第一章 運(yùn)動的描述
第一節(jié) 認(rèn)識運(yùn)動
機(jī)械運(yùn)動:物體在空間中所處位置發(fā)生變化,這樣的運(yùn)動叫做機(jī)械運(yùn)動。
運(yùn)動的特性:普遍性,永恒性,多樣性
參考系
1.任何運(yùn)動都是相對于某個參照物而言的,這個參照物稱為參考系。
2.參考系的選取是自由的。
(1)比較兩個物體的運(yùn)動必須選用同一參考系。
(2)參照物不一定靜止,但被認(rèn)為是靜止的。
質(zhì)點(diǎn)
1.在研究物體運(yùn)動的過程中,如果物體的大小和形狀在所研究問題中可以忽略是,把物體簡化為一個點(diǎn),認(rèn)為物體的質(zhì)量都集中在這個點(diǎn)上,這個點(diǎn)稱為質(zhì)點(diǎn)。
2.質(zhì)點(diǎn)條件:
(1)物體中各點(diǎn)的運(yùn)動情況完全相同(物體做平動)
(2)物體的大。ň度)<<它通過的距離
3.質(zhì)點(diǎn)具有相對性,而不具有絕對性。
4.理想化模型:根據(jù)所研究問題的性質(zhì)和需要,抓住問題中的主要因素,忽略其次要因素,建立一種理想化的模型,使復(fù)雜的問題得到簡化。(為便于研究而建立的一種高度抽象的理想客體)
第二節(jié)時間 位移
時間與時刻
1.鐘表指示的一個讀數(shù)對應(yīng)著某一個瞬間,就是時刻,時刻在時間軸上對應(yīng)某一點(diǎn)。兩個時刻之間的間隔稱為時間,時間在時間軸上對應(yīng)一段。
△t=t2?t1
2.時間和時刻的單位都是秒,符號為s,常見單位還有min,h。
3.通常以問題中的初始時刻為零點(diǎn)。
路程和位移
1.路程表示物體運(yùn)動軌跡的長度,但不能完全確定物體位置的變化,是標(biāo)量。
2.從物體運(yùn)動的起點(diǎn)指向運(yùn)動的重點(diǎn)的有向線段稱為位移,是矢量。
3.物理學(xué)中,只有大小的物理量稱為標(biāo)量;既有大小又有方向的物理量稱為矢量。
4.只有在質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動是,位移的大小等于路程。兩者運(yùn)算法則不同。
第三節(jié)記錄物體的運(yùn)動信息
打點(diǎn)記時器:通過在紙帶上打出一系列的點(diǎn)來記錄物體運(yùn)動信息的儀器。(電火花打點(diǎn)記時器??火花打點(diǎn),電磁打點(diǎn)記時器??電磁打點(diǎn));一般打出兩個相鄰的點(diǎn)的時間間隔是0.02s。
第四節(jié)物體運(yùn)動的速度
物體通過的路程與所用的時間之比叫做速度。
平均速度(與位移、時間間隔相對應(yīng))
物體運(yùn)動的平均速度v是物體的位移s與發(fā)生這段位移所用時間t的比值。其方向與物體的位移方向相同。單位是m/s。
v=s/t
瞬時速度(與位置時刻相對應(yīng))
瞬時速度是物體在某時刻前后無窮短時間內(nèi)的平均速度。其方向是物體在運(yùn)動軌跡上過該點(diǎn)的切線方向。瞬時速率(簡稱速率)即瞬時速度的大小。
速率≥速度
第五節(jié)速度變化的快慢 加速度
1.物體的加速度等于物體速度變化(vt?v0)與完成這一變化所用時間的比值
a=(vt?v0)/t
2.a不由△v、t決定,而是由F、m決定。
3.變化量=末態(tài)量值?初態(tài)量值……表示變化的大小或多少
4.變化率=變化量/時間……表示變化快慢
5.如果物體沿直線運(yùn)動且其速度均勻變化,該物體的運(yùn)動就是勻變速直線運(yùn)動(加速度不隨時間改變)。
6.速度是狀態(tài)量,加速度是性質(zhì)量,速度改變量(速度改變大小程度)是過程量。
第六節(jié)用圖象描述直線運(yùn)動
勻變速直線運(yùn)動的位移圖象
1.s-t圖象是描述做勻變速直線運(yùn)動的物體的位移隨時間的變化關(guān)系的曲線。(不反映物體運(yùn)動的軌跡)
2.物理中,斜率k≠tanα(2坐標(biāo)軸單位、物理意義不同)
3.圖象中兩圖線的交點(diǎn)表示兩物體在這一時刻相遇。
勻變速直線運(yùn)動的速度圖象
1.v-t圖象是描述勻變速直線運(yùn)動的物體歲時間變化關(guān)系的圖線。(不反映物體運(yùn)動軌跡)
2.圖象與時間軸的面積表示物體運(yùn)動的位移,在t軸上方位移為正,下方為負(fù),整個過程中位移為各段位移之和,即各面積的代數(shù)和。
第二章
探究勻變速直線運(yùn)動規(guī)律
第一、二節(jié) 探究自由落體運(yùn)動/自由落體運(yùn)動規(guī)律
記錄自由落體運(yùn)動軌跡
1.物體僅在中立的作用下,從靜止開始下落的運(yùn)動,叫做自由落體運(yùn)動(理想化模型)。在空氣中影響物體下落快慢的因素是下落過程中空氣阻力的影響,與物體重量無關(guān)。
2. 伽利略的科學(xué)方法:觀察→提出假設(shè)→運(yùn)用邏輯得出結(jié)論→通過實(shí)驗對推論進(jìn)行檢驗→對假說進(jìn)行修正和推廣
自由落體運(yùn)動規(guī)律
1. 自由落體運(yùn)動是一種初速度為0的勻變速直線運(yùn)動,加速度為常量,稱為重力加速度(g)。g=9.8m/s?
2. 重力加速度g的方向總是豎直向下的。其大小隨著緯度的增加而增加,隨著高度的增加而減少。
3. vt?= 2gs
豎直上拋運(yùn)動
處理方法:分段法(上升過程a=-g,下降過程為自由落體),整體法(a=-g,注意矢量性)
1.速度公式:vt= v0?gt
位移公式:h=v0t?gt?/2
2.上升到最高點(diǎn)時間t=v0/g,上升到最高點(diǎn)所用時間與回落到拋出點(diǎn)所用時間相等
3.上升的最大高度:s=v0?/2g
第三節(jié) 勻變速直線運(yùn)動
勻變速直線運(yùn)動規(guī)律
1.基本公式:s=v0t+at?/2
2.平均速度:vt= v0+at
3.推論:
(1)v= vt/2
(2)S2?S1=S3?S2=S4?S3=……=△S=aT?
(3)初速度為0的n個連續(xù)相等的時間內(nèi)S之比:
S1:S2:S3:……:Sn=1:3:5:……:(2n?1)
(4)初速度為0的n個連續(xù)相等的位移內(nèi)t之比:
t1:t2:t3:……:tn=1:(√2?1):(√3?√2):……:(√n?√n?1)
(5)a=(Sm?Sn)/(m?n)T?(利用上各段位移,減少誤差→逐差法)
(6)vt??v0?=2as
第四節(jié) 汽車行駛安全
1.停車距離=反應(yīng)距離(車速×反應(yīng)時間)+剎車距離(勻減速)
2.安全距離≥停車距離
3.剎車距離的大小取決于車的初速度和路面的粗糙程度
4.追及/相遇問題:抓住兩物體速度相等時滿足的臨界條件,時間及位移關(guān)系,臨界狀態(tài)(勻減速至靜止)?捎脠D象法解題。
第三章 研究物體間的相互作用
第一節(jié) 探究形變與彈力的關(guān)系
認(rèn)識形變
1.物體形狀回體積發(fā)生變化簡稱形變。
2.分類:按形式分:壓縮形變、拉伸形變、彎曲形變、扭曲形變。
按效果分:彈性形變、塑性形變
3.彈力有無的判斷:
(1)定義法(產(chǎn)生條件)
(2)搬移法:假設(shè)其中某一個彈力不存在,然后分析其狀態(tài)是否有變化。
(3)假設(shè)法:假設(shè)其中某一個彈力存在,然后分析其狀態(tài)是否有變化。
彈性與彈性限度
1.物體具有恢復(fù)原狀的性質(zhì)稱為彈性。
2.撤去外力后,物體能完全恢復(fù)原狀的形變,稱為彈性形變。
3.如果外力過大,撤去外力后,物體的形狀不能完全恢復(fù),這種現(xiàn)象為超過了物體的彈性限度,發(fā)生了塑性形變。
探究彈力
1.產(chǎn)生形變的物體由于要恢復(fù)原狀,會對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這種力稱為彈力。
2.彈力方向垂直于兩物體的接觸面,與引起形變的外力方向相反,與恢復(fù)方向相同。
繩子彈力沿繩的收縮方向;鉸鏈彈力沿桿方向;硬桿彈力可不沿桿方向。
彈力的作用線總是通過兩物體的接觸點(diǎn)并沿其接觸點(diǎn)公共切面的垂直方向。
3.在彈性限度內(nèi),彈簧彈力F的大小與彈簧的伸長或縮短量x成正比,即胡克定律。
F=kx
4.上式的k稱為彈簧的勁度系數(shù)(倔強(qiáng)系數(shù)),反映了彈簧發(fā)生形變的難易程度。
5.彈簧的串、并聯(lián):串聯(lián):1/k=1/k1+1/k2 并聯(lián):k= k1+k2
第二節(jié) 研究摩擦力滑動摩擦力
1.兩個相互接觸的物體有相對滑動時,物體之間存在的摩擦叫做滑動摩擦。
2.在滑動摩擦中,物體間產(chǎn)生的阻礙物體相對滑動的作用力,叫做滑動摩擦力。
3.滑動摩擦力f的大小跟正壓力N(≠G)成正比。即:f=μN(yùn)
4.μ稱為動摩擦因數(shù),與相接觸的物體材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)。0<μ<1。
5.滑動摩擦力的方向總是與物體相對滑動的方向相反,與其接觸面相切。
6.條件:直接接觸、相互擠壓(彈力),相對運(yùn)動/趨勢。
7.摩擦力的大小與接觸面積無關(guān),與相對運(yùn)動速度無關(guān)。
8.摩擦力可以是阻力,也可以是動力。
9.計算:公式法/二力平衡法。
研究靜摩擦力
1.當(dāng)物體具有相對滑動趨勢時,物體間產(chǎn)生的摩擦叫做靜摩擦,這時產(chǎn)生的摩擦力叫靜摩擦力。
2.物體所受到的靜摩擦力有一個最大限度,這個最大值叫最大靜摩擦力。
3.靜摩擦力的方向總與接觸面相切,與物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反。
4.靜摩擦力的大小由物體的運(yùn)動狀態(tài)以及外部受力情況決定,與正壓力無關(guān),平衡時總與切面外力平衡。0≤F=f0≤fm
5.最大靜摩擦力的大小與正壓力接觸面的粗糙程度有關(guān)。fm=μ0?N(μ≤μ0)
6.靜摩擦有無的判斷:概念法(相對運(yùn)動趨勢);二力平衡法;牛頓運(yùn)動定律法;假設(shè)法(假設(shè)沒有靜摩擦)。
第三節(jié) 力的等效和替代力的圖示
1.力的圖示是用一根帶箭頭的線段(定量)表示力的三要素的方法。
2.圖示畫法:選定標(biāo)度(同一物體上標(biāo)度應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一),沿力的方向從力的作用點(diǎn)開始按比例畫一線段,在線段末端標(biāo)上箭頭。
3.力的示意圖:突出方向,不定量。
力的等效/替代
1.如果一個力的作用效果與另外幾個力的共同效果作用相同,那么這個力與另外幾個力可以相互替代,這個力稱為另外幾個力的合力,另外幾個力稱為這個力的分力。
2.根據(jù)具體情況進(jìn)行力的替代,稱為力的合成與分解。求幾個力的合力叫力的合成,求一個力的分力叫力的分解。合力和分力具有等效替代的關(guān)系。
3.實(shí)驗:平行四邊形定則:P58
第四節(jié) 力的合成與分解
力的平行四邊形定則
1.力的平行四邊形定則:如果用表示兩個共點(diǎn)力的線段為鄰邊作一個平行四邊形,則這兩個鄰邊的對角線表示合力的大小和方向。
2.一切矢量的運(yùn)算都遵循平行四邊形定則。
合力的計算
1.方法:公式法,圖解法(平行四邊形/多邊形/△)
2.三角形定則:將兩個分力首尾相接,連接始末端的有向線段即表示它們的合力。
3.設(shè)F為F1、F2的合力,θ為F1、F2的夾角,則:
F=√(F1?+F2?+2F1F2cosθ)
tanθ= F2sinθ/(F1+ F2cosθ)
當(dāng)兩分力垂直時,F(xiàn)=F1?+F2?,當(dāng)兩分力大小相等時,F(xiàn)=2F1cos(θ/2)
4.
1)|F1?F2|≤F≤|F1+F2|
2)隨F1、F2夾角的增大,合力F逐漸減小。
3)當(dāng)兩個分力同向時θ=0,合力最大:F=F1+F2
4)當(dāng)兩個分力反向時θ=180°,合力最小:F=|F1?F2|
5)當(dāng)兩個分力垂直時θ=90°,F(xiàn)?=F1?+F2?
分力的計算
1.分解原則:力的實(shí)際效果/解題方便(正交分解)
2.受力分析順序:G→N→F→電磁力
第五節(jié)共點(diǎn)力的平衡條件
共點(diǎn)力
如果幾個力作用在物體的同一點(diǎn),或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)(該點(diǎn)不一定在物體上),這幾個力叫做共點(diǎn)力。
尋找共點(diǎn)力的平衡條件
1.物體保持靜止或者保持勻速直線運(yùn)動的狀態(tài)叫平衡狀態(tài)。
2.物體如果受到共點(diǎn)力的作用且處于平衡狀態(tài),就叫做共點(diǎn)力的平衡。
3.二力平衡是指物體在兩個共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),其平衡條件是這兩個離的大小相等、方向相反。多力亦是如此。
4.正交分解法:把一個矢量分解在兩個相互垂直的坐標(biāo)軸上,利于處理多個不在同一直線上的矢量(力)作用分解。
第六節(jié) 作用力與反作用力探究作用力與反作用力的關(guān)系
1.一個物體對另一個物體有作用力時,同時也受到另一物體對它的作用力,這種相互作用力稱為作用力和反作用力。
2.力的性質(zhì):物質(zhì)性(必有施/手力物體),相互性(力的作用是相互的)
3.平衡力與相互作用力:
同:等大,反向,共線
異:相互作用力具有同時性(產(chǎn)生、變化、小時),異體性(作用效果不同,不可抵消),二力同性質(zhì)。平衡力不具備同時性,可相互抵消,二力性質(zhì)可不同。
牛頓第三定律
1.牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反。
2.牛頓第三定律適用于任何兩個相互作用的物體,與物體的質(zhì)量、運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。二力的產(chǎn)生和消失同時,無先后之分。二力分別作用在兩個物體上,各自分別產(chǎn)生作用效果。
第四章 力與運(yùn)動
第一節(jié) 伽利略理想實(shí)驗與牛頓第一定律
伽利略的理想實(shí)驗(見P76、77,以及單擺實(shí)驗)
牛頓第一定律
1.牛頓第一定律(慣性定律):一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。??物體的運(yùn)動并不需要力來維持。
2.物體保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性。
3.慣性是物體的固有屬性,與物體受力、運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度。
4.物體不受力時,慣性表現(xiàn)為物體保持勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài);受外力時,慣性表現(xiàn)為運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度不同。
第二、三節(jié) 影響加速度的因素/探究物體運(yùn)動與受力的關(guān)系
加速度與物體所受合力、物體質(zhì)量的關(guān)系(實(shí)驗設(shè)計見B書P93)
第四節(jié) 牛頓第二定律牛頓第二定律
1.牛頓第二定律:物體的加速度跟所受合外力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2.a=k?F/m(k=1)→ F=ma
3.k的數(shù)值等于使單位質(zhì)量的物體產(chǎn)生單位加速度時力的大小。國際單位制中k=1。
4.當(dāng)物體從某種特征到另一種特征時,發(fā)生質(zhì)的飛躍的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)。
5.極限分析法(預(yù)測和處理臨界問題):通過恰當(dāng)?shù)剡x取某個變化的物理量將其推向極端,從而把臨界現(xiàn)象暴露出來。
6.牛頓第二定律特性:1)矢量性:加速度與合外力任意時刻方向相同
2)瞬時性:加速度與合外力同時產(chǎn)生/變化/消失,力是產(chǎn)生加速度的原因。
3)相對性:a是相對于慣性系的,牛頓第二定律只在慣性系中成立。
4)獨(dú)立性:力的獨(dú)立作用原理:不同方向的合力產(chǎn)生不同方向的加速度,彼此不受對方影響。
5)同體性:研究對象的統(tǒng)一性。
第五節(jié) 牛頓第二定律的應(yīng)用
解題思路:物體的受力情況 ?牛頓第二定律 ? a
? 運(yùn)動學(xué)公式 ? 物體的運(yùn)動情況
第六節(jié) 超重與失重
超重和失重
1.物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象(視重>物重),物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象(物重<視重)。
2.只要豎直方向的a≠0,物體一定處于超重或失重狀態(tài)。
3.視重:物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Γ▋x器稱值)。
4.實(shí)重:實(shí)際重力(來源于萬有引力)。
5.N=G+ma
(設(shè)豎直向上為正方向,與v無關(guān))
6.完全失重:一個物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ榱,達(dá)到失重現(xiàn)象的極限的現(xiàn)象,此時a=g=9.8m/s?。
7.自然界中落體加速度不大于g,人工加速使落體加速度大于g,則落體對上方物體(如果有)產(chǎn)生壓力,或?qū)ο路綘坷K產(chǎn)生拉力。
第七節(jié) 力學(xué)單位單位制的意義
1.單位制是由基本單位和導(dǎo)出單位組成的一系列完整的單位體制。
2.基本單位可任意選定,導(dǎo)出單位則由定義方程式與比例系數(shù)確定的。基本單位選取的不同,組成的單位制也不同。
國際單位制中的力學(xué)單位
1.國際單位制(符號??單位):時間(t)??s,長度(l)??m,質(zhì)量(m)??kg,電流(I)??A,物質(zhì)的量(n)??mol,熱力學(xué)溫度??K,發(fā)光強(qiáng)度??cd(坎培拉)
2.1N:使1kg的物體產(chǎn)生單位加速度時力的大小,即1N=1kg?m/s?。
3.常見單位換算:1英尺=12英寸=0.3048m,1英寸=2.540cm,1英里=1.6093km
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