第二章探究匀变速直线运动规律4.ppt

第二章探究匀变速直线运动规律第一节探究自由落体运动,一、早在两千多年前，古希腊学者亚里士多德曾认可：物体越重就会下落的越快。由这一观点出发，可得出两个截然相反的结论？结论1、如果把石头和树叶捆在一起，其所受的重力一定比其中任一物体大，其下速度也应该比其中任一物体的下落速度大；结论2、如果把石头和树叶捆在一起，独自下落较慢的树叶就会拖慢独自下落较快的石头，最终其下落速度应该比石头独自下落的慢；原因：没有考虑空气阻力的影响，阻力对树叶影响较大，对石头影响较小。亚里士多德的一些正确思想：1、运动是永恒的。2、把科学从宗教和神话中解放出来。3、大地是球形。,二、伽利略的科学方法,1、伽利略把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，他给出了科学研究自然规律的基本要素：问题猜想数学推理实验验证合理外推得出结论。2、伽利略“斜塔实验”：质量不同的两个铅球在54.5米高的斜塔顶部自由释放，结果两球同时落地；3、伽利略的理想斜面实验：倾角一定时让小球从静止释放（1）速度随时间均匀变化；（2）位移跟时间平方成正比；满足以上两点便是匀变速直线运动。（3）将斜面倾角外推到=900时，小球便自由下落，即是自由落体运动；,三、自由落体运动,1、物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动；2、是初速度为零匀加速直线运动；3、自由落体运动的加速度就是重力加速度，其方向竖直向下；4、同一地方重力加速度大小相同，a=g=9.8m/s2；5、地球的不同地方，重力加速度一般不同，两极最大，赤道最小，但差别很小；四、自由落体运动的条件：1、初速度为零；2、只受重力；五、自由落体运动的特点：1、轨迹是竖直向的一条直线运动,说明运动方向不变；2、在任意连续相等时间内位移增大，说明速度增大，有加速度。3、速度均匀增加；,22自由落体运动规律,一、自由落体运动1、是初速度为零的匀加速直线运动；2、其加速度就是重力加速度；g=9.8m/s23、方向竖直向下；4、重力加速度大小与物体所处地理位置有关，在地球上不同纬度的地区，其值随纬度的增加而增加，随纬度的减小而减少，这种变化一般很小，可忽略不计；还与物体所在的高度有关，离地越高，其值越小，每升高1千米，减少3/10000；5、公式：,第三章、探究物体间的相互作用,一、对力的理解：力是物体对物体的作用；力的作用是相互的；、有受力物体就有施力物体；、在国际单位制中，力的单位是：牛顿（N）、常见的力：重力、弹力、摩擦力。、重力：（）由于地球的吸引而使物体受到的力，叫重力，通常叫重量，其方向竖直向下。（）公式：G=mg（g=9.8m/s2=9.8N）（3）重力的作用可认为集中一点，叫重心。重心位置跟物体的形状和质量分布有关，可在物体上，也可不在物体上；二、理解并掌握弹力、形变：物体的形状或体积的改变，叫形变；、常见的形变：拉伸（或压缩）形变、弯曲形变、扭转形变；、形变的种类：弹性形变、塑性形变；,、弹性形变,（）弹性：发生形变的物体具有恢复原状的性质，叫弹性。（）弹性限度：使物体发生形变的力过大，当撤去外力时，物体形状也不能完全恢复，此时物体的弹性超出了最大限度；（）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，物体能够完全恢复原状的形变，叫弹性形变；（）塑性形变：发生形变的物体，撤去外力，物体也不能恢复原状，这样的形变叫塑性形变（也叫范性形变）、弹力：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力；弹力的方向：与形变方向相反，或与发生形变的外力方向相反、弹力产生的条件：（）接触；（）挤压（弹性形变）、常见的弹力：压力、支持力、绳的拉力、弹簧的弹力，浮力；、弹力的作用点：作用在接触面上。（压力、支持力）,三、胡克定律（英国物理学家，研究过万有引力）,、内容：在弹性限度内，弹簧的弹力大小跟弹簧的伸长量（或压缩量）成正比；、公式：；、为弹簧的劲度系数，其大小由弹簧本身决定，与弹簧材料、长短，粗细有关，与弹簧的形变量无关；、劲度系数在数值上等于弹簧发生单位形变量产生的弹力；5、k值越大，弹簧越硬；k值越小，弹簧越软；6、弹力形变量的关系图象：正比函数（一次函数）7、弹力弹簧长度的关系图象：一次函数（不是正比函数）,第二节研究摩擦力,一、摩擦力的种类：滑动摩擦力和静摩擦力。二、滑动摩擦力两个相互接触（接触面粗糙）的物体，当发生相对滑动时，在接触面间就产生阻碍物体相对滑动的力，叫滑动摩擦力；三、滑动摩擦力产生的条件：1、两个物体直接接触且挤压（发生弹性形变、即产生弹力）2、接触面粗糙；3、物体间有相对运动；四、滑动摩擦力的方向：1、滑动摩擦力方向与接触面相切，并与相对运动方向相反；（指研究对象相对与其接触的物体所发生的运动方向）2、滑动摩擦力方向与接触面处产生的弹力方向垂直；3、弹力与摩擦力的关系：有弹力，不一定摩擦力；没有弹力一定没有摩擦力；有摩擦力，一定有弹力；,五、滑动摩擦力的大小,1、规律：大小与正压力（接触面间的弹力）成正比；2、公式：f=uN滑动摩擦力大小与接触面的大小及物体的运动速度的大小无关；3、对摩擦系数（u）的理解：（1）摩擦系数（u）没有单位；（2）与正压力N、摩擦力f的大小无关；（3）与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关；（4）通常情况下滑动摩擦系数小于1，但也有大于1的情况；六、静摩擦力两个相互接触（接触面粗糙）的物体，当有相对运动趋势但保持相对静止时，在接触面间产生阻碍物体相对运动趋势的力，叫静摩擦力；,七、静摩擦力产生的条件,1、两个物体直接接触且挤压（发生弹性形变、即产生弹力）2、接触面粗糙；3、两个物体间有相对运动趋势；八、静摩擦力的方向：1、静摩擦力方向与接触面相切，并与相对运动趋势方向相反；（相对运动趋势方向是指假设接触面光滑，物体将要发生相对滑动的方向）2、静摩擦力的有无，用假设法；九、静摩擦力的大小没有具体的运算公式，一般会随外力的变化而变化，常用的方法：1、二力平衡法；2、牛顿第二定律；3、最大静摩擦力：指静摩擦力的最大值，与正压力成正比；公式：fm=uN无论动摩擦力，还是静摩擦力它们的作用点均在接触面上。,第三节力的等效和替代,一、力的图示：（把力的大小、方向、作用点表示出来）在物理学中，用带箭头的线段表示力，线段是按一定的比例（标度）画出的。它的长短表示力的大小，它的指向表示力的方向，箭尾（或箭头）表示力的作用点，线段所在的直线叫做力的作用线，这种表示力的方法，叫做力的图示。二、力的等效1一头大象的拉力与八匹马的拉力,在作用效果上是等效的；2一个大人的拉力与两个小孩的拉力，在作用效果上是等效的三、力的替代1如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同，那么这个力与另外几个力等效，或可以相互替代；2力的等效性是指力的相互代替，要确保证力产生的效果相同；3这个力称为另外几个力的合力，另外几个力称为这个力的分力,4、在物理学中，通常从作用效果相同这一观点出发，根据,具体情况进行力的替代，叫做力的合成与分解；5、求两个已知力的合力，叫做力的合成；求一个已知力的分力，叫做力的分解；6、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；（举例说明）7、共点力：如果几个力作用在物体的同一点，或者几个力的作用线相交于同一点，这几个力就称为共点力；四、力的合成与分解遵守平行四边形法则以互成一定角度的两个力用力的图示做邻边，作平行四边形，邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这就是平行四边形法则；,第四、力的合成与分解,一、力的合成：1、已知分力，求合力，叫力的合成；2、力的合成遵守平行四边形定则求两个互成角度的力的合力，可用表示这两个力的线段作邻边，作平行四边形，它的对角线就表示合力的大小和方向，这叫做力的平行四边形定则。3、当F1、F2的夹角为下列情况时：（1）=00时，F=F1+F2,F的方向与F1或F2方向相同；（2）=1800时，,F=F1F2,F的方向与较大的力方向相同；（3）=900时，（4）为一般角时，用余弦定理来,二、力的分解,1、某一个力单独作用物体上，与几个力同时作用物体上产生的效果相同，这个力叫做那几个力的合力，那几个力叫做这个力的分力；已知合力，求分力，叫力的分解；2、力的分解，要考虑力的作用效果，但要遵守平行四形定则；（1）已知一个分力的大小和方向，有唯一一组解；（2）已知两个分力的方向，有唯一一组解；（3）已知两个分力的大小，有两组解；（4）已知一个分力的方向和另一个分力的大小；当另一分力有最小值时，有唯一的一组解；当另一分力小于最小值时，无解；当另一分力大于最小值，一般有两组解；,第五节、共点力的平衡条件,一、共点力：几个力共同作用一点，或力的作用线相交于一点，这几个力称为共点力；二、平衡状态及平衡条件：1、物体处于静止或匀速直线运动状态叫平衡状态；2、物体的平衡条件是：合力为零，即F合=0或a=0（1）二力平衡：一个物体受两个力，大小相等，方向相反，且在同一直线上；（2）三力平衡：任意两个力的合力，与第三个力大小相等，方向相反、在同一直线上；最重要、最典型、最基础的平衡；（3）n力平衡：可看作是任意一个力和其余（n-1）个力的合力大小相等、方向相反、作用在一条直线上；三、物体的动态平衡：物体在力的作用下缓慢运动，物体可视为平衡状态，每时每刻，每个位置，其合力F合=0；,练习,1某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过600而保持其大小不变化，其余下三个力的大小和方向不变，则此时物体所受到的合力大小为：（）2、下列物体中处于平衡状态的是：A、静止在粗糙斜面上的物体；B、沿光滑斜面下滑的物体；C、在平直路面上匀速行驶的汽车；D、做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间；,3.6作用力和反作用力,一、作用力与反作用力1、力是物体对物体的相互作用，物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力；2、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、作用在同一直线上，这就是牛顿第三定律；二、牛顿第三定律揭示了作用力和反作用力的关系：1、三个性质：（1）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；（2）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；（3）相互性：作用力和反作用力总是相互的，成对出现；2、四个性质：等值、反向、共线、同性质；,三、牛顿第三定律揭示力的作用是相互的，兼顾施力、受力两个方面，是正确分析物体受力的基础；,四、牛顿第三定律所阐明了作用力和反作用力的关系，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，这种关系与作用力的性质、物体质量大小、作用方式、物体的运动状态及参考系的选择均无关；五、作用力和反作用力与平衡力的区别：看练习册P57,第四章、力与运动,第一节：伽利略的理想实验与牛顿第一定律一、历史回顾：1、亚里士多德认为：力是维持物体运动的原因；2、伽利略通过理想实验，否认了亚里士多德的观点。伽利略认为，物体一旦具有速度，没有加速和减速，这个速度将保持不变，即力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；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推动科学的发展；4、英国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的观点：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿同一直线运动，即不会停下，也不会转弯；（匀速直线运动）,二、牛顿第一定律（牛顿善于总结）,1、内容：一切物体总有保持匀速直线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。（速度变化状态改变）2、对牛顿第一定律的理解：（1）不是由实验直接总结出来的规律，它是由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出的一条理想条件下的规律；（2）条件：物体不受外力或所受外力的合力为零；3、牛顿第一定律的意义：（1）一切物体都具有的一个基本属性惯性；惯性只跟物体的质量有关，与是否受力，运动的速度均无关；（2）揭示了物体不受外力（F合=0）时运动规律；（3）也阐明了运动和力的正确关系：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；,44牛顿第二定律,一、牛顿第二定律1、内容：物体的加速度跟合外力（F）成正比，跟物体的质量（m）成反比，加速度的方向与合外力的方向相同；2、公式：F=kma，其中k是比例系数，在国际单位制中k=1,那么公式变成：F=ma3、牛顿第二定律表明：（1）合力是产生加速度的原因；（2）合力不变，加速度也不变；（3）合力随时间改变，加速度也随时间改变；（4）合外力为零，加速度也为零，此时物体处于静止或匀速直线运动状态；二、力在国际单位制中的单位：牛顿（N）使质量1kg的物体产生1m/s2的加速度的力，是1N；,三、对牛顿第二定律：F=ma的理解,1、瞬时性：有合外力，同时就有加速度；2、矢量性：a的方向跟F的方向相同；3、因果性：合力F是原因，加速度a是产生的效果；4、统一性；F、m、a必须是同一个物体或同一个系统；5、独立性：当物体同时受到几个外力作用时，各力都将独立地产生与其对应的加速度，物体实际表现出来的加速度是各力产生加速度的合加速度，满足平行四边形法则；四、牛顿第一定律揭示：力是改变物体运动状态的原因，完善了力的内涵；在此基础上人们才能更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；五、应用：1、明确研究对象；2、进行受力分析；3、确定合力或加速度；4、列方程：Fx=max;Fy=may练习册p7511,第七节力学单位,一、力学中的基本物理量：质量、长度、时间；其对应的单位为基本对单位：千克（kg）、米（m）、秒（S）也叫千克、米、秒（kg.m.S）制；二、导出单位：由基本物理