力与直线运动
- 格式:doc
- 大小:358.00 KB
- 文档页数:2
第九讲 力与直线运动第十讲:力和直线运动【知识要点】 1、直线运动的特点:物体的s 、v 、a 、合F 在同一直线上,当合F 与V 同向时,V 逐渐增大,物体做加速运动;当合F 与V 反向时,V 逐渐减小,物体做减速运动。
2、恒力与直线运动:(1)单个物体牛顿第二定律的分量式:(2)物体系牛顿第二定律的分量式: 3、变力与直线运动: (1)分段运动:在实际问题中,有时由于制约物体运动的条件发生变化而导致物体在不同阶段的受力情况不同,这时我们可以将物体的运动分为几个阶段,虽然在物体运动的整个过程中受力的情况发生变化,但每一阶段的运动中物体却是受到恒力的作用,是做匀变速运动。
(2)变力作用下物体的运动情况分析:将弹簧与物体相连时,在物体运动过程中,弹簧的弹力大小往往发生变化,这时我们要结合物体的受力及其速度来分析物体的运动情况,尤其要抓住合外力、速度的最小和最大的状态,及合外力、速度即将反向的状态进行分析。
(例题2) (3)特殊变力作用下的直线运动:中学阶段主要研究的特殊变力有:与时间成正比的变力;与位移成正比的变力。
4、临界状态分析法:如果问题中涉及到临界状态,分析时要抓住物体运动状态变化的临界点,分析在临界点的规律和满足的条件。
一般来说,当物体处于临界状态时,往往具有双重特征。
如在某两个物体即将分离的临界状态,一方面相互作用的弹力为零(分离的特征),另一方面又具有相同的加速度(没有分离的特征)。
(练习2) 【解题思路和技巧】物体做直线运动时,其速度、加速度、位移及物体所受到的合外力都在同一直线上。
竞赛中经常出现物体运动过程中受力的变化,这时要抓住物体受力变化的特点,从而分析出物体运动情况的变化。
同时,注重数学归纳法、数列等数学知识在物理解题中的应用。
【例题1】水平传送带长度为20m ,以2m/s 的速度作匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为0.1,如图所示,求物体轻轻放到传送带一端开始到达另一端所需的时间(取g=10m/s 2)x x ma F =y y ma F =nx n x x x a m a m a m F +++= 2211ny n y y y a m a m a m F +++= 211【例题2】如图所示,质量可以不计的弹簧,平行于水平面,左端固定,右端自由;物块停放在弹簧右端的位置O (接触但不相挤压)。
专题二 知识方法 精彩回扣 第一天 力与物体的直线运动[知识回扣]1.匀变速直线运动的基本规律速度公式:v =v 0+at位移公式:x =v 0t +12at 2速度与位移关系公式:v 2-v 20=2ax 位移与平均速度关系公式:x =v t =v 0+v2t2.匀变速直线运动的两个重要推论(1)匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度.即v =v t2.(某段位移的中点速度v x2=v 21+v 222,且v t 2<v x2)(2)任意两个连续相等的时间间隔(T )的运动位移之差是一恒量.即x 2-x 1=x 3-x 2=…=x n -x n -1=aT 2,或Δx =aT 2.3.初速度为零的匀加速直线运动的推论(1)1t 末、2t 末、3t 末、…nt 末的瞬时速度比为:v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n(2)1t 内、2t 内、3t 内、…nt 内的位移比为x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =12∶22∶32∶…∶n 2(3)第一个t 内、第二个t 内、第三个t 内、…第n 个t 内的位移比为 Δx 1∶Δx 2∶Δx 3∶…∶Δx n =1∶3∶5∶…∶(2n -1)(4)第一个x 内、第二个x 内、第三个x 内、…第n 个x 内的时间比为:t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1) 4.自由落体运动(1)运动特点:物体由静止开始,只在重力作用下的运动;加速度为g 、初速度为零的匀加速直线运动.(2)运动规律:v t =gt ,h =12gt 2,v 2t =2gh .特别提醒:①自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;②a =g =9.8 m/s 2≈10 m/s 2(重力加速度在赤道附近较小,高山处比平地小,方向竖直向下). 5.竖直上抛运动(1)运动特点:物体以某一初速度竖直向上抛出,只在重力作用下的运动;初速度为v 0、加速度为-g 的匀变速直线运动.(2)运动规律:v t =v 0-gt ,h =v 0t -12gt 2,v 2t -v 20=-2gh .(3)结论:上升至最高点时间t 上=v 0g ,从最高点下降到抛出点的时间t 下=v 0g,上升最大高度H m =v 202g.6.弹力是相互接触的发生弹性形变的物体之间的作用力.判断弹力是否存在有两种方法:①假设法.②根据物体的状态由平衡条件或牛顿第二定律进行判断. 7.杆对物体的弹力可能沿杆方向,也可能不沿杆方向.8.摩擦力的产生条件:①两物体相互接触且相互挤压.②两物体有相对运动或相对运动的趋势.③接触面粗糙. 9.物体平衡的条件和推论(1)物体受共点力作用处于平衡状态(静止或匀速直线运动状态)的条件是物体所受合力为0,即F 合=0.若在x 轴或y 轴上的力平衡,那么,这一方向上的合力为0,即F x 合=0或F y 合=0. (2)常用推论:①二力作用下物体平衡时,两个力等值、反向、共线.②三力作用下物体平衡时,任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线;任一个力沿另外两个力方向所在直线分解,分解所得的两个分力与原来两个力分别等值、反向、共线. ③多力作用下物体平衡规律可参考以上两条做推广性的理解.比如,受四个力作用下平衡时,任意三个力的合力与第四个力等值、反向、共线;或任意两个力的合力与其余两个力的合力等值、反向、共线等. 10.牛顿运动定律(1)牛顿第二定律 ①公式:a =F 合m. ②意义:力的作用效果是使物体产生加速度,力和加速度是瞬时对应关系. (2)牛顿第三定律 ①表达式:F 1=-F 2.②意义:明确了物体之间作用力与反作用力的关系. 11.超重和失重的实质(1)实重与视重①实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态无关.②视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力,此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重.[方法回扣]1.解决匀变速直线运动问题的常用方法(1)一般公式法:应用匀变速直线运动规律的三个重要公式解题,若题目中不涉及时间,使用v 2t -v 20=2ax 解答.(2)中间时刻速度法:公式v t 2=v =v 0+v t2适用于任何匀变速直线运动,有些题目应用它可避免应用位移公式中含有t 2的复杂方程,从而简化解题. (3)平均速度法:涉及初末速度、运动时间、位移,可应用v =v 0+v t2和x =v t 解答.(4)比例法:对于初速度为零的匀加速直线运动可采用比例关系求解. 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 m 、前2 m 、前3 m…所用的时间之比为1∶2∶3∶…④第1 m 、第2 m 、第3 m…所用的时间之比为1∶(2-1)∶(3-2)∶…(5)图象法:应用v -t 图象,可以把较复杂的直线运动问题转化为较为简单的数学问题.尤其是利用图象定性分析选择题,可避开繁杂的数学计算.(6)逆向思维法:把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法.一般应用于末态速度为零的情况,把末态速度为零的匀减速直线运动反演为初速度为零的匀加速直线运动.(7)巧用隔差公式x m -x n =(m -n )aT 2解题.对一般的匀变速直线运动问题,若题目中出现两个相等的时间间隔对应的位移(尤其是处理纸带、频闪照片或类似的问题),应用隔差公式x m -x n =(m -n )aT 2解题更加快捷方便. 2.竖直上抛运动的特性和分析方法 (1)上升阶段与下降阶段具有对称性①速度对称:上升和下降过程经过同一位置时速度等大反向.②时间对称:上升和下降过程经过同一段高度的上升时间和下降时间相等. (2)常见的处理方法①分段法:将整个竖直上抛运动分为向上的匀减速直线运动和自由落体运动.②整体法:将整个过程看成是初速度向上、加速度向下的匀变速直线运动(规定初速度的方向为正方向,则a =-g ).即v t =v 0-gt ;h =v 0t -12gt 2;v 2t -v 20=-2gh .3.“追及、相遇”类问题的分析方法(1)基本思路(2)常用分析方法①物理分析法:抓好“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键,认真审题,挖掘题中的隐含条件,在头脑中建立起一幅物体运动关系的图景.②相对运动法:巧妙地选取参照系,然后找两物体的运动关系.③极值法:设相遇时间为t,根据条件列方程,得到关于t的一元二次方程,用判别式进行讨论,若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次;若Δ=0,说明刚好追上或相遇;若Δ<0,说明追不上或不能相遇.④图象法:将两者的速度—时间图象在同一坐标系中画出,然后利用图象求解.4.力的合成法则和正交分解法在牛顿第二定律问题中的应用当物体只受两个力作用时,可用力的合成法来解牛顿第二定律问题,即应用平行四边形定则确定合力,它一定与物体的加速度方向相同,大小等于ma.当物体受两个以上的力作用时,一般采用正交分解法,依具体情况建立直角坐标系,将各力和加速度往两坐标轴上分解,建立牛顿第二定律的分量式,即∑F x=ma x和∑F y=ma y,然后求解.一种常见的选取坐标轴方向的方法,是以加速度的方向为x轴的正方向,y轴与加速度方向垂直.此时,牛顿第二定律的分量式为∑F x=ma,∑F y=0.有时物体所受的几个力分别在互相垂直的两个方向上,且与加速度方向不同.此时也可以沿力所在的两个方向建立直角坐标系,这样就不必再做力的分解,而只分解加速度,建立牛顿第二定律分量式,可以简化运算.5.瞬时问题的分析方法利用牛顿第二定律分析物体的瞬时问题(1)明确两种基本模型的特点:①轻绳不需要形变恢复时间,在瞬时问题中,其弹力可以突变,即弹力可以在瞬间成为零或别的值;②轻弹簧(或橡皮绳)需要较长的形变恢复时间.在瞬时问题中,其弹力不能突变,即弹力的大小往往可以看成不变.(2)明确解此类问题的基本思路:①确定该瞬时物体受到的作用力,还要注意分析物体在这一瞬时前、后的受力及其变化情况;②由牛顿第二定律列方程求解.[习题精练]1.在灭火抢险的过程中,有时要借助消防车上的梯子进行救人或灭火作业,如图1所示.已知消防车梯子的下端用摩擦很小的铰链固定在车上,上端靠在摩擦很小的竖直玻璃墙上.消防车静止不动,被救者沿梯子匀速向下运动的过程中,下列说法正确的是( )图1A.铰链对梯子的作用力不变B.墙对梯子的弹力不变C.地面对车的摩擦力逐渐增大D.地面对车的弹力不变答案 D解析 人在梯子上爬行时,将人和梯子看作一个整体,墙壁对梯子的作用力F N 水平向左,整体受重力G 竖直向下,根据三力汇 交原理,铰链对梯子的作用力F 斜向上,如图所示,当人匀速向 下运动时,F 与G 的夹角减小,因为整体的重力G 不变,所以F 、F N 减小,选项A 、B 错误.将人、梯子、车看作一个整体,则地面对车的摩擦力等于墙壁对梯子的作用力F N (逐渐减小),地面对车的弹力等于车和人的 重力(不发生变化),所以选项C 错误,D 正确.2.某校一课外活动小组自制一枚火箭,设火箭从地面发射后,始终在垂直于地面的方向上运动.火箭点火后可认为做匀加速直线运动,经过4 s 到达离地面40 m 高处时燃料恰好用完,若不计空气阻力,取g =10 m/s 2,求: (1)燃料恰好用完时火箭的速度. (2)火箭上升离地面的最大高度.(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间. 答案 (1)20 m/s (2)60 m (3)(6+23) s 解析 设燃料用完时火箭的速度为v 1,所用时间为t 1.火箭的上升运动分为两个过程,第一个过程为做匀加速上升运动,第二个过程为做竖直上抛运动至最高点.(1)对第一个过程有h 1=v 12t 1,代入数据解得v 1=20 m/s.(2)对第二个过程有h 2=v 212g,代入数据解得h 2=20 m所以火箭上升离地面的最大高度h =h 1+h 2=40 m +20 m =60 m. (3)解法一 分段分析法从燃料用完到运动至最高点的过程中,由v 1=gt 2得t 2=v 1g =2010s =2 s 从最高点落回地面的过程中h =12gt 23,而h =60 m ,代入得t 3=2 3 s故总时间t 总=t 1+t 2+t 3=(6+23) s 解法二 整体分析法考虑火箭从燃料用完到落回地面的全过程,以竖直向上为正方向,全过程为初速度v 1=20m/s ,加速度g =-10 m/s 2,位移h ′=-40 m 的匀变速直线运动,即有h ′=v 1t +12gt 2,代入数据解得t =(2+23) s 或t =(2-23) s(舍去),故t 总=t 1+t =(6+23) s 3.如图2所示,倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接.现将一滑块(可视为质点)从斜面上的A 点由静止释放,最终停在水平面上的C 点.已知A 点距水平面的高度h =0.8 m ,B 点距C 点的距离L =2.0 m .(滑块经过B 点时没有能量损失,g =10 m/s 2),求:图2(1)滑块在运动过程中的最大速度;(2)滑块与水平面间的动摩擦因数μ;(3)滑块从A点释放后,经过时间t=1.0 s时速度的大小.答案(1)4 m/s (2)0.4 (3)3.2 m/s解析(1)滑块先在斜面上做匀加速运动,然后在水平面上做匀减速运动,故滑块运动到B点时速度最大为v m,设滑块在斜面上运动的加速度大小为a1,则有mg sin 30°=ma1v2m=2a1·hsin 30°解得:v m=4 m/s(2)滑块在水平面上运动的加速度大小为a2μmg=ma2v2m=2a2L解得:μ=0.4(3)滑块在斜面上运动的时间为t1v m=a1t1得t1=0.8 s由于t>t1,滑块已经经过B点,做减速运动的时间为t-t1=0.2 s设t=1.0 s时速度大小为vv=v m-a2(t-t1)解得v=3.2 m/s4.如图3所示,传送带与地面夹角θ=37°,A到B长度为16 m,传送带以10 m/s的速率逆时针转动.在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5 kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.求物体从A运动到B所需时间是多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图3答案 2 s解析物体放在传送带上后,开始阶段,由于传送带的速度大于物体的速度,传送带给物体一个沿传送带向下的滑动摩擦力F,物体受力情况如图甲所示.物体由静止开始加速,由牛顿第二定律有mg sin θ+μmg cos θ=ma1,得a1=10×(0.6+0.5×0.8) m/s2=10 m/s2物体加速至与传送带速度相等需要的时间t1=va1=1010s=1 s,t1时间内物体的位移x=12a1t21=5 m.由于μ<tan θ,物体在重力作用下将继续加速运动,当物体速度大于传送带速度时,传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力F ′.此时物体受力情况如图乙所示,由牛顿第二定律有mg sin θ-μmg cos θ=ma 2,得a 2=2 m/s 2.设后一阶段物体滑至B 所用的时间为t 2,由L -x =vt 2+12a 2t 22解得t 2=1 s ,t 2=-11 s(舍去).所以物体由A 运动到B 所需时间t =t 1+t 2=2 s .。
四类经典的直线运动模型目录【模型一】“0-v -0”运动模型【模型二】“等位移折返”模型【模型三】三倍加速度运动模型----等时间折返模型【模型四】两类常见非匀变速直线运动模型类型一:力随时间均匀变化类型二:力随位移均匀变化【模型一】“0-v -0”运动模型1.特点:初速度为零,末速度为v ,两段初末速度相同,平均速度相同。
三个比例式:①速度公式v 0=a 1t 1v 0=a 2t 2推导可得:a1a 2=t 2t 1②速度位移公式v 20=2a 1x 1v 20=2a 2x 2推导可得:a1a 2=x 2x 1③平均速度位移公式x 1=v 0t 12x 2=v 0t 22推导可得:x 1x 2=t1t 22.位移三个公式:x =v 02(t 1+t 2);x =v 202a 1+v 202a 2;x =12a 1t 21+12a 2t 223.平均速度:v 1=v 2=v=v 021【多选】(2021·全国·高考真题)水平桌面上,一质量为m 的物体在水平恒力F 拉动下从静止开始运动,物体通过的路程等于s 0时,速度的大小为v 0,此时撤去F ,物体继续滑行2s 0的路程后停止运动,重力加速度大小为g ,则()A.在此过程中F 所做的功为12mv 20 B.在此过中F 的冲量大小等于32mv 0C.物体与桌面间的动摩擦因数等于v 24s 0g D.F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍【答案】BC【详解】CD .外力撤去前,由牛顿第二定律可知F -μmg =ma 1 ①由速度位移公式有v 20=2a 1s 0②外力撤去后,由牛顿第二定律可知-μmg =ma 2 ③由速度位移公式有-v20=2a2(2s0) ④由①②③④可得,水平恒力F=3mv20 4s0动摩擦因数μ=v20 4gs0滑动摩擦力F f=μmg=mv20 4s0可知F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的3倍,故C正确,D错误;A.在此过程中,外力F做功为W=Fs0=34mv20故A错误;B.由平均速度公式可知,外力F作用时间t1=s00+v02=2s0v0在此过程中,F的冲量大小是I=Ft1=32mv0故B正确。
运动和力之间有哪些关系知识点:运动和力之间的关系一、概念解析1.运动的定义:物体位置随时间的变化称为运动。
2.力的定义:力是物体对物体的作用,是改变物体运动状态的原因。
二、运动和力的关系1.牛顿第一定律(惯性定律):一个物体如果没有受到外力作用,它将保持静止状态或匀速直线运动状态。
2.牛顿第二定律(力的定律):物体的加速度与作用在它上面的外力成正比,与它的质量成反比,加速度的方向与外力的方向相同。
3.牛顿第三定律(作用与反作用定律):任何两个物体之间的相互作用力,都是大小相等、方向相反的。
三、运动的类型1.直线运动:物体运动轨迹为直线。
2.曲线运动:物体运动轨迹为曲线。
3.匀速运动:物体速度大小和方向都不变的运动。
4.变速运动:物体速度大小或方向发生改变的运动的统称。
四、力的作用1.启动运动:一个静止的物体,在受到外力作用下,开始运动。
2.改变运动状态:物体运动过程中,外力可以改变物体的速度、方向或者使物体产生加速度。
3.停止运动:物体在受到外力作用下,速度减小直至为零,停止运动。
五、常见的力1.重力:地球对物体的吸引力。
2.弹力:物体发生形变后,要恢复原状对与它接触的物体产生的力。
3.摩擦力:两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力。
4.拉力:物体间由于拉伸而产生的力。
5.推力:物体间由于推动而产生的力。
六、运动和力的关系在实际生活中的应用1.交通工具:汽车、自行车等交通工具的运行离不开发动机产生的动力。
2.体育竞技:运动员在比赛中,需要通过肌肉力量来克服重力和摩擦力,从而完成各种动作。
3.航空航天:火箭升空时,喷射燃料产生推力,克服地球引力,实现飞行。
综上所述,运动和力之间有着密切的关系。
力是改变物体运动状态的原因,运动是物体位置随时间的变化。
掌握运动和力之间的关系,有助于我们更好地理解和应用物理知识。
习题及方法:1.习题:一个静止的物体在受到一个恒定的力的作用下,经过5秒后速度达到20m/s,这个力的大小是多少?解题思路:根据牛顿第二定律,我们可以得到力的计算公式:F = m * a。
高三物理第一次月考试卷命题:余龙一、选择题(4’×10=40’,漏选得2’)1.一物体静止在斜面上,下面说法正确的是( )A.物体受斜面的作用力,垂直斜面向上B.物体所受重力可分解为平行于斜面的下滑力和对斜面的正压力C.只要物体不滑动,它受的摩擦力随斜面倾角的增大而减小D.一旦物体沿斜面下滑,它所受的摩擦力将随斜面倾角的增大而减小2.以下说法正确的有A.物体运动的速度为零,则加速度也一定为零B.加速度不为零的运动,物体的运动速度大小一定发生变化C.加速度不为零的运动,速度的大小和方向至少有一个要发生变化D.物体运动的加速度不为零,但速度却有可能为零3.物体在几个共点力作用下处于平衡状态,当其中的一个力撤掉后(其它的几个力不变)物体的运动情况()A.一定做匀加速直线运动B.可能做匀变速曲线运动C.可能做匀速圆周运动D.可能做匀减速直线运动4.三个在同一平面上的力,作用在一个质点上,三个力的方向在平面内任意调节,欲使质点所受合力大小能在0.14N到17.5N的范围内,这三力的大小可以是:()A.4N,6N,8NB.2.5N,10N,15NC.0.14N,9N,17.5N D. 30N,40N,60N5.如图1-1所示,悬挂的A、B、C三个物体处于静止状态,若将两个定滑轮的位置分开一些,重新平衡后,C的位置将:()A.升高B.降低C.不变D.不能确定6.汽车以v=20m/s速度做匀速直线运动,刹车后加速度大小为5m/s2,那么刹车后2s内和刹车后6s内汽车的位移之比是()A.1:1B.3:1C.3:4D.1:37.将一物体的某一初速度坚直上抛,四幅图中,哪幅能正确表示该物体在整个运动过程中的速()8.某同学在一根不计质量且不可伸长的细绳两端各拴一个可视为质点的小球,然后,拿住小球让绳竖直静止后从三楼的阳台上,由静止无初速释放小球,两小球落地时间差为T,如果该同学用同样装置和同样的方法从该楼四楼的阳台上放手后,让两小球自由下落,那么,两小球落地时间差将(空气阻力不计)()A.不变B.变大C.变小D.不能确定9.重G的物体系在OA、OB两根等长的轻绳上,轻绳的A端和B端挂在半圆形的支架上(如图所示)若固定A端的位置,将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C的过程中()A.OB绳上的张力先减小后增大B.OB绳上的张力先增大后减小C.OA绳上的张力先减小后增大D.OA绳上的张力先增大后减小10.如图所示,A、B两个物体的重力分别是GA=3N、GB=4N,弹簧的重力不计,整个装置沿竖直方向处于静止状态,这时弹簧的弹力f=2N,则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是()A.1N和6NB.5N和6NC.1N和2ND.5N和2N二、填空题(5’×5=25’)11.如图所示,两光滑硬杆OA、OB成θ角,在两杆上各套上轻环P、Q,两环用细绳连接.现用恒力F沿OB方向拉环QO,当两环稳定时细绳拉力大小为_______________________。
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。
专题二力与物体的运动第1课时力与直线运动专题复习定位解决问题本专题主要解决直线运动中匀变速直线运动规律、牛顿运动定律和动力学方法的应用。
高考重点匀变速直线运动规律的应用;应用牛顿第二定律分析瞬时、超重和失重、连接体和图象等问题;应用动力学方法处理“传送带模型”和“板—块模型”等问题。
题型难度以选择题为主,有时候在计算题中的某一问或者单独以计算题的形式命题,题目难度一般为中档题。
1.匀变速直线运动的条件物体所受合力为恒力,且与速度方向共线。
2.匀变速直线运动的基本公式及推论速度公式:v=v0+at。
位移公式:x=v0t+12at2。
速度和位移公式的推论:v2-v20=2ax。
中间时刻的瞬时速度:v t2=xt=v0+v2。
任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差是一个恒量,即Δx=x n+1-x n=aT2。
3.图象问题(1)速度—时间图线的斜率或切线斜率表示物体运动的加速度,图线与时间轴所包围的面积表示物体运动的位移。
匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜直线。
(2)位移—时间图线的斜率或切线斜率表示物体的速度。
4.超重和失重超重或失重时,物体的重力并未发生变化,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化。
物体发生超重或失重现象与物体的运动方向无关,只取决于物体的加速度方向。
当a有竖直向上的分量时,超重;当a有竖直向下的分量时,失重;当a=g且竖直向下时,完全失重。
5.瞬时问题应用牛顿第二定律分析瞬时问题时,应注意物体与物体间的弹力、绳的弹力和杆的弹力可以突变,而弹簧的弹力不能突变。
6.连接体问题在连接体问题中,一般取连接体整体为研究对象,求共同运动的加速度,隔离法求连接体内各物体间的相互作用力。
1.基本思路2.解题关键抓住两个分析,受力分析和运动情况分析,必要时要画运动情景示意图。
对于多运动过程问题,还要找准转折点,特别是转折点的速度。
3.常用方法(1)整体法与隔离法:单个物体的问题通常采用隔离法分析,对于连接体问题,通常需要交替使用整体法与隔离法。
力与直线运动 考点要求重温
考点1 参考系、质点(Ⅰ)
考点2 位移、速度和加速度(Ⅱ)
考点3 匀变速直线运动及其公式、图象(Ⅱ)
考点4 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力(Ⅰ)
考点5 形变、弹力、胡克定律(Ⅰ)
考点6 矢量和标量(Ⅰ)
考点7 力的合成与分解(Ⅱ)
考点8 共点力的平衡(Ⅱ)
考点9 牛顿运动定律、牛顿运动定律的应用(Ⅱ)
考点10 超重和失重(Ⅰ) 要点方法回顾
1.若质点处于平衡状态,则它的受力、速度、加速度有何特点?若只从速度方面看,速度为零是否说明物体处于平衡状态?
答案 质点处于平衡状态时,所受合外力为零,处于静止状态或匀速直线运动状态,即速度为零或保持恒定不变,加速度为零.若只从速度方面看,速度为零,而加速度不一定为零,物体不一定处于平衡状态.
2.在匀变速直线运动中,物体的受力、加速度、速度有什么特点?匀变速直线运动的规律和推论主要有哪些?
答案 在匀变速直线运动中,物体所受合外力恒定,大小、方向不变,加速度不变,速度均匀增大或减小.
匀变速直线运动的规律和推论:
(1)速度与时间的关系式:v =v 0+at .
(2)位移与时间的关系式:x =v 0t +12
at 2.
(3)位移与速度的关系式:v2-v20=2ax.
(4)平均速度公式:v=v0+v
2=
2
t
v(某段时间内的平均速度,等于该时间段的中间时刻的瞬
时速度).
(5)任意相邻两个相等的时间内的位移之差是一个恒量,即Δx=x n+1-x n=a·Δt2.
3.汽车以恒定加速度刹车与竖直上抛运动都是匀减速直线运动,它们处理起来有什么不同?竖直上抛运动有哪些特殊性?
答案汽车以恒定加速度刹车是减速到零就停止的运动,此类问题往往存在时间陷阱,要先计算从刹车到停止的时间;而竖直上抛运动是减速到零又能反向匀加速的运动,在不涉及路程时全程分析较简单.
所有与竖直上抛类似的运动,即匀减速到零,又能以相同加速度反向加速的运动,都有以下共同特点:
(1)对称性:竖直上抛运动的上升阶段和下落阶段具有时间和速度等方面的对称性.
(2)可逆性:上升过程的匀减速运动可逆向看做初速度为零的匀加速运动来研究.
(3)整体性:把上升阶段和下落阶段视为一个匀变速直线运动过程.
4.物体于处平衡状态的条件是什么?有哪些主要的推论?
答案共点力作用下物体的平衡条件是:ΣF=0,或同时满足ΣF x=0、ΣF y=0.根据平衡条件可得以下重要推论:(1)当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与它所受的其余力的合力等值反向;(2)当三个共点力作用于物体并处于平衡状态时,三个力的矢量组成一封闭的矢量三角形.
5.力的合成与分解遵循什么规律?处理平衡问题常用的方法有哪些?
答案遵循平行四边形定则;常用的方法主要有矢量三角形法、正交分解法、推论法.
6.相互作用力与二力平衡的联系和区别是什么?
答案(1)联系:力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上.
(2)区别:一对平衡力作用在同一物体上,不一定是同一性质的力,一个力消失(或变化),另一个力未必消失(或变化);作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上,两力同性质、同时产生、同时变化、同时消失.
7.什么是超重、失重和完全失重?它们各有什么特点?
答案(1)超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力.特点:物体具有向上的加速度.
(2)失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力.特点:物体具有向下的加速度.
(3)完全失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零.特点:物体具有向下的加速度且大小等于重力加速度g.。