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高三物理一轮复习教案精品)

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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究

第1单元 直线运动的基本概念

1、 机械运动:一个物体相对于另一物体位置的改变(平动、转动、直线、曲线、圆周)

参考系:假定为不动的物体

(1) 参考系可以任意选取,一般以地面为参考系

(2) 同一个物体,选择不同的参考系,观察的结果可能不同 (3) 一切物体都在运动,运动是绝对的,而静止是相对的

2、 质点:在研究物体时,不考虑物体的大小和形状,而把物体看成是有质量的点,或者

说用一个有质量的点来代替整个物体,这个点叫做质点。

(1) 质点忽略了无关因素和次要因素,是简化出来的理想的、抽象的模型,客观

上不存在。

(2) 大的物体不一定不能看成质点,小的物体不一定就能看成质点。 (3) 转动的物体不一定不能看成质点,平动的物体不一定总能看成质点。

(4) 某个物体能否看成质点要看它的大小和形状是否能被忽略以及要求的精确程

度。

3、时刻:表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初,几秒末。

时间:前后两时刻之差。时间坐标轴线段表示时间,第n 秒至第n+3秒的时间为3秒 (对应于坐标系中的线段)

4、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。路程不等于位移大小 (坐标系中的点、线段和曲线的长度)

5、速度:描述物体运动快慢和运动方向的物理量, 是矢量。

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,υ=s/t (方向为位移的方向)

平均速率:为质点运动的路程与时间之比,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同

直线运动

直线运动的条件:a 、v 0共线

参考系、质点、时间和时刻、位移和路程

速度、速率、平均速度

加速度

运动的描述 典型的直线运动

匀速直线运动 s=v t ,s-t 图,(a =0)

匀变速直线运动

特例

自由落体(a =g ) 竖直上抛(a =g )

v - t 图

规律

at v v t +=0,2

02

1

at t v s +=as v v t 22

02=-,t v v s t

2

0+=

(粗略描述运动的快慢)

即时速度:对应于某一时刻(或位置)的速度,方向为物体的运动方向。(t

s

v t ??=→?0lim

即时速率:即时速度的大小即为速率;

【例1】物体M 从A 运动到B ,前半程平均速度为v 1,后半程平均速度为v 2,那么全程的平均速度是:( D )

A .(v 1+v 2)/2

B .21v v ?

C .212

221v v v v ++ D .2

12

12v v v v +

【例2】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 。 6、平动:物体各部分运动情况都相同。 转动:物体各部分都绕圆心作圆周运动。 7、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)。

(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。

(3)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)。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)。 8 匀速直线运动和匀变速直线运动

【例3】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 (6m/s 或14m/s) 【例4】关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是(B )

A .速度变化越大,加速度就越大

B .速度变化越快,加速度越大

C .加速度大小不变,速度方向也保持不变

D .加速度大小不断变小,速度大小也不断变小 9、匀速直线运动:t

s

v =

,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,加速度为零的直线运动.

匀速s - t 图像为一直线:图线的斜率在数值上等于物体的速度。

第2单元 匀变速直线运动规律

匀变速直线运动公式 1.常用公式有以下四个

at v v t +=0 202

1at t v s +

= as v v t 22

2=- t v v s t 20+= 2.匀变速直线运动中几个常用的结论

①Δs=aT 2,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)aT 2

②t

s

v v v t t =+=202/,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。 2

2

202/t s v v v += ,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2/2

/s t v v <。

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: gt v = , 221at s =

, as v 22= , t v

s 2

= 4.初速为零的匀变速直线运动

①前1秒、前2秒、前3秒……内的位移之比为1∶4∶9∶…… ②第1秒、第2秒、第3秒……内的位移之比为1∶3∶5∶……

③前1米、前2米、前3米……所用的时间之比为1∶2∶3∶……

④第1米、第2米、第3米……所用的时间之比为1∶()

12-∶(23-)∶…… 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:

①t s a

t a s ∝∝∝

,1

,1 ②221B v v v v ===

6、解题方法指导: 解题步骤: (1)确定研究对象。(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:假设未知数,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v —t 图可以求出某段时间的位移大小、可以比较v t/2与v S/2,以及追及问题。用s —t 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。

综合应用例析

a 1、s 1、t 1 a 2、s 2、t 2

【例1】在光滑的水平面上静止一物体,现以水平恒力甲推此物体,作用一段时间后换成相反方向的水平恒力乙推物体,当恒力乙作用时间与恒力甲的作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的速度为v 2,若撤去恒力甲的瞬间物体的速度为v 1,则v 2∶v 1=?

【解析】

s s '-=,而t v s 21=

,t v v s 2

)(21-+='- 得v 2∶v 1=2∶1 思考:在例1中,F 1、F 2大小之比为多少?(答案:1∶3)

【例2】一辆汽车沿平直公路从甲站开往乙站,起动加速度为2m/s 2

,加速行驶5秒,后匀速行驶2分钟,然后刹车,滑行50m ,正好到达乙站,求汽车从甲站到乙站的平均速度?

解析:起动阶段行驶位移为: s 1=

2

12

1at ……(1) 匀速行驶的速度为: v = at 1 ……(2) 匀速行驶的位移为: s 2 =vt 2 ……(3) 刹车段的时间为: s 3 =

32

t v

……(4) 汽车从甲站到乙站的平均速度为:

v =

s m s m s m t t t s s s /44.9/135

1275

/10120550120025321321==++++=++++

【例3】一物体由斜面顶端由静止开始匀加速下滑,最初的3秒内的位移为s 1,最后

3秒内的位移为s 2,若s 2-s 1=6米,s 1∶s 2=3∶7,求斜面的长度为多少?

解析:设斜面长为s ,加速度为a ,沿斜面下滑的总时间为t 。则:

斜面长: s =

2

1at 2 …… ( 1) 前3秒内的位移:s 1 = 21

at 12 (2)

后3秒内的位移: s 2 =s -2

1a (t -3)2

(3)

s 2-s 1=6 ...... (4) s 1∶s 2 = 3∶7 (5)

解(1)—(5)得:a =1m/s 2 t = 5s s =12 . 5m 【例4】物块以v 0=4米/秒的速度滑上光滑的斜面,途经A 、B 两点,已知在A 点时的速度是B 点时的速度的2倍,由B 点再经0.5秒物块滑到斜面顶点C 速度变为零,A 、B 相距0.75米,求斜面的长度及物体由D 运动到B 的时间?

解析:物块匀减速直线运动。设A 点速度为V A 、B 点速度V B ,加速度为a ,斜面长为S 。

A 到B : v B 2 - v A 2 =2as AB (1)

v A = 2v B ... (2)

B 到C : 0=v B + at 0 (3)

匀加速 匀速 匀减速

甲 t 1 t 2 t 3 乙

s 1 s 2 s

3

解(1)(2)(3)得:v B =1m/s a = -2m/s 2

D 到C 0 - v 02

=2as (4) s= 4m

从D 运动到B 的时间: D 到B : v B =v 0+ at 1 t 1=1.5秒 D 到C 再回到B :t 2 = t 1+2t 0=1.5+2?0.5=2.5(s)

【例5】一质点沿AD 直线作匀加速直线运动,如图,测得它在AB 、BC 、CD 三段的时间均为t ,测得位移AC =L 1,BD =L 2,试求质点的加速度?

解:设AB =s 1、BC =s 2、CD =s 3 则:

s 2-s 1=at 2 s 3-s 2=at 2

两式相加:s 3-s 1=2at 2

由图可知:L 2-L 1=(s 3+s 2)-(s 2+s 1)=s 3-s 1 则:a =

2

1

22t

L L - 【例6】一质点由A 点出发沿直线AB 运动,行程的第一部分是加速度为a 1的匀加速运动,接着做加速度为a 2的匀减速直线运动,抵达B 点时恰好静止,如果AB 的总长度为s ,试求质点走完AB 全程所用的时间t ?

解:设质点的最大速度为v ,前、后两段运动过程及全过程的平均速度相等,均为2

v 。 全过程: s =

t v

2

……(1) 匀加速过程:v = a 1t 1 ……(2) 匀减速过程:v = a 2t 2 ……(3) 由(2)(3)得:t 1=

1a v 2

2a v t = 代入(1)得: s = )(

221a v

a v v + s=2

1212a a a sa + 将v 代入(1)得: t =

2

1212

121)

(2222a a a a s a a a sa s v

s

+=

+=

【例7】一个做匀加速直线运动的物体,连续通过两段长为s 的位移所用的时间分别为t 1、t 2,求物体的加速度?

解:方法(1):设前段位移的初速度为v 0,加速度为a ,则:

前一段s : s =v 0t 1 +

2

12

1at ……(1) 全过程2s : 2s =v 0(t 1+t 2)+2

21)(2

1t t a + (2)

消去v 0得: a = )

()

(2212121t t t t t t s +-

方法(2):设前一段时间t 1的中间时刻的瞬时速度为v 1,后一段时间t 2的中间时刻的瞬时速度为v 2。所以:

v 1=

1t s

……(1) v 2=2t s ……(2)v 2=v 1+a (2

221t t +) (3)

A B C D

解(1)(2)(3)得相同结果。 方法(3):设前一段位移的初速度为v 0,末速度为v ,加速度为a 。 前一段s : s =v 0t 1 + 2

12

1at ……(1) 后一段s : s =vt 2 +

2

22

1at ……(2) v = v 0 + at ……(3) 解(1)(2)(3)得相同结果。

例8.某航空公司的一架客机,在正常航线上做水平飞行时,突然受到强大的垂直气流的作用,使飞机在10 s 内下降高度为1800 m ,造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究在竖直方向上的运动,且假设这一运动是匀变速直线运动.

(1)求飞机在竖直方向上产生的加速度多大?

(2)试估算成年乘客所系安全带必须提供多大拉力才能使乘客不脱离座椅.

解:由s =

21at 2及:a =10001800222?=t

s m/s 2=36 m/s 2

. 由牛顿第二定律:F +mg =ma 得F =m (a -g )=1560 N,成年乘客的质量可取45 kg~65 kg,

因此,F 相应的值为1170 N~1690 N

第3单元 自由落体与竖直上抛运动

1、 自由落体运动:物体仅在重力作用下由静止开始下落的运动

重快轻慢”――非也

亚里斯多德――Y 伽利略――――N

(1)特点:只受重力作用,即υ0=0、a=g (由赤道向两极,g 增加由地面向高空,g 减小

一般认为g 不变)

(2)运动规律: V = g t H = g t 2. / 2 V 2

= 2 g H

对于自由落体运动,物体下落的时间仅与高度有关,与物体受的重力无关。 (3)符合初速度为零的匀加速直线运动的比例规律

2、 竖直上抛运动:物体上获得竖直向上的初速度υ0后仅在重力作用下的运动。 特点:只受重力作用且与初速度方向反向,以初速方向为正方向则---a=-g

运动规律:

(1) V =V 0-g t t =V 0 / g

(2) H =V 0 t -g t 2

/ 2

(3) V 02-V 2=2gH H =V 02

/ 2g

(4) -

v = ( V 0 +V) / 2

例:竖直上抛,V 0=100m / s 忽略空气阻力

(1)、多长时间到达最高点?

0=V0-g t t=V0 / g=10秒 500米

理解加速度

(2)、最高能上升多高?(最大高度) 100m/s 0-V02=-2g H H= V02/2g=500米

(3)、回到抛出点用多长时间?

H=g t2. / 2 t=10秒时间对称性

(4)、回到抛出点时速度=?

V=g t V=100m / s 方向向下速度大小对称性

(5)、接着下落10秒,速度=?

v=100+10×10=200m/s 方向向下

(6)、此时的位置?

s=100×10+0.5×10×102=1500米

(7)、理解前10秒、20秒 v(m/s)

30秒内的位移

结论:时间对称性

速度大小对称性

注意:若物体在上升或下落中还受有恒空气阻力,则物体的运动不再是自由落体和竖直上抛运动,分别计算上升a上与下降a下的加速度,利用匀变速公式问题同样可以得到解决。例题分析:

例1、从距地面125米的高处,每隔相同的时间由静止释放一个小球队,不计空气阻力,g=10米/秒2,当第11个小球刚刚释放时,第1个小球恰好落地,试求:(1)相邻的两个小球开始下落的时间间隔为多大?(2)当第1个小球恰好落地时,第3个小球与第5个小球相距多远?

(拓展)将小球改为长为5米的棒的自由落体,棒在下落过程中不能当质点来处理,但可选棒上某点来研究。

例2、在距地面25米处竖直上抛一球,第1秒末及第3秒末先后经过抛出点上方15米处,试求:(1)上抛的初速度,距地面的最大高度和第3秒末的速度;(2)从抛出到落地所需的时间(g=10m/s2)

例3、 一竖直发射的火箭在火药燃烧的2S 内具有3g 的竖直向上加速度,当它从地面点

燃发射后,它具有的最大速度为多少?它能上升的最大高度为多少?从发射开始

到上升的最大高度所用的时间为多少?(不计空气阻力。G=10m/s 2

第4单元 直线运动的图象

知识要点:

1、 匀速直线运动

对应于实际运动

1、 位移~时间图象,某一时刻的位移 S =v t

⑴截距的意义:出发点距离标准点的距离和方向 ⑵图象水平表示物体静止

斜率绝对值 = v 的大小 ⑶,交叉点表示两个物体相遇 2、 速度~时间图象,某一时刻的速度 t

S

V =

阴影面积 = 位移数值(大小)上正下负

2、 匀变速直线运动的速度——时间图象(υ—t 图)

at v v

v v a

t t +=?-=

00

V V

(1) 截距表示初速度

(2) 比较速度变化的快慢,即加速度 (3)

交叉点表示速度相等 (4) 面积 = 位移 上正下负 【例1】 一个固定在水平面上的光

滑物块,其左侧面是斜面AB ,右侧面是

曲面AC 。已知AB 和AC 的长度相同。两

个小球p 、q 同时从A 点分别沿AB 和AC 由静止开始下滑,比较它们到达水平面所用的时间

A.p 小球先到

B.q 小球先到

V (某时刻的快慢)

t

C.两小球同时到

D.无法确定

解:可以利用v -t 图象(这里的v 是速率,曲线下的面积表示路程s )定性地进行比较。在同一个v -t 图象中做出p 、q 的速率图线,显然开始时q 的加速度较大,斜率较大;由于机械能守恒,末速率相同,即曲线末端在同一水平图线上。为使路程相同(曲线和横轴所围的面积相同),显然q 用的时间较少。

【例2】 两支完全相同的光滑直角弯管(如图所示)现有两只相同小球a 和a /

同时从管口由静止滑下,问谁先从下端的出口掉出?(假设通过拐角处时无机械能损失) 解析:首先由机械能守恒可以确定拐角处v 1> v 2,而两小

球到达出口时的速率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=g sin α,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a 1);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a 2),根据图中管的倾斜程度,显然有a 1> a 2。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t 1)则必然有s 1>s 2,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t 1< t 2,即a 球先到。

【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a 1,在BC 段加速度为a 2,且物体在B 点的速度为2

C

A B v v v +=

,则 A .a 1> a 2 B .a 1= a 2 C .a 1< a 2 D .不能确定

解析:依题意作出物体的v -t 图象,如图所示。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②、③不满足AB =BC 。只能是①这种情况。因为斜率表示加速度,所以a 1

【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L 1=1m 的A 点处时,速度是v 1=2cm/s 。试问蚂蚁从A 点爬到距巢中心的距离L 2=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x v ∝1

,作出x v

-1图象如图示,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:752))(11(211

12

1

221221=-=-+=v L L L L L v v T s

第二章 相互作用

v 2 1 2 t

第1单元 力 重力和弹力 摩擦力

一、力:是物体对物体的作用

(1) 施力物体与受力物体是同时存在、同时消失的;力是相互的 (2) 力是矢量(什么叫矢量——满足平行四边形定则) (3) 力的大小、方向、作用点称为力的三要素 (4) 力的图示和示意图

(5)

力的分类:根据产生力的原因即根据力的性质命名有重力、弹力、分子力、电场力、磁场力等;根据力的作用效果命名即效果力如拉力、压力、向心力、回复力等。(提问:效果相同,性质一定相同吗?性质相同效果一定相同吗?大小方向相同的两个力效果一定相同吗?)

(6) 力的效果:1、加速度或改变运动状态 2、形变

(7) 力的拓展:1、改变运动状态的原因 2、产生加速度 3、牛顿第二定律 4、牛顿第三定律

二、常见的三种力 1重力

(1) 产生:由于地球的吸引而使物体受到的力,是万有引力的一个分力 (2) 方向:竖直向下或垂直于水平面向下 (3) 大小:G=mg ,可用弹簧秤测量

两极 引力 = 重力 (向心力为零)

赤道 引力 = 重力 + 向心力 (方向相同) 由两极到赤道重力

加速度减小,由地面到高空重力加速度减小

(4) 作用点:重力作用点是重

心,是物体各部分所受重力的合力的作用点。 重心的测量方法:均匀规则几何体的重心在其几何中心,薄片物体重心用悬挂法;重心不一定在物体上。

2、弹力

(1)产生:发生弹性形变的物体恢复原状,对跟它接触并使之发生形变的另一物体产生的力的作用。

(2)产生条件:两物体接触;有弹性形变。

(3)方向:弹力的方向与物体形变的方向相反,具体情况有:轻绳的弹力方向是沿着绳收缩的方向;支持力或压力的方向垂直于接触面,指向被支撑或被压的物体;弹簧弹力方向与弹簧形变方向相反。 (4)大小:弹簧弹力大小F=kx (其它弹力由平衡条件或动力学规律求解)

1、 K 是劲度系数,由弹簧本身的性质决定

2、 X 是相对于原长的形变量

3、 力与形变量成正比

(5) 作用点:接触面或重心

【例1】如图所示,两物体重力分别为G 1、G 2,两弹簧劲度系数分别为k 1、k 2,弹簧两端与物体和地面相连。用竖直向上的力缓慢向上拉G 2,最后平衡时拉力F=G 1+2G 2

解析:关键是搞清两个物体高度的增量Δh 1和Δh 2跟初、末状态两根弹簧的形变量ΔΔx 1/

、Δx 2/

间的关系。

无拉力F 时 Δx 1=(G 1+G 2)/k 1,Δx 2= G 2/k 2,(Δx 1、Δx 2为压缩量) 加拉力F 时 Δx 1/=G 2/k 1,Δx 2/= (G 1+G 2) /k 2,(Δx 1/、Δx 2/

为伸长量)

而Δh 1=Δx 1+Δx 1/,Δh 2=(Δx 1/+Δx 2/)+(Δx 1+Δx 2)

系统重力势能的增量ΔE p = G 1?Δh 1+G 2?Δh 2

整理后可得:()????

?

?+++=?22121212k G k G G G G E P 练习

1.关于两物体之间的弹力和摩擦力,下列说法中正确的是( )

k 2 Δk 1

G 1 Δx 2 G 2 Δx 1 Δ

A.有摩擦力一定有弹力

B.摩擦力的大小与弹力成正比

C.有弹力一定有摩擦力

D.弹力是动力,摩擦力是阻力

2.如图,两本书A 、B 逐页交叉后叠放在一起并平放在光滑的水平桌面上,设每张书页的质量为5g ,每本书均是200张,纸与纸之间的动摩擦因数为0.3,问至少要用多大的水平力才能将它们拉开?(g 取10

米/秒2

)

3、弹簧秤的读数是它受到的合外力吗?

3、摩擦力

(1)产生:相互接触的粗糙的物体之间有相对运动(或相对运动趋势)时,在接触面产生的阻碍相对运动(相对运动趋势)的力;

(2)产生条件:接触面粗糙;有正压力;有相对运动(或相对运动趋势); (3)摩擦力种类:静摩擦力和滑动摩擦力。

静摩擦力

(1)产生:两个相互接触的物体,有相对滑动趋势时产生的摩擦力。 (2)作用效果:总是阻碍物体间的相对运动趋势。

(3)方向:与相对运动趋势的方向一定相反(**与物体的运动方向可能相反、可能相同、还可能成其它任意夹角)

(4)方向的判定:由静摩擦力方向跟接触面相切,跟相对运动趋势方向相反来判定;由物体的平衡条件来确定静摩擦力的方向;由动力学规律来确定静摩擦力的方向。

(5) 作用点

滑动摩擦力

(1)产生:两个物体发生相对运动时产生的摩擦力。 (2)作用效果:总是阻碍物体间的相对运动。

(3)方向:与物体的相对运动方向一定相反(**与物体的运动方向可能相同;可能相反;也可能成其它任意夹角)

(4)大小:f=μN (μ是动摩擦因数,只与接触面的材料有关,与接触面积无关)

(5) 作用点

【例2】 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: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。

例题分析:

例3、下面关于摩擦力的说法正确的是:

D

V = 2

V = 3

f = μm

g f = μ(mg +ma)

f = μm

g cos θ

A 、阻碍物体运动的力称为摩擦力;

B 、滑动摩擦力方向总是与物体的运动方向相反;

C 、静摩擦力的方向不可能与运动方向垂直;

D 、接触面上的摩擦力总是与接触面平行。

例4、如图所示,物体受水平力F 作用,物体和放在水平面上的斜面都处于静止,若水平力F

增大一些,整个装置仍处于静止,则:A

A

、 斜面对物体的弹力一定增大;

B 、 斜面与物体间的摩擦力一定增大;

C 、 水平面对斜面的摩擦力不一定增大;

D 、 水平面对斜面的弹力一定增大;

例5、用一个水平推力F=Kt (K 为恒量,t 为时间)把一重为G 的物体压在竖直的足够高的平整墙上,如图所示,从t=0开始物体所受的摩擦力f 随时间t 变化关系是哪一个?B

第2单元 力的合成和分解

一、标量和矢量

矢量:满足平行四边行定则(力、位移、速度、加速度、动量、冲量、电场强度、磁感应强度) 标量:不满足平行四边行定则(路程、时间、质量、体积、密度、功和功率、电势、能量、磁通量、

振幅)

1.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。

2.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

F

F1

F2

F

O

(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

|F1-F2| ≤F合≤F1+F2

(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F1、F2的作用,若两力大小分别为

53N、5 N,求这两个力的合力.

解析:根据平行四边形定则作出平行四边形,如图所示,由于F1、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:

2

2

2

2

2

1

5

)3

5(+

=

+

=F

F

F N=10 N

合力的方向与F1的夹角θ为:

3

3

3

5

5

1

2=

=

=

F

F

tgθθ=30°

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2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,而物体对斜面的压力属于弹力,所以这种说法不正确。

【例3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

①已知两个分力的方向,求两个分力的大小时,有唯一解。

②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。

③已知两个分力的大小,求两个分力的方向时,其分解不惟一。

④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:

①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 sinα

②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=F1sinα

③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|

F

F

1|

5

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:

①首先建立平面直角坐标系,并确定正方向

②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

③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

④求合力的大小 2

2)()(合合y x F F F +=

合力的方向:tan α=

合x y F F (α为合力F 与x 轴的夹角)

【例4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μ,那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪个?

A .μmg B.μ(mg+Fsin θ) C.μ(mg+Fsin θ) D.F cos θ

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 μ.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,向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡);在y 轴上向上的力等于向下的力(竖直方向二力平衡).即

F cos θ=F μ ① F N =mg+Fsin θ ② 又由于F μ=μF N ③

∴F μ=μ(mg+Fsin θ) 故B、D答案是正确的.

三、综合应用举例

【例5水平横粱的一端A 插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B ,一轻绳的一端C 固定于墙上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m =10 kg 的重物,∠CBA =30°,如图甲所

示,则滑轮受到绳子的作用力为(g =10m/s 2

A .50N

B .503N

C .100N

D .1003N

解析:取小滑轮作为研究对象,悬挂重物的绳中的弹力是T =mg =10×10N=100 N ,故小滑轮受绳的作用力沿BC 、BD 方向的大小都是100N ,分析受力如图(乙)所示. ∠CBD =120°,∠CBF =∠DBF ,∴∠CBF=60°,⊿CBF 是等边三角形.故F =100 N 。选C 。

【例6已知质量为m 、电荷为q 的小球,在匀强电场中由静止释放后沿直线OP 向斜下方运动(OP 和竖直方向成θ角),那么所加匀强电场的场强E 的最小值是多少?

解析:根据题意,释放后小球所受合力的方向必为OP 方向。用三角形定则从右图中不难看出:重力矢量OG 的大小方向确定后,合力F 的方向确定(为OP 方向),而电场力Eq 的矢量起点必须在G 点,终点必须在OP 射线上。在图中画出一组可能的电场力,不难看出,只有当电场力方向与OP 方向垂直时Eq 才会最小,所以E 也

最小,有E =

q

mg θsin

θ

O

【例7轻绳AB 总长l ,用轻滑轮悬挂重G 的物体。绳能承受的最大拉力是2G ,将A 端固定,将B 端缓慢向右移动d 而使绳不断,求d 的最大可能值。

解:以与滑轮接触的那一小段绳子为研究对象,在任何一个平衡位置都在滑轮对它的压力(大小为G )和绳的拉力F 1、F 2共同作用下静止。而同一根绳子上的拉力大小F 1、F 2总是相等的,它们的合力N 是压力G 的平衡力,方向竖直向上。因此以F 1、F 2为分力做力的合成的平行四边形一定是菱形。利

用菱形对角线互相垂直平分的性质,结合相似形知识可得d ∶

l =15∶4,所以d 最大为l 4

15

【例8一根长2m ,重为G 的不均匀直棒AB ,用两根细绳水平悬挂在天花板上,如图所示,求直棒重心C 的位置。

解析:当一个物体受三个力作用而处于平衡状态,如果其中两个力的作用线相交于一点.则第三个力的作用线必通过前两个力作用线的相交点,把O 1A 和O 2B 延长相交于O 点,则重心C 一定在过O 点的竖直线上,如图所示由几何知识可知:

BO =AB /2=1m BC =BO /2=0.5m 故重心应在距B 端 0.5m 处。

【例9如图(甲)所示.质量为m 的球放在倾角为α的光滑斜面上,试分析挡板AO 与斜面间的倾角β为多大时,AO 所受压力最小?

解析:虽然题目问的是挡板AO 的受力情况,但若直接以挡板为研究对象,因挡板所受力均为未知力,将无法得出结论.以球为研究对象,球所受重力产生的效果有两个:对斜面产生的压力N 1、对挡板产生的压力 N 2,根据重力产生的效果将重力分解,如图(乙)所示,

当挡板与斜面的夹角β由图示位置变化时,N 1

大小改变但方向不变,始终与斜面垂直,N 2的大小和方向均改变,如图(乙)中虚线所示,由图可看出挡板AO 与斜面垂直时β=90°时,挡板AO 所受压力最小,最小压力N 2min =mgsin α。

第3单元 共点力作用下物体的平衡

一、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)

二、物体的平衡

物体的平衡有两种情况:一是质点静止或做匀速直线运动,物体的加速度为零;二是物体不转动或匀速转动(此时的物体不能看作质点)。

理解:对于共点力作用下物体的平衡,不要认为只有静止才是平衡状态,匀速直线运动也是物体的

2

平衡状态.因此,静止的物体一定平衡,但平衡的物体不一定静止.还需注意,不要把速度为零和静止状态相混淆,静止状态是物体在一段时间内保持速度为零不变,其加速度为零,而物体速度为零可能是物体静止,也可能是物体做变速运动中的一个状态,加速度不为零。由此可见,静止的物体速度一定为零,但速度为零的物体不一定静止.因此,静止的物体一定处于平衡状态,但速度为零的物体不一定处于静止状态。

总之,共点力作用下的物体只要物体的加速度为零,它一定处于平衡状态,只要物体的加速度不为零,它一定处于非平衡状态

三、共点力作用下物体的平衡

1.共点力——几个力作用于物体的同一点,或它们的作用线交于同一点(该点不一定在物体上),这几个力叫共点力。

2.共点力的平衡条件

在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即F 合=0或F x 合=0,F y 合=0 3.判定定理

物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡,则这三个力必为共点力。(表示这三个力的矢量首尾相接,恰能组成一个封闭三角形)

【例1如下图所示,木块在水平桌面上,受水平力F 1 =10N ,F 2 =3N 而静止,当撤去F 1 A

A .0

B .水平向右,3N

C .水平向左,7N

D .水平向右,7N

【例2】氢气球重10 N ,空气对它的浮力为16 N ,用绳拴住,由于受水平风力作用,绳子与竖直方向成30°角,则绳子的拉力大小是_____,水平风力的大小是____ (答案:43N 23N )

四、综合应用举例

1.静平衡问题的分析方法

【例3如图甲所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m 1的小球与O 点的连线与水平线的夹角为α

=60°。两小球的质量比1

2

m m 为A

A .

33 B .32

C .23

D .2

2 2.动态平衡类问题的分析方法

【例4 重G 的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡

板之间。若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该过程中,斜面和挡板对小球的弹力的大小F 1、F 2各如何变化?

(F 1逐渐变小,F 2先变小后变大。当F 2⊥F 1,即挡板与斜面垂直时,F 2最小)

【例5如图7所示整个装置静止时,绳与竖直方向的夹角为30o。AB 连线与OB 垂直。若使带电小球A 的电量加倍,带电小球B 重新稳定时绳的拉力多大?

【解析】AOB 与FBT ′围成的三角形相似,则有:AO/G =OB/T 。说明系统处于不同的平衡状态时,拉力T 大小不变。由球A 电量未加倍时这一特殊状态可以得到:T =G cos30o。球A 电量加倍平衡后,绳的拉力仍是G cos30o。

G

F

2

F 1

3.平衡中的临界、极值问题

当某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或另一物理状态)时的转折状态叫临界状态。可理解成“恰好出现”或“恰好不出现”。

极限分析法:通过恰当地选取某个物理量推向极端(“极大”、“极小”、“极左”、“极右”)从而把比较隐蔽的临界现象(“各种可能性”)暴露出来,便于解答。 例题分析:

例2、拉力F 作用重量为G 的物体上,使物体沿水平面匀速前进,如图8-2所示,若物体与地面的动摩擦因数为μ,则拉最小时,力和地面的夹角θ为多大?最小拉力为多少?

(θ=arcCOS1/(1+μ2)1/2时,Fmin=μG/(1+μ2)1/2)

例6如图8-3所示,半径为R ,重为G 的均匀球靠竖直墙放置,左下有厚为h 的木块,若不计摩擦,用至少多大的水平推力F 推木块才能使球

离开地面?(F=G[h (2R-h )]1/2

/(R-h ))

【例7跨过定滑轮的轻绳两端,分别系着物体A 和物体B ,物体A 放在倾角为θ的斜面上(如图l —4-3(甲)所示),已知物体A 的质量为m ,物体A 与斜面的动摩擦因数为μ(μ

(物体B 的质量的取值范围是:m (sin θ-μcos θ)≤m B ≤m (sin θ+μcos θ))

【例8 用与竖直方向成α=30°斜向右上方,大小为F 的推力把一个重量为G 的木块压在粗糙竖直墙上保持静止。求墙对木块的正压力大小N 和墙对木块的摩擦力大小f 。

解:当G F 32

=

时,f =0;当G F 3

2

>时,G F f -=23

,方向竖直向下;当G F 3

2<

时,F G f 2

3

-

=,方向竖直向上。

4.整体法与隔离法的应用

对于连结体问题,如果能够运用整体法,我们优先采用整体法,这样涉及的研究对象少,未知量少,方程少;不计物体间相互作用的内力,或物体系内的物体的运动状态相同,一般首先考虑整体法,对于大多数动力学问题,单纯采用整体法并不一定能解决,通常采用整体法和隔离法相结合的方法。

隔离法:物体之间总是相互作用的,为了使研究的问题得到简化,常将研究对象从相互作用的物体中隔离出来,而其它物体对研究对象的影响一律以力来表示的研究方法叫隔离法。 整体法:在研究连接体一类的问题时,常把几个相互作用的物体作为一个整体看成一个研究对象的方法叫整体法。 【例9 有一个直角支架AOB ,AO 水平放置,表面粗糙, OB 竖直向下,

表面光滑。AO 上套有小环P ,OB 上套有小环Q ,两环质量均为m ,两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡(如图所

示)。现将P 环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的

平衡状态和原来的平衡状态比较,AO 杆对P 环的支持力F N 和摩擦力f 的

变化情况是 B

A .F N 不变,f 变大

B .F N 不变,f 变小

C .F N 变大,f 变大

D .F N 变大,f 变小

例10图7-1所示,两个完全相同重为G

的球,两球与水平面间的动摩擦因数

都是μ,一根轻绳两端固结在两个球上,在绳的中点施一个竖直向上的拉力,当绳被拉直后,两段绳间的夹角为

θ。问当F 至少多大时,两球将发生滑动?

例11图7-3所示,光滑的金属球B 放在纵截面为等腰三角形的物体A 与竖直墙壁之间,恰好匀速下滑,已知物体A 的重力是B 的重力的6倍,不计球跟斜面和墙壁之间摩擦,问:物体A 与水平面之间的动摩擦因数μ是多少?

5.“稳态速度”类问题中的平衡

【例12物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的稳态速度。已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v ,且正比于球半

径r ,即阻力f=krv ,k 是比例系数。对于常温下的空气,比例系数k =3.4×10-4Ns/m 2

。已知水的密度

3100.1?=ρkg/m 3

,重力加速度为10=g m/s 2

。求半径r =0.10mm 的球形雨滴在无风情况下的稳态速

度。

解析:雨滴下落时受两个力作用:重力,方向向下;空气阻力,方向向上。当雨滴达到稳态速度后,加速度为0,二力平衡,用m 表示雨滴质量,有mg -krv =0,3/43ρπr m

=,求得k g r v 3/42ρπ=,

v =1.2m/s 。

6.绳中张力问题的求解

【例13】重G 的均匀绳两端悬于水平天花板上的A 、B 两点。静止时绳两端的切线方向与天花板成α角。求绳的A 端所受拉力F 1和绳中点C 处的张力F 2。

解:以AC 段绳为研究对象,根据判定定理,虽然AC 所受的三个力分别作用在不同的点(如图中的A 、C 、P 点),但它们必为共点力。设它们延长线的交点为O ,用平行四边形定则作图可得:α

αtan 2,sin 221G

F G F ==

7 解答平衡问题时常用的数学方法

根据平衡条件解答平衡问题,往往要进行一定的数学运算才能求得结果,

在选择数学方法可针对如下几种情况进行:

1、物体受三力作用而平衡,且三力成一定的夹角,一般将三力平衡化为二力平衡,对应数学方法:

(1)正弦定理:如图6-1所示,则有F 1/sin α=F 2/sin β=F 3/sin γ (2)三角形相似:这种方法应用广泛,具体应用时先画出力的 三角形,再寻找与力的三角形相似的空间三角形,(即具有物理 意义的三角形和具有几何意义的三角形相似)由相似三角形建立 比例关系求解。

2、多力合成时为了便于计算,往往把这些力先正交分解,根据:∑F X =0

F 2

F F

∑F Y =0 求解。

3、动态平衡问题:解析法和图象法。

解析法:对研究对象形的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出因变量与自变量的一般函数关系,

然后根据自变量变化情况而确定因变量的变化情况。

图象法:对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析,依据某一参量的变化,在同一图中作

出若干状态下的平衡图,再由边角变化关系确定某些力的大小及方向的变化情况。

【例14】如图所示,在半径为R 的光滑半球面正上方距球心h 处悬挂一定滑轮,重为G 的小球A 用绕过滑轮的绳子被站在地面上的人拉住。人拉动绳子,在与球面相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程中,试分析半球对小球的支持力N 和绳子拉力F 如何变化。

解析:小球在重力G ,球面的支持力N ,绳子的拉力F 作用下,处于动态平衡。任选一状态,受力如图4所示。不难看出,力三角形ΔFAG ’与几何关系三角形ΔBAO 相似,从而有:

h R G N =', h L

G

F =' (其中

G ’与G 等大,L 为绳子AB 的长度)

由于在拉动过程中,R 、h 不变,绳长L 在减小,可见:球面的支持力

G h

R

N =

大小不变,绳子的拉力G h

L

F

=

在减小。

例15图6-2所示,小圆环重G ,固定的竖直大环半径为R ,轻弹簧原长为L (L ﹤R )其倔强系数为K ,接触面光滑,求小环静止时弹簧与竖直方向的夹角θ? 提示:可利用正弦定律求解或三角形相似法求解

例34、如图6-3所示,一轻杆两端固结两个小物体A 、B ,m A =4m B 跨过滑轮连接A 和B 的轻绳长为L ,求平衡时OA 和OB 分别多长?

针对训练

1.把重20N 的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上,物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接,如图所示,若物体与斜面间的最大静摩擦力为 12 N ,则弹簧的弹力为( )

A .可以是22N ,方向沿斜面向上

B .可以是2N .方向沿斜面向上

C .可以是2N ,方向沿斜面向下

D .可能为零

2两个物体A 和B ,质量分别为M 和m ,用跨过定滑轮的轻绳相连, A 静止于水平地面上,如图所示,不计摩擦力,A 对绳的作用力的大小与地面对A 的作用力的大小分别为()

A .mg ,(M -m )g

B .mg ,Mg

C .(M -m )g , M g

D .(M +m )g ,(M -m )g 3如图所示,当倾角为45°时物体m 处于静止状态,当倾角θ再增大一些,物体m 仍然静止(绳子质量、滑轮摩擦不计)下列说法正确的是( )

A .绳子受的拉力增大

B .物林m 对斜面的正压力减小

C .物体m 受到的静摩擦力可能增大

D .物体m 受到的静摩擦力可能减小

4.如图所示,两光滑硬杆AOB 成θ角,在两杆上各套上轻环P 、Q ,两环用细绳相连,现用恒力F 沿OB 方向拉环Q ,当两环稳定时细绳拉力为( )

A .F sin θ

B .F/sin θ

C .F cos θ

D .F/cos θ 5.如图所示,一个本块A 放在长木板B 上,长木板B 放在水平地面上.在

恒力F 作用下,长木板B 以速度v 匀速运动,水平弹簧秤的示数为T .下列关于摩擦力正确的是( )

A .木块A 受到的滑动摩擦力的大小等于T

B .木块A 受到的静摩擦力的大小等于T

C .若长木板B 以2v 的速度匀速运动时,木块A 受到的摩擦力大小等于2T

D .若用2F 的力作用在长木板上,木块A 受到的摩擦力的大小等于T

6.如图所示,玻璃管内活塞P 下方封闭着空气,P 上有细线系住,线上端悬于O 点,P 的上方有高h 的水银柱,如不计水银、活塞P 与玻璃管的摩擦,大气压强为p 0保持不变,则当气体温度升高时(水银不溢出)( )

A .管内空气压强恒为(p 0十ρgh )(ρ为水银密度)

B .管内空气压强将升高

C .细线上的拉力将减小

D .玻璃管位置降低

7.如图(甲)所示,将一条轻而柔软的细绳一端拴在天花板上的A 点.另一端拴在竖直墙上的B 点,A 和B 到O 点的距离相等,绳的长度是OA 的两倍。图(乙)所示为一质量可忽略的动滑轮K ,滑轮下悬挂一质量为m 的重物,设摩擦力可忽略,现将动滑轮和重物一起挂到细绳上,在达到平衡时,绳所受的拉力是多大?

8.长L 的绳子,一端拴着半径为r ,重为G 的球,另一端固定在倾角为θ的光滑斜面的A 点上,如图所示,试求绳子中的张力

参考答案:

1.ABCD 2.A 3.BCD 4.B 5.AD 6.D

7.

mg 33

8.rL

L r L G T 2sin )(2++=θ

高中物理必修2全套教案

高中物理必修2教案 第一章抛体运动 第一节什么是抛体运动 【教学目标】 知识与技能 1.知道曲线运动的方向,理解曲线运动的性质 2.知道曲线运动的条件,会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系 过程与方法 1.体验曲线运动与直线运动的区别 2.体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化 情感态度与价值观 能领会曲线运动的奇妙与和谐,培养对科学的好奇心和求知欲 【教学重点】 1.什么是曲线运动 2.物体做曲线运动方向的判定 3.物体做曲线运动的条件 【教学难点】 物体做曲线运动的条件 【教学课时】 1课时 【探究学习】 1、曲线运动:__________________________________________________________ 2、曲线运动速度的方向: 质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的方向。 3、曲线运动的条件: (1)时,物体做曲线运动。(2)运动速度方向与加速度的方向共线时,运动轨迹是___________ (3)运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力为定值,运动为_________运动。(4)运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力不为定值,运动为___________运动。 4、曲线运动的性质: (1)曲线运动中运动的方向时刻_______ (变、不变),质点在某一时刻(某一点)的速度方向是沿__________________________________________ ,并指向运动轨迹凹下的一侧。 (2)曲线运动一定是________ 运动,一定具有_________ 。

【课堂实录】 【引入新课】 生活中有很多运动情况,我们学习过各种直线运动,包括匀速直线运动,匀变速直线运动等,我们知道这几种运动的共同特点是物体运动方向不变。下面我们就来欣赏几组图片中的物体有什么特点(展示图片) 再看两个演示 第一, 自由释放一只较小的粉笔头 第二, 平行抛出一只相同大小的粉笔头 两只粉笔头的运动情况有什么不同? 学生交流讨论。 结论:前者是直线运动,后者是曲线运动 在实际生活普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。 新课讲解 一、曲线运动 1. 定义:运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 2. 举出曲线运动在生活中的实例。 问题:曲线运动中速度的方向是时刻改变的,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢? 引出下一问题。 二、曲线运动速度的方向 看图片:撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转。 问题:水滴沿什么方向飞出? 学生思考 结论:雨滴沿飞出时在那点的切线方向飞出。 如果球直线上的某处A 点的瞬时速度,可在离A 点不远处取一B 点,求AB 点的平均速度来近似表示A 点的瞬时速度,时间取得越短,这种近似越精确,如时间趋近于零,那么AB 见的平均速度即为A 点的瞬时速度。 结论:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。

高三物理一轮复习教学案1-3、重力、 弹力、摩擦力

1、力重力弹力 [高考要求] 1、掌握力、重力、形变、弹力等概念; 2、理解力不仅有大小而且有方向,是矢量; 3、知道重力的产生及重心位置的确定; 4、掌握判断弹力及其方向的确定方法; 5、掌握胡克定律,会计算弹力的大小。 [学习内容] 一、力 1、力的概念:(1)力是______对_____的作用;(2)其作用效果是①使受力物体_____________;②使受力物体______________。形变指物体________或________发生变化。 2、力的基本特性:(1)力的物质性是指____________;(2)力的矢量性是指______________;(3)力的相互性是指__________________;(4)力的独立性是指________________。 3、力的表示:(1)力的三要素是______________;(2)_____________叫力的图示;(3)_________________叫力的示意图。 4、力的分类:(1)按力的性质分为_____________;(2)按力的作用效果分为___________;(3)按作用方式分:有场力,如_____________有接触力,如__________________;(4)按研究对象分为内力和外力。 5、力的单位:国际单位制中是_____________,力的测量工具是_____________。 例1、下列关于力的说法中正确的是() A.物体受几个力作用时,运动状态一定改变 B.只有直接接触的物体间才有力的作用 C.由相距一定距离的磁铁间有相互作用力可知,力可以离开物体而独立存在 D.力的大小可用弹簧秤测量,且在任何地方1千克力均为9.8N 二、重力 1、重力的产生原因是_____________________________________,重力与引力关系______。 2、重力的大小:G=mg 注意重力的大小与物体运动的速度、加速度___关。(填有、无) 思考:物体的重力大小随哪些因素而改变? 3、重力的方向为___________________,或垂直于____________。 4、重心:物体所受重力的等效作用点。重心位置与______和______有关。 注意:重心位置不一定在物体上,对于形状不规则或质量分布不均匀的薄板,可用悬挂法确定其重心位置。 三、弹力 1、定义:______________________叫弹力。其产生的条件是_______、________。 2、物体间弹力有无的分析方法——常用假设法。 (1)从物体的形变分析;(2)从物体的运动状态分析;(3)从物体间相互作用分析。 例2、分析下列各图中A、B间是否有弹力作用(水平面皆为光滑) ⑴ ⑶ a=g

高三物理一轮复习导学案

2014届高三物理一轮复习导学案 第七章、恒定电流(1) 【课题】电流、电阻、电功及电功率 【目标】 1、理解电流、电阻概念,掌握欧姆定律和电阻定律; 2、了解电功及电功率的概念并会进行有关计算。 【导入】 一.电流、电阻、电阻定律 1、电流形成原因:电荷的定向移动形成电流. 2、电流强度:通过导体横截面的跟通过这些电量所用的的比值叫电流强度.I= 。由此可推出电流强度的微观表达式,即I=__________________。 3、电阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻.电阻的定义式:__________________。 4、电阻定律:在温度不变的情况下导体的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比.电阻定律表达式__________________。【导疑】电阻率,由导体的导电性决定,电阻率与温度有关,纯金属的电阻率随温度的升高而增大;当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫超导现象.导电性能介于导体和绝缘体之间的称为半导体。 二.欧姆定律 1、部分电路欧姆定律:导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟

它的电阻成反比.表达式:____________________________ 2、部分欧姆定律适用范围:电阻和电解液(纯电阻电路).非纯电阻电路不适用。 三、电功及电功率 1、电功:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功;W=qU=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。(适用于任何电路) 2、电功率:单位时间内电流所做的功;表达式:P=W/t=UI(对任何电路都适用) 3、焦耳定律:内容:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。表达式:Q=I2Rt 【说明】(1)对纯电阻电路(只含白炽灯、电炉等电热器的电路)中电流做功完全用于产生热,电能转化为内能,故电功W等于电热Q;这时W= Q=UIt=I2Rt 4、热功率:单位时间内的发热量。即P=Q/t=I2R ④ 【注意】②和④都是电流的功率的表达式,但物理意义不同。②对所有的电路都适用,而④式只适用于纯电阻电路,对非纯电阻电路(含有电动机、电解槽的电路)不适用。 关于非纯电阻电路中的能量转化,电能除了转化为内能外,还转化为机械能、化学能等。这时W》Q。即W=Q+E其它或P =P热+ P其 它、UI = I2R + P其它 【导研】 [例1]一根粗线均匀的金属导线,两端加上恒定电压U时,通过金属导线的电流强度为I,金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将金属导线均匀拉长,使其长度变为原来的2倍,仍给它两端加上恒定电压U,则此时() A、通过金属导线的电流为I/2 B、通过金属导线的电流为I/4 C、自由电子定向移动的平均速率为v/2 D、自由电子定向移动

人教版高中物理选修3-5教案

物理选修3-5教案 第十六章 动量和动量守恒定律 16.1 实验:探究碰撞中的不变量 目的要求 通过这节课的学习,让学生掌握科学探究的思维方法,从最简单的关系开始寻找,利用身边的资源及已学过的原理,来完成该实验的探究过程。 重难点分析 一、重点 本节课的重点在于如何让学生掌握科学探究的方法。如何真正实现探究的过程。 二、难点 本节课的难点在于,如何启发学生利用身边的一切可利用资源,来自行设计可行性较强的实验方案。 新课教学 一、新课引入 碰撞是自然界中常见的现象。比如,两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞相连,台球由于两球的碰撞而改变运动状态。两个迎面而来的人相撞后会相仰而倒,或者各自后退。在微观粒子之间,更是由于相互碰撞而改变能量,甚至由于撞击而使得一种粒子转化为其他粒子。 二、新课教学 由很多例子可知,两个物体碰撞前后的速度都会发生变化,物体的质量不同时速度变化也不一样。那么,碰撞前后会不会有什么物理量保持不变?这节课主要介绍研究这个问题的实验。 (一)实验的基本思路 研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿同一直线运动。这种碰撞叫做一维碰撞。 思考一下,在一维碰撞的情况下,与物体有关的物理量有哪些? (学生答:质量m ,速度v ) 为什么与质量m 有关? (学生答:相互作用力下,质量越大的物体速度改变越慢) 设两物体质量分别为m 1、m 2,碰撞前速度分别为v 1、v 2,碰撞后速度分别为1v '、2 v '。速度为矢量,因而需规定正方向。 问题是:物体的质量和速度在碰撞前后有什么不变的关系? 质量必定是不变的,但质量只是惯性的量度,无法描述物体的运动状态。而速度却是在碰撞前后改变的,那么,可否有一个物理量为质量与速度的某种关系,却又恰好能在碰撞前后保持不变呢? 可能关系: ①2222112 2 22112 1212121v m v m v m v m '+'=+ →这个关系不可能。碰撞前后能量必有损失,只是多少的问题。而我们要寻找的物 理量是在任何一种碰撞中都不变的量。 ②221 12211v m v m v m v m '+'=+

高中物理教学设计模板

高中物理教学设计模板 高中物理的教学方式对于学生们而言影响十分的大,那么高中物理的教学设计到底应该怎么开展呢?下面是小编推荐给大家的高中物理教学设计模板,希望大家有所收获。 篇一:高中物理教学设计模板 教学目标: (一):知识与技能: 1、知道力的分解的含义。并能够根据力的效果分解力 2、通过实验探究,理解力的分解,会用力的分解的方法分析日常生活中的问题。 3、培养观察、实验能力;以及利用身边材料自己制作实验器材的能力 (二)过程与方法: 1、通过经历力的分解概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学研究过程中的作用。 2、通过经历力的分解科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。 (三)情感态度与价值观 1、培养学生实事求是的科学态度。

2、通过学习,了解物理规律与数学规律之间存在和谐美,领略自然界的奇妙与和谐。 3、发展对科学的好奇心与求知欲,培养主动与他人合作的精神,能将自己的见解与他人交流的愿望,培养团队精神。 设计意图 为什么要实施力的分解?关于如何依据力的作用效果实施分解?这既是本课节教学的内容,更是该课节教学的重心!很多交换四认为只要教会学生正交分解就可以了,而根据力的效果分解没有必要,所以觉得这一节根本不需要教。其实本节内容是一个很好的科学探究的材料。本人对这节课的设计思路如下:受伽利略对自由落体运动的研究的启发,按照伽利略探究的思路:“猜想――验证”,本节课主要通过学生的猜想――实验探究得出力的分解遵循平行四边形定则,让学生通过实验自己探究出把一个理分解应该根据力的效果来分解。同时物理是一门实验学科,本节课通过自己挖掘生活中的很多材料,设计了一些很有趣而且效果非常好实验让学生动手做,亲身去体验和发现力的分解应该根据什么来分解。同时也让学生了解到做实验并不是一定要有专门的实验室,实验的条件完全可以自己去创造,从而激发学生做实验的兴趣。 教学流程 一. 通过一个有趣的实验引入新课:激发学生的兴趣 【实验】“四两拨千斤” (两位大力气男同学分别用双手拉住绳子两端,一位女生在绳

高三物理一轮复习教案精品)

第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 第1单元 直线运动的基本概念 1、 机械运动:一个物体相对于另一物体位置的改变(平动、转动、直线、曲线、圆周) 参考系:假定为不动的物体 (1) 参考系可以任意选取,一般以地面为参考系 (2) 同一个物体,选择不同的参考系,观察的结果可能不同 (3) 一切物体都在运动,运动是绝对的,而静止是相对的 2、 质点:在研究物体时,不考虑物体的大小和形状,而把物体看成是有质量的点,或者 说用一个有质量的点来代替整个物体,这个点叫做质点。 (1) 质点忽略了无关因素和次要因素,是简化出来的理想的、抽象的模型,客观 上不存在。 (2) 大的物体不一定不能看成质点,小的物体不一定就能看成质点。 (3) 转动的物体不一定不能看成质点,平动的物体不一定总能看成质点。 (4) 某个物体能否看成质点要看它的大小和形状是否能被忽略以及要求的精确程 度。 3、时刻:表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初,几秒末。 时间:前后两时刻之差。时间坐标轴线段表示时间,第n 秒至第n+3秒的时间为3秒 (对应于坐标系中的线段) 4、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。路程不等于位移大小 (坐标系中的点、线段和曲线的长度) 5、速度:描述物体运动快慢和运动方向的物理量, 是矢量。 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,υ=s/t (方向为位移的方向) 平均速率:为质点运动的路程与时间之比,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同 直线运动 直线运动的条件:a 、v 0共线 参考系、质点、时间和时刻、位移和路程 速度、速率、平均速度 加速度 运动的描述 典型的直线运动 匀速直线运动 s=v t ,s-t 图,(a =0) 匀变速直线运动 特例 自由落体(a =g ) 竖直上抛(a =g ) v - t 图 规律 at v v t +=0,2 02 1 at t v s +=as v v t 22 02=-,t v v s t 2 0+=

高三物理一轮复习选修3-3全套学案

第1课时 分子动理论 内能 导学目标 1.掌握分子动理论的内容,并能应用分析有关问题.2.理解温度与温标概念,会换算摄氏温度与热力学温度.3.理解内能概念,掌握影响内能的因素. 一、分子动理论

1.请你通过一个日常生活中的扩散现象来说明:温度越高,分子运动越激烈. 2.请描述:当两个分子间的距离由小于r0逐渐增大,直至远大于r0时,分子间的引力如何变化?分子间的斥力如何变化?分子间引力与斥力的合力又如何变化? [知识梳理] 1.物体是由____________组成的 (1)多数分子大小的数量级为________ m. (2)一般分子质量的数量级为________ kg. 2.分子永不停息地做无规则热运动 (1)扩散现象:相互接触的物体彼此进入对方的现象.温度越______,扩散越快. (2)布朗运动:在显微镜下看到的悬浮在液体中的__________的永不停息地无规则运 动.布朗运动反映了________的无规则运动.颗粒越______,运动越明显;温度越______,运动越剧烈. 3.分子间存在着相互作用力 (1)分子间同时存在________和________,实际表现的分子力是它们的________. (2)引力和斥力都随着距离的增大而________,但斥力比引力变化得______. 思考:为什么微粒越小,布朗运动越明显? 二、温度和温标 [基础导引] 天气预报某地某日的最高气温是27°C,它是多少开尔文?进行低温物理的研究时,热力学温度是2.5 K,它是多少摄氏度? [知识梳理] 1.温度 温度在宏观上表示物体的________程度;在微观上是分子热运动的____________的标志. 2.两种温标 (1)比较摄氏温标和热力学温标:两种温标温度的零点不同,同一温度两种温标表示的数 值________,但它们表示的温度间隔是________的,即每一度的大小相同,Δt=ΔT. (2)关系:T=____________. 三、物体的内能 [基础导引] 1.有甲、乙两个分子,甲分子固定不动,乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近,直到不再靠近为止,在这整个过程中,分子势能的变化情况是() A.不断增大B.不断减小 C.先增大后减小D.先减小后增大 2.氢气和氧气的质量、温度都相同,在不计分子势能的情况下,下列说法正确的是() A.氧气的内能较大B.氢气的内能较大 C.两者的内能相等D.氢气分子的平均速率较大

高三物理最新教案-2018高考总复习第二阶段力学专题[整理] 精品

力学专题㈠ 力的作用效应 1.如左图所示,一根轻弹簧竖直地放在水平桌面上,下端固定,上端放一个重物。稳定后弹簧的长为L 。现将该轻弹簧截成等长的两段,将该重物也等分为重量相等的两块,按右图连接,稳定后两段弹簧的总长度为L /。则 A.L /=L B.L />L 中,B C.L /g 2 C.m 1m 2,g 1>g 2

高三物理教案全集(共250页)

力学 一、力 教学目标 1.知识目标: (1)理解高中学习的各种力的概念; (2)掌握高中学习的各种力的公式、单位及矢量性; (3)掌握高中学习的各种力之间的联系. 2.能力目标; (1)要求学生做到恰当选择研究对象,增长灵活运用知识的能力; (2)要求学生做到准确对研究对象进行受力分析,会把运动物体抽象为正确的物理模型; (3)培养学生正确的解题思路和综合分析问题的能力. 3.德育目标: (1)在教学的整个过程中,渗透物理学以观察、实验为基础的科学研究方法,以及注重理性思维的科学态度; (2)用科学家的言行教育学生如何做人. 教学重点、难点分析 1.对高一、高二学习的各种力进一步加深理解,进行全面系统的总结. 2.引导学生正确选取研究对象,掌握对研究对象进行受力分析的一般方法. 3.力学是整个物理学的基础,而受力分析又是解决物理问题最关键的步骤,熟练进行受力分析既是本节复习课的教学重点也是教学的难点. 教学过程设计 一、对复习的几点建议 1.提倡“三多、三少”.“三多”即多做小题,多做小综合题,多做变式型的常见题;“三少”即少做大题,少做大综合题,少做难题. [例1] 如图1-1-1所示,斜劈B置于地面上静止,物块A置于斜劈B上静止,求地面对斜劈B的摩擦力. 方法一:分别选A、B为研究对象进行受力分析,可以求得地面对斜劈B的摩擦力为零.

方法二:选整体为研究对象进行受力分析,可迅速得出地面对斜劈B的摩擦力为零. 可见,一道简单的题目,可以做得较复杂,也可以做得相当简单.此题关键在于研究对象选取是否巧妙.此外,若采用方法一,必须很明白作用力和反作用力的关系.这两种方法,学生都应该熟练掌握. 此题变式型为: [例2]斜劈B置于地面上静止,物块A在斜劈B上沿斜面匀速下滑,求地面对斜劈B的摩擦力.利用上述方法一,受力情况完全相同,所以地面对斜劈B的摩擦力为零. [例3]倾角为θ的斜劈B置于地面上静止,物块A在沿斜面向上F力的作用下沿斜面匀速上滑,求地面对斜劈B的摩擦力. 分别选A、B为研究对象进行受力分析可以求得地面对斜劈B的摩擦力为Fcos . [例4]倾角为θ的斜劈B置于地面上静止,物块A在沿斜面向上F力的作用下沿斜面以加速度a匀加速上滑,求地面对斜劈B的摩擦力. 分别选A、 B为研究对象进行受力分析,可以求得地面对斜劈B的摩擦力为Fcos θ-macosθ. 由此可见,多做小题、变式型题可以帮助你掌握巩固基础知识,还可以帮助你灵活应用这些知识.只有基础知识巩固,才能在做难题时能力得到发挥. 2.自我诊断:错题改正,定期复习,做好标记. 在复习过程中,要不断地回顾,考察自己在哪个知识点容易出错.只有不断地对自己进行自我诊断,才能明确地知道自己的弱点,才能更有效地利用时间,提高成绩.值得注意的是:千万别盲从,不要看见别人干什么,自己就干什么.抓不住自己的重点.总做一些对自己提高成绩帮助并不太大的事,那样会得不偿失的. 要经常进行错题改正,建立错题档案本.错题不能只抄在本上,就完事了.必须要做定期复习,并且做上标记.一道错题,若第一次复习时做对了,可以做上标记,时间过得长一些再复习,若复习三次做对了,可以做上标记暂时不用管了,以后放寒假、暑假或一模、二模前再复习.这样,虽然你抄的错题越来越多,但通过每次的定期复习,不会做的,再做错的题目应该越来越少. 关于做错题本的建议: (1)分类别抄错题; (2)抄错题本身就是一次复习.用明显的颜色总结、归纳错误原因,以及得出的小结; (3)将题目抄在正页,在反面抄录答案,每一页在页边上开辟空白行,专供写错误原因、得出的小结以及复习的标记(日期、第几次)等用. 3.平时要经常准备“备忘录”.

高三物理总复习第一轮复习教案

第四章曲线运动万有引力与航天 [考纲展示] 1.运动的合成和分解Ⅱ 2.抛体运动Ⅱ 3.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度Ⅰ 4.匀速圆周运动的向心力Ⅱ 5.离心现象Ⅰ 6.万有引力定律及其应用Ⅱ 7.环绕速度Ⅰ 8.第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ 说明:(1)斜抛运动只作定性要求 (2)第二宇宙速度和第三宇宙速度只要求知道其物理意义 [命题热点] 1.运动的合成与分解的方法和思想是热点,尤其是处理类平抛运动、带电粒子在电磁复合场中的复杂运动,可以以选择题形式呈现,也可以以计算题的形式呈现. 2.运用圆周运动的知识和方法处理生活中常见的圆周运动、电场磁场中的圆周运动都是高考考查的热点,主要以计算题的形式考查,这几乎是高考必考内容. 3.运用万有引力定律及向心力公式分析人造卫星的绕行速度、运行周期以及计算天体的质量、密度等在近几年高考中每年必考. 第一节曲线运动运动的合成与分解 【三维目标】 知识与技能 1.知道曲线运动的条件及规律 2.知道并掌握运动合成与分解的方法 过程与方法 理解和掌握运动合成与分解的基本方法与过程 情感态度与价值观 培养学生对物理现象的分析及表达能力 【教学重点】 运动的合成与分解的方法 【教学难点】 小河渡河问题的分析 【教学过程】 复习引入(课前5分钟) 从曲线运动与直线运动的区别引入、复习 [基础知识梳理](课中35分钟) 一、曲线运动 1.曲线运动的特点 在曲线运动中,运动质点在某一点的瞬时速度的方向就是通过曲线的这一点的________向,因此,质点在曲线运动中速度的方向时刻在变化.所以曲线运动一定是_________运动,但是,变速运动不一定是曲线运动,直线运动中速度大小变化时也是变速运动. 2.做曲线运动的条件 (1)从运动学角度,物体的加速度方向跟速度方向____________时,物体就做曲线运动.

高三物理一轮复习 动能定理导学案

2012届高三物理一轮复习导学案 六、机械能(3) 动能定理 【导学目标】 1、正确理解动能的概念。 2、理解动能定理的推导与简单应用。 【知识要点】 一、动能 1、物体由于运动而具有的能叫动能,表达式:E k =_____________。 2、动能是______量,且恒为正值,在国际单位制中,能的单位是________。 3、动能是状态量,公式中的v 一般是指________速度。 二、动能定理 1、动能定理:作用在物体上的________________________等于物体____________,即w=_________________,动能定理反映了力对空间的积累效应。 2、注意:①动能定理可以由牛顿运动定律和运动学公式导出。②可以证明,作用在物体上的力无论是什么性质,即无论是变力还是恒力,无论物体作直线运动还是曲线运动,动能定理都适用。 3、动能定理最佳应用范围:动能定理主要用于解决变力做功、曲线运动、多过程动力学问题,对于未知加速度a 和时间t ,或不必求加速度a 和时间t 的动力学问题,一般用动能定理求解为最佳方案。 【典型剖析】 [例1] 在竖直平面内,一根光滑金属杆弯成如图所示形状,相应的曲线方程为y=2.5cos (kx+ 3 2 π)(单位: m),式中k=1 m -1 .将一光滑小环套在该金属杆上,并从x=0处以v 0=5 m/s 的初 速度沿杆向下运动,取重力加速度g=10 m/s 2 .则当小环运动到x= 3 m 时的速度大小v= m/s;该小环在x 轴方向最远能运动到x= m 处. [例2]如图所示,质量为m 的小球用长为L 的轻细线悬挂在天花板上,小球静止在平衡位置.现用一水平恒力F 向右拉小球,已知F=0.75mg ,问: (1)在恒定拉力F 作用下,细线拉过多大角度时小球速度最大?(2)小球的最大速度是多少? [例3]总质量为M 的列车,沿平直轨道作匀速直线运动,其末节质量为m 的车厢中途脱钩,待司机发觉时,机车已行驶了L 的距离,于是立即关闭油门撤去牵引力.设运动过程中阻力始终与质量成正比,机车的牵引力是恒定的.当列车的两部分都停止时,它们之间的距离是多少?

人教版高三年级物理教案

人教版高三年级物理教案 篇一:《力的合成》 一.教材简析 本节课力的合成,是在学生了解力的基本性质和常见几种力的基础上,通过等效替代思想,研究多个力的合成方法,是对前几节内容的深化。 本节重点介绍力的合成法则——平行四边形定则,但实际这是所有矢量运算的共同工具,为学习其他矢量的运算奠定了基础。 更重要的是,力的合成是解决力学问题的基础,对今后牛顿运动定律、平衡问题、动量与能量问题的理解和应用都会产生重要影响。 因此,这节课承前启后,在整个高中物理学习中占据着非常重要的地位。 二、教学目标定位 为了让学生充分进行实验探究,体验获取知识的过程,本节内容分两课时来完成,今天我说课的内容为本节内容的第一课时。根据上述教材分析,考虑到学生的实际情况,在本节课的教学过程中,我制定了如下教学目标: 一、知识与技能 .理解合力、分力、力的合成的概念.理解力的合成本质上是从等效的角度进行力的替代. .探究求合力的方法——力的平行四边形定则,会用平行四边形定则求合力. 二、过程与方法 .通过学习合力和分力的概念,了解物理学常用的方法——等效替代法. .通过实验探究方案的设计与实施,体验科学探究的过程。 三、情感态度与价值观 .培养学生的合作精神,激发学生学习兴趣,形成良好的学习方法和习惯. .培养认真细致、实事求是的实验态度.

根据以上分析确定本节课的重点与难点如下: 一、重点 .合力和分力的概念以及它们的关系. .实验探究力的合成所遵循的法则. 二、难点 平行四边形定则的理解和运用。 三、重、难点突破方法——教法简介 本堂课的重、难点为实验探究力的合成所遵循的法则——平行四边形定则,为了实现重难点的突破,让学生真正理解平行四边形定则,就要让学生亲自体验规律获得的过程。 因此,本堂课在学法上采用学生自主探究的实验归纳法——通过重现获取知识和方法的思维过程,让学生亲自去体验、探究、归纳总结。体现学生主体性。 实验归纳法的步骤如下。这样设计让学生不仅能知其然,更能知其所以然,这也是本堂课突破重点和难点的重要手段。 本堂课在教法上采用启发式教学——通过设置问题,引导启发学生,激发学生思维。体现教师主导作用。 四、教学过程设计 采用六环节教学法,教学过程共有六个步骤。 教学过程第一环节、创设情景导入新课: 安排两个同学共提一桶水,再请全班力气的同学来提这一桶水,游戏虽简单,但能迅速调动学生参与课堂的积极性。然后用图片引导学生通过作用效果相同得出合力与分力的概念。由此引出—— 第二环节、新课教学: 展示合力与分力以及力的合成的概念,强调等效替代法。举例说明等效替代

高三物理第二轮专题复习教案[全套]_物理

第一讲平衡问题 一、特别提示[解平衡问题几种常见方法] 1、 力的合成、分解法:对于三力平衡,一般根据“任意两个力的合力与第三力等大反向”的关 系,借助三角函数、相似 三角形等手段求解;或将某一个力分解到另外两个力的反方向上,得到这 两个分力必与另外两个力等大、反向;对于多个力的平衡,利用先分解再合成的正交分解法。 2、 力汇交原理:如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡,这三个力的作用线必在同一 平面上,而且必有共点力。 3、 正交分解法:将各力分解到 x 轴上和y 轴上,运用两坐标轴上的合力等于零的条件 C F x =0^ F y =0)多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。值得注意的是,对 x 、y 方向 选择时,尽可能使落在 x 、y 轴上的力多;被分解的力尽可能是已知力。 4、 矢量三角形法:物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时,这三个力的矢量箭头首 尾相接恰好构成三角形,则 这三个力的合力必为零,利用三角形法求得未知力。 5、 对称法:利用物理学中存在的各种对称关系分析问题和处理问题的方法叫做对称法。在静 力学中所研究对象有些具有 对称性,模型的对称往往反映出物体或系统受力的对称性。解题中注意 到这一点,会使解题过程简化。 6、 正弦定理法:三力平衡时,三个力可构成一封闭三角形,若由题设条件寻找到角度关系, 则可用正弦定理列式求解。 7、相似三角形法:利用力的三角形和线段三角形相似。 二、典型例题 1、力学中的平衡:运动状态未发生改变,即 a = 0。表现:静 匀速直线运动 (1)在重力、弹力、摩擦力作用下的平衡 例1质量为m 的物体置于动摩擦因数为 」的水平面上,现对它 一个拉力,使它做匀 速直线运动,问拉力与水平方向成多大夹角时这 最小? 解析取物体为研究对象,物体受到重力mg ,地面的支持力N , 力f 及拉力T 四个力作用,如图1-1所示。 :-=arcctg arcctg J 不管拉力T 方向如何变化,F 与水平方向的夹角:?不变,即F 为一个方向不发生改变的变力。 这显然属于三力平衡中的 动态平衡问题,由前面讨论知,当 T 与F 互相垂直时,T 有最小值,即当 拉力与水平方向的夹角 V - 90 - arcctg -I 二arctg 」时,使物体做匀速运动的拉力 T 最小。 (2)摩擦力在平衡问题中的表现 这类问题是指平衡的物体受到了包括摩擦力在内的力的作用。在共点力平衡中,当物体虽然静 止但有运动趋势时,属于 静摩擦力;当物体滑动时,属于动摩擦力。由于摩擦力的方向要随运动或 运动趋势的方向的改变而改变,静摩擦力大小还可在一定范围内变动,因此包括摩擦力在内的平衡 问题常常需要多讨论几种情况,要复杂一些。因此做这类题目时要注意两点 iTlg 止或 施加 个力 摩擦 由于物体在水平面上滑动,则 f =:-N ,将f 和N 合成,得到合力 F ,由图知F 与f 的夹角:

高中物理一轮复习全套教案(上册)

第一章运动的描述匀变速直线运动的研究 第1单元直线运动的基本概念 1、机械运动:一个物体相对于另一物体位置的改变(平动、转动、直线、曲线、圆周) 参考系:假定为不动的物体 (1)参考系可以任意选取,一般以地面为参考系 (2)同一个物体,选择不同的参考系,观察的结果可能不同 (3)一切物体都在运动,运动是绝对的,而静止是相对的 2、质点:在研究物体时,不考虑物体的大小和形状,而把物体看成是有质量的点,或者说用一个 有质量的点来代替整个物体,这个点叫做质点。 (1)质点忽略了无关因素和次要因素,是简化出来的理想的、抽象的模型,客观上不存在。 (2)大的物体不一定不能看成质点,小的物体不一定就能看成质点。 (3)转动的物体不一定不能看成质点,平动的物体不一定总能看成质点。 (4)某个物体能否看成质点要看它的大小和形状是否能被忽略以及要求的精确程度。 3、时刻:表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初,几秒末。 时间:前后两时刻之差。时间坐标轴线段表示时间,第n秒至第n+3秒的时间为3秒(对应于坐标系中的线段) 4、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。路程不等于位移大小 (坐标系中的点、线段和曲线的长度) 5、速度:描述物体运动快慢和运动方向的物理量,是矢量。 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,υ=s/t(方向为位移的方向) 平均速率:为质点运动的路程与时间之比,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同(粗略描述运动的快慢) 即时速度:对应于某一时刻(或位置)的速度,方向为物体的运动方向。( t s v t? ? = → ?0 lim)即时速率:即时速度的大小即为速率; 【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:( D ) A.(v1+v2)/2 B. 2 1 v v?C. 2 1 2 2 2 1 v v v v + + D. 2 1 2 1 2 v v v v + 【例2】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。 6、平动:物体各部分运动情况都相同。转动:物体各部分都绕圆心作圆周运动。 7、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)。 (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。 (3)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)。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)。 8 匀速直线运动和匀变速直线运动 【例3】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(6m/s或14m/s) 【例4】关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是(B) A.速度变化越大,加速度就越大B.速度变化越快,加速度越大 C.加速度大小不变,速度方向也保持不变 D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小 9、匀速直线运动: t s v=,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,加速度为零的直线运动. 匀速s - t图像为一直线:图线的斜率在数值上等于物体的速度。 直 线运动直线运动的条件:a、v0共线 参考系、质点、时间和时刻、位移和路程 速度、速率、平均速度 加速度 运动的描述 典型的直线运动 匀速直线运动s=v t ,s-t图,(a=0) 匀变速直线运动 特例 自由落体(a=g) 竖直上抛(a=g) v - t图 规律 at v v t + = ,2 02 1 at t v s+ = as v v t 2 2 2= -,t v v s t 2 + =

高三物理一轮复习抛体运动导学案

高三物理 导学案 班级 姓名 课题 抛体运动 编号 课型 复习课 使用时间 主备人 审核人 审批人 教学目标:1.理解平抛运动的概念和处理方法 2.掌握平抛运动规律,会应用平抛运动规律分析和解决实际问题 重点,难点:理解平抛运动概念和平抛运动规律 【基础知识梳理】 1.物体做平抛运动的条件:只受 ,初速度不为零且沿水平方向。 2.特点:平抛运动是加速度为重力加速度的 运动,轨迹是抛物线。 3.研究方法: 通常把平抛运动看作为两个分运动的合运动:一个是水平方向的匀速直线运动,一个是竖直方向的自由落体直线运动。 从理论上讲,正交分解的两个分运动方向是任意的,处理问题时要灵活掌握。 4.平抛运动的规律 合速度的方向0tan y x v g t v v β== 合位移的方向0 tan 2y g t x v α== 【典型例题】 1、平抛运动的特点及基本规律 【例1】物体在平抛运动的过程中,在相等的时间内,下列物理量相等的是 ( ) A .速度的增量 B .加速度 C .位移 D .平均速度 变式训练1、一架飞机水平匀加速飞行,从飞机上每隔一秒释放一个铁球,先后共释放4个,若不计空气阻力,则人从飞机上看四个球 ( ) A .在空中任何时刻总排成抛物线,它们的落地点是不等间距的 B .在空中任何时刻总是在飞机的正下方排成竖直的线,它们的落地点是不等间距的 C .在空中任何时刻总是在飞机的下方排成倾斜的直线,它们的落地点是不等间距的 D .在空中排成的队列形状随时间的变化而变化 例2如图,实线为某质点平抛运动轨迹的一部分,测得AB 、BC 间的水平距离△s 1=△s 2=0.4m ,高度差△h 1=0.25m ,△h 2=0.35m .求: (1)质点抛出时初速度v 0为多大? 图5-1-3

高三物理复习教案

高三物理复习教案 静电场 教学目标 通过复习整理静电场的规律、概念,建立静电扬的知识结构。利用场的思想、场叠加的思想认识和解决电场问题,加深对静电场的理解。 教学重点、难点分析 静电场部分的内容概念性强,规律内容含义深刻,是有关知识应用的基础。但由于概念和规律较抽象,对掌握这些概念和规律造成了一定的难度。所以,恰当地建立有关的知识结构,处理好概念之间、规律之间的关系,是解决复习困难的有效方式。 教学过程设计 教师活动 一、对规律和概念的回顾 从本节课开始,我们复习静电场的有关知识,请同学们回顾一下,我们原来学过的规律和概念都有哪些?(将学生分组,进行回顾和整理) 学生活动 学生按组,回忆已学的有关知识,相互提醒,相互启发。 在教师的安排下,每组学生选择一名代表,将他们整理的知识内容写在黑板上。(安排3个,由于内容基本相同,其它组再做一些补充。) 学生代表上台。 建立知识结构: 从同学们整理出来的知识内容上看,基本上能够把静电场的有关内容列举出来,但一般来说,每个同学在整理知识时,方式方法又有所区别。为了使知识在我们头脑中更有利于理解和记忆,建立一个适合于自己的知识结构网络是必要的和有效的。下面,我们来共同构造这个静电场部分的知识结构网络。 (带领学生整理和建立静电场的知识结构,知识结构图表见附图) 二、静电场概念的几个问题讨论 1.场概念的巩固 [问题1]带电小球A、C相距30cm,均带正电。当一个带有负电的小球B放在A、C 间连线的直线上,且B、C相距20cm时,可使C恰受电场力平衡。A、B、C均可看成点电

荷。①A 、B 所带电量应满足什么关系?②如果要求A 、B 、C 三球所受电场力同时平衡, 它们的电量应满足什么关系? 学生读题、思考,找学生说出解决方法。 通过对此题的分析和求解,可以加深对场强概念和场强叠加的理解。学生一般从受力平 衡的角度进行分析,利用库仑定律求解。在学生解题的基础上做以下分析。 分析与解:①C 处于平衡状态,实际上是要求C 处在A 、B 形成的电场中的电场强度为 零的地方。 既然C 所在处的合场强为零,那么,C 所带电量的正或负、电量的多或少均对其平衡无 影响。 ②再以A 或B 带电小球为研究对象,利用上面的方法分析和解决。 答案:①q A ∶q B =9∶4,②q A ∶q B ∶q C =9∶4∶36。 [问题2]如图3-1-1所示,在方框区域内有匀强电场,已知U A =2V ,U B =-6V ,U C = -2V 。试用作图法画出电场中电场线的方向。 学生读题、思考。找学生在黑板上作图。 通过此题的分析和解决,使学生对匀强电场的理解更深刻。 分析和解:据题A 、B 两点间的电势差为8V ,A 、C 两点间的电势差为4V 。所以,先 将A 、B 两点用直线连接,则A 、B 两点间的中点的电势为4V ,与C 点的电势相同。将这 两点连起来,就是电势为-2V 的等势线,电场线应与该直线垂直,且由高电势点指向低电 势点。(如图3-1-1所示) [问题3]我们知道,公式2r Q k E =表示点电荷Q 的场中的某一点的电场强度,得到的单位为N/C ;公式d U E =表示匀强电场中的场强。大小,其单位为V/m 。那么,单位N/C 能否用在匀强电场中?如果能,其物理意义是什么?单位V/m 能否用在点电荷的电场中,如 果能,其物理意义又是什么?

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