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XX年高三物理第一轮复习讲学稿(必修1全套) 新教材新思路新探索第一章直线运动考纲要求1机械运动，参考系，质点2位移和路程3匀速直线运动，速度，速率，位移公式s=v t，s-t图，v-t图4变速直线运动，平均速度5瞬时速度（简称速度）6匀变速直线运动。 加速度公式v=v0+at，s=v0t+单元切块按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即基本概念、匀速直线运动；匀变速直线运动；运动图象。 其中重点是匀变速直线运动的规律和应用。 难点是对基本概念的理解和对研究方法的把握。 1基本概念匀速直线运动教学目标1理解质点、位移、路程、时间、时刻、速度、加速度的概念；2掌握匀速直线运动的基本规律3掌握匀速直线运动的位移时间图像，并能够运用图像解决有关的问题教学重点对基本概念的理解教学难点对速度、加速度的理解教学方法讲练结合，计算机辅助教学教学过程 一、基本概念1质点用来代替物体、只有质量而无形状、体积的点。 它是一种理想模型，物体简化为质点的条件是物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略。 2时刻表示时间坐标轴上的点即为时刻。 例如几秒初，几秒末，几秒时。 时间前后两时刻之差。 时间坐标轴上用线段表示时间，例如，前几秒内、第几秒内。 3位置表示空间坐标的点；位移由起点指向终点的有向线段，位移是末位置与始位置之差，是矢量。 路程物体运动轨迹之长，是标量。 注意位移与路程的区别4速度描述物体运动快慢和运动方向的物理量，是位移对时间的变化率，是矢量。 瞬时速度对应于某一时刻（或某一位置）的速度，方向为物体的运动方向。 速率瞬时速度的大小即为速率；平均速率质点运动的路程与时间的比值，它的大小与相应的平均速度之值可能不相同。 注意平均速度的大小与平均速率的区别【例1】物体M从A运动到B，前半程平均速度为v1，后半程平均速度为v2，那么全程的平均速度是-1-平均速度在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，v=s/t（方向为位移的方向）s?12at2，v2-v20=2as.v-t图。 v t?v0?12at2s?v0t?2v t2?v0?2v0?v tt2新教材新思路新探索（）A（v1+v2）/2B2v12?v2v1?v2Cv1?v2D2v1v2v1?v2解析本题考查平均速度的概念。 全程的平均速度v?2v1v2s s?s stv1?v2?2v12v2，故正确答案为D5加速度描述物体速度变化快慢的物理量，a=v/t（又叫速度的变化率），是矢量。 a的方向只与v的方向相同（即与合外力方向相同）。 点评1 （1）加速度与速度没有直接关系加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）； （2）加速度与速度的变化量没有直接关系加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。 加速度是“变化率”表示变化的快慢，不表示变化的大小。 点评2物体是否作加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关。 加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小，不表示速度增大或减小。 （1）当加速度方向与速度方向相同时，物体作加速运动，速度增大；若加速度增大，速度增大得越来越快；若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）。 （2）当加速度方向与速度方向相反时，物体作减速运动，速度减小；若加速度增大，速度减小得越来越快；若加速度减小，速度减小得越来越慢（仍然减小）。 【例2】一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s，经过1s后的速度的大小为10m/s，那么在这1s内，物体的加速度的大小可能为解析本题考查速度、加速度的矢量性。 经过1s后的速度的大小为10m/s，包括两种可能的情况，一是速度方向和初速度方向仍相同，二是速度方向和初速度方向已经相反。 取初速度方向为正方向，则1s后的速度为v t=10m/s或v t=10m/s由加速度的定义可得a?答案6m/s或14m/s点评对于一条直线上的矢量运算，要注意选取正方向，将矢量运算转化为代数运算。 6、运动的相对性只有在选定参考系之后才能确定物体是否在运动或作怎样的运动。 一般以地面上不动的物体为参照物。 【例3】甲向南走100米的同时，乙从同一地点出发向东也行走100米，若以乙为参考系，求甲的位移大小和方向？解析如图所示，以乙的矢量末端为起点，向甲的矢量末端作一条有向线段，即为甲相对乙的位移，由图可知，甲相对乙的位移大小为100-2-v t?v0?10?4v t?v010?4?14m/s。 ?6m/s或a?t1t12m，方新教材新思路新探索向，南偏西45。 点评通过该例可以看出，要准确描述物体的运动，就必须选择参考系，参考系选择不同，物体的运动情况就不同。 参考系的选取要以解题方便为原则。 在具体题目中，要依据具体情况灵活选取。 下面再举一例。 【例4】某人划船逆流而上，当船经过一桥时，船上一小木块掉在河水里，但一直航行至上游某处时此人才发现，便立即返航追赶，当他返航经过1小时追上小木块时，发现小木块距离桥有5400米远，若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等。 试求河水的流速为多大？解析选水为参考系，小木块是静止的；相对水，船以恒定不变的速度运动，到船“追上”小木块，船往返运动的时间相等，各为1小时；小桥相对水向上游运动，到船“追上”小木块，小桥向上游运动了位移5400m，时间为2小时。 易得水的速度为0.75m/s。 二、匀速直线运动v速度为零的直线运动匀速直线运动的s-t图像为一直线图线的斜率在数值上等于物体的速度。 ?s，即在任意相等的时间内物体的位移相等它是速度为恒矢量的运动，加t2匀变速直线运动教学目标1掌握匀变速直线运动的基本规律和一些重要推论；2熟练应用匀变速直线运动的基本规律和重要推论解决实际问题；3掌握运动分析的基本方法和基本技能教学重点匀变速直线运动的基本规律教学难点匀变速直线运动规律的综合运用教学方法讲练结合，计算机辅助教学教学过程 一、匀变速直线运动公式1常用公式有以下四个v t?v0?at s?v0t?点评v?v t122at v t2?v0t?2as s?022 （1）以上四个公式中共有五个物理量s、t、a、v 0、v t，这五个物理量中只有三个是独立的，可以任意选定。 只要其中三个物理量确定之后，另外两个就唯一确定了。 每个公式中只有其中的四个物理量，当已知某三个而要求另一个时，往往选定一个公式就可以了。 如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等，那么另外的两个物理量也一定对应相等。 （2）以上五个物理量中，除时间t外，s、v 0、v t、a均为矢量。 一般以v0的方向为正方向，以t=0时刻-3-新教材新思路新探索的位移为零，这时s、v t和a的正负就都有了确定的物理意义。 2匀变速直线运动中几个常用的结论s=aT2，即任意相邻相等时间内的位移之差相等。 可以推广到s m-s n=(m-n)aT2v t/2?v0?v ts?，某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。 2t2v0?v t22v s/2?，某段位移的中间位置的即时速度公式（不等于该段位移内的平均速度）。 可以证明，无论匀加速还是匀减速，都有v t/2?v s/2。 ?v0?v ts?解题，往往会使求解过程变得非常简2t点评运用匀变速直线运动的平均速度公式v t/2捷，因此，要对该公式给与高度的关注。 3初速度为零（或末速度为零）的匀变速直线运动做匀变速直线运动的物体，如果初速度为零，或者末速度为零，那么公式都可简化为v?gt，s?12vat，v2?2as，s?t22以上各式都是单项式，因此可以方便地找到各物理量间的比例关系。 4初速为零的匀变速直线运动前1秒、前2秒、前3秒?内的位移之比为149?第1秒、第2秒、第3秒?内的位移之比为135?前1米、前2米、前3米?所用的时间之比为123?第1米、第2米、第3米?所用的时间之比为1?2?1（3?2）?对末速为零的匀变速直线运动，可以相应的运用这些规律。 5一种典型的运动经常会遇到这样的问题物体由静止开始先做匀加速直线运动，紧接着又做匀减速直线运动到静止。 用右图描述该过程，可以得出以下结论s?v11,t?,s?tv1?v2?v?Ba a2a 1、s 1、t1a 2、s 2、t26解题方法指导解题步骤 （1）根据题意，确定研究对象。 -4-A BC新教材新思路新探索 （2）明确物体作什么运动，并且画出运动示意图。 （3）分析研究对象的运动过程及特点，合理选择公式，注意多个运动过程的联系。 （4）确定正方向，列方程求解。 （5）对结果进行讨论、验算。 解题方法 （1）公式解析法假设数，建立方程组。 本章公式多，且相互联系，一题常有多种解法。 要熟记每个公式的特点及相关物理量。 （2）图象法如用vt图可以求出某段时间的位移大小、可以比较vt/2与v S/2，以及追及问题。 用st图可求出任意时间内的平均速度。 （3）比例法用已知的讨论，用比例的性质求解。 （4）极值法用二次函数配方求极值，追赶问题用得多。 （5）逆向思维法如匀减速直线运动可视为反方向的匀加速直线运动来求解。 3运动图象追赶问题教学目标1理解运动图象的物理意义；能够运用运动图象解决简单的运动学问题2掌握追及问题的分析方法，知道“追及”过程中的临界条件3掌握运动过程分析的基本方法和基本技能教学重点物体运动过程分析教学难点“追及”过程中的临界分析教学方法讲练结合，计算机辅助教学教学过程 一、运动图象用图像研究物理现象、描述物理规律是物理学的重要方法，运动图象问题主要有s-t、v-t、a-t等图像。 1.s-t图象。 能读出s、t、v的信息（斜率表示速度）。 2.v-t图象。 能读出s、t、v、a的信息（斜率表示加速度，曲线下的面积表示位移）。 可见v-t图象提供的信息最多，应用也最广。 -5-s vo to t新教材新思路新探索位移图象（s-t）速度图象（v-t）加速度图象（a-t）匀速直线运动匀加速直线运动（a0，s有最小值）抛物线（不要求）匀减速直线运动（av2，而两小球到达出口时的-6-vv ot1t2t新教材新思路新探索速率v相等。 又由题薏可知两球经历的总路程s相等。 由牛顿第二定律，小球的加速度大小a=gsin，小球a第一阶段的加速度跟小球a/第二阶段的加速度大小相同（设为a1）；小球a第二阶段的加速度跟小球a/第一阶段的加速度大小相同（设为a2），根据图中管的倾斜程度，显然有a1a2。 根据这些物理量大小的分析，在同一个v-t图象中两球速度曲线下所围的面积应该相同，且末状态速度大小也相同（纵坐标相同）。 开始时a球曲线的斜率大。 由于两球两阶段加速度对应相等，如果同时到达（经历时间为t1）则必然有s1s2，显然不合理。 考虑到两球末速度大小相等（图中v m），球a/的速度图象只能如蓝线所示。 因此有t1 点评 1、应用物理图象的优越性 （1）利用图象解题可以使解题过程简化，思路更清晰，比解析法更巧妙、更灵活。 在有些情况下运用解析法可能无能为力，用图象法可能使你豁然开朗。 （2）利用图象描述物理过程更直观从物理图象可以更直观地观察出物理过程的动态特征。 当然不是所有物理过程都可以用物理图象进行描述。 （3）利用图象分析物理实验运用图象处理物理实验数据是物理实验中常用的一种方法，这是因为它除了具有简明、直观、便于比较和减少偶然误差的特点外，还可以有图象求第三个相关物理量、运用图想求出的相关物理量误差也比较小。 2、要正确理解图象的意义 （1）首先明确所给的图象是什么图象。 即认清图象中横纵轴所代表的物理量及它们的函数关系。 特别是那些图形相似容易混淆的图象，更要注意区分。 （2）要清楚地理解图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”的物理意义。 点图线上的每一个点对应研究对象的一个状态，特别注意“起点”、“终点”、“拐点”，它们往往对应一个特殊状态。 线表示研究对象的变化过程和规律，如vt图象中图线若为倾斜直线，则表示物体做匀变速直线运动。 斜率表示横、纵坐标上两物理量的比值，常有一个重要的物理量与之对应。 用于求解定量计算对应物理量的大小和定性分析变化的快慢问题。 如st图象的斜率表示速度大小，vt图象的斜率表示加速度大小。 面积；图线与坐标轴围成的面积常与某一表示过程的物理量相对应。 如vt图象与横轴包围的“面积”大小表示位移大小。 截距表示横、纵坐标两物理量在“边界”条件下的物理量的大小。 由此往往能得到一个很有意义的物理量。 【例3】一物体做加速直线运动，依次通过A、B、C三点，AB=BC。 物体在AB段加速度为a1，在BC-7-新教材新思路新探索段加速度为a2，且物体在B点的速度为v B?v A?v C2，则Aa1a2Ba1=a2Ca1 图线下方所围成的面积表示物体的位移，由几何知识知图线、不满足AB=BC。 只能是这种情况。 因为斜率表示加速度，所以a1 点评本题是根据图象进行定性分析而直接作出解答的。 分析时要熟悉图线下的面积、斜率所表示的物理意义。 【例4】蚂蚁离开巢沿直线爬行，它的速度与到蚁巢中心的距离成反比，当蚂蚁爬到距巢中心的距离L1=1m的A点处时，速度是v1=2cm/s。 试问蚂蚁从A点爬到距巢中心的距离L2=2m的B点所需的时间为多少？解析本题若采用将AB无限分割，每一等分可看作匀速直线运动，然后求和，这一办法原则上可行，实际上很难计算。 题中有一关键条件蚂蚁运动的速度v与蚂蚁离巢的距离x成反比，即11?x，作出?x图象如图示，v v为一条通过原点的直线。 从图上可以看出梯形ABCD的面积，就是蚂蚁从A到B的时间2L21112?L1T?(?)(L2?L1)?75s2v1v22L1v1点评解该题的关键是确定坐标轴所代表的物理量，速率与距离成反比的条件，可以写成v?11，也可以写成?x，若按前者确定坐标x v轴代表的量，图线下的面积就没有意义了，而以后者来确定，面积恰好表示时间，因此在分析时有一个尝试的过程。 二、追赶问题讨论追及、相遇的问题，其实质就是分析讨论两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置问题。 1两个关系即时间关系和位移关系2一个条件即两者速度相等，它往往是物体间能否追上、追不上或（两者）距离最大、最小的临界条件，也是分析判断的切入点。 常见的情况有 （1）物体A追上物体B开始时，两个物体相距s0，则A追上B时，必有s A-s B=s0，且v Av B。 （2）物体A追赶物体B开始时，两个物体相距s0，要使两物体恰好不相撞，必有s A-s B=s0，且v Av B。 -8-新教材新思路新探索3解题思路和方法分析两物体运动过程，画运动示意图由示意图找两物体位移关系据物体运动性质列（含有时间）的位移方程【例5】从离地面高度为h处有自由下落的甲物体，同时在它正下方的地面上有乙物体以初速度v0竖直上抛，要使两物体在空中相碰，则做竖直上抛运动物体的初速度v0应满足什么条件？（不计空气阻力，两物体均看作质点）.若要乙物体在下落过程中与甲物体相碰，则v0应满足什么条件？命题意图以自由下落与竖直上抛的两物体在空间相碰创设物理情景，考查理解能力、分析综合能力及空间想象能力.B级要求.错解分析考生思维缺乏灵活性，无法巧选参照物，不能达到快捷高效的求解效果。 解题方法与技巧（巧选参照物法）选择乙物体为参照物，则甲物体相对乙物体的初速度v甲乙=0-v0=-v0甲物体相对乙物体的加速度a甲乙=-g-（-g）=0由此可知甲物体相对乙物体做竖直向下，速度大小为v0的匀速直线运动。 所以，相遇时间为t=hv0对第一种情况，乙物体做竖直上抛运动，在空中的时间为0t2v0g即0hv02v0g所以当v0gh，两物体在空中相碰。 2v0gt对第二种情况，乙物体做竖直上抛运动，下落过程的时间为2v0g即v0ghv02v0g。 所以当ghv0gh时，乙物体在下落过程中与甲物体相碰。 2第二章力物体的平衡-9-新教材新思路新探索考纲要求1力是物体间的相互作用，是物体发生形变和物体运动状态变化的原因。 力是矢量。 力的合成和分解。 2重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力。 重心。 3形变和弹力，胡克定律。 4静摩擦，最大静摩擦力。 5滑动摩擦，滑动摩擦定律。 6共点力作用下物体的平衡。 单元切块按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即力的概念、三个性质力；力的合成和分解；共点力作用下物体的平衡。 其中重点是对摩擦力和弹力的理解、熟练运用平行四边形定则进行力的合成和分解。 难点是受力分析。 1力的概念三个性质力教学目标1理解力的概念；2掌握重力、弹力、摩擦力的产生、大小和方向3掌握受力分析的基本方法和基本技能教学重点弹力、摩擦力，受力分析教学难点受力分析教学方法讲练结合，计算机辅助教学教学过程 一、力的概念力是物体对物体的作用 （1）力不能离开物体而独立存在，有力就一定有“施力”和“受力”两个物体。 二者缺一不可。 （2）力的作用是相互时 （3）力的作用效果形变；改变运动状态 （4）力的图示（课件演示）力的分类1按性质分重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力（按现代物理学理论，物体间的相互作用分四类长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用；短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。 宏观物体间只存在前两种相互作用。 ）2按效果分压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力3按产生条件分场力（非接触力）、接触力。 二、重力由于地球的吸引而使物体受到的力。 （1）方向；总是竖直向下 （2）大小Gmg注意重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于-10-新教材新思路新探索万有引力。 由于重力远大于向心力，一般情况下近似认为重力等于万有引力。 （3）重心重力的等效作用点。 重心的位置与物体的形状及质量的分布有关。 重心不一定在物体上。 质量分布均匀、形状规则的物体，重心在几何中心上薄板类物体的重心可用悬挂法确定。 三、弹力1弹力的产生条件弹力的产生条件是两个物体直接接触，并发生弹性形变。 2弹力的方向 （1）压力、支持力的方向总是垂直于接触面。 （2）绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。 （3）杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。 如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。 【例1】如图所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖直墙和桌边之间。 试画出小球所受弹力。 解析由于弹力的方向总是垂直于接触面，在A点，弹力F1应该垂直于球面，所以沿半径方向指向球心O；在B点弹力F2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O。 点评注意弹力必须指向球心，而不一定指向重心。 又由于F 1、F 2、G为共点力，重力的作用线必须经过O点，因此P和O必在同一竖直线上，P点可能在O的正上方（不稳定平衡），也可能在O的正下方（稳定平衡）。 【例2】如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止，试画出杆所受的弹力。 解析A端所受绳的拉力F1沿绳收缩的方向，因此沿绳向斜上方；B端所受的弹力F2垂直于水平面竖直向上。 点评由于此直杆的重力不可忽略，其两端受的力可能不沿杆的方向。 杆受的水平方向合力应该为零。 由于杆的重力G竖直向下，因此杆的下端一定还受到向右的摩擦力f作用。 【例3】图中AC为竖直墙面，AB为均匀横梁，其重为G，处于水平位置。 BC为支持横梁的轻杆，A、B、C三处均用铰链连接。 试画出横梁B端所受弹力的方向。 解析轻杆BC只有两端受力，所以B端所受压力沿杆向斜下方，其反作用力轻杆对横梁的弹力F沿轻杆延长线方向斜向上方。 【例4】画出图中物体A所受的力（P为重心，接触面均光滑）解析判断弹力的有无，可以采用拆除法“拆除”与研究对象（受力物体）相接触的物体（如题中的绳或接触面），如果研究对象的运动状态不发生改变，则不受弹力，否则将受到弹力的作用。 各图受力如下图所示。 F1A O F2B PA F1F2B FA BC-11-新教材新思路新探索3弹力的大小对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。 对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。 （1）胡克定律可表示为（在弹性限度内）F=kx，还可以表示成F=kx，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。 （2）“硬”弹簧，是指弹簧的k值较大。 （同样的力F作用下形变量x较小） （3）几种典型物体模型的弹力特点如下表。 项目形变情况施力与受力情况力的方向力的变化轻绳伸长忽略不计只能受拉力或施出拉力始终沿绳可发生突变轻杆认为长度不变能受拉或受压可施出拉力或压力不一定沿杆同绳弹簧可伸长可缩短同杆沿弹簧轴向只能发生渐变【例5】如图所示，两物体重力分别为G 1、G2，两弹簧劲度系数分别为k 1、k2，弹簧两端与物体和地解析关键是搞清两个物体高度的增量h1和h2跟初、末状态两根弹簧的形变量x 1、x 2、x1/、x2/面相连。 用竖直向上的力缓慢向上拉G2，最后平衡时拉力F=G1+2G2，求该过程系统重力势能的增量。 间的关系。 无拉力F时x1=(G1+G2)/k1，x2=G2/k2，（x 1、x2为压缩量）加拉力F时x1/=G2/k1，x2/=(G1+G2)/k2，（x1/、x2/为伸长量）而h1=x1+x1/，h2=(x1/+x2/)+(x1+x2)系统重力势能的增量E p=G1?h1+G2?h2后可得?E P/F G2x2k2k2G1k1?G1?G2G2?G1?2G2?k?k2?1?-12-x2G2G1x1/x1k1新教材新思路新探索 四、摩擦力1摩擦力产生条件摩擦力的产生条件为两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势。 这四个条件缺一不可。 两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。 （没有弹力不可能有摩擦力）2滑动摩擦力大小 （1）在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力。 （2）只有滑动摩擦力才能用公式F=F N，其中的F N表示正压力，不一定等于重力G。 【例6】如图所示，用跟水平方向成角的推力F推重量为G的木块沿天花板向右运动，木块和天花板间的动摩擦因数为，求木块所受的摩擦力大小。 解析由竖直方向合力为零可得F N=Fsin-G，因此有f=(Fsin-G)3静摩擦力大小必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=F N计算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既F m=F N静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是0F fF m【例7】如图所示，A、B为两个相同木块，A、B间最大静摩擦力F m=5N，水平面光滑。 拉力F至少多大，A、B才会相对滑动？解析A、B间刚好发生相对滑动时，A、B间的相对运动状态处于一个临界状态，既可以认为发生了相对滑动，摩擦力是滑动摩擦力，其大小等于最大静摩擦力5N，也可以认为还没有发生相对滑动，因此A、B的加速度仍然相等。 分别以A和整体为对象，运用牛顿第二定律，可得拉力大小至少为F=10N点评研究物理问题经常会遇到临界状态。 物体处于临界状态时，可以认为同时具有两个状态下的所有性质。 4摩擦力方向摩擦力方向和物体间相对运动（或相对运动趋势）的方向相反。 摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度。 通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同（作为动力），可能和物体运动方向相反（作为阻力），可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动的向心力）。 在特殊情况下，可能成任意角度。 【例8】小车向右做初速为零的匀加速运动，物体恰好沿车后壁匀速下滑。 试分析下滑过程中物体所受摩擦力的方向和物体速度方向的关系。 解析物体受的滑动摩擦力始终和小车的后壁平行，方向竖直向上，而物体相对于地面的速度方向不断改变（竖直分速度大小保持不变，水平分速度逐渐增大），所以摩擦力方向和运动方向间的夹角可能取90和180间的任意值。 点评由上面的分析可知无明显形变的弹力和静摩擦力都是被动力。 就是说弹力、静摩擦力的大小和方向都无法由公式直接计算得出，而是由物体的受力情况和运动情况共同决定的。 -13-F2fG FF1GF NA FB v相对a新教材新思路新探索 五、物体的受力分析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。 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（即研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。 2按顺序找力先场力（重力、电场力、磁场力），后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）。 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。 4需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形（或三角形）在解同一个问题时，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力，千万不可重复。 【例9】如图所示，倾角为的斜面A固定在水平面上。 木块B、C的质量分别为M、m，始终保持相对静止，共同沿斜面下滑。 B的上表面保持水平，A、B间的动摩擦因数为。 当B、C共同匀速下滑；当B、C共同加速下滑时，分别求B、C所受的各力。 解析先分析C受的力。 这时以C为研究对象，重力G1=mg，B对C的弹力竖直向上，大小N1=mg，由于C在水平方向没有加速度，所以B、C间无摩擦力，即f1=0。 再分析B受的力，在分析B与A间的弹力N2和摩擦力f2时，以BC CB AN2f2G1+G2N2a v f2G1+G2整体为对象较好，A对该整体的弹力和摩擦力就是A对B的弹力N2和摩擦力f2，得到B受4个力作用重力G2=Mg，C对B的压力竖直向下，大小N1=mg，A对B的弹力N2=(M+m)gcos，A对B的摩擦力f2=(M+m)gsin由于B、C共同加速下滑，加速度相同，所以先以B、C整体为对象求A对B的弹力N 2、摩擦力f2，并求出a；再以C为对象求B、C间的弹力、摩擦力。 这里，f2是滑动摩擦力N2=(M+m)gcos，f2=N2=(M+m)gcos可得a=g(sin-cos)。 B、C间的弹力N 1、摩擦力f1则应以C为对象求得。 沿斜面方向用牛顿第二定律(M+m)gsin-(M+m)gcos=(M+m)a由于C所受合力沿斜面向下，而所受的3个力的方向都在水平或竖直方向。 这种情况下，比较简便的方法是以水平、竖直方向建立直角坐标系，分解加速度a。 分别沿水平、竖直方向用牛顿第二定律vf1=macos，mg-N1=masin，可得f1=mg(sin-cos)cosN1=mg(cos+sin)cos点评由本题可以知道灵活地选取研究对象可以使问题简化；灵活-14-N1f1Ga新教材新思路新探索选定坐标系的方向也可以使计算简化；在物体的受力图的旁边标出物体的速度、加速度的方向，有助于确定摩擦力方向，也有助于用牛顿第二定律建立方程时保证使合力方向和加速度方向相同。 【例10】小球质量为m，电荷为+q，以初速度v向右沿水平绝缘杆滑动，匀强磁场方向如图所示，球与杆间的动摩擦因数为。 试描述小球在杆上的运动情况。 解析先分析小球的受力情况，再由受力情况确定其运动情况。 小球刚沿杆滑动时，所受场力为重力mg方向向下，洛伦兹力F f=qvB方向向上；再分析接触力由于弹力F N的大小、方向取决于v和+mg的大小关系，所以须分三种情况讨论qBF ff F N fF fF NF fmgv，在摩擦力作用下，v、F f、F N、f都逐渐减qBmg小，当v减小到等于时达到平衡而做匀速运动；qBv F合v Gv G【例11】一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动。 探测器通过喷气而获得推动力。 以下关于喷气方向的描述中正确的是A探测器加速运动时，沿直线向后喷气B探测器加速运动时，竖直向下喷气C探测器匀速运动时，竖直向下喷气D探测器匀速运动时，不需要喷气解析探测器沿直线加速运动时，所受合力F合方向与运动方向相同，而重力方向竖直向下，由平行四边形定则知推力方向必须斜向上方，因此喷气方向斜向下方。 匀速运动时，所受合力为零，因此推力方向必须竖直向上，喷气方向竖直向下。 选C2力的合成和分解教学目标1理解合力、分力的概念，掌握矢量合成的平行四边形定则。 -15-新教材新思路新探索2能够运用平行四边形定则或力三角形定则解决力的合成与分解问题。 3进一步熟悉受力分析的基本方法，培养学生处理力学问题的基本技能。 教学重点力的平行四边形定则教学难点受力分析教学方法讲练结合，计算机辅助教学教学过程 一、标量和矢量1将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题的思想。 2矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则标量用代数法；矢量用平行四边形定则或三角形定则。 矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则（可简化成三角形定则）。 平行四边形定则实质上是一种等效替换的方法。 一个矢量（合矢量）的作用效果和另外几个矢量（分矢量）共同作用的效果相同，就可以用这一个矢量代替那几个矢量，也可以用那几个矢量代替这一个矢量，而不改变原来的作用效果。 3同一直线上矢量的合成可转为代数法，即规定某一方向为正方向。 与正方向相同的物理量用正号代入相反的用负号代入，然后求代数和，最后结果的正、负体现了方向，但有些物理量虽也有正负之分，运算法则也一样但不能认为是矢量，最后结果的正负也不表示方向如功、重力势能、电势能、电势等。 二、力的合成与分解力的合成与分解体现了用等效的方法研究物理问题。 合成与分解是为了研究问题的方便而引人的一种方法用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱钩，即考虑合力则不能考虑分力，同理在力的分解时只考虑分力而不能同时考虑合力。 1力的合成 （1）力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作用，这个力就是那几个力的“等效力”（合力）。 力的平行四边形定则是运用“等效”观点，通过实验总结出来的共点力的合成法则，它给出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。 （2）平行四边形定则可简化成三角形定则。 由三角形定则还可以得到一个有用的推论如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形，则这n个力的合力为零。 （3）共点的两个力合力的大小范围是|F1F2|F合F1F2（课件演示） （4）共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小值可能为零。 【例1】物体受到互相垂直的两个力F 1、F2的作用，若两力大小分别为5合力-16-F1O FOFF1F2F23N、N，求这两个力的新教材新思路新探索解析根据平行四边形定则作出平行四边形，如图所示，由于F 1、F2相互垂直，所以作出的平行四边形为矩形，对角线分成的两个三角形为直角三角形，由勾股定理得F?F1?F2? (53)2?52合力的方向与F1的夹角为22N=10N tg?F253?F153330点评今后我们遇到的求合力的问题，多数都用计算法，即根据平行四边形定则作出平行四边形后，通过解其中的三角形求合力在这种情况下作的是示意图，不需要很严格，但要规范，明确哪些该画实线，哪些该画虚线，箭头应标在什么位置等【例2】如图甲所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200N，两力之间的夹角为60，求这两个拉力的合力解析根据平行四边形定则，作出示意图乙，它是一个菱形，我们可以利用其对角线垂直平分，通过解其中的直角三角形求合力F?2F1cos30?xxN=346N合力与F 1、F2的夹角均为30点评 （1）求矢量时要注意不仅要求出其大小，还要求出其方向，其方向通常用它与已知矢量的夹角表示 （2）要学好物理，除掌握物理概念和规律外，还要注意提高自己应用数学知识解决物理问题的能力2力的分解 （1）力的分解遵循平行四边形法则，力的分解相当于已知对角线求邻边。 （2）两个力的合力惟一确定，一个力的两个分力在无附加条件时，从理论上讲可分解为无数组分力，但在具体问题中，应根据力实际产生的效果来分解。 【例3】将放在斜面上质量为m的物体的重力mg分解为下滑力F1和对斜面的压力F2，这种说法正确吗？解析将mg分解为下滑力F1这种说法是正确的，但是mg的另一个分力F2不是物体对斜面的压力，而是使物体压紧斜面的力，从力的性质上看，F2是属于重力的分力，而物体对斜面的压-17-新教材新思路新探索力属于弹力，所以这种说法不正确。 【例4】将一个力分解为两个互相垂直的力，有几种分法？解析有无数种分法，只要在表示这个力的有向线段的一段任意画一条直线，在有向线段的另一端向这条直线做垂线，就是一种方法。 如图所示。 （3）几种有条件的力的分解已知两个分力的方向，求两个分力的大小时，有唯一解。 已知一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向时，有唯一解。 已知两个分力的大小，求两个分力的方向时，其分解不惟一。 已知一个分力的大小和另一个分力的方向，求这个分力的方向和另一个分力的大小时，其分解方法可能惟一，也可能不惟一。 （4）用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律当已知合力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=F sin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F2min=F1sin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FF1 （5）正交分解法把一个力分解成两个互相垂直的分力，这种分解方法称为正交分解法。 用正交分解法求合力的步骤首先建立平面直角坐标系，并确定正方向把各个力向x轴、y轴上投影，但应注意的是与确定的正方向相同的力为正，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求在x轴上的各分力的代数和F x合和在y轴上的各分力的代数和F y合求合力的大小F?(Fx合)2?(F y合)2F y合Fx合合力的方向tan=（为合力F与x轴的夹角）点评力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个互相垂直的坐标轴上，分解最终往往是为了求合力（某一方向的合力或总的合力）。 -18-新教材新思路新探索【例5】质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速运动已知木块与地面间的动摩擦因数为?，那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪个?A?mg?（mg+Fsin）?（mg+Fsin）Fcos解析木块匀速运动时受到四个力的作用重力mg、推力F、支持力F N、摩擦力F?沿水平方向建立x轴，将F进行正交分解如图(这样建立坐标系只需分解F)，由于木块做匀速直线运动，所以，在x轴上，向左的力等于