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文档简介
必修一
第一章运动的描述
逢一节质点、参考条、坐标
质点
定义:用来代替物体的只有质量,没有大小、形状的点
条件:物体的大小和形状在问题中是次要因素
参考条
定义:为描述物体的运动事先设定为不动的物体
洗定原则:任意物体,一般选大地
坐标系:定量描述物体位置及位置变化
典例:
1、下列情况中的物体可以盾做质点的是()
A、地面上放一只木箱,在上面的箱角外用水平力推它,在研究它是先滑动还是
先翻转时
B、上述木箱在外力作用下在水平面上沿直线运动时
C、对于汽车的后轮,在研究车牢引力的来源时
D、人造地球卫星在研究其绕地球运动时(B、D)
2、观察图中的烟和小旗,关于甲、乙两车相对于房子的运动情况,下列说法正
确的是()
A、甲、乙两车…定向左运动
B、甲、乙两车一定向右运动
C、甲车可能运动,乙车向右运动
C、甲车可能静止,乙车向左运动
第二节时间和位移
时间和时刻:时刻在时间坐标轴上对应于一点
时间在时间坐标轴上对于于一段
位移和路程:1、位移是描述物体位置的改变,是矢量,
与运动路径无关,只由初末位置决定。
2、路程是质点运动轨迹的长度,是标量,
取决于物体运动路径。
矢量和标量:矢量:既有大小,又有方向的物理量
标量:只有大小,没有方向的物理量
矢量相加遵从平等四边形定则
标量相加遵从算述加法的法则
直线运动的位移:△X=X|-X2
典例:
1、下列说法表示同一时刻的是()
A、第2s末和第3s初B、前3内和第3s内
C、第3s末和逢2s初D、第1S内和第IS(A)
2、以下关于位移和路程的说法中,正确的是()
A、位移和路程都是描述质点位置变动的物理量
B、质点的位置是直线,而路程是曲线
C、在直线运动中位移与路程相同
D、只有在质点作单向直线运动时,位移大小才和路程相同
(D)
第三节速度
速度
定义:位移ax和发生这段位移所用时间at的te值
△X
定义式:△u=——------
单位:m/s
物理意义:表示运动快慢的物理量
矢量性:方向:与物体运动方向相同
运算:遵循平行四边形原则
平均速度
定义:某段时间的位移与发生这段位移所用时间At的比值
定义式:三=八八
△t
物理意义:表示物体运动的平均快慢速度
矢量性:方向与位移方向相同
瞬时速度:运动物体结这某一时刻(位置)时的速度
平均速率:u=
典例:At
1、以下所说的速度哪些是平均速度,哪些是瞬时速度
A、子弹射出枪口时,速度为700m/g
B、一百米赛跑的运动员用10S跑完全程,某人算出他的速度为10m/s
C、测速仪测出汽车经过某一路标的速度达到100km/n
D、返回舱以5m/s的速度着陆
平均(B、D)瞬时(A、C)
2、如图,一质点沿直线AB运动,先以速度口从A均速运动到B,接着以速度
2u沿原路返回到A,已知AB间距为X整个教程的平均速度,平均速率
(0-4-X)
解析:3位移为0.•.平均速度为0
总路程:2Xt总=区+工
u2u
平均速率为:三=%=4-x
第四节加速度——速度变化快慢的描述
1、定义:速度的变化量与发生这•变化所用时间的比
2、公式:a=,单位:m/s2
△t
3、意义:描述速度变化快慢的物理量
「运动状态的改变:速度的变动
「作用效果4
[使物体发生改变:形状和体积的变化
'力)力的概念:物体间的相互作用
「力的图示
L表示力的方法
〔力的示意图
相互作用力,
概念:由于地球的吸引而使物体受到的力
I重力,大小:G=mg,g随增大而增大,随高度增大而减小
方向:竖直向下
作用力:重心
典例;
1一个铁球在空中飞行,所受重力120N,方向竖直向下,试画出重力的图示
及示意图,
并说明受力物体与施力物体
图示
0
30N
F=120N
VI
2以下关与物体手力的几种说法中正确的是()
A一物体竖直向上抛出,物体离开手后向上运动,是由物体仍要一个向上
的力的作用
B甲打一•拳,乙感觉疼痛,而甲未感觉到疼痛,说明甲对乙施加了力的作
用,而乙对甲未施加力的作用。
C“风吹草地见牛羊”草受到了力而弯曲,但未见到施力物体,说明没有
施力物体力也
是存在的。
D磁铁吸引铁钉时磁铁不需要与铁钉接触,说明不接触的物体之间也可以
产生力的作用
3、关于物体的重心,下列说法正确的是()
A.物体的重心就是物体的、所受重力的作用点
B.重心是物体内最重的一点
C.用一根细线悬挂的物体静止时,细线方向一定通过重心
D.物体重心位置可能随着物体形状的变化而变化(A.B.C)
第二节弹力
定义:物体在力的作用下形状或体积发生改变叫形变
形3弹性形变:物体在形变后能够回复形状
变范性形变:形变后不能回复原形状
X-
弹力:定义:发生形变的物体,要恢复原状,对跟他接触的
体产生的力的作用
r两个物体相互接触
产生条件<
〔发生弹性形变
\r压力和支持力:方向都垂直于接触面
力儿种
弹力<
〔绳子的拉力:方向总是沿着绳指向绳收缩的方向
弹力「跟形变量有关,形变量越大,弹力越大
[的大小|
I胡可定理:F=kx(弹簧弹力的计算)
典例:
1.关于放在水平桌面上静止的物体受力的说法中正确的是()
A.重力、桌面对它的支持力和弹力
B.重力、桌面对它的支持力
C.重力、它对桌面的压力
D.桌面对它的支持力和它对桌面的压力(B)
2.竖直悬挂的弹簧下端,挂一重为4N的物体时,弹簧长度为126cm;挂重为6N
的物体时,弹簧长度为13cm,则弹簧原长为()cm
劲度系数为--------N/m.(10cm,200N/m)
解析:弹簧上悬挂重物时弹簧伸长,由胡克定律知:弹簧上的弹力与弹簧的伸长
量成正比,即F=kx,其中k为劲度系数,x为弹簧伸长量,数值上等于伸长后的
总长度减去原长L0,,即x=L-L0改变悬挂重物的数量,伸长量变化,这样可以列
出两个方程,可通过方程组求出弹簧原长和劲度系数。
设原长为L0,劲度系数为k,设挂G=4N重物时弹簧的长度为L1,挂G2=6N
的重物时弹簧的长度为L2,则Ll=12cm,L2=13cm,由胡克定律得
G=k(Ll-L0)G=k(L2-L0)
代入数据解得:L0=10cm,k=200N/m
3.如图,条形磁铁A.B质量均为m,C为木块。它们放在水平面上静止时,B对A
的弹力为Fl,C对B的弹力为F2,则F1,F2与重力mg的关系是()
A.Fl=mg,F2=2mgB.Fl>mg,F2=2mg.
C.Fl>mg,F2=mgD.Fl=mg,F2>2mg
解析:取为研究对象,受三个力作用,即向下的引力,重力和向上的力F1,
故有Fl>mg,取AB整体为研究对象,整体受力分析可知受到两个力的作用,一
为向下重力2mg.二为对向上作用力F2,由二力平衡可得,F2=2mg,故B正确。
第三节摩擦力
静摩擦力:
产生条件:(缺一不可)
1)接触面粗糙
2)相互接触且挤压
3)有相对运动的趋势
三要素.
大小「在0、之间
方向:与相对运动趋势的方向相反
作用点:接触点上/接触面上
滑动摩擦力
1、产生条件:
1)接触面粗糙
2)相互接触挤压
3)有相对运动
2、三要素
大小:F=uFN
方向:与接触面相切
作用点:接触面/点上
典例
1.甲工厂里用水平放置的传递带运送工件,工件随传送带一起做匀速运动
(不计空气等阻力作用),乙工厂里用倾斜放置的传送带向上运送工件,工件随
传送带一起做匀速运动,则
()
A.因为工件在运动,所以甲、乙两种情况工件都受到运动方向相反的摩擦力
B.因为工件在运动,所以甲、乙两种情况工件都受到运动方向相同的摩擦
力
C.因为甲情况工件与传递带之间不存在相对运动趋势,所以工件不受摩擦力作用
D.因为乙情况工作有沿传送带下滑的相对运动趋势,所以乙工件受沿斜面向上的
静摩力(C、D)
2.在粗糙水平面上,有一个三角形木块,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质
量为ml和m2的小木块,ml>m2,,如图,已知三角形木块和两个小木块都是静止
的,则粗糙水平面对三角形木块
()
A.有摩擦力作用,摩擦力方向水平向右
B.有摩擦力作用,摩擦力方向水平向左
C.有摩擦力作用,但方向不能确定,因为ml、m2、传送带一起做匀速运动,则
01、02的数值并未给出
D.以上结论都不对(D)
第四节力的合成
力的合成定义:由分力求合力
合成法则:两个力合成时,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行
四边形,这两个邻边的对角线就表示合力的大小和方向。
合力与分力:效果相同
求解方法:作图法
计算法
大小关系:范围||F1—F2|WF合WF1+F2
F1,F2一定时,夹角0越大,F和越小
共点力:定义
£3力作用下物体的平衡:定义
平衡条件
典例:
如图,有五个共点力F1F2F3F4F5作用在一点0,构成一个正六边形的两邻
边和二条
对角线,设F3=10N,试求这五个力的合力。(30N)
解析;因为F1与F4的合力与F3大小相等,方向相同,F2与F5的合力也
与F3的大小相等,方向相同。依据六边形的性质性质及力的合成的平行四边形
定则,可求得5个力的合力等效为三个共点同向的F3的合力,即所求五个力的
合力大小为30N,方向沿F3方向
第五节:力的分解
力的合成及分解:分力与合力:等效替代关系
基本规则:平行四边和三角形法则
合力范围:|F1—F2|WF合WF1+F2
典例':沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂与A点,如图足球的质量为m,网兜
的质量不计,足球与墙壁的接触点为B,悬绳与墙壁的夹角为a,求足球对绳上
的拉力和对墙壁的压力。
解析:•••2与3的合力大小与F3大小相等,方向相同F?与F5的合力也与F3
大小相同,方向相反。依据六边形的性质及力的合成的平行四边形定则,可求得
个力的合力等效为三个公共点同向的F3的合力,既所求的五个力的合力大小为
30N,方向沿F3方向。
力的分解
r合力与分力:等效替化关系
力的合成及分解X基本规则:平行四边形和三角形法则。
I合力范围:IF1-F2IWF合WF1+F2
典例:
沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂与A处,如图足球的质量不计,足球与墙壁的
接触点为B,绳与墙壁的夹角a,求足球对绳的拉力和对墙壁的拉力。
解析:
A
F2
舒1
F2=Gtana=mgtana
Fi=G/tana=mg/cosa
第四章:牛顿运动运动定律
第一节:牛顿第一定律
牛顿第一定律:规律的揭示:伽利略的理想试验
规律的描述:-一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除
非作用在它上面的力迫使它改变这种状
态,也叫惯性定律
惯性:概念:物体本身固有的维持原来的运动状态不变的属性,
与运动状态无关,质量是惯性大小的唯一
量度
表现:不受外力作用时,表现为保持原来的运动状态不变;受外
力时,表现为改变运动状态的难易程度
典例:
下面说法正确的是()
A惯性是只有物体在匀速运动或静止时才表现出来的性质
B物体的惯性是指物体不受外力作用时仍保持原来的运动状态
C物体不受外力作用时保持匀速运动状态或静止状态有惯性;受外力作用时不
能保持匀速直线运动状态或静止状态因而就无惯性
D惯性是物体的属性,与运动状态和是否受力无关(D)
第三节
规律;研究牛顿第二定律的试验
规律的描述:物体的加速度大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,
加速度的大小跟作用力的方向相同
规律的表达:F=ma
应用:运动:F=ma:力
超重和失重:a向上时,F>a,超重
a向下时,F<a,失重
a=g时,F=0,完全失重
典例:
如图:一轻质弹簧一端固定在墙上的。点,自由伸长到B点,今用一物
体m把弹簧压缩到A点(m与弹簧不连接),然后释放,小物体能
经B点运动到C点而静止,小物体m与水平面间的动摩擦因数M
恒定,则下列说法中正确的是()
A物体从A到B的速度越来越大
B无题次那个A到B的速度先增大后减小
C物体从A到B加速度越来越小
D物体从A到B加速度先减小后增加
解析:物体从A到B水平方向一直受向左的滑动摩擦力Ff=umg,大小不变,还
受向右的弹簧的弹力,从某个值逐渐减小到0。开始时弹力大于摩擦力,合力向
右,物体向右加速,随着弹力的减小,合力越来越小;到A,B间的某一位置时,
弹力与摩擦力的大小相同,方向相反,合力为0,速度大到最大;随后,摩擦力
大于弹力,合力增大但方向向左,合力方向与速度方向相反,物体开始做减速运
动。所以,物体由A到B,先做a减小的加速运动,后座加速度增加的减速运动。
第五节:牛顿第三定律
牛顿第三定律:作用力与反作用力
定律内容:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
一对作用力与反作用力与一对平衡力的区别于联系:
(1)不同点:作用对象
两力的性质
作用效果
(2)相同点:大小关系:相等
方向关系:相反
空间关系:共线
典例:
一根质量为M的木杆上端用丝线系在天花板上,赶上有一个质量为m的小
猴,如图,若把丝线突然剪断,小猴沿干向上爬,并保持与地面的高度不变,求
此时木杆下落的加速度?
k
WMg
解析:揭发一:隔离法,木杆与小猴的受力情况如图甲乙所示,木杆受到自身重
力Mg与小猴给木杆向下的静摩擦力Ff,小猴自身受的重力mg与木杆给它向上
的静摩擦力Ff,在竖直方向上由牛二可得:
对小猴:mg—Ff=O
对木杆:Mg+Ff'=Ma
由牛三有:Ff'=Ff
可得a=(M+m)g-rm
解法二:整体法,以木杆与小猴为一整体,在竖直方向上只受重力Mg和mg的作
用,如图丙所示,有牛顿第二定律得F1+F2+F3+…=mlal+m2a2+m3a3+…形式,对
整体可有:Mg+mg=Ma+mal
又因小猴相对地面静止,故其对地面的加速度:al=.0
所以Mg+mg=Ma+mal可变为(M+m)g=Ma
a=(M+m)g-?M
答案:a=(M+m)g+M,方向竖直向下
牛顿定律的应用:
两类基本问题:已知运动情况求受力
已知受力求运动情况
共点力作用下的物体平衡:平衡条件,平衡状态
超重和失重:a向上时,F>a,超重
a向下时,F<a,失重
a=g时,F=0,完全失重
典例:
一.如图,箱子房在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,杆上套着一圆环,箱
子的质量为M,环的质量为m,圆环沿杆滑动时与杆间有摩擦。
1.若环沿杆加速下滑,环与杆间的摩擦力的大小为F,则箱子对地面的压力有多
大?
2.若杆沿环下滑的加速度为a,则箱子对地面的压力有多大?
3.若给环一定的初速度,使环沿杆上滑的过程中摩擦力的大小为F,则箱子对地
面的压力有多大?
4.若给环一定的初速度V0,环沿杆上滑h高后速度恰好为0.则在环沿杆上滑的
过程中箱子对地面的压力有多大?
解析:环沿杆下滑时,环受到的摩擦力方向向上,箱子受到的摩擦力方向向下,
故箱子受到地面的支持力FN=Mg+F
根据牛三,箱子对地面的压力:FN'=FN=Mg+F
2.环以加速度a加速下滑,有牛二定律:mg—F=ma,故环受到的摩擦力F=m(g-a)
FN'=Mg+F=Mg+m(g-a)=(M+m)g-ma
3.环沿杆滑动时,环受到的摩擦力方向向下,箱子受到的摩擦力方向向下,故箱
子受到地面的支持力FN=Mg-F
根据牛三,箱子对地面的压力FN'=FN=Mg-F
4,由运动学公式V02=2ah
可得环沿杆上滑做匀减速运动的加速度大小为a=V024-2h
有牛二:mg+F=ma0摩擦力:F=m(a-g)
FN'=Mg-F=Mg-m(a-g)=(M+m)g-ma=(M+m)g-mv2-?2h
答案:1.Mg+F2.(M+m)g-ma3.Mg-F4.(M+m)g-mv24-2h
二.如图。质量为m的物体,在水平力F的作用下,沿倾角为a的粗造斜面向上
做匀速运动,试求水平推力的大小?
解析:正交分解Feosa-mgsina—Ff=0
FN—mgeosa—Fsina=0
Ff=un
得至(JF=(sina+口cosa)mg-i-(cosa—usina)
实验:
(一).用打点计时器测速度
一.实验目的
1.了解打点计时器的构造,原理及使用方法
2.用打点计时器测速度
实验原理
1.测平均速度:测量打点计时器在某两个时间间隔间的平均速度,用刻度
尺量出两点间的距离测瞬时速度(极限逼近法)。求经0点的瞬
时速度时用____________
三.实验器材
打点计时器,纸带,复写纸,刻度尺
四.两种常用得打点计时器
1.电磁打点计时器:用交流电源,工作电压6V以下,频率50HZo每隔0.02
秒打一个点
2.电火花打点计时器:交流电源,工作电压220V,频率50HZ,每隔0.02
秒打一个点
五.实验步骤
1.固定打点计时器
2.用手拉动纸带,打出一行小点
3.取下纸带,从能看清的点开始数,弄清从第一个点到第N个点间的间隔
数
4.用刻度尺测量
5.用公式计算速度
六.用图像表示
O•A••BC•D♦E•F•
速度一时间图像
意义:描述V与t的变化关系。
探究小车速度随时间变化的规律
一、实验目的
1、用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动,进一步熟悉打点计时器。
2、探究小车速度随时间的变化规律,用图像法处理实验数据。
二、实验原理
1、计算打各计数点时小车的速度,取很短的时间At,用At内的平均速度当作
打该计数点时小车的瞬时速度。
2、画出小车的v—t图像,斜率表示加速度的大小,如v—t图像是由一条倾斜的
直线,说明物体做匀速直线运动。
三、实验器材
电磁打点计时器、导线、复写纸,一端带滑轮的长木板、细码、钩码、刻度尺、
秒表、祛码。
四、实验步骤
1、固定小车,让小车在钩码牵引下运动
2、固定打点计时器,纸带接在小车后面
3、连接好电路,停在靠近打点计时器的位置,先打开电源,然后释放小车。
4、打完一次纸带立即关电源,换纸带重复。
5、选择点迹清晰的纸带,舍掉开关密集的点。计算后边的点距间的速度。
探究加速度、力、质量的关系
-、目的
探究加速度、力、质量的关系
二、探究方法
控制变量法
1)保持物体的质量不变
2)保持物体的受力不变
三、器材
打点计时器,长木板,细绳重物,刻度尺,小车,天平
步骤:
1、用天平测小车和重物质量MO、mo
2、安装器材
3、平衡摩擦力(垫高木板)
4、放开小车,取下纸带并做记录
5、重复实验
匀变速直线运动的研究'加速度a恒定
"运动特点
、任意相等时间内速度变化相等
匀变速<「速度时间关系式
运动位移时间关系式
运动规律位移速度关系式
I平均速度公式
意义:表示位移随t的变化规律
x—t图像Jr(1)判断运动性质
应用I(2)判断运动方向
II(3)比较运动快慢
rI(4)确定位移式时间
意义:表示速度随时间的变化规律
v-t图像J「(1)确定某时刻的速度
L应用J(2)判断运动性质
I(3)判断运动方向
I(4)比较加速度大小
典例:A、B是做匀变速直线运动的两个物体的速度图像,如图。
(1)A、B各做什么运动,求a
(2)两图像交点的意义
(3)求1s末A、B的速度
(4)求6s末A、B的速度
解析问A:a=(v-vO)/t=(8-3)/5=lm/s
22
B:a2=8/4m/s=2m/s与初速度方向相反。
两图象交点表示在该时刻速度相等
(3)1s末A的速度为3m/s,和初速度方向相同
B的速度大小为6m/s,和初速度方向相同
(4)6s末A物件的速度大小为8m/s,和初速度方向相同
B物体的速度大小为4m/s,和初速度方向相反
2、--物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后速度的大小变为
10m/s,这1s内物体的(A、D)
A、位移的大小可能小于4m
B、位移的大小可能大于10m
C、加速度的大小可能小于4mH
D、加速度的大小可能大于10m/s2
3、物体由静止开始做匀加速直线运动,当其位移为x时速度为v,求位移为时
的速度,v为多大
解:v2-vi2=2ax
vi=O
v2=2ax
vi/v=V3/3
得位移为x/3时,物体的速度v'=J3/3
自由落体运动
的运动
始下落
静止开
用下从
重力作
体只有
:物
自/定义
g
a=
vO=O
(1)
:f
由特点
运动
速直线
)匀加
落1(2
下
竖直向
向:
体r方
相同
的数值
点,g
同一地
速度
运重力加
c
减小
大而
的增
高度
,随
而增大
的增大
随纬度
小g
减j大
Y
2
8m/s
®9.
地,g
一般
I
gt
rV=
2
gt
h=l/2
2
gh
v=2
律j
l规
gt/2
v/2=
、v=
:
典例
求:
/s2,
=10m
力,g
气阻
计空
,不
h小球
下一^"
自由落
的空中
00m
离地5
)
(10s
到地面
时间落
过多长
小球经
(1)
)
移(5m
过的位
s内通
在第I
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