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第一部分 直线运动 1.质点:(A)用来代替物体的有质量的点叫做质点 (1)质点是物理学中一个理想化模型 (2)把物体抽象成质点的条件 物体可视为质点的主要三种情形:a.作平动的物体由于各点的运动情况相同,可以 选物体任意一个点的运动来代表整个物体的运动 ,可以当作质点处理.b.物体的位移远远大于物体本身的尺度时;c.只研究物体的平动,而不考虑其转动效果时质点没有形状、大小,却具有物体的全 部质量.质点是一个理想化的物理模型, 实际并不存在,是为了使研究问题简化 的一种科学抽象.只有当所研究物体的大小和形状对所研究 的问题没有影响或影响很小,可以将其形 状和大小忽略时,才能将物体看作质点。练习:水平测试题 一2,四1,五1,六2.2.矢量和标量1)矢量:既有大小,又有方向。如:位移、速度、加速度、力、电场强度、 磁感应强度等2)标量:只有大小,没有方向。如:质量、时间、路程、速率、温度、能量 、功、功率等练习:一13.位置、位移、路程路程和位移是有区别的:一般的路程大于位移 的大小,只有质点做单向直线运动时,位移的 大小才等于路程.质点的位置可以用坐标系中的一个点来表示 ,在一维、二 维、三维坐标系中表示为 s(x) 、s (x,y) 、s (x,y,z) . 概念:位移是表示质点位置的变化的物理量.用从 初位置指向末位置的有向线段来表示,线段的长短 表示位移的大小,箭头的方向表示位移的方向. 位移是矢量,既有大小,又有方向.它的方向由初 位置指向末位置. 注意:位移的方向不一定是质点的运动方向.如:竖 直上抛物体下落时,仍位于抛出点的上方;弹簧振 子向平衡位置运动时,位移方向与运动方向仍不同. 单位:m.1)位置2)位移3)路程概念:路程是指质点所通过的实际轨迹的 长度. 路程是标量,只有大小,没有方向;练习:一3,二2,五4.4.时刻和时间1)时刻:指某一瞬时,时间轴上的任一点均表示时刻.如第3s末、3s时(即第3s末)、第4s初(即第3s 末)均表示为时刻.时刻对应的是位置、速度、动能等状态量.2)时间:指两个时刻之间的间隔,在时间轴上表示为 两点间线段的长度, 如:4s内(即0至第4末) 第4s(是指1s的时间 间隔) 第2s至第4s均指时间.时间对应的是位移、路程、冲量、功等过程 量.5.平均速度和瞬时速度2)在匀速直线运动中它等于位移与发生这段 位移所用时间的比值, 3)速度是矢量. 方向就是物体的运动方向.在某一时刻物体速度的大小叫做速率, 速率是标量.速度:速率:1)表示质点的运动快慢和方向.运动物体在某一时刻(或经过某 一位置)时的速度,叫做瞬时速度. 其方向就是物体经过某一位置时 的速度方向,轨迹是曲线的,则 为该点的切线方向.运动物体位移和所用时间的比值叫 做平均速度. 定义式:平均速率等于路程与时间的比值.平均速度的大小不等于平均速率.瞬时速度平均速度平均速率练习:一4、二3、四4、五5.6.基本量和基本单位基本量:只要选定几个物理量的单位,就能够 利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单 位。这些被选定的物理量叫做基本量,他们的 单位叫做基本单位。由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量 的单位叫导出单位。基本单位和导出单位一起组成了单位制。国际单位制中的基本量:长度、质量、时间、电流、 热力学温度、物质的量、发光强度练习:二1、三1、五2、六17.加速度1)物理意义:描述速度变化快慢的物理量.(包括大小和方向的变化). (2)大小定义:速度的变化与所用时间的比值.定义式:(即单单位时间时间 内速度的变变化)a也叫做速度的变变化率.此式不是加速度的决定式,在该式中加速度并不是v和时 间t决定,不能由此得出a与v成正比、与时间t成反比的 结论。 加速度的决定式,即物体的加速度由合外力和物体的质量 决定,加速度跟合外力成正比,跟质量成反比,即:a=F/m(3)加速度是矢量:与速度变化v方向相同,本 质上与质点所受合外力F方向一致. (4)判断质点做加减速运动的方法:是加速度 的方向与速度方向的比较,若同方向表示加速. 若反方向表示减速.练习:二48.运动图像(1)位移图像(X-t图像): 图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度 ; 图像是直线表示物体做匀速直线运动,图像是 曲线则表示物体做变速运动;图像与横轴交叉,表示物体从参考点的一边运 动到另一边. x/mt/s0x/mt/s0x0xt1t2x/mt/sx00ab(2)速度图像(v-t图像):在速度图像中,可以读出物体在任何时刻的 速度; 在速度图像中,物体在一段时间内的位移大 小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值 . 在速度图像中,物体在任意时刻的加速度就 是速度图像上所对应的点的切线的斜率. 图线与横轴交叉,表示物体运动的速度反向. 练习:一6、二5、三4、四3、五6、六5v(ms-1)cdt/s0v0v(ms-1)t/s t009.匀变速直线运动(3)公式:速度公式:V=V0+at 位移公式:速度位移公式:vt2 - v02 = 2ax 平均速度V =以上各式均为矢量式,应用时 应规定正方向,然后把矢量化 为代数量求解,通常选初速度 方向为正方向,凡是跟正方向 一致的取“+”值,跟正方向相反 的取“-”值 匀速直线运动 (1)定义:在任意相等的时间内位移相等的直线运动叫做 匀速直线运动. (2)特点:a=0,v=恒量. (3)位移公式:x=vt. 匀变速直线运动 (1)定义:在任意相等的时间内速度的变化相等的直线 运动叫匀变速直线运动。 (2)特点:a=恒量 重要结论 (1)匀变速直线运动的质点,在任意两个连续相等 的时间T内的位移差值是恒量,即X=Xi+l -Xi=aT2 =恒量 (2)匀变速直线运动的质点,在某段时间内的中间 时刻的瞬时速度,等于这段时间内的平均速度10.自由落体运动动 (1)条件:初速度为零,只受重力作用. (2)性质:是一种初速为零的匀加速直线运动, a=g. (3)公式:练习:一7、四5,10Xn-Xm=(n-m) aT2第二部分 力和运动1.力是物体对物体的作用,是物体发生形变和改变物体 的运动状态(即产生加速度)的原因. 力是矢量。 2.重力 (1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的. 注意重力是由于地球的吸引而产生,但不能 说重力就是地球的吸引力,重力是万有引力的一个分 力. 但在地球表面附近,可以认为重力近似等于万有 引力(2)重力的大小:地球表面G=mg g 随纬度的增加而增大,随高度的增加而减小(3)重力的方向:竖直向下(不一定指向地心)。 (4)重心:物体的各部分所受重力合力的作用点 ,物体的重心不一定在物体上. 3.弹力 (1)产生原因:由于发生弹性形变的物体有恢复形变 的趋势而产生的. (2)产生条件:直接接触;有弹性形变. (3)弹力的方向: 与物体形变的方向相反,弹力的受力物体是引起形变的物 体,施力物体是发生形变的物体. 在点面接触的情况下,垂直于面; 在两个曲面接触(相当于点接触)的情况下,垂直于过接 触点的公切面. 绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向,且一根 轻绳上的张力大小处处相等. 轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向不一定沿杆. (4)弹力的大小: 一般情况下应根据物体的运 动状态,利用平衡条件或牛 顿定律来求解.弹簧弹力可由 胡克定律来求解. 胡克定律:在弹性限度内,弹 簧弹力的大小和弹簧的形变 量成正比,即F=kx. k为弹 簧的劲度系数,它只与弹簧 本身因素有关,单位是N/m. 练习:一84.摩擦力 (1)产生的条件:相互接触的物体间存在压力;接触面不光滑;接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或 相对运动的趋势(静摩擦力),这三点缺一不可. (2)摩擦力的方向:沿接触面切线方向,与物体相对运动或相对运动趋 势的方向相反,与物体运动的方向可以相同也可以相反. (3)判断静摩擦力方向的方法: 假设法:首先假设两物体接触面光滑,这时若两物体不发生相对运动 ,则说明它们原来没有相对运动趋势,也没有静摩擦力;若两物体发生 相对运动,则说明它们原来有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的 方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同.然后根据静摩擦力的方 向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向. 平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向. (4)大小: 先判明是何种摩擦力,然后再根据各自的规律去分析求解. 滑动摩擦力大小:利用公式f=F N 进行计算,其中FN 是物体的正压力,不 一定等于物体的重力,甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来 求解. 静摩擦力大小: 静摩擦力大小可在0与f max 之间变化,一般应根据物体的运 动状态由平衡条件或牛顿定律来求解. 练习:一9、二7(1)确定所研究的物体,分析周围物体对它产生的作用, 不要分析该物体施于其他物体上的力,也不要把作用在其 他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象 上. (2)按“性质力”的顺序分析.即按重力、弹力、摩擦力、 其他力顺序分析,不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分 析. (3)如果有一个力的方向难以确定,可用假设法分析.先 假设此力不存在,想像所研究的物体会发生怎样的运动, 然后审查这个力应在什么方向,对象才能满足给定的运动 状态. 5.物体的受力分析 (1)合力与分力:如果一个力作用在物体上,它产生的效 果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几 个力的合力,而那几个力就叫做这个力的分力. (2)力合成与分解的根本方法:平行四边形定则. (3)力的合成:求几个已知力的合力,叫做力的合成. 共点的两个力(F 1 和F 2 )合力大小F的取值范围为:|F 1 -F 2 |FF 1 +F 2 (4)力的分解:求一个已知力的分力,叫做力的分解(力 的分解与力的合成互为逆运算). 在实际问题中,通常将已知力按力产生的实际作用效果 分解;为方便某些问题的研究,在很多问题中都采用正交分 解法 6.力的合成与分解(1)共点力:作用在物体的同一点,或作用线相交于一点 的几个力. (2)平衡状态:物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态 ,是加速度等于零的状态. (3)共点力作用下的物体的平衡条件:物体所受的合外 力为零,即F=0,若采用正交分解法求解平衡问题,则平 衡条件应为:Fx =0,Fy =0. (4)解决平衡问题的常用方法:隔离法、整体法、图解法 、三角形相似法、正交分解法等等. 7.共点力的平衡 练习:二8、三7、五8牛顿运动定律 1.牛顿第一定律:一切物体总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运动状态为止 (1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持. (2)定律说明了任何物体都有惯性. (3)不受力的物体是不存在的.牛顿第一定律不能用实验直 接验证.但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的 逻辑推理而发现的.它告诉了人们研究物理问题的另一种新 方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大 量现象中寻找事物的规律. (4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认 为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定 性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力 与运动的关系. *惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质 . (1)惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性, 与物体的受力情况及运动状态无关.因此说,人们只能“ 利用”惯性而不能“克服”惯性.(2)质量是物体惯性大小的量度. 练习: 一8、9、10.二10. 五7、11.2.牛顿第二定律: 物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量
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