高中物理:由运动情况确定受力
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高中物理重要知识点:受力分析详细讲解物理学的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言,以实验作为检验理论正确性的唯一标准,它是当今最精密的一门自然科学学科。
物理的力学是一大类,今天小编给大家带来高中物理重要知识点:受力分析详细讲解。
物体受力分析的基本步骤(1)首先要确定研究对象,可以把它从周围物体中隔离出来,只分析它所受的力,不考虑研究对象对周围物体的作用力;(2)一般应先分析场力(重力、电场力、磁场力等);再分析弹力。
绕研究对象—周,找出研究对象跟其它物体有几个接触面(点),由几个接触面(点)就有可能受几个弹力。
然后在分析这些接触面(点)与研究对象之间是否有挤压,若有,则画出弹力。
最后再分析摩擦力。
根据摩擦力的产生条件,有弹力的地方就有可能受摩擦力。
然后再根据接触面是否粗糙、与研究对象之间是否有相对运动或相对运动趋势,画出摩擦力(3)根据物体的运动或运动趋势及物体周围的其它物体的分布情况,分析待定力,并画出研究对象的受力图;(4)根据力的概念、平动方程和转动方程(其特例为平动平衡方程和转动平衡方程)来检验所分析的全部力的合力和合力矩是否满足题中给定物体的运动状态。
若不满足,则一定有遗漏或多添了的力等毛病,必须重新进行分析。
物体受力分析时应注意的几个问题1.有时为了使问题简化,出现一些暗示的提法,如“轻绳”、“轻杆”表示不考虑绳与杆的重力;如“光滑面”示意不考虑摩擦力。
2.弹力表现出的形式是多种多样的,平常说的“压力”、“支持力”、“拉力”、“推力”、“张力”等实际上都是弹力.两个物体相接触是产生弹力的必要条件,但不是充分条件,也就是相接触不一定都产生弹力.接触而无弹力的情况是存在的。
3.两个物体的接触面之间有弹力时才可能有摩擦力.如果接触面是粗糙的,到底有没有摩擦力?如果有摩擦力,方向又如何?这也要由研究对象受到的其它力与运动状态来确定.例如,放在倾角为θ的粗糙斜面上的物体A,当用一个沿着斜面向上的力F作用时,物体A处于静止状态,问物体A受几个力?从一般的受力分析方法可知A一定受重力G、斜面支持力N和拉力F,但静摩擦力可能沿斜面向下,可能沿斜面向上,也可能恰好是零,这需要分析物体A与斜面之间的相对运动趋势及其方向才能确定。
高中物理必修一第四章知识点整理高中物理必修一第四章知识点整理编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中物理必修一第四章知识点整理)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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- 1 -第四章知识点整理4。
1牛顿第一定律1。
亚里士多德:力是维持物体运动的原因。
2.伽利略:如果运动物体不受力,它将永远的运动下去。
3.笛卡儿:补充了伽利略的认识,指出:如果运动中的物体没有收到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向.4。
牛顿:伽利略和迪卡儿的正确结论在隔了一代人以后,由牛顿总结成动力学的一条基本定律。
牛顿第一定律(惯性定律):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。
1)物体不受力时,总保持匀速直线运动或静止.说明:力不是维持物体运动的原因。
2)力迫使物体改变这种状态。
说明:力是改变运动状态的原因。
3)指出一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
说明:一切物体都具有惯性.惯性:一切物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
惯性是一切物体所固有的一种属性。
无论物体是否运动、是否受力,都具有惯性。
惯性只与物体的质量大小有关,与物体的运动状态无关.质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。
所以说,★质量是惯性的唯一量度。
惯性表现为:运动状态改变的难易程度.注意:把物体惯性的表现说成是物体受到“惯性力”或者说“物体受到了惯性”是错误的。
4。
2实验:探究加速度与力、质量的关系1.实验目的:定量分析a、F、m的关系m- 2 -2.实验原理:控制变量法A、m一定时,a与F的定量关系B、F一定时,a与m的定量关系实验一:探究加速度a与合外力 F 的关系★解决问题1:为什么要把木板的一侧垫高?(1)作用:平衡摩擦力和其他阻力。
力与运动的两类问题【学习目标】1.明确用牛顿运动定律解决的两类问题;2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法. 【要点梳理】要点一、根据运动情况来求力运动学有五个参量0v 、v 、t 、a 、x ,这五个参量只有三个是独立的。
运动学的解题方法就是“知三求二”。
所用的主要公式:0v v at =+ ①——此公式不涉及到位移,不涉及到位移的题目应该优先考虑此公式2012x v t at =+ ②——此公式不涉及到末速度,不涉及到末速度的题目应该优先考虑此公式212x vt at =- ③——此公式不涉及到初速度,不涉及到初速度的题目应该优先考虑此公式02v v x t += ④——此公式不涉及到加速度,不涉及到加速度的题目应该优先考虑此公式2202v v x a-= ⑤——此公式不涉及到时间,不涉及到时间的题目应该优先考虑此公式根据运动学的上述5个公式求出加速度,再依据牛顿第二定律F ma =合,可以求物体所受的合力或者某一个力。
要点二、根据受力来确定运动情况先对物体进行受力分析,求出合力,再利用牛顿第二定律F ma =合,求出物体的加速度,然后利用运动学公式0v v at =+ ① 2012x v t at =+ ② 212x vt at =-③ 02v v x t +=④ 2202v v x a -=⑤ 求运动量(如位移、速度、时间等)要点三、两类基本问题的解题步骤1.根据物体的受力情况确定物体运动情况的解题步骤①确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动分析,画出物体的受力图. ②求出物体所受的合外力.③根据牛顿第二定律,求出物体加速度.④结合题目给出的条件,选择运动学公式,求出所需的物理量. 2.根据物体的运动情况确定物体受力情况的解题步骤①确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动分析,并画出受力图. ②选择合适的运动学公式,求出物体的加速度. ③根据牛顿第二定律列方程,求物体所受的合外力. ④根据力的合成与分解的方法,由合力求出所需的力. 要点四、应注意的问题1.不管是根据运动情况确定受力还是根据受力分析物体的运动情况,都必须求出物体的加速度。
5.牛顿运动定律的应用1.知道动力学的两类问题:从受力确定运动情况和从运动情况确定受力;理解加速度是解决两类动力学问题的桥梁。
2.掌握解决动力学问题的基本思路和方法,会用牛顿运动定律和运动学公式解决有关问题。
1.从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况,可以由□01牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过□02运动学的规律确定物体的运动情况。
2.从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况,根据运动学规律求出物体的□03加速度,结合受力分析,再根据□04牛顿第二定律求出力。
判一判(1)若已知物体的受力情况,可以由运动学公式求出加速度。
()(2)若物体所受合外力恒定,且合外力方向与物体运动方向在同一条直线上,则根据牛顿第二定律求出物体做匀变速直线运动的加速度,再根据运动学公式求速度、位移等物理量。
()(3)若物体做匀加速直线运动,则可以根据运动学公式求出加速度,进而根据牛顿运动定律求力。
()(4)若已知物体的运动情况,可以根据牛顿第二定律求出加速度。
()提示:(1)×(2)√(3)√(4)×想一想(1)物体的运动方向是否一定与物体所受合力的方向一致?为什么?提示:不一定。
物体的运动情况由物体所受的合力和物体的初始状态共同决定。
如物体以某一初速度v0冲上光滑斜面,合力方向沿斜面向下,而物体的运动方向沿斜面向上。
所以受力情况决定了加速度,但与速度没有直接关系。
(2)加速度在解决动力学的两类问题中有什么作用?提示:加速度是联系物体的受力情况和运动情况的桥梁,无论是已知受力情况求解运动情况,还是已知运动情况求解受力情况,都需要根据已知条件确定加速度这个桥梁。
所以充分利用已知条件,确定加速度的大小和方向是解决动力学问题的关键。
课堂任务从受力确定运动情况仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
将质量为m的冰壶沿冰面以速度v0投出,如何求解它能滑行的距离?活动1:如图所示,以一定速度v0将冰壶沿冰面投出,冰壶滑行时受什么力?提示:重力、支持力和冰面对它的摩擦力。
直线运动受力分析(二)【考点归纳】一、受力分析1.把指定物体(研究对象)在特定的物理情景中受到的所有外力全找出来,并画出受力图的过程。
2.一般步骤(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很快得到解决。
研究对象确定以后,只分析研究对象所受的外力,而不分析研究对象对外的力。
(2)按顺序找力先分析场力(重力),后分析接触力;接触力中必须先弹力,后摩擦力。
(3)只画性质力,不画效果力画受力图时,按力的性质分类画力,不按作用效果(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,画出相应的平行四边形。
在解同一个问题时,分析了合力就不能再分析分力;分析了分力就不能再分析合力。
3.在进行受力分析时,应注意:(1)防止“漏力”和“添力”.按正确顺序进行受力分析是防止“漏力”的有效措施.注意寻找施力物体,这是防止“添力”的措施之一,找不出施力物体,则这个力一定不存在.(2)深刻理解“确定研究对象”的含义,题目要求分析B物体受力,那么B物体对其他物体的力就不是B 所受的力.(3)画受力图时,力的作用点可沿作用线移动.4.主要考查的几种力二、整体法与隔离法在进行受力分析时,第一步就是选取研究对象。
选取的研究对象可以是一个物体(质点),也可以是由几个物体组成的整体(质点组)。
1.隔离法:将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体所受到的各个力,称为隔离法。
2.隔离法的原则:把相连结的各个物体看成一个整体,如果要分析的是整体内物体间的相互作用力(即内力),就要把跟该力有关的某物体隔离出来。
当然,对隔离出来的物体而言,它受到的各个力就应视为外力了。
3.整体法:把相互连结的几个物体视为一个整体(系统),从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力(外力),称为整体法。
4.整体法的基本原则:(1)当整体中各物体具有相同的加速度或都处于平衡状态(即a =0)时,命题要研究的是外力,而非内力时,选整体为研究对象。
高中物理中的力学和运动学物理学是自然科学中研究物质的性质和运动规律的学科。
在高中物理学习中,力学和运动学是两个重要的分支。
力学研究物体受力的作用以及力对物体运动状态的影响,而运动学则研究物体的运动情况,包括位置、速度和加速度等。
一、力学力学是研究物体受力作用下的运动规律的学科。
其中,牛顿三定律是力学的基石。
1. 牛顿第一定律:也称为惯性定律。
物体在没有外力作用下,将保持静止或匀速直线运动的状态。
2. 牛顿第二定律:描述了力与物体运动状态之间的关系。
它表明,物体的加速度与作用在物体上的力成正比,并与物体的质量成反比。
数学表示为 F = ma,其中F是物体所受的合力,m是物体的质量,a是物体的加速度。
3. 牛顿第三定律:也称为作用-反作用定律。
它说明了任何一个物体施加在另一个物体上的力,都会有一个与之大小相等、方向相反的力作用在施力物体上。
二、运动学运动学是研究物体运动情况的学科,主要包括位置、速度、加速度等概念。
1. 位置:物体在空间中的位置。
通常用坐标系表示,如直角坐标系或极坐标系。
2. 位移:一个物体从起始位置到终止位置的位置变化。
位移的大小等于起点与终点之间的距离,并与位移的方向有关。
3. 速度:物体位置随时间变化的速率。
平均速度等于位移与时间的比值。
而瞬时速度则是瞬间的速度,可以通过求导得到。
4. 加速度:物体速度随时间变化的速率。
平均加速度等于速度改变量与时间的比值。
瞬时加速度则是瞬间的加速度,可以通过求导得到。
在高中物理学习中,力学和运动学是密切相关的。
运动学通过研究物体的位置、速度和加速度等因素,揭示了物体运动的规律。
而力学则进一步研究了力对物体运动状态的影响。
通过运用牛顿三定律,我们可以分析物体受力后的加速度,从而进一步理解和描述物体的运动情况。
综上所述,高中物理中的力学和运动学是学习物体运动规律和性质的基础。
通过研究力学和运动学的知识,我们可以更好地理解物体在受力下的运动情况,为其他物理学分支的学习和应用奠定基础。
高中物理受力分析的方法与技巧学好物理不仅要注重平时的积累学习,还要注意保持好心态及答题时的技巧,本文为大家介绍了高中物理答题中常见的技巧包括心态的保持,选择题,计算题,大题,易错题的答题方式技巧,如何才能学好物理呢?小编在这里整理了相关资料,快来学习学习吧!高中物理力学题受力分析解题方式第一、如何对物体进行受力分析。
1. 明确研究对象,并把它从周围的环境中隔离出来分析物体的受力,首先要选准研究对象,并把它隔离出来。
根据解题的需要,研究对象可以是质点、结点、单个物体或多个物体组成的系统。
2. 按顺序分析物体所受的力一般按照重力、弹力、摩擦力的顺序分析较好。
“重力一定有,弹力看四周,摩擦分动静,方向要判准。
”弹力和摩擦力都是接触力,环绕研究对象一周,看研究对象与其他物体有几个接触面(点),每个接触面对研究对象可能有两个接触力,应根据弹力和摩擦力的产生条件逐一分析。
3. 只分析根据性质命名的力只分析根据性质命名的力,如重力、弹力、摩擦力,不分析根据效果命名的力,如下滑力、动力、阻力、向心力等。
4. 只分析研究对象受到的力,不分析研究对象对其他物体所施加的力研究物体A的受力时,只分析“甲对A” 、“乙对A” 、“丙对A”......的力,不分析“A对甲”、“A对乙”、“A对丙”......的力,也不要把作用在其他物体上的力,错误的认为通过“力的传递”而作用在研究对象上。
5. 每分析一个力,都应能找出施力物体这种方法是防止“多力”的有效措施之一。
我们在分析物体的受力时,只强调物体受到的作用力,但并不意味着施力物体不存在,找不出施力物体的力不存在的。
6. 分析物体受力时,还要考虑物体所处的状态分析物体受力时,要注意物体所处的状态,物体所处的状态不同,其受力情况一般也不同。
如:放在水平传送带上的物体随传送带一起传动时,若传送带加速运动,物体受到的摩擦力向前;若传送带减速运动,物体受到的摩擦力向后;若传送带匀速运动,物体不受摩擦力作用。
高中物理如何分析物体的受力情况在高中物理的学习中,分析物体的受力情况是解决众多物理问题的关键。
正确地分析物体所受的力,能够帮助我们理解物体的运动状态和规律,从而顺利地解决各类力学问题。
接下来,让我们一起深入探讨如何有效地分析物体的受力情况。
首先,我们要明确力的基本概念。
力是物体对物体的作用,它能够改变物体的运动状态或使物体发生形变。
常见的力包括重力、弹力、摩擦力、拉力、压力等等。
当我们面对一个物体时,第一步是确定研究对象。
这个对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统。
比如,在分析一个放在斜面上静止的木块时,木块就是我们的研究对象;而在研究一个用绳子连接的两个物体的运动时,这两个物体组成的系统就是研究对象。
确定研究对象后,接下来就要按照一定的顺序去分析力。
一个常用且有效的顺序是先分析重力。
重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,其大小为 G = mg,方向总是竖直向下。
无论物体处于何种状态,在地球上都会受到重力的作用。
然后是弹力。
弹力产生的条件是两个物体相互接触并且发生弹性形变。
常见的弹力有支持力、压力、拉力等。
例如,一个物体放在水平桌面上,桌面对物体就有向上的支持力;用绳子悬挂一个物体,绳子对物体就有向上的拉力。
摩擦力也是经常遇到的力。
摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力。
静摩擦力的大小和方向要根据物体的受力平衡来判断。
而滑动摩擦力的大小取决于接触面的粗糙程度和正压力,其大小为 f =μN,方向与物体相对运动的方向相反。
在分析受力时,要注意每个力的施力物体和受力物体。
比如,木块放在斜面上,木块受到的重力是地球施加的,而斜面对木块的支持力是斜面施加给木块的。
同时,要善于运用假设法来判断力的存在与否。
假设某个力不存在,看看物体的运动状态是否会发生改变,如果会改变,那么这个力就是存在的。
另外,要注意物体所处的环境和运动状态。
比如,在光滑水平面上运动的物体,就不会受到摩擦力的作用;而在粗糙水平面上运动的物体,就可能会受到摩擦力。
高中物理:由运动情况确定受力
[探究导入] (1)在解决已知运动情况的动力学问题时,如何求解物体的加速度? 提示:利用运动学基本公式或加速度的定义式求解.
(2)世界一级方程式锦标赛(简称为Fl)是当今世界最高水平的赛车
比赛,与奥运会、世界杯足球赛并称为“世界三大体育”.Fl 赛车可
以在2.5 s 内从0加速到100千米/小时,Fl 赛车比赛规则规定赛车和
车手的总质量不可低于600 kg(可认为等于600 kg).若均不考虑车子运动时的阻力,请你根据上述信息判断Fl 赛车的加速度和牵引力.
提示:Fl 赛车加速时的加速度a =Δv Δt
≈11.1 m/s 2,根据牛顿第二定律可计算牵引力F =ma =6 660 N.
1.基本思路:运动情况――→匀变速直线运动公式求a ――→F 合=ma
受力情况 2.已知运动情况求受力的动力学问题一般解题步骤
(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动过程分析,并画出受力图和运动草图.
(2)选择合适的运动学公式,求出物体的加速度.
(3)根据牛顿第二定律列方程,求物体所受的合外力.
(4)根据力的合成与分解的方法,由合力求出所需的力.
[典例2] 一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动,4 s 内通过8 m 的距离,此后关闭发动机,汽车又运动了2 s 停止,已知汽车的质量m =2×103 kg ,汽车运动过程中所受阻力大小不变,求:
(1)关闭发动机时汽车的速度大小;
(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小;
(3)汽车牵引力的大小.
[解析] (1)汽车开始做匀加速直线运动x 0=v 0+02t 1
解得v 0=2x 0t 1
=4 m/s. (2)关闭发动机后汽车减速过程的加速度a 2=0-v 0t 2
=-2 m/s 2 由牛顿第二定律有-f =ma 2
解得f =4×103 N.
(3)设开始加速过程中汽车的加速度为a 1
x 0=12
a 1t 21 由牛顿第二定律有:F -f =ma 1
解得F =f +ma 1=6×103 N.
[答案] (1)4 m/s (2)4×103 N (3)6×103 N
[规律总结]
由运动情况确定受力的两点提醒
(1)由运动学规律求加速度,要特别注意加速度的方向,从而确定合外力的方向,不能将速度的方向和加速度的方向混淆.
(2)题目中所求的力可能是合力,也可能是某一特定的力,求合力时,则F 合=ma ,求某一分力时根据力的合成或分解列式求解.
3.质量为0.8 kg 的物体在一水平面上运动,如图中a 、b 分别表示物体不受拉力作用和受到水平拉力作用时的v -t 图像,则拉力和摩擦力之比为( )
A .9∶8
B .3∶2
C .2∶1
D .4∶3
解析:由v -t 图像可知,图线a 为仅受摩擦力的运动,加速度大小a 1=1.5 m /s 2;图线b 为受水平拉力和摩擦力的运动,加速度大小为a 2=0.75 m/s 2;由牛顿第二定律列方程得ma 1=f ,ma 2=F -f ,解得F ∶f =3∶2,选项B 正确.
答案:B
4.如图所示,截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上,
其倾角θ=30°.现木块上有一质量m =1.0 kg 的滑块从斜面下滑,测得
滑块在0.40 s 内速度增加了1.4 m /s ,且知滑块滑行过程中木块处于静止
状态,重力加速度g 取10 m/s 2,求:
(1)滑块滑行过程中受到的摩擦力大小;
(2)滑块滑行过程中木块受到地面的摩擦力大小及方向.
解析:(1)由题意可知,滑块滑行的加速度a =Δv Δt =1.40.40
m /s 2=3.5 m/s 2.对滑块受力分析,如图甲所示,根据牛顿第二定律得mg sin θ-f =ma ,解得f =1.5 N.
(2)根据(1)问中的滑块受力示意图可得N=mg cos θ.对木块受力分析,如图乙所示,根据牛顿第三定律有N′=N,f′=f,根据水平方向上的平衡条件可得f地+f′cos θ=N′sin θ,解得f地≈3.03 N,f地为正值,说明图中标出的方向符合实际,故摩擦力方向水平向左.答案:(1)1.5 N(2)3.03 N方向水平向左
构建物理模型方法在动力学问题中的应用——“滑板—滑块”模型问题
“滑板—滑块”模型的三个基本关系
(1)加速度关系:如果板块之间没有发生相对运动,可以用“整体法”求出它们一起运动的加速度;如果板块之间发生相对运动,应采用“隔离法”求出板、块运动的加速度.应注意找出板块是否发生相对运动等隐含条件.
(2)速度关系:板块之间发生相对运动时,认清板块的速度关系,从而确定板块受到的摩擦力.应注意当板块的速度相同时,摩擦力会发生突变的情况.
(3)位移关系:板块叠放在一起运动时,应仔细分析板、块的运动过程,认清板块对地的位移和板块之间的相对位移之间的关系.
如图所示,有一块木板静止在光滑水平面上,质量M=4 kg,
长L=1.4 m.木板右端放着一个小滑块,小滑块质量m=1 kg,其尺寸远小于L,小滑块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4.(g取10 m/s2)
(1)现将一水平恒力F作用在木板上,为使小滑块能从木板上面滑落下来,则F大小的范围是多少?
(2)其他条件不变,若恒力F=22.8 N,且始终作用在木板上,最终使得小滑块能从木板上滑落下来,则小滑块在木板上面滑动的时间是多少?
解析:(1)要使小滑块能从木板上滑下,则小滑块与木板之间应发生相对滑动,此时,
对小滑块分析得出μmg =ma 1,解得a 1=4 m/s 2.
对木板分析得出F -μmg =Ma 2,
加速度a 1、a 2均向右,若小滑块能从木板上滑下,则需要满足a 2>a 1,解得F >20 N.
(2)当F =22.8 N 时,由(1)知小滑块和木板发生相对滑动,对木板有F -μmg =Ma 3,则a 3=4.7 m/s 2.
设经时间t ,小滑块从木板上滑落,则
12a 3t 2-12a 1t 2=L ,
解得t =-2 s(舍去)或t =2 s.
答案:(1)F >20 N (2)2 s。