最大距离为___________,上滑加速度的大小为_________,方向_________;向下滑动时,加速度的大小为__________,方向_________,从开始上滑到小球滑回原处所用时间为_____________.t总=( +1)s( +1)s方向沿斜面向下方向沿斜面向下二、比较x-t图和v-t 图 有四个运动的物体A、B、C、D,物体A、B运动的x-t图象如下图甲所示;物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图象如图乙所示.根据图象做出的以下判断中不正确的是(  )A.物体A和B均做匀速直线运动且A的速度比B更大
B.在0~3 s的时间内,物体B运动的位移为10 m
C.t=3 s时,物体C追上物体D
D.t=3 s时,物体C与物体D之间有最大间距
解析:由甲图可知,物体A、B均做匀速直线运动,且vA>vB,故A、B正确;由乙图可知,t=3 s时,vC=vD,此时物体C与物体D之间有最大距离,故C错,D正确.
答案:C祝您学业有成课件29张PPT。第四节 物体运动的速度 运动的描述 1.理解平均速度的概念及物理意义.
2.理解瞬时速度、速率的概念.
3.知道平均速度、瞬时速度、速度都是矢量,速度的大小叫速率.平均速率等于路程除以时间.1.为了表示物体运动的快慢,物理学中引入了________这个物理量.
2.速度是________与________________的比值,公式是________,单位是________,速度是________(标量或矢量).
3.平均速度是______与________的比值,公式是______,单位是_____.是矢量,方向:______.1.速度
2.位移 发生这段位移所用时间 v=s/t m/s 矢量
3.位移 发生这段位移所用时间 v=s/t m/s 与位移方向相同-4.瞬时速度:______________.是________(标量或矢量),方向:_____________________.
5.如无特殊说明,我们平时所讲的速度是________(平均速度或瞬时速度).
6.平均速率:_________.平均速度的大小与平均速率的关系是__________________________.
7.瞬时速率:_________________________.4.物体在某一时刻或某一位置时的速度 矢量 某一刻物体瞬时速度的方向即物体运动的方向
5.瞬时速度
6.路程与时间的比值 平均速度的大小一般小于平均速率,仅单向直线运动,二者大小才相等
7.瞬时速度的大小叫做瞬时速率考点一  平均速度1.定义:位移与发生这段位移所用时间t的比值,表达式 .单位:米每秒,符号:m/s.
2.平均速度表示运动物体在一段时间内运动的平均快慢程度,只能粗略地描述运动的快慢.
3.平均速度既有大小又有方向,是矢量,其方向与一段时间内发生的位移方向相同.4.平均速度必须明确是哪段时间或哪段位移上的平均速度,取不同的时间段或位移段平均速度一般是不同的.
5.平均速率:运动物体的路程与通过这段路程所用时间的比值,叫做这段时间(或这段路程)内的平均速率.它是标量,只有大小没有方向. 甲100m赛跑用时12.5秒,求整个过程中甲的速度是多少?练习1.某段过程中甲的平均速度是10 m/s,方向向北,用时10秒,求甲在整个过程中的位移大小.2.甲乙两质点在同一直线上匀速运动,设向右为正,甲质点的速度为+2 m/s,乙质点的速度为-4 m/s,则可知(  )
A.乙质点的速率大于甲质点的速度
B.因为+2>-4,所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C.这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向
D.若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10 s后甲、乙两质点相距60 m 解析:速率是标量,表示瞬时速度的大小,速度是矢量,具有大小和方向.用乙的速率跟甲的速度比较,是完全没有可比性的.A错误.速度正、负表示方向,比较大小时只比较数值大小.B错误,C正确.
设原点为O,那么甲在10 s内发生的位移是20 m,乙在10 s 内发生的位移是-40 m.因为甲乙在同一直线上沿不同方向运动,所以甲乙两质点相距60 m.D正确.
答案:CD考点二  瞬时速度和瞬时速率1.定义:物体在某一时刻或某一位置时的速度,叫做该时刻或该位置的瞬时速度,常简称为速度.
2.瞬时速度的矢量性:瞬时速度是矢量,既有大小也有方向,方向就是物体在该时刻物体的运动方向,即物体在运动轨迹上过该点的切线方向.
3.瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢.4.瞬时速度和平均速度的关系:如果时间非常小时,就可以认为平均速度表示的是物体在该时刻的瞬时速度.
5.初中学到的匀速直线运动,就是瞬时速度保持不变的运动.
6.瞬时速度的大小叫做瞬时速率,简称速率.
测量仪器:速度计(速度计所指的数值就是某时刻汽车的瞬时速率,随着行驶的快慢而定).7.平均速度和瞬时速度的关系
①平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,平均速度与一段位移或时间相对应,所取时间越短,描述物体的运动情况越精确.如果以某时刻(或位置)为中心选一小段时间(或位移)计算平均速度,当所选的时间(或位移)小到趋近零时,这一平均速度就等于该时刻(或位置)的瞬时速度,就能精确描述物体的运动.
②瞬时速度与某一时刻(或位置)相对应,平均速度与一段时间(或位移)对应.
③平均速度的大小与瞬时速度的大小无必然的联系,不能说某时刻的瞬时速度很大,则对应时间阶段的平均速度也很大.
瞬时速度能精确描述物体的运动快慢,就是在运动时间Δt→0时的平均速度. 一个做直线运动的物体,某时刻速度是10 m/s,那么这个物体(  )
A.在这一时刻之前0.1 s内位移一定是1 m
B.在这一时刻1 s内位移一定是1 m
C.在这一时刻起10 s内位移可能是50 m
D.如果从这一时刻起开始匀速运动,那么它继续通过1000 m路程所需时间一定是100 s解析:某时刻速度是10 m/s指的是该时刻的瞬时速度,不能说明物体从此时起以后运动的快慢情况,以后做直线运动或匀变速直线运动,或非匀变速直线运动均可能.所以选项A、B均错.如果从某时刻(速度为10 m/s)起质点做非匀变速直线运动,从这一时刻起以后的10 s内位移可能为50 m,所以选项C正确,如果从这一时刻起物体做匀速直线运动,那么经过1000 m路程所需时间t=100 s.
答案:CD练习3.下列所说的速度中,哪些是平均速度(  ),哪些是瞬时速度(  )
A.百米赛跑的运动员以9.5 m/s的速度冲过终点线.
B.经过提速后,列车的速度达到150 km/h
C.由于堵车,在隧道中的车速仅为1.2 m/s
D.返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋中
E.子弹以800 m/s的速度撞击在墙上解析:瞬时速度与某一时刻(或位置)相对应,平均速度与一段时间(或位移)对应.B、C为平均速度.A、D、E为瞬时速度.
答案:BC ADE一、对速度概念的理解
1.平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,平均速度与一段位移或时间相对应,所取时间越短,描述物体的运动情况越精确.如果以某时刻(或位置)为中心选一小段时间(或位移)计算平均速度,当所选的时间(或位移)小到趋近零时,这一平均速度就等于该时刻(或位置)的瞬时速度,就能精确描述物体的运动.
2.瞬时速度与某一时刻(或位置)相对应,平均速度与一段时间(或位移)对应.
3.平均速度的大小与瞬时速度的大小无必然的联系,不能说某时刻的瞬时速度很大,则对应时间阶段的平均速度也很大. 下列关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是(  )
A.若物体在某段时间内任一时刻的瞬时速度都等于零,则它在这段时间内的平均速度一定等于零
B.若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零
C.匀速直线运动中物体在任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度
D.变速直线运动中一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度解析:物体各个时刻的瞬时速度都等于零,则物体是静止的,即位移为零,因此平均速度一定为零.物体在某段时间内平均速度为零,说明整个运动过程中的位移为零,但不能证明物体不运动,例如物体做往返运动回到出发点,位移为零,平均速度为零,但瞬时速度不为零.匀速运动中,由于瞬时速度都相等,因此平均速度等于瞬时速度.变速运动中,速度时刻在变,但平均速度可能与某一时刻的瞬时速度相等.
答案: AC二、平均速度的计算
1.物体做变速运动时,不同的位移(或不同的时间)内的平均速度一般是不同的,因此求出的平均速度必须指明是哪段位移(或哪段时间)内的平均速度.
2.平均速率与平均速度的大小是完全不同的两个概念,平均速率是运动物体的路程与通过这段路程所用时间的比值平均速度与平均速率的比较3.平均速度和速度的平均是不是一回事?
平均速度是描述物体运动的平均快慢程度,大小等于位移与所用时间的比值,即 速度的平均值是一系列速度的累加再除以相加的速度个数.可见二者的意义和计算方法都不同,不是一回事,只是在某些特殊的变速直线运动中,二者有可能相等.
4.平均速度等于零是否表示物体处于静止状态?
平均速度等于零,说明物体在对应时间内的位移为零,而位移为零不能说明物体处于静止状态,也可能物体在运动,只不过计时终结时又回到了初位置. 一汽车在10 s内向东行驶了300 m,接着又向北在10 s内行驶了400 m,求汽车的平均速度大小和平均速率.注意:平均速度是位移与发生这段位移所用时间t的比值,是矢量,方向与位移方向相同.平均速率是运动物体的路程与通过这段路程所用时间的比值,叫做这段时间(或这段路程)内的平均速率.它是标量,只有大小没有方向.4.一物体沿直线运动,先以3 m/s的速度运动60 m,又以2 m/s的速度继续向前运动60 m,物体在整个运动过程中平均速度是多少?点评:全过程的平均速度只能由全过程的总位移与所用的总时间的比值得出.不能用求速度的平均值去做 =2.5 m/s.祝您学业有成课件43张PPT。第一节 探究形变与弹力的关系 研究物体间的相互作用 1.掌握弹力、弹性、弹性限度等概念.
2.掌握弹力产生的条件和方向.
3.掌握胡克定律,并学会应用.1.物体的__________发生改变,简称为形变,常见的形变形式________________、________、________等.
2.弹力的概念:________________________________________.产生条件:(1)________;(2)________.1.形状或体积 拉伸(或压缩)形变 弯曲形变 扭转形变
2.发生形状改变的物体对使其产生形变物体的作用力 直接接触 发生弹性形变3.弹力方向的确定:(1)压力和支持力的方向总是________________,指向被压和被支持物体.(2)绳的拉力方向总是________________的方向.
4.弹簧弹力大小胡克定律:f=kx式中的k被称为 _____,它由_____决定;式中的x是弹簧的____.3.垂直于接触面 沿着绳指向绳收缩
4.劲度系数 弹簧本身 形变的大小考点一  形变:物体的形状或体积的改变叫做形变1.形变有两方面:
(1)形状的改变:指受力时物体的外观发生变化,如橡皮条拉紧时,由短变长;跳水馆中的跳板本来是水平伸直的,当运动员在上面起跳时,平直的板变得弯曲;撑杆跳高时,运动员手中的撑杆由直变曲.(2)体积的改变:指受力时物体的体积发生变化.如用力压排球,排球体积变小;用力压海绵,海绵的体积变小.
任何物体都能发生形变,不能发生形变的物体是不存在的,不过有的形变比较明显,可以直接看见;有的形变极其微小,要用仪器才能显示出来.
2.形变种类:按形变变化情况可分为拉伸(或压缩)形变,弯曲形变,扭转形变.考点二  弹性与弹性限度1.发生形变的物体具有恢复原状的性质,叫弹性.
2.弹性限度:使物体形变的力过大时,当撤去外力时,物体形状就不能完全恢复,此时作用在物体上的外力超出了物体的弹性限度,这种形变叫塑性形变(或范性形变).如用力将弹簧拉直时,弹簧将不能恢复到原来形状.
3.弹性形变:任何物体受到外力作用后都会产生形变,当撤去外力时,物体能完全恢复原状的形变,称为弹性形变.1.关于弹性形变的概念,下列说法中正确的是(  )
A.物体形状的改变叫弹性形变
B.物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变
C.一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变
D.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变D练习考点三  探究弹力1.弹力的定义
产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力.
2.弹力的产生条件
弹力的产生必须同时满足以下两个条件:
一是两个物体必须直接接触;二是两个物体接触处发生形变(一般是指弹性形变).所以,弹力是接触力,只有相互接触的物体间才可能有弹力作用. 关于弹力的产生,下列说法正确的是(  )
A.只要两物体相互接触就一定产生弹力
B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力
C.只要两物体发生形变就一定有弹力产生
D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用
解析:此题根据弹力的产生条件:接触并产生弹性形变,二者缺一不可,A、C都只有弹力产生条件的一个方面,而B说明有“互相吸引”,只能证明有力存在,不一定是弹力,故正确答案是D.
答案:D2.下列说法正确的是(   )
A.木块放在桌面上所受到的向上的弹力是由于木块发生微小形变而产生的
B.木块放在桌面上对桌面的压力是由于桌面发生微小形变而产生的
C.用细竹竿拨动水中的木头,木头受到的弹力是由于细竹竿发生形变而产生的
D.挂在电线下面的电灯对电线的拉力,是因为电线发生微小形变而产生的C练习3.关于弹力,下列叙述正确的是(   )
A.两物体相互接触,就一定会产生相互作用的弹力
B.两物体不接触,就一定没有相互作用的弹力
C.两物体有弹力作用,物体不一定发生了弹性形变
D.只有弹簧才能产生弹力解析:此题考察弹力产生的条件,只有相互接触的两物体发生弹性形变才能产生弹力.A只有弹力产生条件的一个方面;有弹力就一定发生弹性形变,所以C错;一切发生弹性形变物体的都可以产生弹力,故D错.
答案:B3.弹力的方向
与物体形变的方向相反,或者说与使物体发生形变的外力方向相反.
(1)支撑面的弹力
由于支撑面发生形变,对被支持的物体产生的弹力,通常称为支持力,支持力的方向总是垂直于支持面,指向被支持的物体.
由于被支持物发生形变,对支持物产生的弹力,通常称为压力,压力的方向总是垂直于接触面,指向被压的物体.(2)绳的弹力
由于绳被拉长而对所拉物体产生的弹力,通常称为拉力,拉力的方向总是沿绳而指向绳收缩的方向.
(3)弹簧弹力方向总是沿弹簧轴线指向弹簧形变的反方向.
(4)杆产生的弹力方向
①方向可能沿杆方向,起拉力作用.
②方向可能沿杆方向,起支持力作用.
③方向也可能不沿杆方向,起支持力或拉力的作用. 请在下面的图中画出杆及球所受的重力和弹力.解析:(1)A图中杆在重力的作用下,对A、B两处都产生挤压的作用,故A、B两点处对杆有弹力,弹力的方向与接触点的平面垂直,如图a所示.
(2)B图中杆受重力作用,且杆对C、D两处有挤压作用,因C处是曲面,D处为支撑点,所以C处的弹力垂直其切面指向球心,D处的弹力与杆垂直斜向上,如图b所示.
(3)C图中球受到重力,并挤压墙而且紧拉绳子,所以墙对球的弹力与墙垂直,绳子对球的弹力沿绳斜向上.如图c所示.(4)D图中球受到重力,并与两点接触并且挤压,球受的弹力F1、F2垂直于接触点的切面(虚线是切面),沿着半径方向指向球心.如图d所示.
答案:见解析4.弹力的大小
(1)胡克定律的内容
在弹性限度内,弹簧的弹力F的大小跟弹簧的伸长量(或缩短量)x成正比.
(2)胡克定律的公式:F=kx.
注意:
①胡克定律中,k为弹簧的劲度系数,其大小由弹簧本身决定,其决定因素有弹簧长度、材料、粗细等.在此要弄清楚:同一弹簧截去一段后,其劲度系数要变.x为弹簧的伸长(或缩短)量.②胡克定律通常用于计算弹簧弹力的大小.在实际应用中,弹力的大小和方向需要根据实际情况来确定.如根据二力平衡条件等.
5.弹力的作用点:作用在物体的接触面上.
形变和物体间的弹力是同时产生、同时变化、同时消失的.通常所说的压力、推力、拉力、支持力、浮力等,本质上都是弹力. 一根弹簧原长为12 cm,在弹性限度内挂2 N的物体时长16 cm,则
(1)挂1 N的物体时弹簧多长?
(2)挂5 N的物体时弹簧多长?解析:首先弄清弹簧伸长的长度与弹簧的长度、原长的关系;其次要先求出弹簧的劲度系数,再求弹簧的伸长量.(1)弹簧的原长:L0=12 cm=0.12 m
挂2 N的物体时弹簧长:L1=16 cm=0.16 m
弹簧的伸长量:x=L1-L0=0.04 m
由二力平衡得:F弹=G=2 N
由胡克定律:F弹=kx得:
k=F弹/x=2 N/0.04 m=50 N/m
挂1 N物体时的伸长量
x′=F弹′/k=1/50 m=0.02 m=2 cm
L2=L0+x′=12 cm+2 cm=14 cm.(2)挂5 N的物体时若仍在弹性限度内,同理可得弹簧长为L3=22 cm.
挂5 N的物体时若超出弹性限度,则无法求解.
答案:(1)14 cm (2)22 cm 或无法求解4.将一根原长为50 cm、劲度系数是200 N/m的弹簧拉长为70 cm,则弹簧的弹力大小为(  )
A.100 N      B.40 N
C.140 N      D.240 N解析:由F=kx=200×0.2 N=40 N可求出.
答案:B练习5.用4 N的力可以使轻弹簧伸长8 mm,现在把两个这样的弹簧串联起来在两端用6 N的力来拉它们,这时弹簧的总伸长量应为(   )
A.12 mm      B.24 mm
C.16 mm D.32 mmB考点四  实验:探究弹力和弹簧伸长的关系1.实验目的:探究弹力与弹簧伸长的定量关系,学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据.2.实验原理:弹簧受力会发生形变,形变的大小与受到的外力有关.沿着弹簧的方向拉弹簧,当形变稳定时,弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的.用悬挂法测量弹簧的弹力,运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力大小相等.弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算,这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了.
3.实验器材:弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸.4.实验步骤
(1)将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L0,即原长.
(2)如下图所示,将已知质量的钩码挂在弹簧的下端,在平衡时测量弹簧的总长是L,并计算钩码的重力,填写在记录表格里.(3)改变所挂钩码的质量,重复前面的实验过程多次.
(4)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点法作图.连接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线.
(5)以弹簧的伸长量x为自变量,写出曲线所代表的函数.首先尝试写成一次函数,如果不行则考虑二次函数.
(6)得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义.注意事项:
1.所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度.要注意观察,适可而止.
2.每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标上描的点尽可能稀,这样作出的图线更精确.
3.测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,以免增大误差.
4.描点画线时,所描的点不一定都落在一条曲线上,但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧.
5.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位. 下表是某同学为探究弹力和弹簧伸长的关系所测的几组数据:(1)在下图中的坐标纸上作出F-x图象;
(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.解析:根据给出的数据在图中描点,描点时要保证绝大多数点落在直线上,偏离直线较远的点要舍去.然后依据图象得出函数表达式,并解释其常数含义.
(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)由图象得F=20x.
(3)函数表达式中的常 数表示使弹簧伸长1 m所需 的拉力为20 N,该常数即 为弹簧的劲度系数.
答案:见解析6.某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是下图所示中的(  )解析:由于考虑弹簧自身重力的影响,当不挂钩码时,弹簧的伸长量x≠0,所以选C.
答案:C练习弄清弹力有无的判断方法和弹力方向的判定方法.
1.相互接触物体的形变比较明显的情况下,弹力的判断较容易,比如弹簧伸长或缩短时对跟它接触的物体有弹力的作用,弹簧没有发生形变时就不产生弹力.
2.如果物体间发生微小形变,这时可采用假设法(或称为反证法)判断是否存在弹力.
其一,假设物体间存在弹力,看物体的运动状态是否符合题意,如果符合题意,说明存在弹力;如果不符合题意,说明不存在弹力.比如光滑水平面上有相互接触的两个静止球A和B,如下图所示.如果它们之间存在弹力作用,B球受到了方向向右的弹力N2作用,那么B球不可能处于静止状态,与要求不符,所以A、B之间不存在弹力作用.而地面和B球之间则存在着弹力作用,B球受到地面的弹力N1,正好和它受到的重力平衡.反之,如果B球不受到地面的弹力N1,B球不可能处于静止状态.
其二,假设相互接触的物体中的一个不存在,看另一个物体的运动状态是否受影响(可以称为撤除法或移去法),如果不受影响,说明它们之间没有弹力作用;反之,则有弹力存在,如下图所示,在a图中若将A去掉,B的状态不受影响,说明A、B之间不存在弹力作用;而b图中若将A去掉,B的位置要发生变化,说明A、B之间存在着弹力作用. 下图中各静止物体所受的弹力正确的是(各接触面均光滑)(  )解析:利用“挡板”法,撤走C选项中的左斜板,撤走D选项中的N2对应触点,物体均不动,说明C、D选项中N2不存在.A项中若撤走竖直“板”,球沿斜面向下运动,说明N1存在.B选项中N1应垂直棒向上.选A.
答案:A7.如图所示,一个质量分布均匀的球放在互成120°角的两块光滑平面之间,保持静止状态,球与水平面AB相切于a点,与倾斜面BC相切于b点,试分析球的受力情况,画出球的受力示意图.解析:由于重力的作用,球与水平面之间相互挤压,使水平面和球都发生微小形变.水平面AB由于发生压缩形变后有恢复原状趋势,对球产生垂直于水平面向上的弹力F.球与斜面BC接触,球是否受到BC面对它的弹力作用呢?假设把BC面轻轻地从左侧移开,将观察到球仍保持静止状态,所以球与BC面虽然接触,但并不相互挤压,没有发生形变,故BC面对球没有弹力作用.综上所述,球受到重力G和AB平面对它的支持力,且F=G.受力示意图如图所示.
答案:见解析祝您学业有成课件30张PPT。第三节 力的等效和替代研究物体间的相互作用 1.了解力的图示法,区别力的图示和力的示意图;
2.理解力的合成与分解本质是等效替代的关系;
3.通过《寻找等效力探究实验》初步发现平行四边形定则.1.力的图示
在物理学中,可以用________的线段表示力.线段是按一定比例(标度)画出的.它的长短表示力的________,它的指向表示力的________,箭尾(或箭头)表示力的________,线段所在的直线叫做力的________,这种表示力的方法,叫做力的图示.
2.合力与分力:当一个物体受到几个力的________时,可以求出这样一个力,这个力产生的________跟原来几个力的共同效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做这个力的分力.
3.求几个力的合力的________或求合力的________,叫做力的合成.求一个力的________的过程叫力的分解.1.带箭头 大小 方向 作用点 作用线
2.共同作用 效果 3.过程 方法 分力考点一  力的图示和力的示意图1.用力的图示来表示力的三要素的具体步骤是:(1)选定标度,选某一长度表示多少牛顿的力;(2)沿力的方向并从力的作用点开始,按一定比例画出一线段;(3)在线段的末端标出箭头,表示方向.
2.选定标度时,注意根据力的大小做恰当的选择,能在图中非常直观、方便地看到这个力,还要使图匀称美观,还要注意不能用不同标度画同一物体受到的力.
3.力的图示是用作图法直观形象地表示力,力的三要素均能在力的图示中找到,力的示意图则不同.图可以表示出力的作用点和方向,但线段的长短并不表示力的大小. 如图所示,绳对物体竖直向上的拉力大小为150 N,用力的图示法表示拉力.解析:画力的图示要严格按照以下步骤进行:
(1)选定标度.
(2)从作用点沿力的方向画一线段,线段长短按选定的标度和力的大小画.线段上加刻度,如图甲所示从O点竖直向上画一段3倍于标度的线段;(3)在线段终点上加箭头表示力的方向.为了简便也可以照图乙那样不画物体,而用质点来表示物体,画出力F的图示.
画力的示意图:如图丙所示,从物体向力的方向画一线段,并加上箭头,表示方向.然后标明F=150 N即可.
答案:见解析练习1.作出下列力的图示:
(1)物体受250 N的重力.
(2)用细线拴一个物体,并用400 N的力竖直上提物体.
(3)水平向左踢足球,用力大小为1000 N.解析:①选不同标度(单位),力的图示线段的长短可不同;②标度的选取要有利于作图示.
答案:如图所示 ①          ②
③考点二  力的等效和替代1.等效与替代:如果力F的作用效果与F1、F2、F3……共同作用效果相同,则F与F1、F2、F3……之间可以相互等效替代.
2.合力与分力
当一个物体受到几个力共同作用时,我们常常可以求出这样一个力,这个力的作用效果跟原来几个力的作用效果相同,这个力就叫做那几个力的合力.原来的那几个力叫分力.3.力的合成
求几个力合力的过程或合力的方法,叫做力的合成.
已知几个力,可以通过力的合成求得它们的合力,合力的作用效果与这几个分力的作用效果相同,因此合力可以代替这几个力.合力与分力的关系是等效替代的关系.
4.力的分解
求一个力的分力的过程,称为力的分解. 关于合力与分力的说法中,正确的是(  )
A.合力的作用效果跟几个分力共同作用产生的效果相同
B.合力与分力同时作用在物体上
C.合力的作用可用几个分力来替代
D.合力与分力是一对平衡力解析:合力的作用效果与它的分力的作用效果相同,它们并不是同时作用在物体上,如当物体受到合力作用时,分力则是按效果命名的,没有施力物体,是不存在的;如几个分力是同时作用在物体上的,则合力是按效果得出的,也不是物体受到的,是不存在的,更谈不上是平衡力了,所以B、D错误.
答案:AC练习2.如图所示,甲中用两根细绳将重物G悬挂,此时OA绳对重物G的拉力为F1,OB绳对重物G的拉力为F2,乙用OC绳单独将物体悬挂起来,此时OC绳对物体的拉力为F,则下列说法正确的是(  )A.F1、F2两力共同作用效果与F一个力的作用效果相同
B.可以用F这一个力代替F1和F2两个力
C.不能用F1、F2这两个力代替F这个力
D.F1+F2应该等于F解析:重物G在F1、F2以及重力作用下静止或在F和重力作用下静止,甲乙两种情形,力的效果相同,静止、重力一样,说明F1、F2两个力作用效果与F这一个力作用效果一样,F1、F2两个力是矢量,求和不是直接代数相加减,而应该求矢量和.等效替代时,既可以用一个力代替多个力,也可以用多个力代替一个力,故A、B选项正确.
答案:AB考点三  寻找等效力(验证力的平行四边形定则)1.实验步骤:
(1)用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.
(2)把橡皮条一端钉在板上A点,另一端拴上两个细绳套.
(3)用两个弹簧秤互成角度拉绳套,使橡皮条与细绳的结点伸长至O,并记下秤的示数F1、F2,描出细绳方向(在细绳下描两点以确定拉力方向),如图甲所示. 甲          乙(4)用一个弹簧秤把该橡皮条与细绳的结点拉至O点,描出绳的方向,记下示数F′,如图乙所示.(5)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出F1、F2的图示,按同样的标度作出F′的图示;并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形,过O点画其对角线,此对角线即为合力F的图示.
(6)比较力F′与平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同.
(7)改变两个力F1、F2的大小和夹角,再重复实验两次.2.实验注意事项:
(1)同一实验中的两只弹簧秤的选取方法是:将两只弹簧秤勾好后对拉,若两只弹簧秤在拉的过程中,读数相同,则可选,若不同,应另换,直至相同为止,使用时弹簧秤与板面平行.
(2)在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些,以减小误差.
(3)画力的图示时,应选定恰当的标度,尽量使图画得大一些,但也不要太大而画出纸外.要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力.
(4)在同一次实验中,橡皮条拉长的结点O位置一定要相同.
(5)由作图法得到的F和实际测量得到的F′,不可能完全符合,但在误差允许范围内可认为F和F′符合. 在“互成角度的两个力的合成”实验中,不是为了减小实验误差应注意的是(  )
A.描点、作图时的铅笔尖一些,图的比例尽量大些
B.拉橡皮条的细绳尽量长些
C.在用两个弹簧秤拉时,两细绳间的夹角尽量大些
D.在用两个弹簧秤拉时,两弹簧秤的示数尽量大些解析:作图时比例大些,使弹簧秤的示数大些,可以减小相对误差.橡皮条的细绳长些,可使为记录绳的方向而在绳下确定的点与结点O的距离大些,减小连线时的相对误差.因此A、B、D选项所叙述要求都能起到减小相对误差的作用.在实验中,两个分力F1、F2的夹角θ越大,用平行四边形作图得出的合力F的误差越大,所以在实验中不要把θ角取得太大.
答案:C练习3.关于“探究等效力”的实验,下列说法正确的是(  )
A.两个力F1、F2拉与一个力F拉的作用效果相同
B.实验中不必记录两分力的夹角
C.实验中必须记录两分力的方向
D.实验中不用记录橡皮条端点最终被拉到的位置解析:在“探究等效力”的实验中,是分别用一个力F和两个力F1、F2把橡皮条拉到相同的位置(即效果相同),然后通过图示法研究F和F1、F2之间的关系.所以必须记下绳结的位置,D错A对;又因为力是矢量,所以要记下方向,B错C对.
答案:AC1.力的等效性指的是力的相互代替,要保证力产生的效果相同.
2.合力与分力只是作用效果相同,在作用效果上存在等效替换的作用,可以是同性质的力,也可以是不同性质的力,但合力与分力不能同时存在.练习4.关于两个分力F1、F2及它们的合力F的说法,下述正确的是(  )
A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同
B.两力F1、F2一定是同种性质的力
C.两力F1、F2一定是同一个物体受的力
D.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力解析:合力与分力是等效替代的关系,所以F的效果与F1、F2共同作用的效果一定相同,可以相互替代,A、C对,D错.只要F1、F2的作用效果与F相同即可,跟其是否同一性质的力没有关系.B错.
答案:AC祝您学业有成课件38张PPT。第二节 研究摩擦力 研究物体间的相互作用 1.知道滑动摩擦力与哪些因素有关.
2.能运用f=μN计算滑动摩擦力.
3.认识静摩擦力,知道最大静摩擦力与滑动摩擦力的关系.
4.能确认摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反.1.摩擦力的产生条件:
(1)两物体接触面________;
(2)两物体间存在________;
(3)接触物体间有相对运动(________摩擦力)或相对运动趋势(________摩擦力).不光滑 正压力 滑动 静2.摩擦力的方向:
(1)滑动摩擦力的方向沿接触面和________________相反,与物体运动方向________相同.
(2)静摩擦力方向沿接触面与物体的________________相反.可以根据平衡条件或牛顿运动定律判断.相对运动方向 不一定 相对运动趋势方向3.摩擦力的大小:(1)滑动摩擦力的大小: f = μN式中的N是指_______,不一定等于物体的重力;式中的μ被称为动摩擦因数,它的数值由____________决定.
(2)静摩擦力的大小: 0< f静 ≤ fm除最大静摩擦力以外的静摩擦力大小与正压力无关,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,与正压力成________比;静摩擦力的大小应根据平衡条件或牛顿运动定律来进行计算.正压力 接触面的材料和情况 正考点一 滑动摩擦力1.滑动摩擦
当两个相互接触的物体有相对滑动时,物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦.
2.滑动摩擦力
在滑动摩擦中,物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力,叫做滑动摩擦力.3.滑动摩擦力的产生条件
滑动摩擦力的产生必须同时具备以下条件:
(1)两物体直接接触且发生挤压,即存在压力.
(2)接触面不光滑.
(3)两物体接触面间存在相对滑动.
4.滑动摩擦力的大小
滑动摩擦力与正压力成正比,即f=μN,μ为动摩擦因数,与接触面材料和粗糙程度有关;N指接触面的压力,并不总等于重力.注意:
(1)正压力N是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力,一般由平衡方程或动力学方程(后面将要学习)求得.要特别注意的是压力N和重力G是两种不同性质的力,它们的大小可以相等,也可以不等,也可以无任何关系.例如,如右图所示,用水平力F把物块压在竖直墙上使物块沿墙面下滑,此时物块与墙壁间的压力N=F,与重力G无关.因此不要总认为N=G.
(2)动摩擦因数μ反映了物体接触面的物理性质,它的数值与相互接触的材料、接触面的粗糙程度有关,与物体的运动状态、接触面的面积等无关.通常情况下μ<1.(3)滑动摩擦力的大小是由μ和N共同决定的,跟物体的运动情况、接触面的大小没有关系;对于确定的两个接触面,只要压力N一定,无论物体所受其他外力如何变化或运动方向如何变化,滑动摩擦力的大小都是不变的.
(4)计算滑动摩擦力的方法有两种,
一是按滑动摩擦力的计算公式进行计算,
二是根据物体所处的运动状态结合物体的受力进行计算.5.滑动摩擦力的方向
滑动摩擦力的方向总与接触面相切,并且跟物体的相对滑动方向相反.接触面间滑动摩擦力的方向总是与弹力的方向垂直.
注意:
(1)滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,而不是与物体的运动方向相反,这里的“相对运动”是指受力物体相对于施力物体的运动.
(2)滑动摩擦力的方向,可以和运动方向相同,也可以和运动方向相反.但一定是和物体间相对运动方向相反.(3)滑动摩擦力可以是阻力,也可以是动力.
(4)摩擦力的方向和物体运动的方向不一定在一条直线上.
6.作用点:在两物体的接触面上. 在水平外力F的作用下,重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑,如图所示.设物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ,则物体所受的摩擦力的大小为(  )解析:滑动摩擦力的大小有两种求法:①若已知两接触面间的动摩擦因数μ和两者间正压力FN,则由Ff=μFN求.由此法求出Ff=μF(因为FN=F),A正确.②若不知①中FN、μ,则据物体运动状态由平衡条件或牛顿运动定律求,由此法(平衡条件)求得Ff=G(因为物体匀速下滑,受力平衡),C正确.静摩擦力只能据上述方法②来求,不能由 Ff=μFN来求.
答案:AC1.汽车在平直公路上匀速前进(设驱动轮在后),则 (  )
A.前、后轮受到的摩擦力方向均向后
B.前、后轮受到的摩擦力方向均向前
C.前轮受到的摩擦力向前,而后轮受到的摩擦力向后
D.前轮受到的摩擦力向后,而后轮受到的摩擦力向前解析:前轮受到的摩擦力是阻力,后轮受到的摩擦力是动力.
答案:D练习2.关于动摩擦力的产生的说法中,正确的是(  )
A.只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生动摩擦力
B.只有运动的物体才可能受到动摩擦力
C.受弹力作用的物体一定会受到动摩擦力
D.受动摩擦力作用的物体一定会受到弹力作用解析:注意摩擦力的产生条件和运动的相对性.
答案:AD3.关于动摩擦因数,下列说法正确的是(  )
A.两接触面间压力越大,动摩擦因数越大
B.两物体间滑动摩擦力越大,动摩擦因数越大
C.两物体间的动摩擦因数与动摩擦力成正比,与两物体间的压力成反比
D.两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度等决定的,与动摩擦力和正压力无关解析:动摩擦因数由物体本身决定,与其它因素无关.
答案:D考点二  静摩擦力1.静摩擦力
当相互接触的两物体具有相对滑动趋势时,物体间产生的摩擦叫做静摩擦,这时产生的摩擦力叫做静摩擦力.
2.静摩擦力的产生条件
要产生静摩擦力必须同时满足以下条件:
(1)相互接触、相互挤压(即有弹力);
(2)接触面不光滑;
(3)物体间有相对运动趋势.3.静摩擦力的大小
(1)最大静摩擦力
物体所受到的静摩擦力有一个最大限度,这个最大值叫做最大静摩擦力.即物体将要开始相对滑动时摩擦力的大小(最大静摩擦力与正压力成正比),在实际情况中,最大静摩擦力比滑动摩擦力略大.但为了计算方便,通常认为最大静摩擦力近似地等于滑动摩擦力.
(2)静摩擦力大小不是一个固定的值,它与正压力大小无关,它的大小的变化范围是0~fm时,当拉力超过fm时,物体开始滑动,静摩擦力变为滑动摩擦力了,所以静摩擦力没有固定计算公式,只能根据平衡条件来确定大小和方向.4.静摩擦力的方向
静摩擦力的方向总与接触面相切,并与物体相对运动趋势方向相反.
注意:
(1)静摩擦力的方向一般用物体平衡条件来判断.
(2)受静摩擦力作用的物体不一定处于静止状态,静摩擦力产生在“相对静止”但有“相对运动趋势”的两个物体间,“相对静止”的两个物体不一定不运动.例如,皮带运输机,它是靠货物和皮带之间的静摩擦力将货物送到高处的,其实货物和皮带之间只是相对静止,实际上它们都在运动.(3)静摩擦力阻碍的是“相对滑动的趋势”,它可能是阻力,也可能是动力.如传送带将货物送到高处,靠的就是静摩擦力.
(4)相对运动趋势是指两物体各以自己为参考系,看对方的运动趋势.
5.作用点:在两个物体的接触面上.
6.静摩擦力的方向的判断方法
静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反,所以首先判断物体的相对运动趋势的方向,而有时相对运动趋势的方向并不好直接判断,这时一般采取假设法. 一个玻璃瓶,在下列情况下是否受到摩擦力?是属于什么类型的摩擦力?方向如何?
(1)瓶子静止在粗糙的水平桌面上;
(2)瓶子静止在倾斜的桌面上;
(3)瓶子被握在手中,瓶口朝上;
(4)瓶子压着一张纸条,用手挡住瓶子把纸条抽出.解析:(1)因为瓶子静止在粗糙的水平桌面上,没有相对桌面滑动的趋势,所以不受摩擦力的作用;
(2)因为瓶子静止在倾斜的桌面上,有相对桌面向下滑动的趋势,所以瓶子受到静摩擦力的作用,方向沿倾斜桌面向上;
(3)因为瓶子握在手中时,瓶子有相对于手向下滑动的趋势,所以受到静摩擦力的作用,方向与瓶子的重力方向相反,即竖直向上;
(4)当纸条抽出时,瓶子有相对纸条反方向的滑动,所以瓶子受到滑动摩擦力的作用,摩擦力的方向与纸条抽出的方向相同.
答案:见解析4.如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向上共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态,其中F1=10 N,F2=2 N.若撤去力F1,则木块在水平方向受到的合力为(  )
A.10 N,方向向左    B.8 N,方向向右
C.2 N,方向向左 D.零练习解析: 因为两个水平推力作用时物体能静止,即可得到地面的最大静摩擦力比8 N大,所以撤去力F1时,物体必定还平衡,所以合力为零.
答案:D一、弄清滑动摩擦力与静摩擦力大小计算方法的不同.
计算摩擦力大小时,一定要先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力,静摩擦力一般应用平衡条件计算;滑动摩擦力才用f=μN计算,也可以用平衡条件计算. 如图所示,重为2000 N的木箱静止在水平地面上,木箱与地面的最大静摩擦力为600 N,动摩擦因数为0.25.现用50 N、500 N、1000 N的水平推力推木箱,木箱受到的摩擦力各是多大?解析:本题考查滑动摩擦力、静摩擦力的计算方法.两种摩擦力的计算方法不同,要注意区别.
(1)当推力F=50 N时,由于小于最大静摩擦力600 N,木箱仍静止,所以此时的静摩擦力为:f=F=50 N.
(2)当推力F=500 N时,由于小于最大静摩擦力600 N,木箱仍静止,所以此时的静摩擦力为:f=F=500 N.
(3)当推力F=1000 N时,由于大于最大静摩擦力600 N,木箱被推动,所以此时的滑动摩擦力为:f=μN=μG=0.25×2000 N=500 N.
答案:50 N 500 N 500 N点评:本题易出现两种错误倾向:
①不区分两类摩擦力的性质和特征,乱套公式,认为各个外力作用下摩擦力大小都是500 N;
②对二力平衡条件理解偏差,认为木箱未被推动是因为推力小于摩擦力.5.关于摩擦力的有关说法,正确的是(  )
A.摩擦力的大小一定与接触面上的压力成正比
B.运动物体受到的摩擦力一定等于μFN
C.在水平面上的物体受到的摩擦力一定与该物体的重力大小成正比
D.以上说法都不正确解析:注意静摩擦力与动摩擦力的计算区别.
答案:D练习二、弄清摩擦力的方向是与“相对运动或相对运动趋势的方向相反”.
判断摩擦力的方向时一定要明确“相对”的含义,“相对”既不是对地,也不是对观察者,是“相对”跟它接触的物体.
与以地面为参考系的运动不同,故摩擦力是阻碍物体间的相对运动,其方向不一定与物体的运动方向相反.如图所示,站在公共汽车上的人,当人随车一起启动(即做加速运动)时,受重力G、支持力N、静摩擦力f的作用.当车启动时,人相对于车有向后的运动趋势,车给人向前的静摩擦力作用;此时人随车向前运动,所受静摩擦力方向与运动方向相同. 如图所示,A、B两物体叠放在水平面上,水平力F作用在A上,使两者一起向右做匀速直线运动,下列判断不正确的是(  )
A.由于A、B一起做匀速直线运动,故A、B间无摩擦力
B.A对B间的静摩擦力大小为F,方向向右
C.B对地面的滑动摩擦力的大小为F,方向向右
D.B物体受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力解析:以A为研究对象,它和B一起做匀速直线运动,也就是说它们之间没有相对运动,它受到了一个向右的水平拉力,它一定还要受到一个向左的水平力与拉力F平衡,而A只与B有接触,故B给A一个水平向左的静摩擦力与F平衡.
由力是相互作用的可知,A受到B对它向左的静摩擦力,A一定要对B施加一个向右的静摩擦力,B做匀速直线运动,它在水平方向上一定要受到一个向左的力来与A对B的静摩擦力平衡,B是在水平面上运动,显然,地面对B有一个向左的滑动摩擦力,那么,B对地面施加一个向右的滑动摩擦力.
答案:A6.如图所示,位于斜面上的物块m在沿斜面向上的力F的作用下,处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力的(  )
A.方向可能沿斜面向上
B.方向可能沿斜面向下
C.大小不可能等于零
D.大小不可能等于F解析:因为对应不同的F物体的运动趋势不同,所得到的摩擦力的方向也就不同.
答案:AB练习祝您学业有成课件26张PPT。第五节  共点力的平衡条件 研究物体间的相互作用 1.了解共点力作用下物体平衡的概念.
2.理解共点力平衡的条件.
3.能正确对物体进行受力分析画出受力图.
4.会用共点力平衡条件分析问题和解决问题.1.几个力共同作用一点,或力的作用线相交于一点,这几个力称为________.
2.物体处于________或________________称为平衡状态,使物体处于平衡状态的条件是____________.
3.推论:根据二力平衡条件,一个物体受n个力平衡可看作是任意一个力和其余(n-1)个力的合力应满足平衡条件,即任意一个力和其余(n-1)个力的合力满足________、________、________________.1.共点力
2.静止 匀速直线运动状态 合外力为零
3.大小相等 方向相反 作用在同一直线上考点一   三个力平衡1.三力平衡问题
物体在三个力的作用下处于平衡状态,要求我们分析三力之间的相互关系的问题叫三力平衡问题,这是物体受力平衡中最重要、最典型也最基础的平衡问题. 图中重物的质量为m,轻细线AO和BO的A、B端是固定的,平衡时AO是水平的,BO与水平面的夹角为θ.AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是(  )
A.F1=mgcosθ
B.F1=mg/tanθ
C.F2=mgsinθ
D.F2=mg/sinθ解析:如图所示,
三根细绳在O点共点, 取O点(结点)为研究对象,分 析O点受力如图所示.O点受 到AO绳的拉力F1、BO绳的拉 力F2以及重物对它的拉力T三 个力的作用.
选取合成法进行研究,将F1、F2合成,得到合力F,由平衡条件知:
F=T=mg
则: F1=F/tanθ=mg/tanθ
F2=F/sinθ=mg/sinθ
答案:BD1.如右图,质量为m的物块静止在倾角为θ的斜面上,求:
(1)斜面对物块的支持力;
(2)斜面对物体的摩擦力?练习解析:求斜面对物块的支持力时, 取物块为研究
对象,并将其视为质点,作出其 受力分析图如图所示,将重力G沿斜面 和垂直斜面方向分解,并利用平衡条 件不难求出:
N=mgcosθ,f=mgsinθ
答案:(1)mgcosθ (2)mgsinθ2.三力的动态平衡问题
即三个力中,有一个力为恒力,另一个力方向不变,大小可变,第三个力大小方向均可变,分析第三个力的方向变化引起的物体受力的动态变化问题.
这种类型的问题不需要通过具体的运算来得出结论,因而障碍常出现在受力分析和画受力分析图上.在分析这类问题时,要注意物体“变中有不变”的平衡特点,在变中寻找不变量.即将两个发生变化的力进行合成,利用它们的合力为恒力的特点进行分析.在解决这类问题时,正确画出物体在不同状态时的受力图和平行四边形尤为重要. 如图所示,用竖直挡板将小球夹在挡板和光滑斜面之间,若缓慢转动挡板,使其由竖直转至水平的过程中,分析球对挡板的压力和对斜面的压力如何变化.解析:取小球为研究对象, 小球受到重力G,挡板给小球的 支持力N1和斜面给小球的支持 力N2三个力作用,如图所示, 将N1和N2合成,得到合力F, 由平衡条件知,F=G为一定 值.由于N2总垂直接触面(斜面), 方向不变,则N1方向改变时, 其大小(箭头)只能沿PQ线变动,如图示.显然在挡板移动过程中,N1先变小后变大,N2一直减小.由牛顿第三定律,小球对挡板的压力先变小后变大,小球对斜面的压力逐渐减小.
答案:见解析考点二  四个力或多个力的平衡四个或多个力的平衡问题主要采用正交分解的办法,将所有的力分解到两个相互垂直的方向上,将矢量运算转化成代数运算解决,参考例题3.1.力的合成法:物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反,“力的合成法”是解决三力平衡问题的基本方法.
2.正交分解法:物体受到三个或三个以上力的作用时,常用正交分解法列平衡方程求解 Fx合=0、Fy合=0.为方便计算,建立坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原则. 如图所示,不计滑轮摩擦,A、B两物体均处于静止状态.现加一水平力F作用在B上使B缓慢右移,试分析B所受力F的变化情况.解析:物体B受力分析如图,建立如图直角坐标系
在y轴上有:Fy合=FN+FAsin θ-GB=0
在x轴上有:Fx合=F-Ff-FAcos θ=0
又Ff=μFN
联立得:F=μGB+FA(cos θ-μsin θ)
可见,随着θ不断减小,水平力F将不断增大.
答案:不断增大3.三角形法:对受三力作用而平衡的物体,将力矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的封闭力三角形,进而处理物体平衡问题的方法叫三角形法;力三角形法在处理动态平衡问题时方便、直观,容易判断. 如图1所示,挡板AB和竖直墙之间夹有小球,球的质量为m,问当挡板与竖直墙壁之间夹角θ缓慢增加时,AB板及墙对球压力如何变化.解析:本题考查当θ角连续变化时小球平衡问题,此题可以用正交分解法.选定某特定状态,然后,通过θ角变化情况,分析压力变化,我们用上题中第四条结论解答此题.由图2知,G、N2(挡板对球作用力)、N1(墙壁对球作用力)构成一个封闭三角形,且θ↑封闭三角形在变化,当增加到θ′时,由三角形边角关系知N1↓,N2↓.2.如图,细绳AO、BO等长且共同悬一物,A点固定不动,在手持B点沿圆弧向C点缓慢移动过程中,绳BO的张力将(   )
A.不断变大
B.不断变小
C.先变大再变小
D.先变小再变大D 练习4.相似三角形法:物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态,画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形,其中可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似,进而力三角形与几何三角形对应成比例,根据比值便可计算出未知力的大小与方向. 固定在水平面上的光滑半球半径为R,球心O的正上方C处固定一个小定滑轮,细绳一端拴一小球置于半球面上的A点,另一端绕过定滑轮.如图所示.现将小球缓慢地从A点拉向B点,则此过程中小球对半球的压力大小FN、细绳的拉力大小FT的变化情况是 (  )
A.FN不变,FT不变
B.FN不变,FT变大
C.FN不变,FT变小
D.FN变大,FT变小解析:取小球为研究对象,小球受到重力mg,绳的拉力FT和半球面的支持力FN三个力的作用,如右图所示.将FT和FN合成,得到合力F,由平衡条件知:F=mg.由图可以看出,力的三角形ACD与空间三角形OAB相似,则:祝您学业有成课件22张PPT。第六节 作用力与反作用力 研究物体间的相互作用 1.知道力的作用是相互的,知道作用力和反作用力.
2.理解牛顿第三定律的确切含义,能力的概念.用它解决简单的问题.
3.能区分平衡力跟作用力和反作用力.1.力是________的相互作用,物体间相互作用的这一对力,通常叫做________和________.
2.两物体之间的作用力和反作用力总是________,________,________________.这就是牛顿第三定律.1.物体间 作用力 反作用力
2.大小相等 方向相反 作用于同一直线上考点一  力的作用是相互的、同时发生的1.大量实验事实表明,自然界中一切力的现象,总是表现为物体之间的相互作用,只要有力发生,就一定有受力物体和施力物体.甲物体施给乙物体一个力的同时,甲物体也受到乙物体施给的一个力,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体.2.物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力和反作用力.
(1)把相互作用的一对力中的一个叫做作用力(或反作用力),另一个就叫做反作用力 (或作用力).习惯上,常把研究对象受到的力称为作用力,而把研究对象对其他施力物体所施加的力称为反作用力.
(2)作用力和反作用力是同时发生的,切莫以为“作用力在先,反作用力在后”(可以用自己的双手对掌体会之).用脚踢足球,有人说:“只有把脚对球的力叫作用力,球对脚的力叫反作用力才行,因为前者是主动力,后者是被动力,主动力在先,被动力在后”.考点二  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.表达式:(作用力)F=- F′(反作用力),式中的“一”号表示方向相反.
3.重要意义
(1)牛顿第三定律独立地反映了力学规律的一个重要侧面,是牛顿第一、第二定律的重要补充,定量地反映出物体间相互作用时彼此施力所遵循的规律,即作用力和反作用力定律.
(2)全面揭示了作用力和反作用力的关系,可归纳为三个性质和四个特征.三个性质是:
A.异体性:作用力和反作用力分别作用在彼此相互作用的两个不同的物体上,各自产生各自的作用效果;
B.同时性:作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失,不分先后;
C.相互性:作用力和反作用力总是相互的,成对出现的.
四个特征是:
A.等值:大小总是相等的;
B.反向:方向总是相反的;
C.共线:总是在同一直线上;
D.同性:力的性质总是相同的.(3)牛顿第三定律揭示了力作用的相互性,兼顾施力、受力两个方面,是正确分析物体受力的基础.定律说明物体间力的作用是相互的,因而物体运动状态的改变也必然相互关联,借助定律可以从一个物体的受力分析过渡到另一个物体的受力分析.
(4)牛顿第三定律所阐明的作用力与反作用力的关系,不仅适用于静止的物体之间,也适用于相对运动的物体之间,这种关系与作用力性质、物体质量大小、作用方式(接触还是不接触)、物体运动状态及参考系的选择均无关.
(5)牛顿第三定律是牛顿及其前人通过大量实验得出的一条普遍规律,广泛应用于生产、生活和科学技术中,所以要把所学知识与实际问题联系起来,用以解决各种实际问题. 跳高运动员从地面跳起,这是由于(  )
A.运动员给地面的压力等于运动员受的重力
B.地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力
C.地面给运动员的支持力大于运动员受的重力
D.地面给运动员的支持力等于运动员给地面的压力解析:跳高运动员要从地面跳起,必须具有竖直向上的加速度,所以地面给运动员的支持力必须大于运动员的重力.而地面给运动员的支持力与运动员给地面的压力是一对作用与反作用力,必定大小相等、方向相反.所以本题正确的选项是C、D.
答案:CD练习1.手托着一木块,由静止开始向下加速运动,手对木块的支持力应该(  )
A.小于木块对手的压力
B.等于木块对手的压力
C.大于木块对手的压力
D.小于木块所受的重力解析:这里手对木块的支持力和木块对手的压力一定等大反向,跟物体的运动状态无关;但木块的重力一定大于手对木块的支持力,所以正确的选项是B、D.
答案:BD 一个物体静止地放在水平桌面上,求证物体对桌面的压力的大小等于物体所受重力的大小.解析:设一质量为m的物体放在水平桌面上,桌面对物体的支持力大小为FN,物体对桌面的压力大小为FN′,如下图所示,则依据牛顿第二定律可知:FN=mg(1)
依据牛顿第三定律可知:FN=FN′(2)
所以FN′=FN,即物体对桌面的压力的大小等于物体所受重力的大小.
答案:见解析练习2. 置于水平面上的小车,有一弯折的细杆,弯折成角度θ,如下图所示,其另一端固定了一个质量为m的小球.问:(1)小车静止时小球对杆的作用力;(2)当车子以加速度a向左加速前进时,再求小球对细杆的作用力.解析: 小球对细杆的作用力很难直接求出,依据牛顿第三定律转移研究对象,只要能求出细杆对小球的作用力,其反作用力就可求出.
(1)以小球为研究对象,小球受两个力的作用:重力G和杆对它的作用力F,这两个力是一对平衡力,所以此时杆对小球的作用力F方向竖直向上,大小等于小球的重力mg.小球对杆的作用力方向竖直向下,大小等于mg.作用力和反作用力与平衡力的关系 关于两个物体间作用力与反作用力的下列说法中,正确的是(  )
A.有作用力才有反作用力,因此先有作用力后产生反作用力
B.只有两个物体处于平衡状态中,作用力与反作用力才大小相等
C.作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间
D.作用力与反作用力的性质一定相同解析:作用力和反作用力具有同时性,A选项错;二者作用情况跟状态无关,且有些力是不需要相互接触的,故B、C选项错;二者一定是同性质力,D对.
答案:D练习3.一本书静放在水平桌面上,则(   )
A.桌面对书的支持力的大小等于书的重力,它们是一对相互平衡力
B.书所受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力
C.书对桌面的压力就是书的重力,它们是同一性质的力
D.书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力A祝您学业有成课件31张PPT。第四节 力的合成与分解 研究物体间的相互作用 1.掌握合力的计算方法(图解法和计算法).
2.能根据具体情况运用力的平行四边形定则计算分力.1.求两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的线段作邻边,作平行四边形,它的________就表示合力的________和________.这叫做力的平行四边形定则.
2.力的分解是________的逆过程,__________定则同样适用于力的分解.如果没有其它限制,对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形.这就是说一个已知的力可以分解成无数对不同的________.在解决具体的物理问题时,一般都按力的________来分解.
3.既有________,又有________,并且相加时遵从平行四边形法的物理量称作矢量.除力外,如位移、________ 、________等也是矢量.1.对角线 大小 方向
2.力的合成 平行四边形 共点力 作用效果 
3.大小 方向 速度 加速度考点一  合力的计算1.共点力
几个力如果作用在物体的同一点,或者它们的作用线(或作用线的延长线)相交于一点,这几个力就叫做共点力.
2.合力的求法
a.图解法:用图解法求作用在同一点的两个互成角度的合力时,程序一般是:
(1)选标度;
(2)用一个点表示物体,分别作F1、F2的图示;
(3)作辅助线,形成平行四边形;(4)作出两分力所夹的平行四边形的对角线,即为合力F;
(5)用刻度尺量出该对角线的长度,计算合力的大小;
(6)量出合力F与F1的夹角,表示合力的方向.
b.计算法:先根据力的平行四边形定则作出力的合成示意图,然后运用数学知识求合力大小和方向.
(1)当θ=0°时,F=F1+F2(即F1、F2同向时),F方向与F1、F2方向相同;(2)当θ=180°时,F=| F1—F2|(即F1、F2反向时),F方向与F1、F2中较大的方向相同;
(3)当θ=90°时,F = , F方向与F1夹角α满足tanα= ;
(4)当θ=120°时且F1=F2时,F=F1=F2,F方向在F1和F2夹角的平分线上;
(5)当θ在0~180°时,当θ增大时,F随之减小,θ减小时,F随之增大.两个力大小均为100 N,夹角为60°,求合力.解析:
法一:几何方法
(1)取2 cm表示50 N
(2)作两分力,夹角60°
(3)作平行四边形(另两边画虚线)
(4)作对角线量出长度,得6.9 cm,F合=172.5 N
(5)量得(可以证明)θ=30°法二:计算法
作力的示意图如右图,根据几何知识易得:θ=30°
根据菱形对角线垂直平分的特点可知:
F合=2F1cosθ= F1=173 N
所以合力大小为173 N,与分力夹角均为30°
答案:合力大小为173 N,与分力夹角均为30°1.力F1=45 N,方向水平向东.力F2=60 N,方向水平向北,分别用作图法和计算法求解合力F的大小和方向.解析:
作图法:选择某一标度,利用1.0 cm的长度表示15 N的力,作出力的平行四边形,如图所示,表示F1的线段长3.0 cm,表示F2的线段长4.0 cm.用刻度尺量出对角线的长度L为5.0 cm,利用F= ×15 N=75 N求出,用量角器可量出合力的方向为东偏北53°.练习考点二  分力的求法把已知力作为平行四边形的对角线,结合其他条件作平行四边形,所夹对角线的两个邻边即为所求的分力.力的分解是力的合成的逆运算,遵循平行四边形定则.
1.效果分解法
先依据题意分析出已知力产生的两个效果,确定两个效果力(即分力)的方向,再依据平行四边形定则画出平行四边形,然后根据数学知识求两个分力.效果分解法的方法步骤:
(1)画出已知力的示意图;
(2)画出此力产生的效果方向;
(3)过合力箭头作出两个效果方向的平行线,形成平行四边形,即作出两个分力;
(4)解平行四边形,求出分力.
2.正交分解法
把一个力分解为两个互相垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法
步骤:(1)首先建立平面直角坐标系,并确定正方向;(2)把各个力向x轴、y轴上投影.但应注意的是:与确定的正方向相同的为正,与确定的正方向相反的为负.这样就用正、负号表示了被正交分解的力的分力的方向;
(3)求在x轴上的各分力的代数和Fx合和在y轴上的各分力的代数和Fy合; 如图所示,一光滑小球静止于斜面与竖直挡板之间,已知小球受到的重力为100 N.斜面的夹角为30°.
(1)求出球所受重力沿水平方向和垂直斜面方向的两个分力.
(2)以上两个分力与球对竖直挡板、对斜面的压力有怎样的关系?解析:(1)由于小球在重力的作用下产生了挤压斜面和挡板的效果,因此可以将重力按效果分解为水平向左和垂直斜面向下两个分力,如图所示,由勾股定理可得:
(2)因为球对竖直挡板、对斜面的压力均是由于重力的分力产生的效果,所以两个分力与球对竖直挡板、对斜面的压力分别相等.
答案:(1) F1=57.7 N 方向水平向左 F2=115.5 N 方向垂直斜面向下 (2)分别相等练习2.如图所示:三个共点力,F1=5 N,F2=10 N,F3=15 N,θ=60°,它们的合力的x轴方向的分量Fx为________N,y轴方向的分量Fy为________N,合力的大小为________N,合力方向与x轴正方向夹角为________.解析:如图所示,将F2分解为F2x和F2y,根据勾股定理得:考点三  力的三角形定则1.力的三角形定则
根据平行四边形定则,力的合成中,两共点力与其合力跟平行四边形的两邻边及夹角的对角线相对应,分析或计算力的大小或方向,常常要解边角关系,因此将平行四边形定则简化成三角形定则处理更简单.在图(a)中,F是共点力F1和F2的合力,如图(b)所示,从O点出发,把代表F1和F2的线段OA、AC首尾相接地画出来,连接O和C,从O指向C的线段就表示合力F的大小和方向,上述作图法叫做三角形法,作△OBC,如图(c)所示,两图可以求出F1和F2的合力F.2.用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律:
①当已知合力F的大小、方向及一个分力F1的方向时,另一个分力F2取最小值的条件是两分力垂直.如图所示.F2的最小值为:F2min=Fsinα.②当已知合力F的方向及一个分力F1的大小、方向时,另一个分力F2取最小值的条件是;所求分力F2与合力F垂直,如图所示,F2的最小值为:F2 min=F1sinα.
③当已知合力F的大小及一个分力F1的大小时,另一个分力F2取最小值的条件是:已知大小的分力F1与合力F同方向,F2的最小值为|F-F1|.3.如图所示,物体静止在光滑水平面上,受到一个水平恒力F1的作用,要使物体在水平面上沿OA方向作直线运动,OA与水平方向成θ角,则对物体施加的这个力F2的最小值是多大?方向如何?解析:根据力的平行四边形定则,物体受到的合力沿OA方向,则另一个力F2有大小、方向不同的若干个解,在这些解的当中有一个最小值,这个力的方向与合力方向垂直.如右上图所示.由几何关系可得F2=F1sinθ.
答案:见解析练习1.求解多个力的合力时,可以先把任意两个力合成,再把合力与第三个力合成,直到把所有力都合成进去.
2.当θ在0~180°时,|F1-F2|≤F≤|F1+F2|,所以F合有可能大于任一分力,也有可能小于任一分力.4.三个方向互成120°角的力,F1=12 N,方向向东,F2=15 N,方向南偏西,F3=15 N,方向西偏北.求这三个力的合力F.解析:求这三个力的合力F时可先把F2与 F3合成,它们 的合力为15 N,方向向西,再与F1合成,所以三个力的合力等于3 N,方向向西.如图所示.
答案:F=3 N练习5.作用在同一物体上的两个力:F1=5 N,F2=4 N,则它们的合力大小不可能是(  )
A.9 N    B.5 N   
C.10 N    D.2 N解析:因为题目并未明确两分力的夹角大小,因此可能取0~180°的任意值,即|F1-F2|≤F≤ |F1+F2|,所以合力F的取值范围是1 N至9 N,C不在此范围.
答案:C祝您学业有成课件29张PPT。第一节 探究自由落体运动 探究匀变速直线运动规律 1.认识自由落体运动,知道影响物体下落快慢的因素,理解自由落体运动是在理想条件下的运动.
2.能用打点计时器或其它仪器得到相关的运动轨迹并能自主分析.1.亚里士多德认为物体下落的快慢是由它的________决定的.物体越重,下落得________.
2.伽利略认为,重物和轻物应该下落的一样快,他猜想落体应该是一种最简单的__________,即它的________应该是均匀变化的.
3.日常生活中,常会见到较重的物体下落得比较快,这是由于________对不同物体的________.1.重力 越快
2.匀变速运动 速度
3.空气 阻力不同4.伽利略研究自然规律的科学方法:把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来.他给出了科学研究过程的基本要素:问题→______→数学推理→______→合理外推→得出结论.
5.认识自由落体运动
(1)物体仅在重力作用下,从________开始下落的运动叫自由落体运动.
(2)自由落体运动具备两个特点:①初速度为________;②除受________外不受其他力的作用.4.猜想 实验验证
5.静止 零 重力 (3)判断自由落体运动的方法:物体仅在空气中从静止开始下落,如果物体在下落过程中所受的阻力和弹力相比很小,以至于阻力对运动的影响可以________,物体的运动即可视为自由落体运动.
6.通过实验探究自由落体运动的特点
(1)初速度为零的________________.
(2)自由落体运动的加速度叫__________.(3)忽略
6.匀加速直线运动 重力加速度考点一  历史回顾:评述亚里士多德的功与过1.亚里士多德的观点:“物体下落的快慢是由它的重量决定的,物体越重,下落得越快”、“力是维持物体运动的原因,用力推车,车才前进,停止用力,车子就要停下来”.
是否觉得亚里士多德实在太不高明,而伽利略则比他伟大千倍.其实这种看法过于偏激,事实上,亚里士多德是古代的一位伟大思想家,一位百科全书式的大学问家,他有着成就事业的理性方法,又有着几乎无所不及的思想成果,是古代科学思想的伟大代表,不仅在哲学、逻辑学方面的成就至今还被应用着,而且对物理学的前期发展是有贡献的.2.亚里士多德观点的一些正确思想
(1)亚里士多德认为,物体永远在运动变化,“运动是永恒的,不能在一个时候曾经存在,在另一个时候不存在”这种运动永恒的观点具有唯物主义思想,包含辩证法的因素,至今仍是积极而有价值的.
亚里士多德提出的“自然运动”与“非自然运动”的理论.其中含有静止惯性的思想,在遥远的公元前,已是难能可贵的了.(2)亚里士多德认为地上的物质由土、水、气、火这四种“基本元素”组成;企图从物质本身来说明自然,把科学从宗教与神话中解放出来,这一精神是有进步意义,这是人类幼年时代的思想精粹.
(3)亚里士多德主张大地是球形的,并列出了一些事实来证明.他说,当月食的时候,其显明的部分恰带有球形的形状……月食的成因乃是由于地球遮蔽月球之故,因而这就是说,地球表面的球形确定了月球的轮廓:认识到大地是球形,是一个重大的认识飞跃,为后来引力理论的建立作了思想准备.考点二  伽利略对自由落体运动的研究 1.伽利略的“斜塔实验”
1591年,伽利略和他的
两个学生带着两个不同质量
的铅球(一个是另一个重
量的10倍)登上了高为54.5米
的比萨斜塔的顶部,如图所示,自由释放这两个小球,结果两个球在同一瞬间砸向地面,伽利略这个实验意在说明:轻、重物体下落的加速度一样.2.伽利略的理想斜面实验
(1)如果速度随时间的变化是均匀的,初速度为零的匀变速直线运动的位移s与运动所用的时间t的平方成正比,即s∝t2.
(2)让小球从斜面上的不同位置由静止滚下,测出小球从不同起点滚动的位移s和所用的时间t.
①斜面倾角一定时,判断s∝t2是否成立.
②改变小球的质量,判断s∝t2是否成立.
(3)将斜面倾角外推到θ=90°时的情况——小球自由下落,认为小球仍会做匀变速直线运动,从而得到了落体运动的规律. 在物理学发展过程中,下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度、加速度等概念用来描述物体的运动,并首先采用了用实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理有机地结合起来,从而有力地推进了人类科学的发展(  )
A.亚里士多德       B.伽利略
C.牛顿 D.爱因斯坦
解析:由物理学发展历程,可知首先建立了平均速度、瞬时速度、加速度等概念用来描述物体的运动,并首先采用了用实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理有机地结合起来的科学家是伽利略.
答案:B练习1.在学习物理知识的同时,还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法,从一定意义上说,后一点甚至更重要.伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用,至今仍然具有重要意义.请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程,判定下列哪个过程是伽利略的探究过程(  )
A.猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
B.问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论C.问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
D.猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论解析:伽利略探究物体下落规律的过程是:先对亚里士多德对落体运动的观察得出的结论提出质疑——大小石块捆在一起下落得出矛盾的结论,猜想——下落的运动是最简单的运动,速度与时间成正比;数学推理—如果v∝t,则有h∝t2;实验验证——设计出斜面实验并进行研究,得出光滑斜面上滑下的物体的规律h∝t2;合理外推——将光滑斜面上滑下的物体的规律h∝t2推广到落体运动,从而得出结论.
答案:C考点三  对影响物体下落快慢因素的实验探究1.实验现象
(1)有时重的物体比轻的物体下落的快.例如:果实比树叶下落的快.
(2)有时重的物体比轻的物体下落的慢.例如:细沙比一张厚纸片下落的快.
(3)有时轻重不同的物体下落一样快.例如:大小不同的实心铁球下落快慢几乎一样.
2.猜想
(1)物体下落得快慢与物体的重量无关.
(2)轻重物体下落快慢的不同是由于空气阻力的缘故.3.实验验证:探究牛顿管内羽毛和金属片下落的情况
(1)先让学生观察羽毛和金属片在已抽真空的牛顿管中同时下落的情况,看到它们几乎同时落到管底;
(2)打开进气阀,让学生注意听到进气的声音,看羽毛被气流吹起的现象,再让学生观察羽毛、金属片在有空气的牛顿管中同时开始下落,它们的下落快慢差别很大;
(3)实验时,注意勿使金属片压在羽毛上,以免不抽气时出现同时下落的现象;
(4)以最快的速度倒立玻璃管,避免金属片还没有等管竖立起来就沿着玻璃壁下滑.4.实验结论
(1)有空气时,羽毛和金属片下落快慢不同,金属片下落快,羽毛下落慢,说明空气对羽毛的运动影响大;
(2)抽真空后,羽毛和金属片下落快慢相同,说明在没有空气阻力影响的情况下,两物体下落时的运动情况完全相同;即在真空中,任何物体从同一位置下落后的运动都是相同的,和物体的大小、轻重、形状等都无关.练习2.牛顿管实验中,有空气的和抽掉空气的两根管中的钱币和羽毛下落情况不同,这个实验说明了(  )
A.真空管中的羽毛比有空气管中的羽毛受到的重力大
B.羽毛比钱币下落慢的原因是由于羽毛受到空气阻力作用,钱币不受空气阻力
C.羽毛比钱币下落慢的原因是因为羽毛受到的空气阻力和羽毛的重力相比较大,影响了羽毛的下落
D.所有物体如果不受空气阻力,只在重力作用下,在同一地方由静止释放,下落的快慢均一样解析:在真空中,任何物体从同一位置下落后的运动都是相同的,和物体的大小、轻重、形状等都无关.
答案:CD考点四  对自由落体运动的探究1.定义:物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动叫做自由落体运动.
自由落体运动是一种理想运动,在实际问题中有空气时,物体的密度不太小,速度不太大(H不太高),可以近似看成是自由落体运动.
结论:不同物体做自由落体运动,它们的运动情况是相同的.
2.物体做自由落体运动的条件
(1)只受重力作用
(2)从静止开始3.自由落体运动的特点
(1)自由落体运动的轨迹是一条直线,说明物体做自由落体运动的方向是不变的;
(2)在任意连续相等的相邻时间间隔内位移增大说明做自由落体运动的物体的速度增大,具有加速度;
(3)物体下落的位移s和所用时间的平方成正比t2,即:s∝t2
(4)相邻的、相等的时间间隔内的位移差相等;即:
Δs=gt2 1971年7月26日发射的阿波罗-15号飞船首次把一辆月球车送上月球,美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28公里,并做了一个落体实验:在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤,出现的现象是(月球上是真空)(  )
A.羽毛先落地,铁锤后落地
B.铁锤先落地,羽毛后落地
C.铁锤和羽毛都做自由落体运动,重力加速度为9.8 m/s2
D.铁锤和羽毛都做自由落体运动,同时落地
解析:因为月球上没有空气,所以铁锤和羽毛的运动情况完全相同.
答案:D练习3.小红同学摇动苹果树,从同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止直接落向地面,苹果先着地,下面说法中正确的是(  )
A.苹果和树叶做的都是自由落体运动
B.苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动
C.苹果的运动可看成自由落体运动,树叶的运动不能看成自由落体运动
D.假如地球上没有空气,则苹果和树叶会同时落地解析:由于苹果受空气阻力影响较小,故可看成自由落体运动;而树叶受空气阻力影响较大,则不能看成自由落体运动;故A、B错,C对;若没有空气影响,则苹果和树叶将同时落地,则D对.
答案:CD1.在探究式学习中(目前有许多种提法:自主性学习、研究性学习……究其本质,无非是以提高学习能力为目标),更注重一般分析方法的应用:通过对物理现象(自然现象)的观察、分析(实践),找出其规律性的东西(上升到理论),然后由规律性的东西再指导具体的实践(理论对实践的指导作用).这种由特殊到一般,再由一般到特殊的分析方法是我们物理学习中需要重点学习培养的方法能力之一.
2.提出问题、猜想假设、设计实验方案、分析实验数据、总结交流结论成果,要逐步领会科学探究的这一系列步骤方法.
3.自由落体运动的特点:轨迹是一条直线,运动的方向是不变的,具有加速度.祝您学业有成课件34张PPT。第三节 从自由落体到匀变速直线运动 探究匀变速直线运动规律 1.了解匀变速直线运动的特点.
2.理解匀变速直线运动的速度、位移公式.
3.会应用公式进行简单分析和计算.
4.理解初速度为零的匀加速直线运动的相关比例式.1.匀变速直线运动是初速度________,加速度________的直线运动.
2.特征:速度的大小随时间________,加速度的大小和方向________.1.不一定为零 恒定不变
2.均匀的变化 不变3.匀变速直线运动的基本规律:设物体的初速度为v0、t秒末的速度为vt、经过的位移为s、加速度为a,则:
(1)速度公式:________
(2)位移公式:________
(3)速度位移公式:________
(4)平均速度公式:________考点一  匀变速直线运动的规律1.速度和时间的关系
(1)推导:由加速度定义a= ,得vt=v0+at.
(2)公式理解
①速度公式反映了匀变速直线运动的瞬时速度随时间变化的规律,式中v0是开始计时时的瞬时速度,vt是经过时间t后的瞬时速度.
②公式中的物理量v0、vt、a都是矢量.在直线运动中,规定正方向后都可用带正、负号的代数量表示.一般规定v0的方向为正方向,这样若vt>0,说明速度方向和正方向相同;若vt<0,说明速度方向与正方向相反.a>0说明加速度方向和正方向相同,a<0说明加速度方向与正方向相反.③规定了v0的方向为正方向,物体做减速运动的速度公式为vt=v0-at,这时a为已知,只需代入正值.若用vt=v0+at,对于减速运动,a为已知则应取负数代入公式.
④若v0=0,则速度公式为vt=at,这时瞬时速度与时间成正比.
(3)速度-时间图象①匀变速直线运动的速度图象是一条倾斜直线.如图所示.
②图象在v轴上的截距为初速度v0.
③当v0=0时,图线为过原点的一条直线.
④由图线可求出任意时刻的速度和达到某速度的时间.
⑤图线的斜率表示物体加速度.
⑥速度图线和时间坐标轴所围成的图形“面积”,在数值上等于物体在该段时间通过的位移的大小.(3)匀变速直线运动的位移-时间图象
①公式s=v0t+ at2中,位移s是时间t的二次函数,它的图线是一条抛物线.如图所示.
②由图线可知物体在某一段时间所发生的位移和发生这段位移s所需的时间.3.匀变速直线运动的速度图象与速度公式比较(如图所示)
图线①对应速度公式为vt=v0+at
图线②对应速度公式为vt=v0+at(a<0)
图线③对应速度公式为vt=at
图线④对应速度公式为vt=at(a<0) 子弹用2×10-4 s的时间穿过一木板,穿入木板的速度是800 m/s,穿出木板的速度是300 m/s.
(1)子弹穿过木板时加速度是多大?
(2)木板的厚度是多少?
(3)如子弹打入一块同样质地的厚木板,子弹能打入多深?解析:规定初速度的方向为正方向.
(1)a=(vt-v0)/t=(300-800)/(2×10-4)m/s2
=-2.5×106 m/s2,
负号表示与初速度方向相反;
(另解:d=(v-v)/2a=(3002-8002)/2×(-2.5×106) m=0.11 m);
(3)dmax=(0-v)/2a=-8002/2×(-2.5×106)m=0.128 m.
答案:(1)-2.5×106 m/s2 (2)0.11 m (3)0.128 m考点二  一个有用的推论(2)公式理解
①匀变速直线运动的速度位移公式中vt、v0、a、s都是矢量,需注意正负号.
②若物体做匀加速直线运动a为正; 若物体做匀减速直线运动a为负值(也可写成vt2-v02=-2as,此时a为正值)应注意公式中vt、v0、a、s都是矢量,应用时首先要规定正方向,一般取v0方向为正方向,三个关系中的任意两个可联立求解相关问题.
(2)应用公式时首先看题目所叙述的运动情况,弄清楚哪些是已知的,哪些是未知的.针对具体情况选择合适的公式.(3)分析物体运动时,要养成画物体运动草图的习惯,并在图上标注相关的物理量.这样将加深对物体运动过程的理解.有助于发现已知量和未知量之间的相互关系,迅速找到解决问题的突破口.
(4)如果一个物体的运动包含几个阶段就要分析、弄清物体在每个阶段上的情况及遵循的规律,应特别注意的是各阶段相交点的速度往往是解题的关键,应首先考虑. 飞机起飞的速度相对静止空气是60 m/s,航空母舰以20 m/s的速度向东航行,停在航空母舰上的飞机也向东起飞,飞机的加速度是4 m/s2,则起飞所需时间是________s,起飞跑道至少长________m.考点三  几个特殊的结论1.三个常用的结论
(1)一个特征:匀变速直线运动的物体在连续相等的时间内的位移差相等,且等于加速度与这一时间的平方的乘积.即Δs=aT2.
(2)两个中点公式
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,也等于这段时间初末速度的算术平均值.

一段位移,中间位置处的速度等于通过这段位移初、末速度平方和的一半的平方根,即2.对初速度为零的匀加速直线运动,有以下比例式
(1)前n s内的末速度之比
由速度公式vt=v0+at及v0=0可得vt=at,即vt与时间t成正比,所以有
v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n
(2)前n s内的位移之比
由位移公式s=v0t+ at2及v0=0可得s= at2即s与时间t的二次方成正比,所以有:
s1∶s2∶s3∶…∶sn=12∶22∶32∶…∶n2=1∶4∶9∶…∶n2.
注意:前n s内的位移,是指从t=0开始的n s内的位移.如前4 s内的位移是指0~4 s这段4 s长的时间内的位移,注意与第4 s内位移的区别.(3)第n s内的位移之比
s1′∶s2′∶s3′∶…∶sn′=1∶3∶5∶…∶(2n-1)
这里的第n s内的位移是指第n s内发生的位移,它等于前n s内的位移与前(n-1) s内的位移之差.即
sn′=sn-sn-1.
注意:上述三个比例式中的时间不一定取1 s,可以是任意相等的时间间隔.
(4)通过连续相等的位移所用的时间之比
t1∶t2∶t3∶…∶tn
3.未变速为零的匀减速直线运动可采用逆向思维,视为初速度为零的匀加速直线运动. 一列火车作匀变速直线运动驶来,一人在轨道旁观察火车的运动,发现在相邻的两个10 s内,火车从他面前分别驶过8节车厢和6节车厢,每节车厢长8 m(连接处长度不计).求:
(1)火车的加速度a;
(2)人开始观察时火车速度的大小.解析:在连续两个10 s内火车前进的距离分别为:
s1=8×8 m=64 m,
s2=6×8 m=48 m.
由Δs=aT2,得:
a=Δs / T2=(s2-s1)/ T2=-0.16 m/s2,
在第一个10 s内,由s=v0t+ at2得:v0=7.2 m/s
答案:-0.16 m/s2 7.2 m/s练习1.站台上有一观察者,在火车开动时他在第1节车厢前端的附近,第1节车厢在5 s内驶过此人,设火车做匀加速直线运动.求第10节车厢驶过此人需要多长时间?解析:以列车为参考系,观察者相对列车做初速度为零的匀加速直线运动,初速度为零的匀加速直线运动在连续相等位移内所用时间的比为在解有关刹车问题时一定要注意汽车的刹车时间t0,如果t> t0,说明在t之前车已经停止,故用t0来计算位移;反之用t来计算. 以速度为10 m/s匀速运动的汽车在第2 s末关闭发动机,以后为匀减速运动,第3 s末速度是8 m/s,则汽车加速度是________m/s2,汽车在10 s内的位移是________m.前2 s汽车匀速运动:
s1=v0t1=10×2 m=20 m
汽车10 s内总位移:
s=s1+s2=20 m+25 m=45 m.
答案:(1)-2 m/s2 (2)45 m说明:(1)求解刹车问题时,一定要判断清楚汽车实际运动时间.
(2)本题求s2时也可用公式s= at2计算.也就是说“末速度为零的匀减速运动”可倒过来看作“初速度为零的匀加速运动”.练习2.物体做匀加速直线运动,初速度v0=2.0 m/s,加速度a=0.1 m/s2.求:
(1)第4 s末的速度及前4 s内的位移;
(2)第4 s内通过的位移.解析:(1)由vt=v0+at得:
v4=2.0+0.1×4 m/s=2.4 m/s.
而前4 s内的位移由s=v0t+1/2at2得:
s=2.0×4+1/2×0.1×42 m
=8.8 m.(2)法一:第3 s末(即第4 s初)的速度:
v3=v0+at3=2.0+0.1×3 m/s=2.3 m/s
所以s=v3t+1/2at2=2.3×1+1/2×0.1×12 m
=2.35 m.法二:前4 s内的位移:
s4=v0t4+1/2at42=2.0×4+1/2×0.1×42 m
=8.8 m
前3 m内的位移:
s3=v0t3+1/2at32=2.0×3+1/2×0.1×32 m
=6.45 m
所以第4 s内s=s4-s3=8.8-6.45 m=2.35 m.
答案:(1)2.4 m/s 8.8 m  (2)2.35 m祝您学业有成课件25张PPT。第二节 自由落体运动规律 探究匀变速直线运动规律 1.理解什么是自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动.
2.理解自由落体运动的方向,知道在地球上的不同地方,重力加速度大小略有不同.
3.掌握自由落体运动的规律.1.自由落体运动是一种________________运动,其加速度是一个常量,用g表示,称为__________.
2.重力加速度g的方向总是____,地球上不同位置的重力加速度一般不同,随着纬度的增大而_____.1.初速度为零的匀变速直线 重力加速度
2.竖直向下的 增大从自由落体纸带的运动轨迹信息得出
自由落体运动规律 考点一 1.猜想:做自由落体运动的物体,只受重力的作用,这个力是不变的.受力非常简单,自由落体运动是一种简单的变速运动,即匀变速直线运动.
2.验证:如果自由落体运动是匀变速直线运动,则其加速度是不变的.自由落体初速度为零.由加速度定义可求出物体在t时刻速度
vt=v0+at①
初速度为零的匀加速直线运动的物体在t s内的平均速度通过对自由落体运动纸带上位移与对应时间的测量,可由④式计算出物体的加速度,进而验证自由落体运动是匀变速直线运动.或由③式得 .通过测量自由落体纸带的位移和时间,求出物体在某一时刻的速度.看其速度的增加是否均匀,可以验证我们的猜想.考点二  自由落体运动的特点1.自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动.
2.自由落体运动的加速度:加速度用符号g表示,这个加速度称为重力加速度.
(1)重力加速度大小:g=9.8 m/s2.
(2)重力加速度方向:总是竖直向下.
3.自由落体运动的速度与时间的关系(1)速度公式vt=gt,vt与时间t成正比,方向竖直向下(t是从物体开始下落时计时)
(2)对速度-时间图象(如右图所示)理解:
①是一条过坐标原点的倾斜直线.
②由图象可求出某时刻的速度或达到某一速度所用的时间.
③由图象可求出加速度g,加速度g等于图线的斜率.
④由图象可求自由落体运动物体在0—t时间所发生的位移,位移为图线与t轴所围“面积”.
(3)位移-时间关系①位移公式:s= at2知,位移s与时间t的平方成正比,方向竖直向下,下落点为位移起点.
②位移-时间图象(如右图)是一条过坐标原点的抛物线;由图象可求出某时刻物体的位置和某段时间所发生的位移及发生这段位移所用的时间.4.自由落体运动的速度、位移关系
由vt=gt, s= gt2可得出vt2=2gs.
5.自由落体运动的平均速度
从起点开始到物体运动t时间,其速度为vt,则 关于自由落体运动,下列说法正确的是(  )
A.从静止开始下落的运动都必做自由落体运动
B.在地球表面附近同时做自由落体运动的物体,速度都是相同的
C.自由落体运动的加速度的方向总是竖直向下
D.满足速度与时间成正比的运动一定是自由落体运动解析:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫自由落体运动,所以A错;自由落体运动的加速度随纬度的变化而变化,且方向总是竖直向下,所以B错,C对;满足速度与时间成正比的运动是初速度为零的匀加速运动,但不一定是自由落体运动,D错.
答案:C练习下列图象中表示自由落体运动的是(   )C 从离地面80 m的空中自由落下一个小球,取g=10 m/s2,求
(1)小球经多长时间落到地面?
(2)自开始下落计时,在第1 s内的位移、最后1 s内的位移;
(3)下落时间为总时间的一半时的位移.考点三  对于重力加速度的理解1.重力加速度的方向始终竖直向下,与物体的运动状态无关.
2.重力加速度的数值与物体所处地理位置有关,在地球上不同纬度的地区,g值随纬度的增加而增加(如下表所示);还与物体所在高度有关,离地面越高,重力加速度越小.通常g取9.8 m/s2,有时粗略计算也取10 m/s2.
各纬度海平面的重力加速度(m/s2)注意:在高度变化时,如果上升高度不大,则每升高1 km,g减少3/10000. 关于重力加速度的说法中,不正确的是(  )
A.重力加速度g是标量,只有大小没有方向,通常计算中g取9.8 m/s2
B.在地球上不同的地方,g的大小不同,但它们相差不是很大
C.在地球上同一地方,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同
D.在地球上的同一地方,离地面高度越高重力加速度g越小解析:首先重力加速度是矢量,方向竖直向下,与重力方向相同,在地球表面上不同的地方,g的大小略有不同,但都在9.8 m/s2左右,所以A不对,B对.在地球表面同一地点,g值都相同,但随着高度的增加,g值逐渐变小.所以,C、D正确.
答案:A解有关自由落体的题,关键是要熟悉自由落体运动中速度与时间、位移与时间的对应关系. 甲、乙两球从同一高度处相隔1 s先后自由下落,在下落的过程中(  )
A.两球速度差始终不变
B.两球速度差越来越大
C.两球距离始终不变
D.两球距离差越来越大解析:由自由落体运动的规律,设乙下落t秒后,有
Δv=g(t+1)-gt=g;
Δh=1/2g(t+1)2-1/2gt2=gt+g/2
由此可知正确答案为A、D.
答案:AD祝您学业有成课件34张PPT。第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全探究匀变速直线运动规律 1.了解汽车行驶的特点和安全行驶的常识.
2.能用匀变速运动规律处理汽车的刹车与启动问题.
3.判断汽车的安全行驶和刹车问题.
4.能用匀变速运动规律分析追及与相遇问题.1.汽车停车距离是指________和________的和.如果司机酒后驾车,司机的反应时间加长,容易造成交通事故.
2.匀变速直线运动的规律基本公式:位移与时间的关系式______,速度与时间的关系式:______,位移与速度的推论式:______ ,平均速度公式________.考点一  汽车刹车时的安全距离汽车刹车时的安全距离必须大于或等于停车距离,而停车距离又分为反应距离和刹车距离.
1.对反应时间和反应距离的分析
(1)反应时间:驾驶员从发现情况到采取相应措施经过的时间.
(2)反应时间内汽车的运动:在反应时间内汽车仍以原来的速度v匀速行驶.
(3)反应距离:汽车在反应时间内行驶的距离.
(4)规律:反应距离s1取决于反应时间t和车速v的大小,即:s1=vt.2.对刹车时间和刹车距离的分析
(1)刹车时间:从驾驶员采取相应制动措施到汽车完全停下来经历的时间.
(2)刹车时间内汽车的运动:在刹车时间内汽车做匀减速直线运动.
(3)刹车距离:汽车在刹车时间内前进的距离.
(4)规律:刹车距离s2取决于路面情况,汽车行驶的速度和汽车轮胎的质量,由s2 = 可知,刹车距离s2∝v
注意:1.正常情况下人的反应时间约为0.5-1.5 s左右,如果酒后驾车,反应时间会增加2-3倍.
2.由s2= 知,汽车的速度增加一倍,则刹车距离就会增加三倍,所以严禁超速行驶. 高速公路给人们出行带来了方便,但是因为在高速公路上行驶的汽车速度快,雾天往往出现十几辆汽车连续追尾相撞的车祸,因此交通部门规定在大雾天关闭高速公路,如果汽车在高速公路上正常行驶的速度为120 km/h,汽车紧急刹车产生的最大加速度为8 m/s2,如果某天有薄雾,能见度约为40 m,为安全行驶,避免追尾事故,汽车行驶速度应作何限制?(设司机的反应时间为0.6 s)解析:要使车在40 m的位移内速度减为零,或要求在速度减为零的时间内前进位移不超过40 m,在反应时间内车仍然是匀速行驶的.
即正常行驶速率v0=120 km/h=33.3 m/s
设限制时速为v1,则有
v1×0.6+(0-v)/2a≤40(a=-8 m/s2)
解得v1≤21 m/s=75.6 km/h
故汽车行驶速率应小于75.6 km/h.
答案:汽车行驶速率应小于75.6 km/h
点评:在反应时间内,汽车的运动视为匀速运动,根据题意建立物理模型,提取有用信息,以临界数据为计算依据,再根据运动学的有关规律解决问题.练习 1.汽车在高速公路上行驶时,由于下雪,速度仅为54 km/h,若驾驶员发现前方出现了交通事故,经0.5 s的反应时间后开始刹车,由于地面有积雪,汽车加速度大小为2 m/s2,问驾驶员发现情况到汽车完全停止,汽车前进了多远的距离?解析:汽车运动分为两段,在0.5 s的反应时间内,汽车做匀速直线运动,在刹车后,汽车做匀减速运动,a=-2 m/s2,汽车做匀速直线运动的位移为:
s1=vt=15×0.5 m=7.5 m
设汽车做匀减速运动的位移为s2,则由vt2-v02=2as2
可得:
s2=(vt2-v02)/2a=(0-152)/2×(-2)m=56.25 m
所以汽车停下来的过程中运动的实际距离:
s=s1+s2=7.5 m+56.25 m=63.75 m.
答案:63.75 m点评:行驶安全问题的解决方法:
1.建立物理模型:根据文字信息能在头脑中展现汽车在人体反应时间内的匀速直线运动和刹车时间内的匀减速直线运动的物理情景.
2.用速度公式、位移公式和推导的结论,结合汽车的运动,分析解决这些运动问题.
3.安全刹车过程:它相当于一段匀速运动和一段匀减速运动,考虑公式:s=v0t0和s=v0t-at2/2,注意这里的时间t0是反应时间,t是刹车的时间,加速度也是有限的.考点二  汽车刹车类问题的时间实际刹车问题是一个减速过程,当汽车速度减为零后,汽车就停止运动,因此这里存在一个刹车时间问题,如果要求刹车位移,一般利用导出公式:0-v02=-2as, s=v02/2a,其中v0、a分别为初速度和加速度大小,但在一般情况下,要求的往往是刹车后多少时间的位移.故1.先求刹车到停止的时间:t0=v0/a.
2.t0与所经时间t比较:
(1)若t>t0,则刹车位移就为t0 s内的位移;
(2)若t=t0,则刹车位移恰为t s内位移,求解可用导出公式,也可用位移公式;
(3)若t<t0,则刹车位移大于t s内位移,用位移公式求解t s内的位移. 汽车正以15 m/s的速度行驶,驾驶员突然发现前方有障碍,便立即刹车.假设汽车刹车后做加速度大小为6 m/s2的匀减速运动.求刹车后4秒内汽车滑行的距离.解析:选初速度方向为正方向,则v0=15 m/s,
a=-6 m/s2,设汽车由刹车开始至停止运动时间为t0,则
vt=v0+at0,解得:
可见汽车刹车后经2.5 s时停止运动,刹车后4秒内汽车滑行的距离即是2.5 s内的位移
根据vt2-v02=2as,其中vt=0,得s=18.75 m
或根据s=v0t+ at2,t=2.5 s, 得s=18.75 m
答案:18.75 m练习2.一辆汽车以20 m/s的初速度作匀减速刹车,若刹车过程中加速度大小为3 m/s2,求8 s后此汽车的速度.解析:汽车刹车,可能在8 s前就停下来了.而汽车在实际运动中停下后不会继续匀减速即反向匀加速,所以此题必须先求出汽车停下来所用的时间t'.当vt'=0,t'为停下来的时间,vt'=v0+at'=20+(-3)t′
∴t'=20/3 s=6.67 s,即汽车刹车后6.67 s已停下,速度为零,因此8 s时的速度也为零.
答案:0考点三  追及和相遇问题“追及”和“相遇”是运动学中研究同一直线上两个物体的运动时常常涉及的两类问题,也是匀变速直线运动在实际问题中的具体应用.两者的基本特征相同,处理方法也大同小异.
1.“追及”和“相遇”问题的特征
两物体同时到达同一位置.
2.“追及”和“相遇”问题的解题思路
(1)根据对两物体运动过程的分析,画出物体的运动示意图.
(2)根据两物体的运动性质,分别列出两个物体的速度和位移方程.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关联方程.
(4)联立方程求解.3.“追及”问题常见的三种情况:
(1)匀加速直线运动物体追及匀速直线运动物体.这种情况定能追上且只能一次相遇,两者之间在追上前有最大距离,其条件是v加=v匀.
(2)匀减速直线运动追匀速运动物体,当v减=v匀时,两者仍没有到达同一位置,则不能追上;当v减=v匀时,两者正好在同一位置,则恰能追上,也是两者避免相撞的临界条件;当两者到达同一位置时v减>v匀,则有两次相遇的机会.
(3)匀速运动物体追及匀加速运动物体.当两者到达同一位置前,就有v加=v匀,则不能追上;当两者到达同一位置时v加=v匀,则只能一次相遇;当两者到达同一位置时v加<v匀,则有两次相遇的机会.4.分析“追及”和“相遇”问题应注意的几点
(1)追和被追的两物体的速度相等往往是两物体间距离最大、最小、恰好追上或恰好追不上的临界条件.
(2)若被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意追上之前该物体是否停止运动.
(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”“恰好”“最多”“至少”等,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件.
5.解决“追及”和“相遇”问题的常用方法
(1)数学分析法. (2)物理分析法.
(3)图象法. (4)巧选参考系等. 一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3 m/s2的加速度从停车线启动做匀加速运动,恰在这时一辆自行车以6 m/s的速度匀速驶过停车线与汽车同方向行驶,求:
(1)什么时候它们相距最远?最远距离是多少?
(2)在什么地方汽车追上自行车?追到时汽车的速度是多大?解析:法一:物理分析法:
(1)汽车开动后速度由零逐渐增大,而自行车速度是定值,当汽车的速度还小于自行车速度时,两者距离将越来越大,而一旦汽车速度达到自行车速度时,两者距离将缩小,因此两车速度相等时相距最大,设所用时间为t:法三:图象法:
(1)自行车和汽车v-t图象如图,由于图线与横坐标轴所包围的面积表示位移的大小,所以由图上可以看出,在相遇之前,在t时刻两车速度相等时,自行车的位移(矩形面积)与汽车的位移(三角形面积)之差最大,所以t=2 s,Δs=s自-s汽=v自t- at2=6 m
(2)由图线可看出:在t时刻以后,由v自与v汽线组成的三角形面积与阴影的三角形面积相等时,两车位移相等,即相遇,所以由图得相遇时,t'=2t=4 s,v'=2v自=12 m/s.
答案:(1)2 s 6 m (2)24 m 12 m/s练习3.A、B两车从同一地点出发朝同一方向行驶,其中A以10 m/s的速度做匀速直线运动,且先出发2 s,B车由静止开始以a=2 m/s2的加速度运动,求:
(1)B车追上A车以前,A、B两车间的最大距离;
(2)经过多长时间B车追上A车?法二:(图象法)
(1)依题意作出两物体的v-t图如下图所示(以A出发时为计时起点).相距最大,为两车速度相等时,即:
10=a(t-2),
得t=7 s时,AB相距最远;
最远距离为图中阴影部分面积,
Δs=(7+2)/2×10 m=45 m.(2)B追上A即图中B图线与坐标轴围成的三角形面积与A图线与坐标轴围成的长方形面积相等.即可求得相遇时间为:
t=5+3 s≈11.71 s
答案:(1)45 m (2)11.71 s1.分析“追及”问题时要抓住“速度”的意义,v前>v后,两物体间的距离变大,v前2.两物体恰能“追及”、“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.
3.同向运动的两物体追上时,两者运动的位移之差为开始时两物体距离;相向运动的物体,当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体的距离即相遇.练习4.特快列车甲以速率v1行驶,司机突然发现在正前方距甲车s处有列车乙正以速率v2(v2<v1)向同一方向行驶.为使甲、乙两车不相撞,司机立即使甲车以加速度a做匀减速运动,而乙车仍做原来的匀速运动.求a的大小应满足的条件.解析:开始刹车时甲车速度大于乙车速度,两车之间的距离不断减小;当甲车速度减小到小于乙车速度时,两车之间的距离将不断增大;因此,当甲车速度减小到与乙车速度相等时,若两车不发生碰撞,则以后也不会相碰.所以不相互碰撞的速度临界条件是:v1-at=v2①
不相碰撞的位移临界条件是
s1≤s2+s②
即v1t-1/2at2≤v2t+s③
由①③可解得:a≥(v1-v2)2/2s.
答案:a≥(v1-v2)2/2s点评:(1)分析两车运动的物理过程,寻找不相撞的临界条件,是解决此类问题的关键.
(2)利用不等式解决物理问题是一种十分有效的方法,在解决临界问题时经常用到.祝您学业有成课件30张PPT。第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律 力与运动 1.知道伽利略“理想实验”的装置,了解伽利略以实验事实为基础,将实验与逻辑推理相结合的思想方法;
2.知道运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因;
3.掌握牛顿第一定律,理解惯性的概念,能具体解释惯性现象,知道惯性只跟质量有关.1.历史上关于力与运动的认识.亚里士多德认为:________________;伽利略通过实验,否认了亚里士多德的错误观点,认为____________________________.
2.牛顿第一定律的内容:一切物体总保持________状态或________状态,直到有________迫使它改变这种状态为止.
3.惯性是物体________,由物体的________决定.1.力是维持物体运动的原因 物体一旦具有某一速度,没有加速和减速的原因,这个速度将保持不变
2.匀速运动 静止 外力
3.固有属性 质量考点一  历史的回顾1.亚里士多德的观点:
古希腊哲学家亚里士多德根据当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点:必须有力作用在物体上,物体才能运动.即力是维持物体运动的原因.
这种观点的提出是很自然的.我们从周围的事情出发,很容易就会得到这个结论.如车不推就不走,门不拉不开等.这种观点统治人们的思想有两千年.2.伽利略的观点:
直到17世纪,意大利科学家伽利略才指出这种说法是错误的,他分析到:运动的车停下来是由于摩擦力的原因,运动物体减速的原因是摩擦力.伽利略提出了自己的看法,他指出:物体一旦具有某一速度,没有加速和减速的原因,这个速度将保持不变.这里所指的减速的原因就是摩擦力.(1)伽利略的理想实验:
伽利略对于“运动与力的关系”构思出如下图所示的“理想实验”.将轨道弯曲成曲线ABC的形状,在轨道的一边释放一颗钢珠,如果不存在摩擦力,钢珠将上升到与A点相同高度的C点, 若将轨道的倾角减小,弯曲成曲线ABD或曲线ABE,小球最高将同样上升到与A点同高度的D点或E点,路程增大了.假如将轨道弯曲成一侧水平,钢珠就再也达不到原来的高度,如果不存在摩擦力,将永远运动下去.(2)伽利略根据“理想实验”断言:小球应该以恒定的速率永远运动下去.由此可推断,在水平面上做匀速运动的物体并不需要用外力来维持.
(3)伽利略的“理想实验”是一个以可靠的事实为基础,把实验与逻辑推理和谐地结合在一起,其科学探究的方法有力地推动了科学的发展.
3.笛卡尔的观点:法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的论点,提出了:如果没有其它原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向. 关于伽利略理想斜面实验的说法正确的是(  )
A.完全是理想的,没有事实为基础的
B.是以可靠事实为基础的,经科学抽象,深刻反映自然规律的
C.有力地否定了亚里士多德的观点
D.伽利略理想斜面实验,现在是可以做出的实验了
解析:伽利略理想斜面实验,是以可靠的事实为基础,把实验与逻辑推理和谐地结合在一起创造出来的一种科学推理方法,它否定了力是维持物体运动原因的观点;因为摩擦力无法完全消除,所以这个实验永远无法实现,只能是理想实验.
答案:BC1.伽利略的理想实验程序如下:
①减小第二个斜面的倾角,小球在斜面上仍然要达到原来的高度
②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面
③如果没有摩擦,小球将上升到和释放点相同的高度
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球沿水平面做持续匀速运动练习按程序的先后排列,属于可靠实验事实,并通过科学推论正确的是(  )
A.事实②→推论①→事实③→推论④
B.事实②→推论①→推论③→推论④
C.事实②→推论③→推论①→推论④
D.事实②→推论③→事实①→推论④解析:静止的小球在一个斜面滚下,将滚上另一个斜面,这是事实;如果摩擦很小,小球上升的高度与释放点的高度非常接近,这也是事实;如果没有摩擦,小球将上升到和释放点相同的高度,这是合理的假设;减小第二个斜面的倾角,使它成为水平面,小球沿水平面做持续匀速运动,这是科学推论.
答案:C2.伽利略的理想实验说明了(  )
A.要物体运动必须有力的作用,没有力的作用,物体将静止
B.要物体静止必须有力作用在物体上,没有力的作用,物体就运动
C.物体不受外力作用时,总保持原来的匀速运动状态或静止状态
D.物体不受外力作用时,一定处于静止状态解析:伽利略的理想实验否定了亚里士多德的观点,同时推断,在水平面上做匀速运动的物体并不需要用外力来维持.
答案:C考点二  牛顿第一定律1.牛顿第一定律的内容:
一切物体总保持匀速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.牛顿第一定律的理解:
(1)牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律,它是牛顿以伽利略的理想实验为基础,在总结前人的研究成果、加之丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律.(2)牛顿第一定律成立的条件是物体不受外力,是理想条件下物体所遵从的规律,在实际情况中,物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的.
(3)牛顿第一定律的意义在于:
①它揭示了一切物体都具有的一种基本属性——惯性;
②它揭示了运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因,而不是产生运动的原因,也不是维持物体运动的原因,即力是产生加速度的原因. 关于牛顿第一定律,下列说法正确的是(  )
A.牛顿第一定律是实验定律
B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C.惯性定律与惯性的实质是相同的
D.物体的运动不需要力来维持解析:牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律,它是在总结前人的研究成果而推理得出的规律,所以A错;牛顿第一定律说明了:① 物体不受外力将保持原状态;②受外力作用将改变运动状态,即力不是产生运动的原因,也不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态即产生加速度的原因,B、D对;牛顿第一定律又叫惯性定律,是一种规律,而惯性是物体的一种属性,二者概念完全不同,C错.
答案:BD3.关于牛顿第一定律的说法正确的是(  )
A.牛顿第一定律只是提出了惯性的概念
B.牛顿第一定律提出了物体受到的合力为零时,物体将处于静止状态
C.牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的规律,又提出了力是改变物体运动状态的原因
D.物体运动状态不变,一定没有受到外力作用练习解析:牛顿第一定律说明了:① 物体不受外力将保持原状态——物体有惯性;②受外力作用将改变运动状态——力是改变物体运动状态的原因;由此可知,物体受到的合力为零时,物体将处于静止或匀速运动状态;物体运动状态不变,可以没有受到外力作用,也可以是物体受到的合力为零.综上可得C正确.
答案:C4.关于运动和力的关系,下面一些说法中正确的是(  )
A.力是使物体产生运动的原因
B.力是使物体维持运动的原因
C.力是使物体保持静止的原因
D.力是改变物体运动状态的原因解析:由牛顿第一定律可知,物体总是要保持匀速直线运动状态或静止状态,直到外力迫使它改变这种状态为止.可见,力是改变物体运动状态的原因.而物体运动状态的改变,也是速度的改变,速度改变了就会有加速度产生,所以,也可以说力是产生加速度的原因.所以D正确.
答案:D3.惯性
(1)定义:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.
(2)对惯性的理解:
①惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关;
②质量是物体惯性大小的量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小;
③惯性不是力,惯性是物体具有的保持原状态不变的性质,力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念. 下面关于物体的惯性说法中哪些是正确的(  )
A.力可以改变物体的惯性
B.物体静止时没有惯性
C.人造地球卫星有惯性
D.太空中飘荡的宇航员没有惯性
解析:惯性是物体固有的属性,一切物体都具有惯性,与物体是否受到外力、物体是否运动均没有关系.只要物体有质量就一定具有惯性,所以B、D两个选项不正确,C选项正确.一个物体的质量不变,则其惯性大小也不发生变化,所以A选项不正确.
答案:C5.交通法规规定,坐在小汽车前排的司机和乘客都应在胸前系上安全带,这主要是为了减轻下列哪种情况出现时,可能对人造成的伤害(  )
A.车速太快
B.车速太慢
C.紧急刹车
D.突然启动练习解析:在小汽车正常行驶时,人是随车一起运动的,当紧急刹车时,人的下半身由于静摩擦力,随车一起减速,但上半身由于惯性要保持原来的运动状态而向前运动,所以人会向前倒,碰撞到坚硬物体会使人的身体受到伤害.在胸前系上安全带就是为了避免在紧急刹车时,人的身体向前倒,从而减少伤害.所以C正确.
答案:C1.对牛顿第一定律的理解:力不是物体运动的原因,而是物体运动状态发生改变的原因.“运动状态改变”就是指物体的速度改变,它包括速度只改变大小、速度只改变方向和速度的大小、方向都改变三种情况.
没有外力作用(包括虽受外力,但合力为零的情形)时,一切物体要么保持匀速直线运动,要么就保持静止状态.
2.对惯性问题的分析可采用三步法来解释:①所研究的物体原来是什么状态;②后来发生了哪些变化;③由于惯性产生了什么结果. 质量分别为m和M的两个物体A和B,其中M>m,将它们放在水平且光滑的平板车上,如图所示,m和M随车以速度v向右运动,当车突然停止运动,则(  )
A.A、B两物体都静止
B.A物体运动得快,B物体运动得慢,两物体相撞
C.B物体运动得快,A物体运动得慢,两物体间距离加大
D.A、B两物体都以原来的速度v向右运动,它们之间距离不变解析:车板光滑,无摩擦,车突然停止运动,A、B两物体由于惯性还要保持原来的速度向前运动.而车板光滑,水平方向不受力,水平方向运动状态不改变,它们的速度与原来的车速相同,因而它们之间的距离不变.因此选D.
答案:D
点评:本题中学生很容易误认为A会撞上B或B比A运动得快,考查学生对“力是改变物体运动状态的原因”的理解和物理过程的分析能力.祝您学业有成课件22张PPT。第七节 力学单位 力与运动 1.认识物理学中的单位制.
2.知道国际基本单位和导出单位,一般的计算中用国际基本单位.1.国际单位制中有7个基本单位,它们是:________、________、________、________、________ 、________、________ .
2.力学中的国际制基本单位是:________、________、________.1.米 千克 秒 安(培) 
开(尔文) 摩(尔) 坎(德拉)
2.米 千克 秒1.几个概念
(1) 基本单位:选定的几个基本物理量(力学中选长度、质量、时间)的单位.
(2) 导出单位:由基本物理量和物理公式推导出来的物理量的单位.
(3) 单位制:由基本单位和导出单位一起组成单位制.
2.国际单位制的基本单位:
国际单位制由7个基本单位,2个辅助单位和19个具有专门名称的导出单位组成,其中与力学有关的基本单位有三个,它们是米、千克、秒.其它与力学有关的物理量单位都可以由这三个基本单位导出. 力学中的国际基本单位国际基本单位3.选“kg、m、s”作为力学中的基本单位的原因
作为基本单位,选定的原则是:(1)这些物理量在力学中有最基本的地位,(2)用这些物理量做基本单位后,可使基本单位的数目最少.
因为力学是研究物体运动变化过程中力与运动的关系的,因此联系物体自身属性的量(质量)和反映空间尺度的量(长度)以及时间必然与物体受力后的运动变化联系得最密切、最普遍,所以这三个物理量也最基本.事实也表明,用这三个量做基本单位,可使力学的基本单位数目变得最少,所以在力学中规定,m,kg,s为国际单位制的基本单位.4.单位制在物理计算中的作用
单位制的建立,是为了测量、比较物理量的大小.
物理公式在确定了物理量数量关系的同时,也确定了物理量的单位关系.在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,计算结果就一定是用该单位制中的单位表示的,所以,在计算过程中就不必一一写出各个量的单位,直接在结果中写出所求物理量的单位即可.计算前注意先要把各已知量的单位统一为同一单位制中的单位. 下列说法中错误的是(  )
A.在力学中,力是基本概念,所以力的单位“牛顿”是力学单位制中的基本单位
B.因为力的单位是牛顿,而1 N=1 kg·m/s2,所以牛顿是个导出单位
C.各物理量采用国际单位,通过物理公式最后的运算结果一定为国际单位
D.物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时也确定了物理量间的单位关系解析: “力”虽然是力学中一个最基本的概念,但它的单位“牛顿”却不是力学中的基本单位,所以A错误.力学中的基本单位是千克、米、秒,其他皆为导出单位.物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时也确定了物理量之间的单位关系.已知量采用国际单位,通过物理公式最后的运算结果一定为国际单位,单位制在力学计算中的意义正在于此,B、C、D正确.
答案:A练习1.现有下列的物理量或单位,按下面的要求选择填空
A.密度 B.米/秒 C.牛 D.加速度 E.质量 F.秒 G.厘米 H.长度 I.时间 J.千克
(1) 属于物理量的是________
(2) 在国际单位制中,作为基本单位的相应物理量有________.
(3) 在国际单位制中,力学单位制的基本单位有_______________属于导出单位的是________.(1)ADEHI (2)EHI (3)FJ,BC2.下列物理量的单位中,属于国际基本单位的是(  )
A.牛顿  B.秒  
C.焦耳   D.瓦解析:牛顿,焦耳,瓦是导出单位.所以A、C、D错误,B正确
答案:B在物理计算中,物理量利用国际单位制中的单位,计算结果就一定是用该单位制中的单位表示的,所以,在计算过程中就不必一一写出各个量的单位,直接在结果中写出所求物理量的单位即可.这样可使计算简洁而又规范. 质量m=200 g的物体,测得它的加速度 a=20 cm/s2,则关于它所受的合力的大小及单位,下列运算既正确又符合一般运算要求的是(  )
A.F=200×20=4 000 N
B.F=0.2×0.2 N=0.04 N
C.F=0.2×0.2=0.04 N
D.F=0.2 kg×0.2 m/s2=0.04 N解析:本题考查了单位制的应用。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。当然写出每个量的单位也可。
答案:BD练习3.在国际单位制中,功率的单位“瓦”是导出单位,用基本单位表示,正确的是(  )
A.焦/秒 B.牛·米/秒
C.千克·米2/秒2 D.千克·米2/秒34.一个原来静止的物体,质量是7.0 kg,受到14 N的力的作用,求物体的加速度和5.0 s末的速度的大小.点评:题中的已知量都用国际单位制的单位来表示,得到的答案也是用国际单位制的单位来表示的,因此,解题时就没有必要在式子中一一写出各个物理量的单位,只要在式子末尾写出所求量的单位就可以了.祝您学业有成课件33张PPT。第三节 探究物体运动与受力的关系 力与运动 1.理解加速度与物体受到的合外力、物体的质量的定量关系.
2.知道测量加速度大小的方法.1.在实验中,要将砝码的重力近似看作滑块所受的拉力,滑块的加速度不应________ ,为了尽量减小误差,应使滑块的质量________砝码的质量.
2.平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块,反复移动垫块的位置,直至小车在斜面上运动时可以________________(可以从纸带上打的点是否均匀来判断).
3.在“探究加速度与力、质量的关系”实验时,计算出加速度后,将测得的反映加速度a与力F的关系资料记录在表1中,将测得的反映加速度a和质量m关系的资料记录在表2中.根据表中所列数据,分别画出a-F图象,a- 图象.1.太大 远大于
2.保持匀速直线运动状态表1

表2
(1) 看看描出的点是否在过原点的一条直线上,若在一条直线上说明了在滑块质量不变时,________________.
(2) 合力F不变时,m越大,a越小,a有可能与m成反比.作出的a-m图象不易反映出相应的变化规律.若与m成反比,则a与1/m成正比.故我们一般作出F不变时的a-1/m关系图象.从图象可以得出,________________________.加速度a与合外力F成正比 
合力F一定时,a与m的关系成反比考点一  实验原理与方法1.用打点计时器和小车来探究,小车的合外力近似等于沙和沙桶的总重力,小车的加速度用纸带求出来.
(1)实验前为平衡摩擦力,需要在长木板的下面垫一木块(木块垫在没有滑轮的一端),反复移动木块的位置,直到测出小车所拖纸带上的各个相邻计数点之间的距离都相等为止,这时小车在斜面上所做的是匀速直线运动,小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车的重力沿斜面向下的分力平衡.平衡摩擦力时,不应挂小桶,但应带纸带运动.
(2)平衡了摩擦力后,不管改变沙和沙桶的质量,还是改变小车的质量,都不需要重新平衡摩擦力.
(3)让提供拉力的钩码(或沙和沙桶)的质量远小于小车的质量,可认为拉力F等于钩码(或沙和沙桶)的重力. 用斜面、小车、沙桶、砝码等器材做“探究加速度与力、质量的关系”实验,下图是实验中一条打点的纸带,相邻计数点的时间间隔为T,且间距x1,x2,x3,…,x6已量出.
(1)请写出三个不同的计算加速度的表达式.
(2)如图(a),甲同学根据测量数据画出a-F图线,表明实验的问题是________.(3)乙、丙同学用同一装置实验,画出了各自得到的a-F图线如图(b)所示,说明两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?并比较其大小.(2)由图象可知,小车在所受的力达到一定程度时才有加速度,因此可知,在实验过程中没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。
(3)在a-F图象中,图线的斜率表示质量的倒数,斜率越大,质量越小,因此两同学做实验时,两小车及车上的砝码的质量不同,且m乙<m甲.
答案:(1)a=(x2-x1)/T2 a=(x4-x1)/3T2 
a=[x6+x5+x4-(x3+x2+x1)]/9T2
(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
(3)两小车及车上的砝码的质量不同,且m乙<m丙练习1.在验证“牛顿第二定律”实验中,为验证小车M不变时,a与F成正比,滑块质量M和砝码质量m分别选取下列四组值:
A.M=500 g,m分别为50 g、70 g、100 g、125 g
B.M=500 g,m分别为20 g、30 g、40 g、50 g
C.M=200 g,m分别为50 g、70 g、100 g、125 g
D.M=200 g,m分别为30 g、40 g、50 g、60 g
其它操作都正确,那么在选用________组值测量时所画出的a-F图线较准确,在选用此组值时,m取________g时,实验误差较大.解析:探究滑块质量不变时,加速度a与外力F的定量关系,是用砝码的重力代替滑块的拉力,为了减小实验误差,应使m?M,因此选B组误差较小,所画的a-F图线较准确.当m取50 g时实验误差较大.
答案:B 502.滑块放在气垫导轨上,用光电门测速度.
(1)让滑块在砝码拉力作用下做加速运动,记录下滑块通过光电门的速度、砝码的质量、两光电门间的距离.
(2)保持滑块质量不变,增加(或减少)砝码的数量来改变拉力的大小,重复实验3次.
(3)用公式v22-v12=2as计算出滑块的加速度. 在探究物体运动与受力的关系实验中,备有以下器材:A.天平 B.秒表 C.气垫导轨(一端带滑轮) D.细线 E.滑块 F.光电门 G.电源 H.砝码 I.气源 J.砝码盘 K.数字计时器 L.挡光片
(1)实验中应选用的器材有________,实验的研究对象是________.
(2)本实验分两大步骤进行:
①______________________________________.
②______________________________________.答案:(1)C、D、E、F、G、H、I、J、K;E
(2)①m一定时,研究a与F的关系 
②F一定时,研究a与m的关系
点评:本实验的重点是在m一定时,根据不同力作用时测得数据求出加速度;在F一定时,根据不同质量条件下测得数据求出加速度,根据实验工作条件不难选出器材. 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,求得的加速度的表达式为________.(用Δt1、Δt2、D、x表示)考点二  数据处理用纵坐标表示物体的加速度,用横坐标表示物体所受的合外力或表示物体的质量或质量的倒数.由表中数据作a-F,a-1/m关系图象,观察各数据点,看看描出的点是否在过原点的一条直线上,若在一条直线上说明加速度a与合外力F成正比,a与质量m成反比.
(1)测量过程中不可避免地存在误差,描点作图时不要连成“折”.而应尽量让数据大致均匀分布在直线上,不在直线上的点尽量对称分布于直线两侧.离直线较远的点就是错误数据可舍去不予考虑.
(2)利用图象处理数据的优点:直观地看出两个物理量的关系.有效地减小实验误差,并排除实验中的错误数据. 某次实验测得如下数据:当m一定时,a和F的关系如表一所示;当F一定时,a和1/m的关系如表二所示.
表一

表二
(1)在图中的相应坐标系中分别作出表一、表二所给数据确定物理量的图线.
(2)在研究a与m的关系时,作了a-1/m的图线,而没作a-m的图线,那么作a-1/m的图线有何优点?解析:(1)作出的两个图线如下图所示.
 
(2)a-m的图线是曲线难以找出规律,a-1/m的图线是直线,容易找出规律.练习2.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,若测得某一物体M一定时,a与F的关系的有关数据资料如下表:
(1)根据表中数据,画出a-F图象.
(2)从图象可以判定,当M一定时,a与F的关系为________.答案:(1)a-F图象如图所示.
(2)正比关系解析:若a与F成正比,则图象是一条过原点的直线.同时因实验中不可避免地出现误差,研究误差产生的原因,从而减小误差,增大实验的准确性,则在误差范围内图线是一条过原点的直线即可.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.考点三  误差分析本实验的误差主要是摩擦力带来的误差、钩码(或者沙和沙桶)重力不等于绳子的拉力,故采用木板倾斜的办法来平衡摩擦力的影响,其次在小车的质量远大于钩码(或者沙和沙桶)的质量条件下,实验非常近似成立.1.会用纸带求出小车的加速度.
2.图象法分析数据:具有能直观地看出两个物理量的关系和有效减小实验误差,并排除实验中的错误数据优点.描点作图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. 某同学在做“当外力一定时,加速度和质量的关系”的实验时,得到下表中的实验数据:
(1)请用图象来处理这些数据;(2)根据作出的图象,可以得到小车受到的外力F=____________________.答案:(1)如图所示
(2)由图象的斜率得:F=0.12 N祝您学业有成课件23张PPT。第二节 影响加速度的因素 力与运动 1.探究加速度与物体所受合外力的关系.
2.探究加速度与物体质量的关系.
3.掌握实验探究的思路和方法.一、物体运动状态的改变
物体运动状态就是指物体运动的________,物体运动状态的改变即物体________的改变.因速度是矢量,所以物体运动状态的改变有三种情况;其一、仅是物体速度________改变.其二、仅是物体速度________改变.其三、物体速度________都发生改变.物体运动状态改变了,就是速度变化了.就必然产生________(因为加速度是描述速度变化快慢的物理量)速度 速度 方向 大小 大小和方向 加速度二、实验中用探究物理量的科学方法——________________探究影响加速度的因素
1.在探究加速度、力与质量三者关系时,先让其中一个量________,来探究其他两个量之间的关系.
2.探究加速度与力的关系:保持________不变,测量物体在__________下的加速度,分析加速度与力的关系;探究加速度与质量的关系:保持________________相同,测量________的物体在该力作用下的加速度,分析加速度与质量的关系.最后,把两者综合起来,得到三个量之间的关系.控制变量法 1.不变 
2.质量 不同力的作用 物体所受的力 不同质量考点一  加速度与物体所受合外力的关系1.探究方法(实验原理):保持物体质量不变,改变物体受力,测量加速度,分析物体加速度随所受合外力的变化情况.
2.实验目的:猜想小车所受的合外力越大,加速度越大;反之合外力越小,加速度越小.
3.实验器材:带有刻度尺的斜面、重物、四轮小车、秒表.4.实验数据处理:
小车运动的位移s用米尺测量,小车的运动时间t用秒表测量,认为拉力F=mg,让小车从静止开始运动,则s= at2可求出加速度.
5.实验结果:物体所受合外力增大,其加速度将增大.
特别关注:板倾斜的目的是让重力沿板的分量与车所受摩擦力相互抵消.调整好斜面的倾角大小,让小车能在斜面上作匀速运动,则拴上重物后就可以认为车所受合力也就是拉力为F=mg,加速度的方向与合外力(拉力)的方向一致. 在倾角为θ的光滑斜面上,质量为M的小车,由静止开始下滑,用刻度尺测出小车下滑距离s,用秒表记录了小车下滑时间t,小车的运动视为匀变速直线运动,求小车的加速度.解析:由于小车做匀变速直线运动,则s= at2,解得
a=2s/t2,方向沿斜面向下.
答案:2s/t2,方向沿斜面向下点评:加速度是矢量,不仅有大小而且有方向,小车速度的变化方向沿斜面向下,加速度方向与速度变化方向相同,故应特别注意矢量的方向性.练习1.下面的说法中正确的是(  )
A.物体所受的合外力越大,加速度越大
B.物体所受的合外力越大,速度越大
C.物体所受的加速度越大,速度越大
D.物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小解析:物体的加速度与合外力成正比;速度与加速度方向相同,加速度虽然减小,速度一定增加.
答案:A考点二  加速度与物体质量的关系1.探究方法(实验原理):在合外力不变的情况下,测量物体的加速度和质量,分析物体的加速度与质量的关系.
2.实验目的:猜想小车所受合外力不变时,小车质量越大,加速度越小,反之亦然.
3.实验器材:一个带有刻度尺的斜面,一辆四轮小车,秒表,弹簧秤,砝码.4.实验设计:怎样保持小车的合外力一定?
把小车放在斜面上,用弹簧秤沿斜面向上拉小车,使小车保持静止或匀速直线运动,记下弹簧秤的示数,使其与前一次相同.
5.实验结论:当物体所受合外力大小保持不变时,物体的质量越大,其加速度将越小,反之,物体质量越小,加速度就越大.
特别关注:在小车上增加砝码,使车质量变大,为保持小车和砝码所受的合外力不变,必须减小斜面与平面的夹角,使斜面与水平面的夹角减小到弹簧秤沿斜面向上的拉力与前一次相同,这样就保证了小车与砝码所受的合外力不变. 设一辆货车所能提供的拉力是一定的,货车运动时的阻力和它的载货量成正比,比较货车没有载货和载满货物时的加速度的大小.
解析:因货车受到的拉力一定,在货车没有载货时,受到的阻力最小,所以,不载货时货车受到的合力最大,而这时货车的总质量最小,因此此时货车的加速度最大;当货车载满货物时,货车受到的阻力最大,所以,货车受到的合力最小,此时加速度最小;所以,货车满载货物时的加速度要小于醭得挥性鼗跷时的加速度.练习2.卡车质量大于小车质量,两车以相同速度行驶,当两车以相同的制动力刹车,下列说法中正确的是(  )
A.两车同时停止    B.卡车先停
C.小车先停 D.无法判断解析:合外力一定时,加速度与质量成反比,故小车的加速度大,先停.
答案:C3.一个力可很快地将滑动的木块停下来,但同样大小的力要将同样速度运动的汽车停下来则需要更长的时间.这是为什么?解析:在同样的力作用下,质量大的物体加速度小,而质量小的物体加速度大.汽车的质量大,其加速度小,由加速度的定义a= 可知,发生相同速度的变化量所用时间就更长.
答案:见解析1. 测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间,然后由s=at2,算出a=2s/t2.也可以在运动物体上安装一条打点计时器的纸带,根据纸带上打出的点来测量加速度.但在本次探究中其实也可以不测量加速度的具体数值,这是因为我们探究的是加速度与其他量之间的比例关系.因此,测量不同情况下(即不同受力时、不同质量时)物体加速度的比值就可以了.作a-F图和a-1/m图线来找加速度和外力、加速度和质量的关系.
2.物体产生的加速度跟质量和力有关系. 在“探究加速度与力、质量关系”的实验中:
(1)某小组的几位同学在讨论制定实验方案时分别提出以下几点意见,你认为不正确的是(  )
A.实验中一定要测出加速度的具体数值
B.实验中也可不测加速度的具体数值,只要测出不同情况下加速度的比值就行了
C.若要验证“加速度与力的平方成正比”这一猜想,在作图线时最好以F2为横坐标
D.不管是在探究加速度与力的关系时还是在探究加速度与质量关系时,所要测量的物理量都是3个
答案:AD(2)实验装置如图所示,实验中使小车做匀加速运动的力与小盘和砝码重力相等的条件是: _______________________________________________
(3)在探究加速度与力的关系时,
要保持_______________________________不变.小盘与砝码的质量远小于小车的质量(或加速度很小).小车的质量(不能只填“质量”)练习4.一个物体受到4 N的合力作用时,产生的加速度是2 m/s2.要使它产生3 m/s2的加速度,需要施加多大的合外力?5.甲、乙两辆实验小车受相同的外力作用时.甲的加速度为1.5 m/s2,乙的加速度为4.5 m/s2,则甲车质量是乙车质量的(   )
A.3倍    B.2倍   
C.1倍    D.1/3倍A祝您学业有成课件42张PPT。第五节 牛顿第二定律的应用 力与运动 1.知道应用牛顿第二定律解答两类基本问题.
2.能结合物体的运动情况进行受力分析.
3.能根据受力情况进行分析、判断和研究物体的运动情况.
4.掌握解题的基本思路和分析方法.
5.能结合运动学公式来解简单的力学问题.1.牛顿第二定律的内容:物体的________与物体__________成正比,与__________成反比.加速度的方向与合外力方向________.
2.牛顿第二定律的表达式为________;其中F是物体__________;a是指物体的________.
3.用牛顿第二定律解题的一般步骤:
(1)选择________;
(2)分析研究对象的________(画受力图);1.加速度 所受的合外力 物体的质量 相同
2.F=ma 所受的合外力 加速度
3.研究对象 受力情况 (3)________________,一般尽量使一条坐标轴与加速度方向________.对只有两个力的简单情况,可直接用平行四边形定则;
(4)根据__________列方程(分别沿两坐标轴方向列两个方程);
(5)联立方程求解;
(6)分析解方程所得结果的________,确定最后结果.建立直角坐标系 重合 牛顿第二定律 合理性4.运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型:
类型一:已知物体的_______,求解物体的______.如物体运动的______、______及______等.
类型二:已知物体的________,要求推断物体的________.如确定力的________和________等.
但不管哪种类型,_____始终是联系_____的桥梁.
5.常用的运动学公式为匀变速直线运动公式,________;________;________.4.受力情况 运动情况 位移 速度 时间 运动情况 受力情况 大小 方向 加速度 运动和力
5.vt=v0+at s=v0t+1/2at2 vt2-v02=2as考点一  用牛顿运动定律解决两类基本问题动力学的两类基本问题:
①由受力情况判断物体的运动状态;
②由运动情况判断物体的受力情况.
解决这两类基本问题的方法是,以加速度(a)为桥梁,由运动学公式和牛顿定律列方程求解.解决这类问题进行正确的受力分析和运动过程分析是关键,要习惯于画受力图和运动草图.1.由受力情况判断物体的运动状态
在受力情况已知的情况下,要求判断出物体的运动状态或求出物体的运动速度或位移.处理这类问题的基本思路是:先求出几个力的合力,由牛顿第二定律(F=ma)求出加速度,再由运动学的有关公式求出速度或位移. 如右图所示,一个静止在水平面上的物体,质量是2.0 kg,在水平方向受到4.4 N的拉力,物体受到水平面施加的滑动摩擦力是2.2 N,求物体在4.0 s末时的速度和4.0 s内发生的位移?解析:此题目是根据已知的受力情况来求物体的运动情况.物体受到四个力的作用,水平拉力F、滑动摩擦力f、物体的重力G、水平面的支持力N.物体在竖直方向没有加速度,重力G和支持力N大小相等,方向相反,彼此平衡.如上图所示,合外力就是水平方向的外力F和f的合力.物体在水平面上运动,而且水平方向的滑动摩擦力已经给出,不需要根据竖直方向的压力来求.这样就可以只考虑水平方向的力,不考虑竖直方向的彼此平衡的力.取水平向左的正方向,则由牛顿第二定律得:F-f=ma.
∴a=(F-f)/m=(4.4-2.2)/2.0 m/s2=1.1 m/s2
物体运动的初速度v0=0,将a值代入公式得:
vMt=v0+at=0+1.1×4.0 m/s=4.4 m/s
s=v0t+1/2at2=0+1/2×1.1×42 m=8.8 m
答案:4.4 m/s 8.8 m练习1.如图所示,质量为m的滑块沿倾角为θ的斜面下滑,滑块与斜面间动摩擦因数为μ,求滑块下滑的加速度.解析:物体受力如图所示,并建立下图所示坐标系.由牛顿第二定律得
mgsinθ-Ff=ma①
FN-mgcosθ=0②
Ff=μFN③
联立以上几式得
a=g(sinθ-μcosθ)
方向沿斜面向下,滑块做匀加速直线运动
答案:g(sinθ-μcosθ)2.由运动情况判断物体的受力情况
对于第二类问题,在运动情况已知情况下,要求判断出物体的未知力的情况,其解题思路一般是:已知加速度或根据运动规律求出加速度,再由牛顿第二定律求出合力,从而确定未知力,至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法则(平行四边形法则)或正交分解法. 一辆质量为1.0×103 kg的小汽车正以10 m/s的速度行驶,现在让它在12.5 m的距离内匀减速地停下来,求所需的阻力.解析:这个题目是根据运动情况求解汽车所受的阻力.研究对象汽车:m=1.0×103 kg;运动情况:匀减速运动至停止v=0,x=12.5 m.初始条件v0=10 m/s,求阻力F阻.
由运动情况和初始 条件,根据运动学公式 可求出加速度.再根据 牛顿第二定律求出汽车 受的合外力,最后由受 力分析可知合外力即阻力.画图分析如图所示,选v0方向为正方向
由运动学公式v2-v=2ax得:
a=(0-v)/2x=-102/2×12.5 m/s2=-4 m/s2
据牛顿第二定律列方程,竖直方向:FN-G=0.
水平方向:
F阻=ma=1.0×103×(-4) N=-4.0×103 N,
负值表示力的方向跟速度方向相反.
答案:4.0×103 N 与速度方向相反.点评:确定物体受力情况就是确定物体受到的未知力,有时需要通过确定力进一步确定出与力有关的其他几个量,如物体的质量、动摩擦因数、弹簧的形变量、斜面倾角大小等.练习2.质量为m的物体放在倾角为α的斜面上,物体和斜面间的动摩擦系数为μ,如沿水平方向加一个力F,使物体沿斜面向上以加速度a做匀加速直线运动,如图所示,则F多大?解析:(1)受力分析:物体受四个力作用:重力mg、弹力FN、推力F、摩擦力Ff,
(2)建立坐标系:以加速度方向即沿斜面向上为x轴正向,分解F和mg如图所示;(3)建立方程并求解
x方向:
Fcos α-mgsin α-Ff=ma①
y方向:
FN-mgcos α-Fsin α=0②
f=μFN③
三式联立求解得:
F=m(a+gsin α+μgcos α)/(cos α-μsin α)
答案:m(a+gsin α+μgcos α)/(cos α-μsin α)考点二  牛顿三个运动定律的区别与联系 如图表示某小球所受的合外力与时间的关系,各段的合力大小相同,作用时间相同,设小球从静止开始运动,由此可判定(  )
A.小球向前运动,再返回停止
B.小球向前运动再返回不会停止
C.小球始终向前运动
D.小球向前运动一段时间后停止解析:开始时,小球在第1 s内做匀加速直线运动,在第2 s内做匀减速直线运动在第2 s末小球速度恰好为零,然后第3 s内又重复第1 s内的运动状态,就这样依次加速、减速运动下去,但速度方向不会发生改变,故C正确.
答案:C
点评:此类问题,一定要认真分析过程,掌握好力和加速度的瞬时对应关系,搞清运动过程、找准运动规律,应用已学知识求解.练习3.在静止的小车内,用细绳a和b系住一个小球,绳a在竖直方向成θ角,拉力为Ta,绳b成水平状态,拉力为Tb.现让小车从静止开始向右作匀加速直线运动,如图所示,此时小球在车内的位置仍保持不变(角θ不变),则两根细绳的拉力变化情况是(  )
A.Ta变大,Tb不变
B.Ta变大,Tb变小
C.Ta变大,Tb变大
D.Ta不变,Tb变小解析:因小球在竖直方向上没有加速度,所以有:Fy=0,且θ未变,则TAy=mg不变,所以TA不变,则TAx也不变, 小球有向右的a,所以∑Fx≠0(向右),故TB↓.
答案:D考点三  牛顿运动定律的瞬时性牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果——产生加速度.物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的.当物体所受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,F=ma对运动过程的每一瞬间成立,加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失.
无明显形变产生的弹力能突变,如“绳”和“线”的弹力;有明显形变产生的弹力不能突变,如“弹簧”和“橡皮绳”的弹力. 如图所示,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,求剪断瞬时物体的加速度.若将图(a)中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图(b)所示,其他条件不变,求剪断瞬时物体的加速度?解析:L2被剪断的瞬间,L1上张力的大小发生了突变,此瞬间
F合=mgsin θ,a=gsin θ,方向垂直L1向下:
若将图(a)中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧.设L1线上拉力为T1,L2线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡:
T1cos θ=mg,T1sin θ=T2,T2=mgtan θ
剪断线的瞬间,T2突然消失,物体即在T2反方向获得加速度.因为mgtan θ=ma,
所以加速度a=gtan θ,方向在T2反方向.
答案:见解析练习4.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(  )解析:由于弹簧弹力不会突变,但当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球所受合力与木板的支持力等大方向,故合力方向垂直木板向下.答案C正确.
答案:C1.解决连接体的方法——整体法与隔离法
两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体.解决这类问题通常用到整体法与隔离法.
隔离法与整体法,不是相互对立的,一般问题的求解中,随着研究对象的转化,往往两种方法交叉运用,相辅相成.
(1)整体法:采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体,也可以把几个物理过程作为一个整体,采用整体法可以避免对整体内部进行繁锁的分析,常常使问题解答更简便、明了.其基本步骤如下:①明确研究的系统或运动的全过程.
②画出系统的受力图和运动全过程的示意图.
③寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解.
(2)隔离法:把所研究对象从整体中隔离出来进行研究,最终得出结论的方法称为隔离法.可以把整个物体隔离成几个部分来处理,也可以把整个过程隔离成几个阶段来处理,还可以对同一个物体,同一过程中不同物理量的变化进行分别处理.运用隔离法解题的基本步骤:①明确研究对象或过程、状态,选择隔离对象.选择原则是:一要包含待求量,二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少.
②将研究对象从系统中隔离出来;或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来.
③对隔离出的研究对象、过程、状态分析研究,画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图.
④寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解. 如图所示,A、B两木块的质量分别为mA、mB,在水平推力F作用下沿光滑水平面匀加速向右运动,求A、B间的弹力N.解析:这里有a、N两个未知数,需要要建立两个方程,要取两次研究对象.比较后可知分别以B、(A+B)为对象较为简单(它们在水平方向上都只受到一个力作用)点评:这个结论还可以推广到水平面粗糙时(A、B与水平面间μ相同);也可以推广到沿斜面方向推A、B向上加速的问题,有趣的是,答案是完全一样的.5.如图所示,倾角为θ的斜面与水平面间、斜面与质量为m的木块间的动摩擦因数均为μ,木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止.求水平面给斜面的摩擦力大小和方向.解析:以斜面和木块整体为研究对象,水平方向仅受静摩擦力作用,而整体中只有木块的加速度有水平方向的分量.可以先求出木块的加速度a=g(sin θ-μcos θ) ,再在水平方向对质点组用牛顿第二定律,很容易得到:
Ff=mg(sin θ-μcos θ)cos θ
如果给出斜面的质量M,本题还可以求出这时水平面对斜面的支持力大小为:
FN=mg+mg(cos α+μsin α)sin θ
这个值小于静止时水平面对斜面的支持力.
答案:mg(sin θ-μcos θ)cos θ2.面接触物体分离的条件及其应用
相互接触的物体间可能存在弹力作用.对于面接触的物体,在接触面间弹力变为零时,它们将要分离.抓住相互接触物体分离的这一条件,就可顺利解答相关问题.下面举例说明. 如图所示,细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球.当滑块至少以加速度a=________向左运动时,小球对滑块的压力等于零,当滑块以a=2g的加速度向左运动时,线中拉力T=________.解析:当滑块具有向左的加速度a时,小球受重力mg、绳的拉力T和斜面的支持力N作用,如图所示.
在水平方向有:
Tcos 45°-Ncos 45°=ma;
在竖直方向有:
Tsin 45°-Nsin 45°-mg=0.
由上述两式可解出:由此两式可看出,当加速度a增大时,球受支持力N减小,绳拉力T增加.当a=g时,N=0,此时小球虽与斜面有接触但无压力,处于临界状态.这时绳的拉力:
T=mg/cos 45°= mg.
当滑块加速度a>g时,则小球将“飘”离斜面,只受两力作用,如图所示,此时细线与水平方向间的夹角α<45°.由牛顿第二定律得:
Tcos α=ma,Tsin α=mg,
解得:祝您学业有成课件27张PPT。第六节 超重和失重 力与运动 1.认识什么是超重、失重和完全失重现象.
2.理解什么情况下会出现超重和失重现象.
3.会根据实际情况分析超重和失重问题.1.实重与视重.
如图所示,在某一系统中(如升降机中)用弹簧秤测某一物体的重力,悬于弹簧秤挂钩下的物体静止时受到两个力的作用:地球给物体的竖直向下的重力mg和弹簧秤挂钩给物体的竖直向上的弹力F,这里,mg是物体实际受到的重力,称为______________;F是弹簧秤给物体的弹力,其大小将表现在弹簧秤的示数上,称为物体的视重.物体的实重2.超重与失重
(1)超重:物体有________的加速度称物体处于超重.处于超重的物体对支持面的压力F(或对悬挂物的拉力)________物体的重力,即________;
(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重.处于失重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)________物体的重力mg,即________,向上 大于 F=mg+ma 
小于 FN=mg-ma(3)完全失重:物体以加速度a=g向________叫竖直加速或向上减速时(自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时),物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于________的现象.即________.
3.在完全失重的状态下,平常一切由________的物理现象都会________,如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等.下 零 FN=0
3.重力产生 完全消失 考点一  超重与失重现象产生超重与失重现象的条件
①当物体具有向上加速度时出现超重现象;
②当物体具有向下加速度时出现失重现象;
当物体向下的加速度为g时,出现完全失重现象,比如人造卫星中的物体处于完全失重状态. 下列实例不属于超重现象的是(  )
A.汽车过拱桥桥顶
B.荡秋千的小孩通过最低点
C.跳水运动员被跳板弹起,离开跳板向上运动
D.火箭点火后加速升空解析:汽车过拱桥桥顶时汽车对桥的压力小于重力;荡秋千的小孩通过最低点时木板对小孩的支持力大于重力;跳水运动员被跳板弹起,离开跳板向上运动时,跳板对运动员的支持力大于重力;火箭点火后加速升空时推力远大于重力.
答案:A
点评:在通常的超重、失重现象中,物体的重力既不“超”,也不“失”,只是物体对支持面的压力或对悬绳的拉力发生了变化,而物体的重力仍然存在且大小不变.练习1.关于超重和失重,下列说法中正确的是(  )
A.超重就是物体受的重力增加了
B.失重就是物体受的重力减小了
C.完全失重就是物体一点重力都不受了
D.不论超重或失重,物体所受重力是不变的解析:超重不是说物体的重力增加了,失重也不是说物体的重力减小了,完全失重不是说重力完全消失.在发生超重或失重现象时,物体的重力依然存在,且不发生变化,只是对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化.故D对.
答案:D考点二  牛顿第二定律在超重与失重现象中的应用(1)超重
当升降机向上加速运动时,设物体受到地板的支持力F,根据牛顿第二定律有:
F-mg=ma, 所以F=m(g+a)>mg
即物体对地板的压力F′>mg.
(2)失重
当升降机向下加速运动时,则有:
mg-F=ma, 所以F=m(g-a)<mg
即物体对地板的压力F′<mg;
当a=g时,
F′=F=0,人处于完全失重. 弹簧秤上挂一个10 kg的物体,当弹簧秤和物体一同作下列各种运动时,弹簧秤的示数分别为多少?
(1)以2 m/s2的加速度沿竖直方向加速上升;
(2)以1 m/s2的加速度沿竖直方向减速上升.解析:(1)物体加速上升时,加速度的方向是向上的
F合=ma=10×2 N=20 N,
F合=F1-G
F1=G+F合=mg+F合
=10×10 N+20 N=120 N
(2)物体减速上升时,加速度的方向是向下的
F合=ma=10×1 N=10 N,
F合=G-F2
F2=G-F合=mg-F合=10×10 N-10 N=90 N
答案:(1)120 N (2)90 N 练习2.在以加速度a匀加速上升的电梯中,有一个质量为m的人,站在磅秤上,则此人称得自己的“重量”为(  )
A.ma       B.m(a+g)
C.m(g-a) D.mg解析:人处于匀加速上升的电梯中,加速度向上,超重状态,故在磅秤上称量的重量为m(a+g).
答案:B3.某人在一个以2.5 m/s2的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起80 kg的物体.
(1)那么此人在地面上最多能举起多少千克的物体?
(2)若此人在一匀加速上升的电梯中最多能举起40 kg的物体,则电梯上升的加速度为多少?(g=10 m/s2)解析:(1)本题中有一隐含条件,即人对物体的最大推举力一定,设为F.以物体为对象,则有:
第一种情况下:m1g-F=m1a1解得
F=m1(g-a1)=80×(10-2.5)N=600 N,即此人能举起60 kg的物体
(2)第二种情况下:F-m3g=m3a2解得
a2=F/m3-g=(600/40-10) m/s2=5 m/s2
答案:(1)60 kg (2)5 m/s21.如何判断物体是否处于超、失重状态
发生超重和失重现象,只决定于物体在竖直方向上的加速度,物体具有向上的加速度时,处于超重状态;物体具有向下的加速度时,处于失重状态;当物体竖直向下的加速度为重力加速度时,处于完全失重状态,超重、失重与物体的运动方向无关.
尽管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,则当ay方向竖直向上时,物体处于超重状态,当ay方向竖直向下时,物体处于失重状态. 质量为m的人站在升降机里,如果升降机运动时加速度的绝对值为a,升降机底板对人的支持力F=mg+ma,则可能的情况是(  )
A.升降机以加速度a向下加速运动
B.升降机以加速度a向上加速运动
C.在向上运动中,以加速度a制动
D.在向下运动中,以加速度a制动
解析:升降机对人的支持力F=mg+ma大于人所受的重力mg,故升降机处于超重状态,具有向上的加速度.而A项中加速度向下,C项中加速度也向下,即处于失重状态.故只有选项B、D正确.
答案:BD练习答案:A2.超重和失重在日常生活中的应用
物体无论处于超重还是失重状态或完全失重状态,物体受到地球的吸引产生的重力始终不变.超重和失重问题是一个和我们日常生活和当代科学技术结合得十分紧密的问题,其主要研究在变速运动中,实重和视重的差异,如何运用超重和失重知识解释有关物体在人造卫星中的一些现象,是今后的命题方向. 在一种获得强烈失重、超重感觉的巨型娱乐设施中,用电梯把乘有十多人的座舱,送到大约二十几层楼高的高处,然后让座舱自由落下,落到一定位置时,制动系统开始启动,座舱减速运动到地面时刚好停下,已知座舱开始下落时的高度为76 m,当落到离地28 m时开始制动减速,若某人手上托着质量为50 N的铅球进行这个游戏.则:
(1)当座舱落到离地高度为50 m左右的位置时,托着铅球的手感觉如何?
(2)当座舱落到离地高度为15 m左右的位置时,手要用多大的力才能托住铅球?(取g=10 m/s2)解析:(1)座舱落到离地高度50 m左右的位置时,制动系统尚未启动,座舱以及其中的人和物一起以重力加速度g自由落下,铅球处于完全失重状态,手感觉不到铅球的压力.
(2)座舱落到离地高度15 m左右的位置时,制动系统已经启动,座舱做减速运动,设座舱开始减速时的速度为v,做匀减速运动的加速度的大小为a,已知座舱自由落下通过的距离为s1=76 m-28 m=48 m,座舱减速运动通过的距离为s2=28 m,由运动学公式可知v2=2gs1=2as2,由此得a=s1/s2g=48/28×10 m/s2=17 m/s2.座舱减速下落时,铅球处于超重状态,已知铅球的质量m=G/g=5 kg,手托铅球的力为F=m(g+a)=5×(10+17)N=135 N.
答案:(1)感觉不到压力 (2)135 N祝您学业有成课件29张PPT。第四节 牛顿第二定律 力与运动 1.理解牛顿第二定律的内容,知道牛顿第二定律表达式的确切含义.
2.知道力的单位牛顿是怎样定义的.
3.会用牛顿第二定律的公式进行计算.1.牛顿第二定律内容:物体的加速度跟作用力成________,跟物体的质量成________.加速度的方向与________的方向一致.
2.公式:F=________,其中k是比例系数.在国际单位制中k=1,那么F=________.
3.牛顿第二定律表明:________是产生加速度的原因,________不变则加速度也不变;________随时间改变,加速度也随时间改变;合外力为零则________也为零,这时物体将________或________状态.1.正比 反比 合外力
2.kma ma
3.力 力 力 加速度 保持静止 匀速直线4.力的单位——牛顿的定义
在国际单位制中,如果k=1,那么F=________,当物体的质量m=1 kg,在某力的作用下物体获得的加速度a=1 m/s2时,F=ma=1 kg·m/s2,把这个力叫做——__________,把“kg·m/s2 ”称做——________,用符号________表示.也就是:________的力,叫做1 N.
5.国际单位制与力学有关的基本单位有三个:长度单位——________、质量单位——________和时间单位——________.其它与力学有关的物理量的单位都可以由这三个基本单位导出.力的单位牛顿是________.4.ma 一个单位的力 牛顿 N 使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度
5.米(m) 千克(kg) 秒(s) 导出单位考点一  牛顿第二定律及其数学表示1.内容:物体的加速度跟合外力成正比,跟物体的质量成反比.
2.公式: 在国际单位制下:F=ma.
3.对牛顿第二定律的说明
(1)牛顿第二定律是一条实验定律,实验基础即探究加速度与力、质量的关系的结论.
当m一定时,F1/a1=F2/a2即a∝F.
当F一定时,m1a1=m2a2,即a∝1/m.(2)F=ma中,F为矢量,a为矢量,m为标量,公式中隐含了F与a同向.
4.力的单位的定义
常把使质量m=1 kg的物体,产生a=1 m/s2的加速度的力,定义为1牛顿(N).有了这个定义,牛顿第二定律的形式变成了更简洁的F=ma的形式.
即1 N=1 kg·m/s2. 下列说法正确的是(  )
A.物体的速度为零时,合外力一定为零
B.物体的合外力为零时,速度一定为零
C.物体的合外力减小时,速度一定减小
D.物体的合外力减小时,加速度一定减小
解析:根据牛顿第二定律知,加速度a的大小和方向取决于合外力,所以D正确.速度和合外力无决定关系,所以A、B、C错误.速度为零时合外力不一定为零;合外力为零,物体可以做匀速直线运动或静止,速度不一定为零.合外力减小,加速度减小,速度可能增大,也可能减小.
答案:D练习1.下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是(   )
A.由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比
B.由m=F/a可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比
C.由a=F/m可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比
D.由m=F/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得CD 一物体在2 N的外力作用下,产生10 cm/s2,的加速度,求该物体的质量.下面有几种不同的求法,其中单位运用正确、简洁而又规范的是(  )解析:在运算时,可以每一个数据均带上单位,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、C均错,B项解题过程正确,但不简洁,只有D项运算正确,且简洁而又规范.
答案:D练习2.下列说法中,正确的是(  )
A.在力学单位制中,若采用cm、g、s作为基本单位,力的单位是N
B.在力学单位制中,若力的单位是N,则是采用m、kg、s为基本单位
C.牛顿是国际单位制中的一个基本单位
D.牛顿是力学单位制中采用国际单位的一个导出单位解析:在力学国际单位制中,采用m、kg、s为基本单位,且力的单位是根据公式F=ma和力学的基本单位导出的.
答案:BD考点二  理解牛顿第二定律的要点1.同向性:加速度的方向与力的方向始终一致.
2.同体性:加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的.
3.瞬时性:加速度与力是瞬间的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失.
4.独立性:当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度,而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果.
5.相对性:一般由F=ma求得的a是相对地面的加速度,不能认为a是相对加速参考系的.
6.因果性:力是物体产生加速度的原因,加速度是力作用在物体上所产生的一种效果. 对牛顿第二定律的理解错误的是(  )
A.由F=ma可知,F与a成正比,m与a成反比
B.牛顿第二定律说明:当物体有加速度时,物体才受到外力的作用
C.加速度的方向总跟合外力的方向一致
D.当外力停止作用时,加速度随之消失解析:虽然F=ma表示牛顿第二定律,但F与a无关,因a是由m和F共同决定的,即a∝F/m,且a与F同时产生、同时消失、同时存在、同时改变;a与F的方向永远相同.所以,本题中A、B不对,D正确;C中加速度指物体运动加速度,它由合外力产生的,故方向相同,显然C也正确.
答案:AB 练习3.下列对牛顿第二定律的理解中,正确的说法是(   )
A.加速度的方向与合外力的方向永远相同
B.物体所受的动力加倍,则加速度一定加倍
C.物体所受的阻力加倍,则加速度一定减半
D.物体所受的合力发生变化,物体的加速度不一定变化A考点三  能否认为牛顿第一定律是牛顿第二定
律的特例不能.牛顿第一定律以伽利略的理想实验为基础,得出了物体不受力时,惯性使物体遵循的运动规律,即物体不受力时,惯性使物体保持匀速直线运动或静止状态,故“牛顿第一定律”又叫惯性定律.同时,牛顿第一定律指出了力和运动的关系——力是改变物体运动状态的原因,从而完善了力的内涵.在此基础上人们才能准确研究物体受力时的运动规律,故牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,而不是牛顿第二定律的特例.根据牛顿第二定律:当一个物体受到的合力F为零时,加速度a也为零,即物体保持静止或匀速直线运动状态.牛顿第二定律进一步定量给出了决定物体加速度的因素.
没有深刻理解牛顿第一定律对牛顿力学的重要意义,单纯从数学角度分析问题,因而是错误的.考点四  用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤1.明确研究对象;
2.进行受力分析和运动状态分析;
3.求合力或求加速度;
4.由F合=ma列方程求解. 某质量为1000 kg的汽车在平直路面上试车,当达到72 km/h的速度时关闭发动机,经过20 s停下来,问汽车受到的阻力是多大?重新启动加速时牵引力为2000 N,产生的加速度应为多大?(假定试车过程中汽车受到的阻力不变)解析:汽车在减速过程的初速度为72 km/h=20 m/s,末速度为零.
根据a=(vt-v0)/t得物体的加速度为a=-1 m/s2,方向向后.
汽车受到的阻力f=ma=-1000 N当汽车重新启动时牵引力为2000 N,所以此时的加速度为a=(F-f)/m=1 m/s2,方向与车运动的方向相同.
答案:1000 N 1 m/s2练习4.质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为f,加速度为a= g,则f的大小是(  )解析:由牛顿第二定律:mg-f=ma 解得
答案:B1.牛顿第二定律是在第一定律的基础上,对力和运动给出定量的关系.
2.牛顿第二定律反映了合力与加速度的大小、方向瞬间一一对应的关系,运用列方程时一般以加速度的方向为正方向.
3.在列方程运算时,一般各个物理量均化成国际单位制,带数值计算时就可以不用一一代入单位,最后物理量一定是国际单位. 水平地面上质量为1 kg的物体受到水平向右的拉力F=15 N作用在水平面上运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,求物体的加速度大小.解析:物体的受力分析如图所示:
由牛顿第二定律:
水平方向,F-f=ma
竖直方向,N=mg , f=μN
代入数值解方程得到:
a=(F-f)/m=(15-0.5×10)/1 m/s2=10 m/s2
答案:a=10 m/s2练习5.水平地面上质量为1 kg的物体受到斜向右上方与水平方向成37°角的拉力F=15 N作用在水平面上运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,求物体的加速度大小.解析:物体的受力分析如图所示
F1=Fcos 37°=12 N
F2=Fsin 37°=9 N
水平方向:
F合=F1-f=ma,
竖直方向:N=mg-F2
f=μN=0.5 N
联立解得:a=F合/m=11.5 m/s2
答案:a=11.5 m/s2祝您学业有成