高一物理第四章牛顿运动定律导学案

1 / 19高一物理第四章牛顿运动定律导学案本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 【课题名称】必修一考点总结考点 1：时刻与时间间隔的关系时间间隔能展示运动的一个过程，时刻只能显示运动的一个瞬间。对一些关于时间间隔和时刻的表述，能够正确理解。如：第 4s 末、4s 时、第 5s 初均为时刻；4s 内、第 4s、第 2s 至第 4s 内均为时间间隔。区别：时刻在时间轴上表示一点，时间间隔在时间轴上表示一段。考点 2：路程与位移的关系位移表示位置变化，用由初位置到末位置的有向线段表示，是矢量。路程是运动轨迹的长度，是标量。只有当物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程。一般情况下，路程位移的大小。考点 3：速度与速率的关系速度速率物理意义描述物体运动快慢和方向的物理量，是矢量描述物体运动快慢的物理量，是标量分类平均速度、瞬时速度速率、平均速率（=路程/时间）2 / 19决定因素平均速度由位移和时间决定由瞬时速度的大小决定方向平均速度方向与位移方向相同；瞬时速度方向为该质点的运动方向无方向联系它们的单位相同（m/s） ，瞬时速度的大小等于速率考点 4：速度、加速度与速度变化量的关系速度加速度速度变化量意义描述物体运动快慢和方向的物理量描述物体速度变化快慢和方向的物理量描述物体速度变化大小程度的物理量，是一过程量定义式单位 m/sm/s2m/s决定因素 v 的大小由 v0、a、t决定 a 不是由 v、v、t决定的，而是由 F 和m 决定。由 v 与 v0 决定，而且，也由 a 与t 决定方向与位移 x 或x 同向，3 / 19即物体运动的方向与v 方向一致由或决定方向大小位移与时间的比值位移对时间的变化率xt 图象中图线上点的切线斜率的大小值速度对时间的变化率速度改变量与所用时间的比值vt 图象中图线上点的切线斜率的大小值新课标第一网考点 5：运动图象的理解及应用由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系，所以在解题的过程中被广泛应用。在运动学中，经常用到的有 xt 图象和 vt 图象。理解图象的含义xt 图象是描述位移随时间的变化规律vt 图象是描述速度随时间的变化规律明确图象斜率的含义4 / 19xt 图象中，图线的斜率表示速度 vt 图象中，图线的斜率表示加速度考点 6：匀变速直线运动的基本公式和推理基本公式速度时间关系式：位移时间关系式：位移速度关系式：三个公式中的物理量只要知道任意三个，就可求出其余两个。利用公式解题时注意：x、v、a 为矢量及正、负号所代表的是方向的不同，解题时要有正方向的规定。常用推论平均速度公式：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：一段位移的中间位置的瞬时速度：任意两个连续相等的时间间隔（T）内位移之差为常数（逐差相等）：考点 7：对运动图象的理解及应用研究运动图象图象识别物体的运动性质能认识图象的截距（即图象与纵轴或横轴的交点坐标）的意义能认识图象的斜率（即图象与横轴夹角的正切值）的意义5 / 19能认识图象与坐标轴所围面积的物理意义能说明图象上任一点的物理意义xt 图象和 vt 图象的比较如图所示是形状一样的图线在 xt 图象和 vt 图象中，xt 图象 vt 图象表示物体做匀速直线运动（斜率表示速度）表示物体做匀加速直线运动（斜率表示加速度）表示物体静止表示物体做匀速直线运动表示物体静止表示物体静止表示物体向反方向做匀速直线运动；初位移为 x0 表示物体做匀减速直线运动；初速度为v0交点的纵坐标表示三个运动的支点相遇时的位移交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速度t1 时间内物体位移为 x1t1 时刻物体速度为 v1(图中阴影部分面积表示质点在 0t1 时间内的位移)考点 8：追及和相遇问题1.“追及” 、 “相遇”的特征“追及”的主要条件是：两个物体在追赶过程中处在同6 / 19一位置。两物体恰能“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。2.解“追及” 、 “相遇”问题的思路（1）根据对两物体的运动过程分析，画出物体运动示意图（2）根据两物体的运动性质，分别列出两个物体的位移方程，注意要将两物体的运动时间的关系反映在方程中（3）由运动示意图找出两物体位移间的关联方程（4）联立方程求解分析“追及” 、 “相遇”问题时应注意的问题抓住一个条件：是两物体的速度满足的临界条件。如两物体距离最大、最小，恰好追上或恰好追不上等；两个关系：是时间关系和位移关系。若被追赶的物体做匀减速运动，注意在追上前，该物体是否已经停止运动解决“追及” 、 “相遇”问题的方法数学方法：列出方程，利用二次函数求极值的方法求解物理方法：即通过对物理情景和物理过程的分析，找到临界状态和临界条件，然后列出方程求解考点 9：纸带问题的分析判断物体的运动性质根据匀速直线运动特点 x=vt，若纸带上各相邻的点的间7 / 19隔相等，则可判断物体做匀速直线运动。由匀变速直线运动的推论，若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移之差相等，则说明物体做匀变速直线运动。求加速度逐差法（2）vt 图象法利用匀变速直线运动的一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的推论，求出各点的瞬时速度，建立直角坐标系（vt 图象） ，然后进行描点连线，求出图线的斜率k=a.考点 10：关于弹力的问题1.弹力的产出条件：物体间是否直接接触、接触处是否有相互挤压或拉伸2.弹力方向的判断弹力的方向总是与物体形变方向相反，指向物体恢复原状的方向。弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。压力的方向总是垂直于支持面指向被压的物体（受力物体） 。支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体（受力物体） 。绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总是沿绳指向绳8 / 19收缩的方向（沿绳背离受力物体） 。补充：物体间点面接触时其弹力方向过点垂直于面，点线接触时其弹力方向过点垂直于线，两物体球面接触时其弹力的方向沿两球心的连线指向受力物体。弹力的大小弹簧的弹力满足胡克定律：。其中 k 代表弹簧的劲度系数，仅与弹簧的材料有关，x 代表形变量。弹力的大小与弹性形变的大小有关。在弹性限度内，弹性形变越大，弹力越大。考点 11：关于摩擦力的问题对摩擦力认识的四个“不一定”摩擦力不一定是阻力静摩擦力不一定比滑动摩擦力小静摩擦力的方向不一定与运动方向共线，但一定沿接触面的切线方向摩擦力不一定越小越好，因为摩擦力既可用作阻力，也可以作动力静摩擦力用二力平衡来求解，滑动摩擦力用公式来求解静摩擦力存在及其方向的判断存在判断：假设接触面光滑，看物体是否发生相当运动，若发生相对运动，则说明物体间有相对运动趋势，物体间存在静摩擦力；若不发生相对运动，则不存在静摩擦力。方向判断：静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反；9 / 19滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。考点 12：物体的受力分析1.物体受力分析的方法2.受力分析的顺序先重力，再接触力，最后分析其他外力3.受力分析时应注意的问题分析物体受力时，只分析周围物体对研究对象所施加的力受力分析时，不要多力或漏力，注意确定每个力的实力物体和受力物体，在力的合成和分解中，不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力如果一个力的方向难以确定，可用假设法分析物体的受力情况会随运动状态的改变而改变，必要时根据学过的知识通过计算确定受力分析外部作用看整体，互相作用要隔离考点 13：正交分解法在力的合成与分解中的应用正交分解时建立坐标轴的原则以少分解力和容易分解力为原则，一般情况下应使尽可能多的力分布在坐标轴上一般使所要求的力落在坐标轴上考点 14：对牛顿运动定律的理解对牛顿第一定律的理解揭示了物体不受外力作用时的运10 / 19动规律牛顿第一定律是惯性定律，它指出一切物体都有惯性，惯性只与质量有关肯定了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因牛顿第一定律是用理想化的实验总结出来的一条独立的规律，并非牛顿第二定律的特例当物体所受合力为零时，从运动效果上说，相当于物体不受力，此时可以应用牛顿第一定律对牛顿第二定律的理解揭示了 a 与 F、m 的定量关系，特别是 a 与 F 的几种特殊的对应关系：同时性、同向性、同体性、相对性、独立性牛顿第二定律进一步揭示了力与运动的关系，一个物体的运动情况决定于物体的受力情况和初始状态加速度是联系受力情况和运动情况的桥梁，无论是由受力情况确定运动情况，还是由运动情况确定受力情况，都需求出加速度对牛顿第三定律的理解力总是成对出现于同一对物体之间，物体间的这对力一个是作用力，另一个是反作用力指出了物体间的相互作用的特点：“四同”指大小相等，性质相等，作用在同一直线上，同时出现、消失、存在；11 / 19“三不同”指方向不同，施力物体和受力物体不同，效果不同考点 15：应用牛顿运动定律时常用的方法、技巧理想实验法控制变量法整体与隔离法图解法正交分解法考点 16：应用牛顿运动定律解决的几个典型问题力、加速度、速度的关系物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，合力与加速度的关系，合力只要不为零，无论速度是多大，加速度都不为零合力与速度无必然联系，只有速度变化才与合力有必然联系速度大小如何变化，取决于速度方向与所受合力方向之间的关系，当二者夹角为锐角或方向相同时，速度增加，否则速度减小关于轻绳、轻杆、轻弹簧的问题轻绳拉力的方向一定沿绳指向绳收缩的方向同一根绳上各处的拉力大小都相等认为受力形变极微，看做不可伸长弹力可做瞬时变化轻杆作用力方向不一定沿杆的方向各处作用力的大小相等12 / 19轻杆不能伸长或压缩轻杆受到的弹力方式有：拉力、压力弹力变化所需时间极短，可忽略不计轻弹簧各处的弹力大小相等，方向与弹簧形变的方向相反弹力的大小遵循的关系弹簧的弹力不能发生突变关于超重和失重的问题物体超重或失重是物体对支持面的压力或对悬挂物体的拉力大于或小于物体的实际重力物体超重或失重与速度方向和大小无关。根据加速度的方向判断超重或失重：加速度方向向上，则超重；加速度方向向下，则失重物体出于完全失重状态时，物体与重力有关的现象全部消失：与重力有关的一些仪器如天平、台秤等不能使用竖直上抛的物体再也回不到地面杯口向下时，杯中的水也不流出训练案一、选择题(48 分)1在研究下列问题时，可以把汽车看作质点的是（）A.研究汽车通过一座桥所用的时间13 / 19B.研究人在汽车上的位置c.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险D.计算汽车从北京开往大连的时间2下列说法中，正确的是（）A.质点做直线运动时，其位移的大小和路程一定相等B.质点做曲线运动时，某段时间内位移的大小一定小于路程c.两个位移相同的质点，它们所通过的路程一定相等D.两个质点通过相同的路程，它们的位移大小一定相等3、甲、乙两辆玩具汽车在同一直线上，同时由同一位置向同一方向运动它们的速度图象如图所示，下列说法中正确的是（）A开始阶段乙跑在甲的前面，2s 后乙落在甲的后面B2s 末乙追上甲，且甲、乙的速度相等c4s 末追上甲D在追上前，2s 末两物体相距最远4.如图所示，一个光滑的小球，放置在墙壁和斜木板之间，当斜木板和竖直墙壁的夹角 角缓慢增大时（900） ，则（）A墙壁受到的压力减小，木板受到的压力减小B墙壁受到的压力增大，木板受到的压力减小c墙壁受到的压力增大，木板受到的压力增大14 / 19D墙壁受到的压力减小，木板受到的压力增大5.在加速度为 a 匀加速上升的电梯中，有一个质量为 m的人，下列说法正确的是：（）A此人对地球的吸引作用产生的力为 m（ga）B此人对电梯的压力为 m（ga）c此人受到的重力为 m（g+a）D电梯对人的支持力大小为 m（g+a）6.一物体重为 50N，与水平桌面间的动摩擦因数为，现如图所示加上水平力 F1 和 F2，若 F2=15N 时物体做匀加速直线运动，则 F1 的值可能是（m/s2）()A3NB25Nc30ND50N7.质量是 m 的物体在粗糙的水平面上受水平恒定拉力 F 的作用，从静止出发，经过时间 t 速度达到 v，要使物体从静止出发速度达到 2v，下列那些方法可行？()A.只把力 F 增加为原来的二倍 B.只把力 F 和动摩擦因数都增加为原来的二倍c.只把质量增加为原来的二倍 D.质量、力、时间都增加为原来的二倍8.为了求出楼房的高度，让一石子从楼顶自由下落，若空气阻力不计，测出下列哪个物理量的值就能计算出楼房高度()A石子下落时间 B石子落地时的加速度15 / 19c最后 1s 内的位移 D通过最后 lm 的时间9.物体 A、B、c 均静止在同一水平面上，它们的质量分别为 mA、mB、mc，与水平面的动摩擦因数分别为A、B、c，用平行于水平面的拉力 F 分别拉物体A、B、c，所得加速度 a 与拉力 F 的关系图线如图所对应的直线甲、乙、丙所示，甲、乙直线平行，哪些说法正确（）A.ABmAmBB.BcmBmcc.BcmBmcD.AcmAmc10.在一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为 m 的游戏者身系一根长为 L、弹性优良的轻质柔软的橡皮绳，从高处由静止开始下落时达到最低点，若不计空气阻力，则在弹性绳从原长达最低点的过程中，以下说法正确的是()A.速度先减小后增大 B.加速度先减小后增大c.速度先增大后减小 D.加速度先增大后减小11.根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是()A.人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢的原来位置B.人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方c.人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方16 / 19D.人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方12.如图所示水平面上，质量为 10kg 的物块 A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的另一端固定在小车上，小车静止不动，弹簧对物块的拉力大小为 5N 时，物块处于静止状态，若小车以加速度 a=1m/s2 沿水平地面向右加速运动时()A.物块 A 相对小车仍静止 B.物块 A 受到的摩擦力将减小c.物块 A 受到的摩擦力大小不变 D.物块 A 受到的弹力将增大二、填空题(共 16 分)13.(6 分)将橡皮筋的一端固定在 A 点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为 5N、最小刻度为的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计.当橡皮筋的活动端拉到 o 点时,两根细绳相互垂直,如图所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.（1）由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 N 和N（只需读到）.（2）在方格纸（见下图）上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.14.（10 分）在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用 m 表示，17 / 19盘及盘中砝码的质量用 m 表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出(1)当 m 与 m 的大小关系满足_时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据为了比较容易地检查出加速度 a 与质量 m 的关系，应该做 a 与的图象(3)如图(a)，甲同学根据测量数据做出的 aF 图线，说明实验存在的