物理必修一复习(到摩擦力).doc

一、本文对应广东教育版物理书 为了表记方便，下标将用（）代替，如初速度表记为v（0），末速度表记为v（t）。 N次方用N代替。 而根号则用root（）代替，如根号2=root（2）。 平均值加注（平均），如a（平均）即平均加速度。 2010-10-30二、正文 1-1认识运动 1-1-1机械运动 （1）定义：物体的空间位置（或相对于其他物体的位置）随时间的变化。 （2）一切物体都在进行运动，物体的运动是绝对的，静止是相对的。 1-1-2参考系 （1）定义：为研究物体运动而假定不动的标准物体。 （2）物体的运动是相对于参考系而言的，同一运动在不同参考系中描述不尽相同。 （3）比较几个物体时应选用同一参考系。 （4）参考系的选取，一般以使描述尽可能简单、方便为选取标准。 一般选择地面为参考系。 不好想的情况：“坐地日行八万里“以地心为参考系。 1-1-3质点 （1）定义：把物体看成仅有质量而没有大小、形状的点，这个点叫做质点。 （2）质点是一种理想化的模型。 （3）能否看成质点，与物体的质量毫无关系； 取决的条件是：物体的大小、形状、各部分运动状态差异是否影响问题研究。 即：研究转动状态时，转动的物体不可视为质点； （eg研究陀螺的转向时，以及乒乓球选手眼中的乒乓球） 几何尺寸距离（长宽高）相对研究的距离可忽略时，作为质点处理。 （eg列车从北京到上海） 相反的，不能忽略时，不可作为质点处理。 （eg列车通过大桥，汽车通过路标，子弹通过纸张） 研究人的姿势时，该人不可视为质点。 （eg跑步姿势、跳水姿势等） 1-2时间与位移 1-2-1时间与时刻 （1）时刻：表示某一瞬间，对应状态量（eg位置） （2）时间：表示某两个时刻间的间隔（t），对应过程量（e.g.路程） （3）时间轴，直观表示，时刻表示为点，时间表示为线。 关于几种时间轴上的表示： 1-2-2路程和位移 （1）路程：定义物体运动轨迹长度。 符号L（也常用x） 单位m；km，cm 没有方向。 （2）位移：定义自初位置指向末位置的有向线段。 意义表示物体的位置变化。 符号s 大小从初位置指向末位置的有向线段长度。 有方向，方向为从初位置指向末位置。 （3）二者无关，当且仅当物体做单向匀速运动时，有s（大小）=L 跑圈的，无论跑多少圈，只要回到起跑点，s=0。 （4）对物体位置的表示，一般使用平面直角坐标系。 （5）关于求位移时不可不知的几个sin值： Sin30=1/2，sin370.6，sin45=root（2）/2，sin530.8，sin60=root（3）/21-3记录物体运动信息 1-3-1关于打点计时器 （1）两种打点计时器的工作频率都是50Hz， 即1s内打点50次，即每0.02s打一个点。 （2）电磁打点计时器： 工作原理：电磁感应 工作电压：4-6V交流电（可用学生电源替代） 优点：电压较低，安全。 构造： （3）电火花打点计时器 工作原理：火花放电 工作电压：220V交流电 优点：纸带所受摩擦力小 构造： 1-3-2实验步骤 （1）测量小车的运动 步骤：把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的无滑轮端，连好电路；把穿过打点计时器的纸带固定在小车后方；把一条细绳挂在小车上，细绳穿过定滑轮，下面吊上合适的钩码；使小车在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动；断开电源，取出纸带；换上新纸带，重复2次。 注意事项： 电源打开后，待1-2s再放开小车打点，打完点后立即关上电源。 故障的原因：不打点或不清晰振针过高，电压低，复写纸需更换 打短线振针过低，电压高 打双点振针松动（基本不可能的现象） 细绳与木板应尽量保持平行。 要一次用刻度尺测出各段位移，估读到mm的下一位。 电火花打点计时器可用单纸带和双纸带。使用单纸带，则打完点后要转动墨粉纸盘，避免再实验时打点不清晰。使用双纸带，利于纸盘转动，点会打在上方纸带上。 （2）探究自由落体 步骤：将打点计时器固定在铁架台上，接好电路（铁架夹住线圈，令打点计时器与桌面垂直） 穿过纸带，将纸带夹在重物上。 打开电源，放下重物。 断开电源，取下纸带。换新纸带，重复2次。 注意事项： 固定打点计时器时让两限位孔在一个直线上。 选用密度大、体积小的金属带。 主要实验误差来自纸带与金属块所受摩擦阻力、空气阻力。 重物最开始应在靠近打点计时器的一侧。 1-3-3数据处理 （1）选取计数点： 在50cm范围内取7-8个计数点为宜。人为选计数点通常第一个不计，每5个点取1个计数点，不少于6个。此时时间间隔为t=0.1s。 （2）关于时间间隔： 打N点=有n-1个间隔=时间间隔T=0.02（n-1） （3）不计算可直接得出的量：时间间隔、位移 （4）判断是否为匀加速： 考虑连续的计数点间距离的差是否为一个定值，即是否有 s=s（2）-s（1）=s（3）-s（2）=C（常数）。 此判断方法只是粗略判断是否做匀变速直线运动，并不说明符合该计算结果的运动都必定是匀变速直线运动。 （5）计算加速度：使用逐差法，即利用a=s（n+3）-s（n）/3T2， 利用每一个得出的位移数据s（n）后，求a（平均）。 （6）某点的瞬时速度：v（n）=s（n）+s（n+1）/2T 1-4物体运动的速度 1-4-1平均速度 （1）定义：物体的位移与发生这段位移的时间之比 （2）意义：粗略描述质点运动快慢 （3）定义式：v（平均）=s/t （4）方向：与s一致 （5）1m/s=3.6km/h （6）要指定时间段，平均速度才有意义。 1-4-2平均速率 （1）定义：物体路程与发生该路程所用时间之比 （2）定义式：v（平均）=L/t （3）无方向，当且仅当物体做单向直线运动时平均速度=平均速率。 1-4-3两个结论（无需记忆，要会推） （1）匀变速运动有v（平均）=v（0）+v（t）/2 （2）在两个不同时间走过相同位移时，v（平均）=2v（0）v（t）/v（0）+v（t） 1-4-4瞬时速度 （1）定义：某时刻物体运动快慢程度 （2）意义：精确描述物体运动快慢 （3）定义式：v=s/t（该大小即瞬时速率） （4）方向：与质点运动方向一致（即运动轨迹曲线在该点的切线） 1-4-5关于方向、正负号 （1）诸如位移、速度、加速度等量都有方向。 （2）这些量的方向表示为正负号，大小表示为其绝对值。 （3）正方向是自由选定的，一般取初速度（或末速度）方向为正方向。 （4）题中没有给出速度/加速度方向的，要考虑正负两种方向。 （5）大小为0时没有方向。 1-5速度变化的快慢 加速度 1-5-1速度的变化量 （1）定义式：v=v（t）-v（0） （2）方向：不一定，取决于v（t）-v（0）的正负 （3）意义：表示速度的变化 1-5-2速度的变化率 加速度 （1）定义式：a=v/t，v/t即速度的变化率。 （2）方向：与v相同 （3）意义：表示速度变化快慢 （4）单位：m/s2 （5）a的变化、大小、方向，与v无关。 eg设想以下可能状况 v很大，a=0或a很大，v=0。 a变大，v变小或a变小，v变大。 a的大小和方向都不变，但v的大小和方向一直发生变化。 a不变，v也不变。 但只要a0，v始终要变大，同时s也始终变大（只要始终有v，a0，s就始终增大）。 1-6用图像描述匀速直线运动 1-6-0补充：一次函数的斜率、截距 （1）y=kx+b中的k就是斜率，b就是截距。 （2）k=tan（090） 式中是直线和x轴正方向的夹角。 1-6-1 s-t图象的意义解释 （1）点：表示质点某时刻的位置。 （2）线：表示质点位置的变化情况。 （3）斜率：表示质点速度 （4）截距：表示初始时的位置 （5）交点：质点相遇质点相遇时的位置 （6）对曲线的判断： 无论图像如何像一条标准的抛物线，都不可以判断物体做匀变速运动。 1-6-2 v-t图像的意义解释 （1）点：表示某时刻速度 （2）线：表示质点速度变化情况 （3）面：直线与x轴相交的面积表示位移。 （4）斜率：加速度 （5）截距：初速度 （6）交点：该时刻质点速度相同 1-6-3图像法解题的基本步骤 （1）根据条件作v-t图或s-t图 （2）根据几何关系列方程/方程组 （3）解方程，求出所要求的物理量。 2-1探究自由落体运动 （1）自由落体运动指的是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。 （2）空气阻力大小可忽略不计时，也可近似地看成自由落体运动。 2-2自由落体运动规律 2-2-1自由落体运动的规律 （1）v=gt，（2）s=1/2（gt2）此即s=root（2s/g），（3）v=root（2gs）（4）g=9.8m/s210m/s2,实际g值随纬度增加而增加，随高度增加而减小。 求塔高：知道下落时间、知道最后1s位移都能求出塔高H。2-2-2竖直上抛运动规律（1）最大高度：H=v（0）2/2g（2）总时长t=v（0）/g（3）最高点处有v=0 关于此类末速度为0的匀减速直线运动，可以逆向思维转化成逆过程（即初速度为0的匀加速运动）求解。2-3从自由落体运动到匀变速直线运动（1）v（t）=v（0）+at（2）s=v（0）t+1/2(at2)（3）v（t）2-v（0）2=2as（4）3个推论 两个连续相等的时间间隔内的位移差恒为at2，式中t为时间间隔 v（t/2）=v（0）+v（t）/2 v（s/2）=rootv（t）2+v（0）2/2（5）v（0）=0时的4个推论 下面T为任意正数。 1T末、2T末NT末瞬时速度比=1：2：n1T内、2T内NT内位移比=1：4：n2第1T内、第2T内第NT内位移比=1：3：2n-1通过相等位移的时间比=1：root（2）-1：root（n+1）-root（n） （6）选用公式时考虑2件事，一、是否有公式只有一个未知量要求出二、能否通过一系列含同一个未知量的公式求出该未知量 2-4匀变速直线运动与汽车行驶安全 2-4-1关于几个刹车问题述及的概念 反应时间：从发现情况到踩刹车的时间 反应距离：反应时间内汽车匀速运动走过的距离 刹车距离：从踩下刹车到汽车完全停止的时间内走过的距离 停车距离：反应距离+刹车距离 2-4-2解追及问题的判断思路（此处所言匀加速均有初速度=0，且两物体出发点相同） （1）匀加速追匀速 必定相遇，且相遇1次，相遇时s（加）=s（匀），v（加）=2v（匀） （注意后一条不可在计算题中直接作为结论） 若v（加）=v（匀），则有s=s（匀）-s（加）最大。 （2）匀减速追匀加速 V（减）=v（加）时：A若尚未追及，则绝不能追及B若恰好追及，则相遇1次，即此刻C若追及时有v（减）v（加），则可相遇2次 （3）匀速追匀加速 仿（2）。把v（减）换成v（匀） （4）匀速追匀减速 一定可以追上。相遇1次。 （5）匀加速追匀减速 一定可以追上。相遇1次。 （6）匀减速追匀速 仿（2）。把v（加）换成v（匀） （7）其他 一般考虑2件事：初速度大小，加速度大小。 或者直接考虑s（1）=s（2）的解存在与否，及该解是否满足实际情况。 2-4-3关于相撞问题经常忘却的几件事 （1）先判断其中一个物体v=0时，是否有s1=s2 （2）车子在反应时间内是匀速运动的，而不是减速。 （3）质点匀减速，可以有v0；汽车一旦v=0就不会运动 3-1弹力 3-1-1形变和弹性 （1）形变：物体形状发生变化。 弹性形变：撤去外力后可以恢复原状的形变。 形变的分类：压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。 （2）弹性：在力的作用下发生形变的物体，在外力撤去后可以恢复原状的特性。 3-1-2弹力 （1）定义：产生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力 （2）产生条件：物体间相互接触且发生弹性形变（也就是受挤压或拉伸）。 （3）方向：与接触面垂直，和施力物体形变方向相反。 面与面接触垂直于接触面 圆弧与平面接触垂直于该平面并从接触点指向圆心 圆弧与圆弧接触垂直于接触点的切线并指向圆心 点与线（面）接触垂直于该平面，作用点即该接触点 点与圆弧接触作用点即该点，垂直于该点的切线 绳与链条：拉成直线状与伸长/压缩方向相反 下垂绳上点的切线方向，指向偏下 杆：具体通过二力平衡条件分析。不一定沿杆。 （4）大小：按胡克定律，F=kx。 其中k为劲度系数，取决于材料、长度、粗细。 X是形变量。 绳上弹力会瞬间变化。 （5）几个注意点： 1判断弹力的存在与否： 不是所有接触的物体都有弹力。判断弹力的存在与否，应该先假设弹力存在，再判断是否合外力（所有外力的总和，相互平衡的力的和是0）与该力平衡（大小相同，方向相反）。通常只需要考虑和假设的弹力在同一条直线上的力的存在、平衡与否。 Eg考虑下列情况，why？： 斜杆上放置物体或被绳子拉住，斜杆本身受绳子的拉力/物体的压力，重力，和过与地面接触点、与地面垂直向上的弹力，如果力不平衡，说明还有一个向左/向右的摩擦力。 斜面上的物体（受斜面支持力、重力，摩擦力可以为0，可以为沿斜面向上也可以向下，物体静止时摩擦力大小、方向与推力方向无关） 摆动着的物体（受绳子拉力和重力，没有其他力） 悬挂在天花板的小球（若绳子竖直于地面的挂着，那么只受重力和拉力； 若绳子与地面倾斜，则还受斜面支持力） 2弹簧的受力 弹簧受力为该弹簧下物品重力，该弹簧上方一切重物的存在均与其无关。 当弹簧与地面垂直时，弹力=所受重力。 当弹簧与地面水平时，弹力=所受压力/拉力 绳与弹簧两侧均受等大的拉力 （eg拔河时两边的拉力实际上一样的谁摩擦力大谁赢； 弹簧测力计两边用等大的力一起拉和单用这个力拉钩环示数一样） （6）实际上，支持力、压力等等都是弹力的一种。 支持力就是被压物体向压迫物的弹力；压力是压迫物对被压物体的弹力。 （7）关于滑轮，实际上滑轮也是应用弹力的。 由于绳子两端受力相等，所以定滑轮绳子两端力的大小相等，方向相反。 定滑轮固定在墙上的那根绳子受到2倍的拉力。 固定在桌角的滑轮，实际上只是让绳子转一个方向，拉力仍然是拉绳子。 3-2摩擦力 3-2-1滑动摩擦 （1）条件：接触；有弹力；有相对运动；接触面粗糙。 （2）方向：与接触面相切，与物体运动方向相反。 （3）大小：f=N,N指弹力，是摩擦系数，其大小仅与物体材料和接触面情况（粗糙程度、干湿、温度）有关，和接触面积、运动速度、压力大小无关。 3-2-2静摩擦 （1）条件：接触；有弹力；有相对运动趋势；接触面粗糙。 （2）方向：与接触面相切，与相对运动趋势相反。 （3）大小：可变，由二力平衡求解。 （4）最大静摩擦力：物体恰处于将动而未动的状态下的摩擦力（即，物体受到外力再大哪怕一点点物体都会开始滑动）大小：f（m）=（m）N,此处（m）是静摩擦因数，比动摩擦因数略大在压力恒定的情况下，加大外力，静摩擦力也跟着加大，直到最大静摩擦力。当外力使物体得以滑动时，物体会先有一个一般被忽略的加速过程；且从开始动的一刻，摩擦力恒定为动摩擦力，该值略小于最大静摩擦力。一般在仅给出动摩擦系数的计算题中，近似的认为最大静摩擦=动摩擦力。 3-2-3实际分析摩擦力问题 （1）摩擦力的存在问题 跟弹力存在与否的判定方式完全相同。但实际上要先判断有没有弹力，没有弹力，也就没有摩擦力。每一个接触点、面都要分析，并按重力、弹力、摩擦力的顺序分析。 （2）关于静摩擦力的方向 由于相对运动趋势不易理解，所以静摩擦力的方向求法一般如下：A 首先判断有无弹力，再判断有无摩擦力B 如果有摩擦力，则按照平衡规律，摩擦力方向即外力的反方向。C 此外，由于力的作用是相对的，两物体A、B间若有摩擦力，则对于两个物体而言，都受到等大、反向的摩擦力，如f（A）=5N向左时，f（B）就是5N