教学课件4知识点总结_教学课件4知识点总结

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目标：梳理高一知识点

1、弹力、胡克定律

2、摩擦力

3、力的合成与分解

4、匀变速直线运动、加速度

5、自由落体运动 竖直上抛运动

6、自由落体运动的规律

7、竖直下抛运动

8、竖直上抛运动

9、超重和失重现象, 实质上是视重

10、有关连接体问题 第一章 力

1、弹力、胡克定律：（参看例）

（1）弹力是物体接触伴随形变而产生的力。

※弹力是接触力

弹力产生的条件：接触（并发生形变），有挤压或拉伸作用。

常见的弹力：拉力，绳子的张力，压力，支持力；

（2）弹力的大小与形变程度相关。形变程度越重，弹力越大。

（3）弹力的方向：弹力的方向与施力物体形变方向相反（是施力物体恢复形变的方向），与接触面垂直。

※

准确分析图中A物体受到的支持力（弹力），结论：两物体接触发生形变，面面接触弹力垂直面（图1—1），点面接触垂直面（图1—

2、1—3），接触面是曲面，弹力则垂直于过接触点的切面（图1—4）。

4）胡克定律：

内容：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧伸长（或压缩）的长度成正比。数学表达式：F=Kx(x长度改变量：x现长x0原长,xxx0)

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2、摩擦力

（1）摩擦力发生在相互接触且挤压有相对运动或相对运动趋势的物体之间。

发生相对运动，阻碍相对运动的摩擦力称为滑动摩擦力。有相对运动的趋势，阻碍相对运动趋势的摩擦力称为静摩擦力。

※摩擦力是接触力

摩擦力产生的条件：接触、挤压，有相对运动或相对运动趋势存在。（含盖了产生弹力的条件）

（2）摩擦力的方向：总是与相对运动或相对运动趋势方向相反，与接触面相切。

※判断相对运动方向，或相对运动趋势方向是确定摩擦力方向的关键。当根据摩擦力产生的条件，确定存在摩擦力时，以此力的施力物体为参照物，判断受力物体相对运动（或相对运动趋势）方向，摩擦力方向与相对运动（或相对运动趋势）方向相反，从而找到摩擦力的方向：（见例）

（3）摩擦力的大小

·N，N为正压力 滑动摩擦力f静摩擦力是一组值，其中有一个最大值，称为最大静摩擦（使物体开始运动

·N来计算，只能根据作用力、反作用力的关系，时的静摩擦力）。不能用f平衡条件或牛顿二定律求解。

※滑动摩擦力的大小只与正压力、滑动摩擦系数有关，而与接触面的大小无关。

力的合成与分解

1、力的合成：

1、定义：求几个力的合力叫力的合成。

2、力的合成：

同向FFF12反向FFF（FF）F12121，2同一直线情况（1）F F1，2成角情况：（2）F ①遵循平行四边形法则。

两个互成角度的力的合力，可以用表示这两个力的线段作邻边，作平行四边形，平行四边形的对角线表示合力的大小和方向。

作图时应注意：合力、分力作用点相同，虚线、实线要分清。

作图法：严格作出力的合成图示，由图量出合力大小、方向。计算法：作出力的合成草图，根据几何知识算出大F小、方向。

②应用方法

F1，2大小一定的情况下，合力F随增大而减小，随减小而增注意：在F2

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大，F

F，F最小值是FF（FF），F121212最大值是F范围是(FF)~(FF)1212，F有可能大于任一个分力，也有可能小于任一个分力，还可能等于某一个分力的大小，求多个力的合力时，可以先求出任意两个力的合力，再求这个合力与第三个力的合力，依此类推。

2、力的分解：

求一个力的分力叫力的分解。是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形法则。一个力的分解应掌握下面几种情况：

1、已知一个力（大小和方向）和它的两个分力的方向，则两个分力有确定的值；

2、已知一个力和它的一个分力，则另一个分力有确定的值；

3、已知一个力和它的一个分力的方向，则另一分力有无数解，且有最小值（两分力方向垂直）；

4、一个力可以在任意方向上分解，且能分解成无数个分力；

5、一个分力和产生这个分力的力是同性质力，且产生于同一施力物体，如图18中，G的分力是沿斜面的分力和垂直于斜面的分力（此力不能说成是对斜面的压力）。

6、在实际问题中，一个力如何分解，应按下述步骤：①根据力F产生的两FF1和2的方向；②根据平行四边形法则用作图法求F1和2的大个效果画出分力FF1和2的大小。小，且注意标度的选取；③根据数学知识用计算法求出分力F3、力的正交分解法：

在处理力的合成和分解的复杂问题时，有一种比较简便宜行的方法——正交分解法。

求多个共点力合成时，如果连续运用平行四边形法则求解，一般说来要求解若干个斜三角形，一次又一次地求部分的合力的大小和方向，计算过程显得十分复杂，如果采用力的正交分解法求合力，计算过程就简单多了。

正交分解法——把力沿着两个经选定的互相垂直的方向分解，其目的是便于运用普通代数运算公式来解决矢量运算。

力的正交分解法步骤如下：

1、正确选定直角坐标系：通常选共点力的作用点为坐标原点，坐标轴的方向的选择则应根据实际问题来确定。原则是使坐标轴与尽可能多的力重合，即是使需要向两坐标轴投影分解的力尽可能少，在处理静力学问题时，通常选用水平

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方向和竖直方向上的直角坐标，当然在其它方向较简便时，也可选用。

和

2、分别将各个力投影到坐标轴上：分别求x轴和y轴上各力的投影的合力FxFy其中：

FFFFx1x2x3xFFFFy1y2y3y

F和F是F在x轴和y1x1y1轴上的两个分量，其余类推。）（式中的这样，共点力的合力大小可由公式：

求出。

设力的方向与x轴正方向之间夹角是。

Fx

∴通过数学用表可知数值。tgFy22F(F)(F)xy

注意：如果F0，可推出F0，F0xy合这是处理多个力作用下物体平衡问题的好办法。匀变速直线运动规律

1、匀变速直线运动、加速度

本节开始学习匀变速直线运动及其规律，能够正确理解加速度是学好匀变速直线运动的基础和关键，因此学习中要特别注意对加速度概念的深入理解。

（1）沿直线运动的物体，如果在任何相等的时间内物体运动速度的变化都相等，物质的运动叫匀变速直线运动。匀变速直线运动是变速运动中最基本、最简单的一种，应该指示：常见的许多变速运动实际上并不是匀变速运动，可是不少变速运动很接近于匀变速运动，可以当作匀速运动处理，所以匀变速直线运动也是一种理想化模型。

（2）加速度是指描述物质速度变化快慢而引入的一个重要物理量，对于作匀变速直线运动的物体，速度的变化量△v与所用时间的比值，叫做匀变速直线运动的加速度，即：avvtv0tt。

加速度是矢量，加速度的方向与速度变化的方向是相同的，对于作直线运动的物体，在确定运动为正方向的条件下，可以用正负号表示加速度的方向，如vt > v0，a为正，如vt

依据匀变速直线运动的定义可知，作匀变速直线运动物体的加速度是恒定不变的。即a = 恒量。

（3）在学习加速度的概念时，要正确区分速度、速度变化量及速度变化率。其中速度v是反映物体运动快慢的物理量。而速度变化量△v = v2－v1，是反映

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物体速度变化大小和方向的物理量。速度变化量△v也是矢量，在加速直线运动中，速度变化量的方向与物体速度方向相同，在减速直线运动中，速度变化量的方向与物体速度方向相反。加速度就是速度变化率，它反映了物体运动速度随时间变化的快慢。匀变速直线运动中，物体的加速度在数值上等于单位时间内物体运动速度的变化量。

所以物体运动的速度、速度变化量及加速度都是矢量，但它们确实从不同方面反映了物体运动情况。

2.自由落体运动 竖直上抛运动

落体运动和抛体运动是存在于自然界很普遍的一种运动形式。自由落体运动和竖直上抛运动是在各条件严格约束下理想化的运动。下落的雨滴、飞落的树叶没有两个雨滴和两片树叶的运动情况是完全相同的，这是因为它们在下落的过程中受到周围空气扰动的结果，但是，下落的雨滴、飞落的树叶本质上具有相同的共性。把各次要的因素去掉抽象出本质的东西，这就是科学。记得一位诺贝尔物理学奖获得者曾经说过“只有从实际抽象出来的才是科学的，只有科学的才是最联系实际的”。

3、自由落体运动的规律。

既然自由落体运动是初速度为零的竖直向下的匀加速直线运动。那么，匀变速直线运动的规律在自由落体运动中都是适用的。匀变速直线运动的规律可以用以下四个公式来概括：

vtv0at

（1）sv0t12at

2（2）

vt2v022as

（3）

Sv0vtt2

（4）

对于自由落体运动来说：初速度v0 = 0，加速度a = g。因为落体运动都在竖直方向运动，所以物体的位移S改做高度h表示。那么，自由落体运动的规律就可以用以下四个公式概括：

vtgt

（5）

h12gt2

（6）

vt22gh

（7）

h1vt2t

（8）

4、竖直下抛运动。

1、物体只在重力作用下，初速度竖直向下的抛体运动叫竖直下抛运动。一

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切抛体运动并不是指抛的过程，而是指被抛的物体出手以后的运动。因此，一切抛体运动都是只在重力作用下的运动。不同的抛体运动（如：平抛运动、斜抛运动、竖直上抛运动以及下面将要讲到的竖直上抛运动）的区别仅在于初速度的方向。初速度沿水平方向的是平抛运动，初速度向下的是竖直下抛运动„„。

2.竖直下抛运动是沿竖直方向的匀加速直线运动。且加速度为g（= 9.8m/s2）。

3、竖直下抛运动的规律：

将竖直下抛运动与自由落体运动相比，区别之处仅在于竖直下抛运动有初速度（v0）。既然自由落体运动满足以下规律：

vtgt h12gt2

vt22gh

1vt2t

那么，竖直下抛运动所遵循的规律应是： hvtv0gt

（9）hv0t12gt

2（10）

2vt2v02gh

（11）

1h(v0vt)t2

（12）

5、竖直上抛运动。

竖直上抛运动是沿竖直方向的匀减速直线运动。它的加速度加速度为g（= 9.8m/s2）。

2、竖直上抛运动的规律。

选定竖直向上的初速度方向为正方向，那么，加速度g的方向应为负。考虑到重力加速度g是一个特定的加速度不宜将g写做－9.8m/s2，应在公式中符号“g”的前面加一个负号。规律如下：

vtv0gt

（13）12hv0tgt

2（14）

2vt2v02gh

（15）

h 1(vvt)t20

（16）

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竖直上抛运动的几个特点：

（1）物体上升到最大高度时的特点是vt = 0。由（15）式可知，物体上升的2v0H2g 最大高度H满足：

t（2）上升到最大高度所需要的时间满足：

2v0g

v0g。

（3）物体返回抛出点时的特点是h = 0。该物体返回抛出点所用的时间可由（14）

T式求得：

（4）将这个结论代入（13）式，可得物体返回抛出点时的速度：

vtv0

这说明物体由抛出到返回抛出点所用的时间是上升段（或下降段）所用时间的二倍。也说明上升段与下降段所用的时间相等。返回抛出点时的速度与出速度大小相等方向相反。

（5）从前面两个表对比可以看出竖直上抛的物体在通过同一位置时不管是上升还是下降物体的速率是相等的。

（6）竖直上抛运动由减速上升段和加速下降段组成，但由于竖直上抛运动的全过程中加速度的大小和方向均保持不变，所以竖直上抛运动的全过程可以看作是匀减速直线运动。

B、三种运动方式及其在运动应该特别注意的问题

(1)水平方向运动, 看有无不水平力, 此时会影响到压力N从而影响摩擦力f, 因为只有水平力作用时N

数值mg(2)竖直方向运动, 千万不可忘记重力mg, 匀速运动F = mg, 然后看v0, 的方向确定是向上或向下运动。

如果匀加向上F－mg = ma, 若匀加向下, mg－F = ma

(3)物体沿斜面方向运动, 看有无水平力, 此时会影响压力N从而影响摩擦力

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mgcos, 当有水平方向f的大小: 当无水平方向力的作用时, N = mgcos, f = Fsin,fmgcosFsin力的作用时, N = mgcos如图所示。



2、超重和失重现象, 实质上是视重。因为物体在运动中重力不变, 我们知道物体的重力是由于地球对物体的吸引, 而使物体受到的力, 物体重力的大小可用弹簧秤称出来。物体在静止或上下匀速直线运动中, F = 0, 有F = mg(F为弹簧的示数)。当物体在竖直方向上加速度运动时, 仍以弹簧秤吊着物体, 此时弹簧的示数就有变化, 称为视点, 加速上升时F> mg, 加速下降F

分析如下: 加速上升, 以向上为正方向F－mg = ma

减速下降, 以向下为正方向F = mg + ma ∴F > mg

mg－F = －ma ∴F > mg ∵F = mg + ma ∴加速上升等效于减速下降

同理分析, 减速上升以向上为正方向F－mg = －ma

加速下降以向下为正方向F = mg－ma F

mg = F = ma F = mg－ma ∵F

3、有关连接体问题

所谓连接体是指: 在实际问题中常常碰到的几个物体连结在一起, 在外作用下的运动即连接体运动。特点: 连接体的各部分之间的相互作用力总是大小相等, 方向相反的(在将连接体作为一个整体考虑时这相互作用力称之为内力)而连接体各部分的运动情况也是相互关联的。应认识到这类问题综合应用了牛顿运动定律和运动学、力的合成分解等方面的知识难度较大, 因此必须掌握解此类问题的一般规律, 即整体法求加速度, 隔离法求相互作用力。所谓整体法即把连接体看成一个整体考虑, 受力分析时的外力是连接体以外的物体对整体连接体的作用力(连接体各部分之间的相互作用称之为内力未能考虑在内)。这些力的合力产生整体加速度。所谓隔离法, 就是把连接体中的各个物体从连接体的整体中隔离出来, 单独考试它们各自的受力情况和运动情况, 此时的相互作用力即是外力, 在受力分析不能忽略。

常见的连接体有:

①升降机及机内的物体运动

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②汽车拉拖车

③吊车吊物上升

④光滑水平面两接触物体受力后运动情况

⑤两物体置在光滑的水平面受力后运动情况

⑥验证“牛顿第二定律”的实验

⑦如右图装置

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