高一衔接班物理讲义.doc

上海协和双语高级中学初、高中物理衔接讲义简编理科综合组上海协和双语高级中学2013、8第一章 运动的描述1.1质点 参考系和坐标系一、机械运动 1.定义：一个物体相对于其它物体的位置变化,叫做机械运动，简称运动。2.运动的绝对性和静止的相对性：宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子，都处在永恒的运动之中。运动是绝对的，静止是相对的。二、质点1.定义：用来代替物体的有质量的点。质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量。质点没有体积，因而质点是不可能转动的。任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析。2物体可以看成质点的条件：如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点。3突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。问题：1能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗？2研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否把汽车看作质点？要研究这辆汽车车轮的转动情况，能否把汽车看作质点？ 3原子核很小，可以把原子核看作质点吗？【例一】下列情况中的物体，哪些可以看成质点（ ）A 研究绕地球飞行时的航天飞机。 B研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮。 C研究从北京开往上海的一列火车。 D研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。三、参考系1定义：宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中，在描述一个物体的运动时，必须选择另外的一个物体作为标准，这个被选来作为标准的物体叫做参考系。一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。2选择不同的参考系来观察同一个运动，得到的结果会有不同。如以飞机为参考系，看到投下的物资沿直线竖直下落，地面上的人以地面为参考系，看到物体是沿曲线下落的。【例二】人坐在运动的火车中，以窗外树木为参考系，人是_的。以车厢为参考系，人是_的。3参考系的选择：描述一个物体的运动时，参考系可以任意选取，选取参考系时要考虑研究问题的方便，使之对运动的描述尽可能的简单。在不说明参考系的情况下，通常应认为是以地面为参考系的。4绝对参考系和相对参考系：【例三】对于参考系，下列说法正确的是（ ） A参考系必须选择地面。 B研究物体的运动，参考系选择任意物体其运动情况是一样的。 C选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同。D研究物体的运动，必须选定参考系。四、坐标系建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置变化而建立的，一般在参考系上。1.2时间和位移（一）一、时刻和时间间隔1时刻和时间间隔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刻，而时间轴上一段线段表示的是一段时间间隔，即时间。8 9 10 t/h45min 10 45min上课 下课上课 下课2在学校实验室里常用停表，电磁打点计时器或频闪照相的方法测量时间。3时间的单位有 秒 、 分 、 时 ，符号分别为 s 、 min 、 h 。【例一】下列说法中指的是时间的有_,指的是时刻的有_。天津F上海BCD北京AA第5秒内 B.第6秒初 C.前2秒内 D.3秒末 E.最后一秒内 F.第三个2秒 G.第五个1秒的时间中点。二、路程和位移1. 路程：质点实际运动轨迹的长度，它只有大小没有方向，是标量。 2位移：是表示质点位置变动的物理量，有大小和方向，是矢量。它是用一条自初始位置指向末位置的有向线段表示，位移的大小等于质点始末位置间的距离，位移的方向由初位置指向末位置，位移只取决于初末位置，与运动路径无关。3.单位：米，符号：m.另有：千米，符号km4. 位移和路程的区别：一般来说，位移的大小不等于路程，只有质点做方向不变的直线运动时大小才等于路程。【例二】中学的垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形，在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒一位球员击球后，由本垒经一垒、一垒二垒跑到三垒他运动的路程是多大？位移是多大？位移的方向如何？三、矢量和标量在物理学中，根据物理量是否有方向可把物理量分为矢量和标量。既有大小又有方向的物理量为矢量，如速度、力、位移等物理量；只有大小没有方向的量为标量，如时间、质量、温度、路程等物理量。1.2时间和位移(二)一、匀速直线运动1定义：物体在一条直线上运动，如果在任意相等的时间里位移都相等，这种运动称为匀速直线运动。2严格的匀速直线运动的特点应该是“在任何相等的时间里面位移相等”的运动，现实生活中匀速直线运动是几乎不存在的，是一种理想化的物理模型。其特点是位移随时间均匀变化，即位移和时间的关系是一次函数关系。思考：如果有一辆汽车在平直的公路上行驶，每5s内的位移都是100m，那么这辆汽车一定做匀速直线运动吗？二、变速直线运动1定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内位移不相等，这种运动叫变速直线运动。2变速直线运动的位移和时间的关系不是一次函数关系，其图象为曲线。【例一】物体在一条直线上运动，关于物体运动的以下描述正确的是（）A只要每分钟的位移大小相等，物体一定是作匀速直线运动。B在不相等的时间里位移不相等，物体不可能作匀速直线运动。C在不相等的时间里位移相等，物体一定是作变速直线运动。D无论是匀速还是变速直线运动，物体的位移都跟运动时间成正比。三、位移时间图象（s-t图）：1表示位移和时间的关系的图象，叫位移-时间图象，简称位移图象2物理意义：描述物体运动的位 移随时间的变化规律。3坐标轴的含义：横坐标表示时间，纵坐标表示位移。由图象可知任意一段时间内的位移或发生某段位移所用的时间。4匀速直线运动的s-t图：匀速直线运动的s-t图象是一条倾斜直线，或某直线运动的s-t图象是倾斜直线则表示其作匀速直线运动。s-t图象中斜率（倾斜程度）大小表示物体运动快慢，斜率（倾斜程度）越大，速度越快。s-t图象中直线倾斜方式（方向）的不同，意味着两直线运动方向相反。s-t图象中，两物体图象在某时刻相交表示在该时刻相遇。s-t图象若平行于t轴，则表示物体静止。s-t图象并不是物体的运动轨迹，二者不能混为一谈。s-t图只能描述直线运动。5变速直线运动的s-t图象为曲线。6图象的应用：（1）求各时刻质点的位移和发生某一位移对应时间（2）求速度：（3）判断物体的运动性质： 【例二】某同学以一定速度去同学家送一本书，停留一会儿后，又以相同的速率沿原路返回家，图3中哪个图线可以粗略地表示他的运动状态？【例三】如图所示为甲、乙两物体相对于同一原点运动的s-t图，下列说法正确的是：A、在0-t2时间内甲和乙都做匀变速直线运动 B、甲、乙运动的出发点相距S1C、乙比甲早出发t1时间 D、乙运动的速率大于甲运动的速率1.3运动快慢的描述 速度一、速度和速率：（一）速度1.定义：位移与发生这段位移所用时间的比值。2.定义式：v=s/t3.物理意义：描述物体运动快慢程度的物理量。4.单位： 国际单位：m/s 常用单位：km/h cm/s5.标矢性：矢量。速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向就是物体运动的方向。 （二）速率1.定义：速度的大小。2.速率与速度的区别：速率只有大小无方向，是标量。汽车速度计不能显示车辆运动的方向，它的读数实际是汽车的速率。日常生活和物理学中说到的“速度”有时是指速率。二、平均速度和瞬时速度：1平均速度：描述变速直线运动的物体在某段时间（或某段位移S）内的平均快慢与运动方向（运动速度）。不是速度的平均值，它等于位移与发生这段位移所用时间的比值，即v=s/t。对做变速直线运动的物体，不同位移或不同时间段的平均速度一般不同。所以平均速度只有指明了是哪段位移，或哪段时间内的平均速度才有意义。对做匀速直线运动的物体，位移与时间的比值不变，所以做匀速直线运动的物体的平均速度就是物体的速度。平均速率：v=s/t (s是指路程)2瞬时速度：描述运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，简称速度。在直线运动中，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时运动方向相同。它的大小叫瞬时速率。在技术上通常用速度计来测瞬时速率。在匀速直线运动中，各时刻瞬时速度都相等，且与各段时间内的平均速度都相等。在位移时间图象中，图线的倾斜程度表示速度的大小，斜率越大，速度越大。斜率为正，表示速度方向与所选正方向相同，斜率为负，表示速度方向与所选正方向相反。在以后的叙述中，“速度”一词有时是指平均速度，有时指瞬时速度，要根据上下文判断。问题：1同一物体的同一段运动的平均速率的大小一定等于平均速度的大小吗？ 2同一物体的同一段运动的瞬时速率的大小一定等于瞬时速度的大小吗？【例一】下列关于速度和速率的说法中正确的是（）A速度是矢量，用来描述物体运动的快慢。B平均速度是速度的平均值，它只有大小没有方向。C汽车以速度v1经过某路标，子弹以速度v2从枪筒射出，两速度均为平均速度。D平均速度就是平均速率。【例二】如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的s-t图。由图可知：_物体作匀速直线运动， _物体作变速直线运动。三个物体位移大小分别为_,_,_。三个物体的平均速度分别为_m/s,_m/s,_m/s,三个物体运动的总路程分别是_,_,_,它们的平均速率分别为_,_,_。1.4 速度和时间的关系一、匀变速直线运动1定义：在变速直线运动中，如果在相等的时间内速度的改变相等，这种运动称为匀变速直线运动。2匀加速直线运动：速度随时间均匀增加的匀变速直线运动。即在任意相等的时间内速度的增加量都相等。3匀减速直线运动：速度随时间均匀减小的匀变速直线运动。即在任意相等的时间内速度的减小量都相等。二、速度时间图象（v-t图）1速度-时间图象反映了物体的速度随时间变化的规律。简称速度图象。匀速直线运动的v-t图 匀变速直线运动的v-t图2根据速度-时间图象可以作出如下判断：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。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。判断物体的运动方向。判断物体的运动性质。（情况）比较物体速度变化快慢，求加速度。（直线倾斜程度）求各段时间内质点的位移。注：v-t图象交点不表示相遇。v-t图象不是质点运动轨迹。纵轴截距表示运动物体的初速v0，横轴截距表示过一段时间才开始运动。【例一】如图示，是甲、乙两质点的vt图象，由图可知（ ）At=O时刻，甲的速度大。B甲、乙两质点都做匀加速直线运动。C相等时间内乙的速度改变大。D在5s末以前甲质点速度大。【例二】A、B两物体在同一直线上从某点开始计时的速度图像如图中的A、B所示，则由图可知，在0-t2时间内 ( ) AA、B运动始终同向，B比A运动的快。B在t1时间AB相距最远，B开始反向。CA、B的加速度始终同向，B比A的加速度大。D在t2时刻，A、B并未相遇，仅只是速度相同。 1.5速度变化快慢的描述 加速度一、加速度1定义；加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。用a表示。2定义式：a=（vt-v0）/t 或 a=v/t3单位：国际单位：ms2。，读着：米每二次方秒4物理意义：表示速度改变快慢的物理量，是速度对时间的变化率，数值上等于单位时间内速度的变化量。5加速度的标矢性：大小：等于单位时间内速度的改变量。匀变速直线运动是加速度不变的运动。匀速直线运动是加速度为零的变速直线运动。方向：加速度的方向始终与速度变化vt-v0或v的方向相同。在变速直线运动中速度的方向始终在一条直线上。若规定v0为正方向，若物体加速运动，vt-v0为正，a为正，a与v0方向相同。若物体减速运动vt-v0为负，a为负，a 与v0方向相反。在单向直线运动中速度是增大还是减小由加速度方向与速度方向相同或相反决定不是由加速度大小决定问题：1物体的速度越大，加速度也越大吗? 2物体的速度变化越大，加速度也越大吗? 3加速度的方向一定跟物体的速度方向相同吗?注：加速度不是增加的速度，不是速度变化的多少。加速度大，表示速度变化快，并不表示速度大，也不表示速度变化大，加速度与速度，速度变化无直接因果关系。加速度很大时，速度可能很小，加速度很小时，速度可能很大。二、从v-t图象看加速度在v-t图象中，图线的斜率表示物体运动的加速度。斜率为正，表示加速度方向与所设正方向相同；斜率为负表示加速度方向与所设正方向相反；斜率不变，表示加速度不变。【例一】下列关于速度和加速度的说法中正确的是( ) A物体运动的速度越大，它的加速度也一定越大。 B物体运动的加速度为零时，它的速度可能很大。 C加速度就是“加出来的速度”。 D物体的加速度减小时，速度可能在增大。【例二】计算物体在下列时间段内的加速度 1一辆汽车从车站出发做匀加速运动，经l0s速度达到108Kmh。 2以40ms的速度运动的车，从某时刻起开始刹车，经8s停下。 3沿光滑水平地面以10ms运动的小球，撞墙后以原速大小反弹，与墙壁接触时间为02s。课堂训练：1甲、乙为两个在同一直线上沿规定的正方向运动的物体，a甲=4m/s2，a乙=-4m/s2。那么，对甲、乙两物体判断正确的是( )A甲的加速度大于乙的加速度。B甲、乙两物体的运动方向一定相反。C甲的加速度和速度方向一致，乙的加速度和速度方向相反。D甲、乙的速度量值都是越来越大。2质点做直线运动，连续4s末的速度为Vl=lms，v2=2ms，v3=4ms，v4=8ms，则这个质点的运动是( )A匀速直线运动 B匀加速直线运动C匀减速直线运动 D非匀变速直线运动3关于直线运动的下列说法正确的是( )A匀速直线运动的速度是恒定的，不随时间而改变。B匀变速直线运动的瞬时速度随着时间而改变。C速度随着时间而不断增加的运动，叫做匀加速直线运动。D速度随着时间均匀减小的运动，通常叫做匀减速直线运动。4关于速度和加速度的关系，以下说法正确的是( )A、物体的速度越大，则加速度也越大；B、物体的速度变化越大，则加速度越大；C、物体的速度变化越快，则加速度越大；D、物体加速度的方向，就是物体速度的方向。5质点以2ms2的加速度做匀加速运动，下列说法正确的是( )A、质点的加速度越来越大；B、质点的速度每经1s增加2 ms；C、质点在任ls内位移比前ls内位移大2m；D、质点在任ls内平均速度比前1s内平均速度大2ms。6下列说法正确的是( )A物体的加速度大，速度一定大 B物体用加速度时，速度就增大C物体的速度改变量大，其加速度一定大 D物体的速度变化率大，加速度一定大7关于匀变速直线运动的下列说法正确的是( )A匀变速直线运动是加速度不变的运动 B匀加速直线运动是加速度不断增加的运动C匀减速直线运动是加速度不断减小的运动D变速直线运动是速度发生变化而加速度不变的运动8以下对加速度的理解正确的是( )A一10m/ s2比10m/ s2小 B加速度是描述速度变化快慢的物理量C加速度是增加的速度 D加速度方向可与初速度方向相同，也可相反9初速为零的匀加速直线运动，第1s内、第2s内、第3s内速度的改变量之比为v1：v2：v3=_；第1s末、第2s末、第3s末的速度之比为v1：v2：v3=_。第二章 匀变速直线运动的研究2.1 匀变速直线运动的速度与时间的关系一、匀变速直线运动：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。1 匀加速直线运动：速度随时间均匀增加的变速直线运动。2 匀减速直线运动：速度随时间均匀减小的变速直线运动。二、速度与时间的关系式1公式：2推导：由加速度定义式变形：也可以根据加速度的物理意义和矢量求和的方法推出：加速度在数值上等于单位时间内速度的改变量，且时间t内速度的改变量V=at，设物体的初速度为V0，则t秒末的速度为Vt= V0+V= V0+at3物理意义：问题：1速度公式中的a可能是负值吗? 2速度公式中的vt可能为负值吗? 4由数学知识可知，Vt是t的一次函数，它的函数图象是一条倾斜直线，直线斜率等于a，应用速度公式时，一般取V0方向为正方向，在匀加速直线运动中a0，在匀减速直线运动中a0。【例一】汽车以40km/h的速度匀速行驶，现以06m/s2的加速度加速运动，问10s后汽车的速度能达到多少？ 【例二】一辆汽车做匀减速直线运动，初速度大小为15m/s，加速度大小为3m/s2，求：汽车第3s末的瞬时速度大小？汽车速度刚好为零时所经历的时间？【例三】辆汽车做匀减速直线运动，初速度大小为15m/s，加速度大小为3m/s2，求：汽车第6s末的瞬时速度大小？汽车末速度为零时所经历的时间？【例四】火车从A站驶往B站，由静止开始以02ms2加速度作匀变速直线运动，经1分钟达到最大速度Vm后匀速行驶，途中经过一铁路桥，若火车过桥最高限速为18kmh，火车减速的最大加速度为04ms2，则(1)火车的最高行驶速度为多少?(2)火车过桥时应提前多长时间开始减速?【例五】如图所示，在一光滑斜面上，有一小球以V0=5m/s 沿斜面向上运动，经2s到达最高点，然后又 沿斜面下滑，经3s到达斜面底端，已知小球在斜面上运动的加速度恒定，试求：(1)小球运动的加速度。(2)小球到达斜面底端的速度。(3)画出小球的速度图象。【例六】矿井里的升降机从静止开始作匀加速运动，经过3s，它的速度达到3ms，然后作匀速运动，经过6s后，作匀减速运动，再经3s停止。求升降机上升的高度，并画出它的速度图象。2.2 匀变速直线运动的位移与时间的关系(一)一、匀速直线运动的位移：位移随时间增加而成正比增加，即S =vt二、匀变速直线运动的平均速度：某段匀变速直线运动的平均速度等于该段运动的初速度和末速度的平均值。即：问题：1匀变速直线运动的平均速度跟其加速度有关吗？ 2匀变速直线运动物体的平均速度变化跟其运动时间有关吗?【例一】质点从静止开始做匀加速直线运动，已知加速度为2ms2，下列说法正确的是( )A质点在第一秒内的平均速度为lms B质点在第三个2秒内的平均速度等于5秒时的即时速度C质点在前3秒内的平均速度等于6ms D质点运动中后1秒的平均速度总比前1秒的平均速度大2ms三、匀变速直线运动的位移1公式： 2推导：根据速度-时间图象也可以推导出位移公式。匀变速直线运动的速度时间-图象与时间轴所围成的面积在数值上等于位移的大小。运用几何求面积的方法可推导出位移公式。3物理意义：4由数学知识可知：s是t的 二次函数，它的函数图象是一条抛物线。应用位移公式时，一般取V0方向为正方向，在匀加速直线运动中a0，在匀减速直线运动中a0。【例二】一质点做匀变速运动，初速度为4m/s，加速度为2m/s2，第一秒内发生的位移是多少？【例三】关于匀变速直线运动质点在相同时间内的位移，下列说法中正确的是( ) A初速度越大的质点，位移越大。 B末速度越大的质点，位移越大。 C平均速度越大的质点，位移越大。 D加速度越大的质点，位移越大。5注意：目前已学过的矢量有v0、a、s、vt，对这些物理量的符号选取应遵循以下原则：规定v0方向为正方向，若与v0方向相同取正值，相反取负值。所求矢量为正表示与v0方向相同为负表示与v0方向相反。2.3匀变速直线运动的位移与时间关系（二）一、匀变速直线运动的位移和速度关系1公式：2推导：3物理意义：【例一】发射枪弹时，枪弹在枪筒中的运动可以看做匀加速运动，如果枪弹的加速度大小是5105ms，枪筒长064米，枪弹射出枪口时的速度是多大?【例二】一光滑斜面坡长为l0m，有一小球以l0ms的初速度从斜面底端向上运动，刚好能到达最高点，试求：小球运动的加速度。二、匀变速直线运动三公式的讨论1三个方程中有两个是独立方程，其中任意两个公式可以推导出第三式。2三式中共有五个物理量，已知任意三个可解出另外两个，称作“知三解二”。3Vo、a在三式中都出现，而t、Vt、s两次出现。4已知的三个量中有Vo、a时，另外两个量可以各用一个公式解出，无需联立方程5已知的三个量中有Vo、a中的一个时，两个未知量中有一个可以用一个公式解出，另一个可以根据解出的量用一个公式解出。6已知的三个量中没有Vo、a时，可以任选两个公式联立求解Vo、a。7不能死套公式，要具体问题具体分析(如刹车问题)。【例三】一个滑雪的人，从85 m长的山坡上匀变速滑下，初速度是18 ms，末速度是50 ms，他通过这段山坡需要多长时间？三、匀变速直线运动的两个推论1匀变速直线运动的物体在连续相等的时间(T)内的位移之差为一恒量。公式：S2-S1=S3-S2=S4-S3=Sn-Sn-1=S=aT2推广：Sm-Sn=（m-n）aT2推导：2某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，即： 【例四】做匀变速直线运动的物体，在第一个4秒内的位移为24米，在第二个4 秒内的位移是60米，求：(1)此物体的加速度。(2)物体在第四个4秒内的位移。2.4自由落体运动一、自由落体运动1定义：只受重力作用，从静止开始的下落运动。2特点： 初速V0=0 只受一个力，即重力作用。当空气阻力很小，可以忽略不计时，物体的下落可以看作自由落体运动。3性质：初速为零的匀加速直线运动。4自由落体运动的规律： 速度公式：位移公式：速度位移关系：平均速度公式：s=gT2 二、重力加速度：同一地点，任何物体的自由落体加速度相同，跟物体的轻重无关。重力加速度的方向始终竖直向下，大小跟高度和纬度有关。地面附近通常取g=9.8m/s2，粗略计算时，可取10 m/s2。【例一】甲、乙两球从同一高度处相隔 1秒先后自由下落，则在下落过程中（ ）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两球距离越来越大【例二】从离地500m的空中自由落下一个小球，不计空气阻力，取g=10ms2，求： 经过多少时间落到地面； 从开始落下的时刻起，在第1s内的位移、最后1s内的位移；落下一半时间的位移【例三】一个小球从塔顶自由下落，最后1s内落下的距离是塔高的1625，求塔高。(取g=10ms2)2.5.1竖直上抛运动一、竖直上抛运动1定义：物体以初速Vo竖直向上抛出，不计空气阻力，抛出后 物体只受重力作用的运动。2性质：初速为Vo，加速度为-g的匀变速直线运动。3基本规律：速度公式： 位移公式：速度位移关系：4基本特点： 上升到最高点的时间： 落回到抛出点的时间： 落回到抛出点的速度跟初速间的关系：上升的最大高度：5处理方法： 分段法： 整体法：【例一】气球下挂一重物，以VO=lOmS匀速上升，当到达离地高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多少时间落到地面?落地的速度多大?空气阻力不计，取g=lOms2。【例二】某人在高层楼房的阳台外侧上以20mS的速度竖直向上抛出一个石块，石块运动到离抛出点15m处所经历的时间可以是多少(空气阻力不计，g取10mS2)。 第三章 相互作用3.1重力 基本相互作用一、力是物体间的相互作用 1力的物质性：2力的相互性：3物体间发生相互作用的方式有两种：直接接触不直接接触4力不但有大小，而且有方向，力具有矢量性。力的大小用测力计(弹簧秤)来测量。在国际单位制中，力的单位是N(牛)。通常把力的大小、方向和作用点叫做力的三要素。力的三要素决定了力的作用效果。若其中一个要素发生变化，则力的作用效果也将变化。5力的作用效果 使受力物体发生形变； 使受力物体的运动状态发生改变。 力的作用效果是由力的大小、方向和作用点共同决定的。例如用脚踢足球时，用力的大小不同，足球飞出的远近不同；用力的方向不同，足球飞出的方向不同；击球的部位不同，球的旋转方向不同。二、力的图示1力可以用一根带箭头的线段来表示。它的长短表示力的大小，它的指向(箭头所指方向)表示力的方向，箭头或箭尾表示力的作用点，力的方向所沿的直线叫力的作用线。这种表示力的方法，叫做力的图示。这是把抽象的力直观而形象地表示出来的一种方法。2画力的图示的步骤选定标度：画出某一长度的线段表示一定大小的力，并把该线段所表示的力的大小写在该线段的上方。所选标度要适当(力的图示上刻度不能过少，也不能多而密，要便于作图计算)，一般标度的大小应是所图示的力的1/n，n为除“1”以外的正整数。画一个方块或一个点表示受力物体，并确定力的作用点。从力的作用点开始，沿力的作用方向画一线段(根据所选标度和力的大小确定线段的长度)，并在线段上加上刻度(垂直于力线段的小短线)。在表示力的线段的末端画上箭头表示力的方向。在箭头的旁边标出表示这个力的字母或数值。3注意：箭尾通常画在力的作用点上。若在同一个图上作出不同的力的图示，一定要用同一个标度。力的图示与力的示意图不同。力的示意图是为了分析受力而作，侧重于画准力的方向，带箭头的线段上没有标度，线段的长度只定性表示力的大小。三、力的示意图与力的图示相比，只要求在图中准确画出力的方向，表达出物体在这个方向受力即可，不要求准确画出力的大小。四、力的分类(1)按力的性质和力的效果分类性质力：重力、弹力、摩擦力、电磁力、分子力等。效果力：支持力、压力、拉力、动力、阻力、向心力等。(2)按作用方式可分为接触力(如支持力、压力等)和场力(如重力等)。(3)按研究对象可分为内力和外力。(4)按力的关系可分为：共点力、共面力、平行力、平衡力、作用力与反作用力等。(5)注意：正确区分性质力和效果力是对物体进行受力分析的基础，也是正确解决力学问题的重要环节。根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同，如压力和支持力都是弹力性质不同的力，可以叫同一个名称，如重力、弹力都可使物体由静止开始运动，都可叫动力，其作用效果可以相同。同一个力，可以有不同的名称，如用绳子拉小车前进，绳子对小车施以拉力，又叫弹力、动力等。五、重力是由于地球的吸引而使物体受到的力 1重力的产生静止释放的物体竖直下落。抛出的物体会落回地面，水会从高处流向低处，这众多的事例说明地球上的一切物体都受到地球的吸引。重力是由于地球的吸引而产生的。重力也叫重量，常用符号G表示。重力的施力物体是地球，其本质是地球对物体的吸引力，但不能说重力就是地球对物体的吸引力。地球表面附近的一切物体，不论是静止的，还是运动的，不论是否与地面接触，都受重力作用。重力与运动状态和接触面情况均无关。2重力的方向总是竖直向下的竖直向下即垂直于(当地的)水平面向下，沿重锤线向下。物体只在重力作用下从静止开始下落的方向是竖直向下的。不能将“竖直向下”理解为“垂直于支持面向下”、“垂直于地面向下”或“指向地心的方向”。重力的方向不一定指向地心。3重力的大小由物体的质量和所处的地理位置共同决定在同一地点，重力G与质量m成正比；同一物体，在不同地点所受的重力可能不同(随地理纬度的增加而增大，随离地高度的增加而减小)，不过这种差异很小，一般在地面附近不太大的范围内，可认为其重力大小恒定不变。重力大小的计算公式是G=mg式中m是物体的质量，单位用kg；g是一个与地理位置有关的量，反映地球对物体作用力的强弱。(g值随地理纬度的增加而增大，随离地面高度的增大而减小)通常情况下(在地球表面附近)，取g=98Nkg，表示质量是1kg的物体受到的重力是98N。重力的大小可以用弹簧秤测出。其依据的原理是二力平衡条件和力作用的相互性：用悬绳挂着的静止物体或用静止的水平支持物支持的物体，对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，大小等于物体受到的重力。特别注意：拉力或压力与重力大小相等是有条件(平衡)的；且不能认为拉力或压力就是重力，因力的性质不同，施力物体和受力物体也不同。重力的大小在一般情况下小于地球对物体的引力大小(学过“万有引力”就明白了)。4重力的作用点：重心。六、重心一个物体的各部分都要受到重力的作用。从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。1重心是重力的等效作用点。引入重心的概念，就把实际作用于整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力等效地代替了，于是原来的整个物体就可以用一个有质量的点代替，从而使研究问题大为简便。这种方法，在物理学上叫等效方法。等效方法是研究物理问题常用的思维方法，它是在保证效果不变的前提下用一种简化的形式来替代原来的形式以使研究问题方便些。注意：重心并不是重力的实际作用点，也不是物体上最重的一点，更不能认为地球只吸引物体的这一点。2物体重心的位置跟物体的形状和物体内质量的分布都有关系，跟物体的放置情况和运动状态无关。只有形状规则、质量均匀分布的物体的重心才在物体的几何中心。重心的位置可在物体上，也可以在物体外。3对于薄板状物体，可以用悬挂法找出其重心位置，其依据的原理是二力平衡条件。七、四种基本相互作用：【例一】关于力的概念，下列说法中正确的是（ ）A一个受力物体可以对应着一个以上的施力物体。B一个力必定联系着两个物体，其中任一个物体既是受力物体又是施力物体。C用手压弹簧，手先给弹簧一个作用，弹簧压缩后再反过来对手作用。D直接接触的物体间一定有力的相互作用。【例二】试说出右图所示的力F的大小、方向、作用点。 A【例三】在下图中作出A受到一个与水平面成30角的斜向右上方500N的拉力的图示。 3.2弹力一、形变物体的形状和体积的改变叫形变。1形变产生的原因是受到了外力作用。任何物体在外力的作用下都能发生形变。只是形变的明显程度不同。有的形变比较明显(如弹簧的伸长或缩短)，可以直接看出；有的形变微小，需要采用特殊方法才可观察到如利用激光反射法演示坚硬桌面的微小形变，利用细管中液面的升降显示硬玻璃瓶的形变，都是把微小形变放大以利于观察。把微小变化放大以利于观察或测量的实验方法，叫“微量放大法”，这是物理学中研究问题的一种重要方法。2形变的分类从形变可否恢复原状分：A弹性形变：在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，如弹簧、钢条在通常情况下发生的形变都叫做弹性形变。B塑性形变：在外力停止作用后，不能恢复原来形状的形变，如保险丝、橡皮泥等发生的形变都叫做塑性形变(非弹性形变)。注意：如果对弹簧、钢条用力过大，使之形变超过一定限度，既使撤去外力，也不能完全恢复原状，这个限度叫弹性限度。在弹性限度内，弹簧、钢条发生的形变都是弹性形变。研究弹性形变有实际意义，今后凡说到形变（除非特别说明），都指弹性形变。从对外表现形式上可分为拉伸形变（或压缩形变）、弯曲形变、扭转形变等。二、弹力： 发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。1弹力的施力物体是发生形变的物体；受力物体是与施力物体接触，使施力物体发生形变且阻碍其恢复原状的物体。2弹力的产生条件：物体直接接触；发生形变。互相接触的物体之间是否存在弹力，取决于是否存在形变。有些物体形变明显，如弹簧的伸长或缩短，很容易判断出是否有弹力；有些接触物体间形变不明显，判断有无弹力可用假设法。即假设把相接触的某个物体撤去，看研究对象的运动状态有无改变：若无改变，则无弹力作用；若发生改变，则有弹力存在。3通常所说的拉力、压力、支持力等，实质上都是弹力。4弹力的方向是从施力物体指向受力物体，与施力物体形变的方向相反。具体地说：绳子拉力(绳子对所拉物体的弹力)的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。压力的方向垂直于支持面指向被压的物体。支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体。“支持面”就是两物的接触面。深入考察一般物体的接触情况，大致有以下几种：A平面与平面接触：弹力与平面垂直； B点与平面接触：弹力通过接触点垂直于平面；C点与曲面接触：弹力通过接触点垂直于过点的切面；D曲面与曲面接触：弹力通过接触点垂直于公切面(相当于点与点接触)。5弹力的大小跟形变的大小有关：形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力也随之消失。弹力具有被动适应性。当物体受力情况或运动状态改变时，形变情况将随着改变，弹力也随着变化。弹力大小和物体形变的关系一般比较复杂。而弹簧的弹力和其形变(伸长和缩短)的关系比较简单：在弹性限度内，弹簧伸长或缩短的长度越大，弹簧的弹力就越大。弹簧的弹力大小跟弹簧的伸长(或缩短)的长度成正比。上述关系可用胡克定律表示： F=kx式中F为弹力大小。x为弹簧伸长(或缩短)量。k为弹簧的劲度系数，其大小由弹簧本身的结构(如材料、长度、弹簧丝粗细、截面积、匝数等)决定。其单位是Nm，如k=1000Nm，表示使弹簧伸长或缩短1m需用1000N的力。6弹力的作用点在两物体接触处的受力物体上。【例一】一物体静止在桌面上，则（ ）A物体对桌面压力就是物体的重力。B桌面发生形变对物体产生支持力。C物体对桌面压力是桌面发生形变而产生的。D压力、支持力是物体受到的一对平衡力。【例二】如图所示，质量为m的小球，在互成120的两光滑平面间静止，且0N水平，则球对OM面的压力大小为_。【例三】画出下列各图中A物体所受弹力的示意图。3.3.1受力分析一、受力分析的基本知识：受力分析是研究力学问题的关键，是学好力学的基本功为了能正确地全面地分析物体的受力情况，必须具备一定的基础知识概括起来有两个方面：1熟悉各种力的物理含义，产生条件及其特征；2掌握力与运动之间的一些基本规律如二力平衡等二、受力分析的基本方法：1.明确研究对象：在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体（整体）。在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（既研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。2.隔离研究对象，按顺序找力： 把研究对象从实际情景中分离出来，按先已知力，再重力，再弹力，然后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力），最后其它力的顺序逐一分析研究对象所受的力，并画出各力的示意图。3.只画性质力，不画效果力：画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、向心力等）画力，否则将出现重复。三、受力分析的几点注意1牢记力不能脱离物体而存在，每一个力都有一个明确的施力者，如指不出施力者，意味着这个力不存在2区分力的性质和力的命名，通常受力分析是根据力的性质确定研究对象所受到的力，不能根据力的性质指出某个力后又从力的命名重复这个力3结合物理规律的应用，受力分析不能孤立地进行，在许多情况下要根据研究对象的运动状态，结合相应的物理规律，才能最后作出正确的判断【例一】如图，一根细线拴着一只氢气球A，试画出A所受的力的示意图。【例二】如图所示，一根均质木棒，靠在固定的光滑圆球上处于静止状态，则木棒所受到的作用力是（ ）（A）重力、地面和球给它的弹力（B）重力、地面给它的静摩擦力（C）重力、地面给它的静摩擦力和球给它的支持力（D）重力、地面和球给它的支持力以及地面给它的静摩擦力【例三】运动员用竖直的胶皮乒乓板去推挡水平飞来的上旋弧圈球.试分析推挡瞬间乒乓球所受的力，在图中画出球的受力图，标明每一个力的名称和符号.3.3摩擦力一、摩擦力：一个物体在另一个物体上滑动时，或者在另一个物体上有滑动的趋势时我们会感到它们之间有相互阻碍的作用，这就是摩擦，这种情况下产生力我们就称为摩擦力。固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用。二、滑动摩擦力：1.产生：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时，另一个物体阻碍它相对滑动的力称为滑动摩擦力。1.产生条件：相互接触、相互挤压、相对运动、表面粗糙。两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生。摩擦力与弹力一样属接触作用力，但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力。挤压的效果是有压力产生。压力就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力，也叫正压力，压力属弹力，可依上一节有关弹力的知识判断有无压力产生。接触面粗糙。当一个物体沿另一物体表面滑动时，接触面粗糙，各凹凸不平的部分互相啮合，形成阻碍相对运动的力，即为摩擦力。凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等，统统不考虑摩擦力(“光滑”是一个理想化模型)。接触面上发生相对运动。特别注意：“相对运动”与“物体运动”不是同一概念，“相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变；而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。3.方向：总与接触面相切，且与相对运动方向相反。这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体，而不是相对别的物体。滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反。【例一】如图，某时刻木块正在以3m/s的速度在以5m/s速度向右传送的传送带上向右运动，试判断：（1） 木块的运动方向。（2） 木块相对于传送带的运动方向。（3） 木块所受滑动摩擦力的方向。4大小：与压力成正比 FFN压力FN与重力G是两种不同性质的力，它们在大小上可以相等，也可以不等，也可以毫无关系， 用力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑，物块与墙面间的压力就与物块重力无关，不要一提到压力，就联想到放在水平地面上的物体，认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力。是比例常数，称为动摩擦因数，没有单位，只有大小，数值与相互接触的_、接触面的_程度有关。在通常情况下，1。计算公式表明：滑动摩擦力F的大小只由和FN共同决定，跟物体的运动情况、接触面的大小等无关。5滑动摩擦力的作用点：在两个物体的接触面上的受力物体上。【例二】在东北的林场中，冬季常用马拉的雪橇运木材，雪橇有两个与冰面接触的钢制滑板如果冰面是水平的，雪橇和所装的木材的总质量是5.0t（吨），滑板与冰面间的动摩擦因数是0.027，马要在水平方向上用多大的力才能拉着雪橇在冰道上匀速前进？问题：1. 相对运动和运动有什么区别？请举例说明。2压力FN的值一定等于物体的重力吗？请举例说明。3滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积有关吗？ 4滑动摩擦力的大小跟物体间相对运动的速度