高一物理第一學(xué)期知識點(diǎn)

1.1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系

一、質(zhì)點(diǎn)

１．只有質(zhì)量，沒有形狀和大小的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。

２．質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象的理想化的模型，（這種忽略次要因素、突出主要因素（質(zhì)量）的處理方法是一種非常重要的科學(xué)研究方法。）

３．條件：（1）研究的距離非常大以至于物體的體積、大小可以忽略不計(jì)，例如：研究地球圍繞太陽運(yùn)動(dòng)

（2）質(zhì)量分布均勻的球體

（3）物體的各部分運(yùn)動(dòng)情況完全一樣

4、一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計(jì)

5、一個(gè)物體能否被看成質(zhì)點(diǎn)，取決于所研究的問題的性質(zhì)，同一個(gè)物體在不同的問題中，有的能被看作質(zhì)點(diǎn)，有的卻不能被看成質(zhì)點(diǎn)。

學(xué)生討論：１．是不是只有很小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)？

２．地球的自轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪能否被看作質(zhì)點(diǎn)？

３．物理中的“質(zhì)點(diǎn)”和幾何中的點(diǎn)有什么相同和不同之處？

二、參考系

１．參考系是參照物的科學(xué)名稱，是假定不動(dòng)的物體。

２．運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對的。

３．參考系的選擇是任意的，一般選擇地面或相對地面靜止的物體。

學(xué)生討論：１．小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走

２．月亮在蓮花般的云朵里穿行

３．坐地日行八萬里，巡天遙看一千河

三、坐標(biāo)系

１．為了定量描述物體的位置隨時(shí)間的變化規(guī)律，我們可以在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系應(yīng)該包含原點(diǎn)、正方向和單位長度。

２．對于質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)，一般選取質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為坐標(biāo)軸，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，選取計(jì)時(shí)起點(diǎn)為坐標(biāo)軸的原點(diǎn)。單位長度的選定要根據(jù)具體情況。

３．位置的表示方法，例：x=5m。

學(xué)生討論：如果物體在平面上運(yùn)動(dòng)（例如滑冰運(yùn)動(dòng)員），我們應(yīng)如何建立坐標(biāo)系？

可以建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，此時(shí)可以用（x，y）表示物體的位置。

1.2時(shí)間和位移

一、時(shí)刻和時(shí)間間隔

O

A

B

C

D

E

如圖所示，物體沿直線從O點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，如果各點(diǎn)之間的時(shí)間間隔都是一秒，則下列各說法中分別表示哪一點(diǎn)或線段。

前3s內(nèi)：第2s內(nèi)：（第）2s末：

第3s初：第二個(gè)2s內(nèi)：012345t/s

二、路程和位移

１．路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長度

２．位移是描述物體位置變化的物理量，用從初位置到末位置的有向線段表示，即物體位移的大小由初末位置決定，方向由初位置指向末位置。

問題：物體的位移大小有沒有等于路程的情況？答：在單向直線運(yùn)動(dòng)中位移的大小等于路程。

三、矢量和標(biāo)量

象位移這樣既有大小又有方向的物理量叫做矢量，象路程這樣只有大小，沒有方向的物理量叫做標(biāo)量。

１．當(dāng)兩個(gè)矢量共線時(shí)，可以用算術(shù)運(yùn)算，但首先要設(shè)定正方向。

２．當(dāng)兩個(gè)矢量不共線時(shí)，合矢量和分矢量必將構(gòu)成一個(gè)三角形，它們分別是三角形的三條邊。

３．不共線矢量的運(yùn)算法則叫做平行四邊形定則，又叫三角形定則。

四、直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移

在直線坐標(biāo)系中，位置用點(diǎn)來描述，記為x=?；位移是位置的變化，記為Δx，Δx=x2-x1。

小結(jié)：物理中矢量的正負(fù)不表示大小，只表示方向，

1.3運(yùn)動(dòng)快慢的描述—速度

一．速度

1．定義：位移跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值，用v表示．

2．物理意義：(1)速度是表示運(yùn)動(dòng)快慢的物理量

(2)位移變化的快慢

（3）位移的變化率

3．定義式：．

4．單位：國際單位：m／s（或m·s-1）常用單位：km／h（或km·h-1）、cm／s（或cm·s-1）．

5．方向：與物體運(yùn)動(dòng)方向相同．

6.說明：速度有大小和方向，是矢量

二．平均速度和瞬時(shí)速度

1．平均速度

(1）定義：在變速直線運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)物體的位移和所用時(shí)間的比值，叫做這段時(shí)間（或這段位移）的平均速度，用表示．

(2）說明：a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物體在t時(shí)間內(nèi)的平均快慢程度。

b．這是物理學(xué)中的重要研究方法——等效方法，即用已知運(yùn)動(dòng)研究未知運(yùn)動(dòng)，用簡單運(yùn)動(dòng)研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)

c．平均速度必須指明“哪段時(shí)間”或“哪段位移”的．

d.平均速度只能粗略地描述一段時(shí)間（或一段位移）內(nèi)的總體快慢，這就是“平均速度”與勻速直線運(yùn)動(dòng)“速度”的根本區(qū)別．

e.平均速度不是各段運(yùn)動(dòng)速度的平均值，必須根據(jù)平均速度的定義來求解。

2．瞬時(shí)速度

（1）定義：運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過某一時(shí)刻（或某一位置）的速度，叫做此時(shí)刻（或此位置）的瞬時(shí)速度．

（2）意義：反映物體在某一時(shí)刻（或經(jīng)某一位置）時(shí)運(yùn)動(dòng)的快慢，它能精確地描述變速運(yùn)動(dòng)的快慢。

（3）瞬時(shí)速度的理解：瞬時(shí)速度是在運(yùn)動(dòng)時(shí)間時(shí)的平均速度，即平均速度在時(shí)的極限（4）瞬時(shí)速度的方向：瞬時(shí)速度是矢量，在直線運(yùn)動(dòng)中，瞬時(shí)速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向相同，（若是曲線運(yùn)動(dòng)，瞬時(shí)速度的方向是軌跡上物體所在點(diǎn)的切線方向（與軌跡在該點(diǎn)的延伸方向一致））

三．速率：

瞬時(shí)速率

(1）定義：瞬時(shí)速度的大小叫瞬時(shí)速率，簡稱速率。

(2）瞬時(shí)速率的測量：技術(shù)上通常用速度計(jì)來測量瞬時(shí)速率。

2．平均速率：

(1）定義：路程與發(fā)生這段路程所用時(shí)間的比值。

(2）速率是標(biāo)量。

3．注意：平均速率不是平均速度的大小。

【例題1】一個(gè)做直線運(yùn)動(dòng)的物體，某時(shí)刻速度是10m/s，那么這個(gè)物體()

A、這一刻之前0.1s內(nèi)位移一定是1m

B、這一時(shí)刻之后1s內(nèi)位移一定是10m

C、這一時(shí)刻起10s內(nèi)位移可能是50m

從這一時(shí)刻起開始勻速運(yùn)動(dòng)，那么它繼續(xù)通過1000m路程所需時(shí)間一定是100s

正確選項(xiàng)是C、D。

【例2】一物體沿直線運(yùn)動(dòng)，先以3m/s的速度運(yùn)動(dòng)60m，又以2m/s的速度繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)60m，物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中平均速度是多少？

整個(gè)過程的平均速度m/s=2.4m/s

1.4實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度

一電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

1、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu),各個(gè)部分的名稱、工作原理及使用方法.

2、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電的計(jì)時(shí)儀器.工作電壓4—6V.當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn).

二電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

1、:電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu),各個(gè)部分的名稱、工作原理及使用方法.

2、:電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是220V的交流電.當(dāng)輸入交流電的頻率是50Hz時(shí),每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn).

思考1:從原理上講兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器哪中誤差更小,為什么?

2:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能記錄哪些信息?時(shí)間(時(shí)間間隔)和位移

三練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

問題1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中怎樣安放復(fù)寫紙和紙帶?

總結(jié):將復(fù)寫紙?zhí)自趶?fù)寫紙定位銷上,推動(dòng)調(diào)節(jié)片可以調(diào)節(jié)復(fù)寫紙位置.將紙帶從復(fù)寫紙圓片下穿過即可.

問題2.振針打的點(diǎn)不清晰或打不出點(diǎn)可能有哪些情況?怎樣調(diào)節(jié)?

總結(jié):1.可能是復(fù)寫紙?jiān)摀Q新的了

2.可能是振動(dòng)片的振動(dòng)幅度太小了,可以調(diào)節(jié)振動(dòng)片的位置

3.可檢查壓紙框的位置是否升高而阻礙了振動(dòng)片使振針打不到紙帶上,可將壓紙框向下調(diào)節(jié)到原來的位置

4.可能是振針的位置太高,調(diào)節(jié)振針直到能打出點(diǎn)為止

5.可能是選擇的4—6V的電壓太低,可適當(dāng)調(diào)高電壓,但不得超過10V

問題3.為什么要先打開電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先工作1—2s再松手打紙帶?可不可以先松手再打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源?

總結(jié):打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打開電源后要經(jīng)過一個(gè)短暫的時(shí)間才能穩(wěn)定工作,所以應(yīng)先打開電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作1—2s后才能松手打紙帶.這樣做可以減小誤差

問題4.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打完點(diǎn)后要及時(shí)關(guān)閉電源,這樣做有什么好處?

總結(jié):因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器是按照間歇性工作設(shè)計(jì)的,長期工作會導(dǎo)致線圈發(fā)熱而損壞

問題5.處理紙帶時(shí)從某個(gè)能看清楚的點(diǎn)開始,往后數(shù)出n個(gè)點(diǎn),這些點(diǎn)之間的時(shí)間間隔應(yīng)該怎樣確定?

總結(jié):每2個(gè)相鄰的點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是0.02s,n個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為(n-1)倍的0.02s

問題6.怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度?

總結(jié):測出兩個(gè)點(diǎn)的距離,數(shù)出兩個(gè)點(diǎn)之間有n段時(shí)間間隔,則.用公式即可計(jì)算出平均速度

D

E

F

G

四用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量瞬時(shí)速度

如圖:用D—F的平均速度來替代E點(diǎn)的瞬時(shí)速度

五.用圖象表示速度

在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,用縱坐標(biāo)表示物體的運(yùn)動(dòng)速度,用橫坐標(biāo)表示時(shí)間,根據(jù)表2中各個(gè)時(shí)刻的速度,將(v,t)作為一組坐標(biāo)在圖象中描點(diǎn),將點(diǎn)連線后得出的圖象稱為速度---時(shí)間圖象(v---t圖象),簡稱速度圖象.

補(bǔ)充練習(xí)

1.運(yùn)動(dòng)的物體帶動(dòng)紙帶被打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打上一系列的點(diǎn),這些點(diǎn)的距離不一定相等,但這些點(diǎn)能說明()

A運(yùn)動(dòng)物體在一段時(shí)間內(nèi)的位移B運(yùn)動(dòng)物體在一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)快慢

C運(yùn)動(dòng)物體在某時(shí)刻的位置D運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)

2.通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的一條紙帶上的點(diǎn)子不均勻,下列判斷正確的是()

A點(diǎn)子密集的地方物體的運(yùn)動(dòng)速度比較大B點(diǎn)子密集的地方物體的運(yùn)動(dòng)速度比較小

C點(diǎn)子不均勻說明物體在做變速運(yùn)動(dòng)D點(diǎn)子不均勻說明打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有故障

3.在你練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),小車拖動(dòng)紙帶并在上面打下一系列的小點(diǎn),根據(jù)你所打出紙帶,在判斷紙帶表示的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)還是變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)()

A應(yīng)通過測量紙帶表示的運(yùn)動(dòng)的全程來判斷B必須通過計(jì)算任意兩點(diǎn)間的平均速度來判斷

C必須通過計(jì)算全程的平均速度來計(jì)算D可以通過測量每相鄰兩點(diǎn)間的距離,看其是否相同來判斷

參考答案:1.ABCD2.BC3.D

2.1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

問題一：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器結(jié)構(gòu)如何？

問題二：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測小車的速度所需哪些實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟？

步驟：（１）把一端附有滑輪的長木板平放（一高一低可否？）在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路。（２）把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打完一條后立即關(guān)閉電源。

問題三：本實(shí)驗(yàn)特別要注意哪些事項(xiàng)？

１．固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央位置。

2．滑輪不能過高。

3．應(yīng)考慮復(fù)寫紙與紙帶的位置關(guān)系。

4．鉤碼數(shù)量不能過多，長木板兩端高低相差不能太大。

5．小車應(yīng)由緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處開始釋放，在撞擊長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng),防止小車從板上掉下來。

6．先接通電源，后讓紙帶運(yùn)動(dòng)。

7．打點(diǎn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源。

【處理數(shù)據(jù)】

問題四：怎樣分析和選取紙帶上的點(diǎn)？

開頭過于密集的點(diǎn)舍掉，若紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離較小，可取多個(gè)間隔（可5）為一個(gè)計(jì)數(shù)間隔時(shí)間（間隔不再是0.02s）（但要看具體情況靈活選定）；原則上能取六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜；給選取的點(diǎn)加標(biāo)記。

問題五：如何計(jì)算出所取點(diǎn)的速度？

用求平均速度的方法來代替（用計(jì)算較準(zhǔn)確的平均速度來代替），如何代替？（選擇包括該點(diǎn)在內(nèi)的一段位移（該點(diǎn)最好處在中間時(shí)刻位置）Δx，找出對應(yīng)的時(shí)間Δt，用Δx／Δt作為該點(diǎn)的瞬時(shí)速度）；對于選取的兩個(gè)端點(diǎn)的速度暫時(shí)不計(jì)算（誤差較大）；測量各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離應(yīng)考慮估位、單位。

問題六：如何處理計(jì)算出來的數(shù)據(jù)？

１．列表法。（注意列表要求）

２．圖象法：

①根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標(biāo)度建立坐標(biāo)系（讓圖象盡量分布在坐標(biāo)系平面的大部分面積）。

②描點(diǎn)：觀察和思考點(diǎn)的分布規(guī)律。

③擬合：從點(diǎn)的分布可以有很大把握地說這些點(diǎn)應(yīng)該在一條直線上，用直線擬合，讓盡可能多的點(diǎn)處在直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)對稱地分布在直線兩側(cè)。

思考：①為什么要用直線擬合？

②若某個(gè)點(diǎn)明顯偏離直線，可能是什么原因及怎樣處理？

③從圖上可以看出小車的速度隨時(shí)間怎樣變化？

問題七：如何根據(jù)速度—時(shí)間圖象（v—t圖象）求小車的加速度和初速度？

①取任意兩組數(shù)據(jù)求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。

②在v—t圖象上取一段時(shí)間Δt（盡量取大一些），找出兩個(gè)時(shí)刻對應(yīng)的坐標(biāo)值求出Δv，代入Δv／Δt求解。

哪一種方法更好？（畫圖時(shí)讓不在直線上的點(diǎn)盡可能等量地分布在直線兩側(cè)，就是為了使偏大或偏小的誤差盡可能地抵消，所以圖象也是減小誤差的一種手段，也就是說應(yīng)該用圖象上的點(diǎn)，而不是用實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)）

紙帶上零時(shí)刻的速度和末速度如何求？（根據(jù)圖象來求，這樣可以減小誤差）

【鞏固練習(xí)】

１．關(guān)于用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)操作，下列說法中正確的是（）

Ａ．長木板不能側(cè)向傾斜，也不能一端高一端低

Ｂ．在釋放小車前，小車應(yīng)緊靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處

Ｃ．應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車

Ｄ．要在小車到達(dá)定滑輪前使小車停止運(yùn)動(dòng)，再斷開電源

２．在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)有如下操作步驟，其中錯(cuò)誤的步驟是，遺漏的步驟是。

Ａ．拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，松開紙帶后再接通電源

Ｂ．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電路

Ｃ．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪下面懸掛適當(dāng)?shù)你^碼

Ｄ．取下紙帶

Ｅ．放手，使小車在平板上做加速運(yùn)動(dòng)

Ｆ．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔

將以上步驟完善后按合理序號排列。

３．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器拉動(dòng)通過計(jì)時(shí)器的紙帶來分析物體運(yùn)動(dòng)速度和加速度的實(shí)驗(yàn)中，可以分析的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是（）

Ａ．速度恒為正值，加速度亦為正值的運(yùn)動(dòng)Ｂ．速度恒為負(fù)值，加速度亦為負(fù)值的運(yùn)動(dòng)

Ｃ．速度由正值變負(fù)值，加速度為負(fù)值的運(yùn)動(dòng)Ｄ．速度由負(fù)值變正值，加速度為正值的運(yùn)動(dòng)

A

B

C

D

E

7.5

27.6

60.3

105.6

cm

４．在探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，得到一條記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，如圖所示，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.1s。

（１）根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，計(jì)算B、C、D各點(diǎn)的速度，填入表中。（２）在坐標(biāo)紙上作出小車的v-t圖象。

位置編號

A

B

C

D

E

時(shí)間t/s

0

0.1

0.2

0.3

0.4

瞬時(shí)速度v/(ms-1)

2.2速度和時(shí)間的關(guān)系

1、勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度——時(shí)間圖像

（1）（2）

從圖（1）像中可獲得：

（1）速度的大小、方向

（2）從s＝vt可獲得：邊長為v和t所圍成的矩形的面積，就是物體在時(shí)間t內(nèi)的位移。（圖中的斜線陰影部分）

2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v—t圖像，如（2）

歸納：從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v—t圖像中可以獲?。?/p>

（1）某時(shí)刻的瞬時(shí)速度

（2）某段時(shí)間內(nèi)的速度的變化量

（3）速度的變化量是正值，還是負(fù)值。是正值的話，說明與v方向相同，負(fù)值的話，說明與v方向相反。

3、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v—t圖像與勻速直線運(yùn)動(dòng)中的s—t圖像的區(qū)別。

4、例題精進(jìn)：

（1）．如圖為一物體作勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖像，根據(jù)圖線作出以下幾個(gè)判定，正確的是：

A：物體始終沿正方向運(yùn)動(dòng)

B：物體先沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，在t＝2s后開始沿正方向運(yùn)動(dòng)。

（2）．從圖像中判決物體作什么運(yùn)動(dòng)。

2.3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系

1．勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律---→

2.----→

3.1∶2∶3…＝1∶2∶3…

S1∶S2∶S3…＝12∶22∶32…

SⅠ∶SⅡ∶SⅢ…＝1∶3∶5…

ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝…＝aT2

ΔS’＝SM－SN＝(m-n)aT2t1∶t2∶t3…=1∶()∶()…

例:1.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在沿豎直方向拋出，得到它的速度—時(shí)間圖象如圖：試求：它在2s內(nèi)的位移和4s內(nèi)的位移。

O

O

2

·

5

4

例1

-5

·

2.4自由落體運(yùn)動(dòng)

1．自由落體運(yùn)動(dòng)：物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。

2．自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度等于零，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

3．自由落體加速度g：

(1)g是矢量，它的方向總是豎直向下的，與重力方向相同

(2)g隨緯度的升高而增大，隨高度增加而減小。在通常情況下，取g=9.8m/s2，粗略計(jì)算時(shí)g取g=10m/s2。

4．自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：

（1）．＝gth＝gt2（2）．推論：2＝2gh＝＝=gt

（3）．特點(diǎn)：1∶2∶3…＝1∶2∶3…

h1∶h2∶h3…＝12∶22∶32…

hⅠ∶hⅡ∶hⅢ…＝1∶3∶5…

Δh＝hⅡ－h(huán)Ⅰ＝hⅢ－h(huán)Ⅱ＝…＝gT2

Δh’＝hM－h(huán)N＝(m-n)gT2t1∶t2∶t3…=1∶()∶()…

2

4

6

8

O

A

B

C

D

E

t/s

x/m

10

-10

4

運(yùn)動(dòng)圖象專題

例１．分析比較下面三個(gè)圖象中各段及一些特殊點(diǎn)的物理意義。

圖象的意義：斜率的意義：A點(diǎn)的意義：

AB表示：BC表示：CD表示：

D點(diǎn)的意義：DE表示：

3.1重力、基本相互作用

=1\*CHINESENUM3

一

、力和力的圖示

力的定義：物體與物體之間的相互作用。

（1）力的物質(zhì)性：力是物體對物體的作用，有力就有受力物體和施力物體，兩者是同時(shí)存在的，不分先后。

（2）相互性：力是物體間的相互作用，甲對乙有作用力，同時(shí)乙對甲也有力的作用，力的作用是相互的。

（3）矢量性：力是有大小和方向的物理量（矢量）

2、力的作用效果：力可以使物體發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變（包括速度的大小和方向）。

力的三要素：大小、作用點(diǎn)、方向1N

力的圖示和示意圖F=3NF=3N

力的單位：牛頓符號N

二、重力

重力的定義：地面附近的物體，由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力。

（1）重力是由于地球吸引而產(chǎn)生的，但不能說重力就是地球?qū)ξ矬w的萬有引力。

（2）在地球表面附近的物體都要受到重力作用，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和是否受到其他力等情況無關(guān)。

重力的大?。篏=mg，g是自由落體加速度，g隨緯度的升高而增大，隨高度增加而減小

方向：豎直向下（不能說是垂直向下，也不能說是指向地心）

測量：用彈簧秤測量，注意：彈簧秤要保持豎直、靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)讀數(shù)。

重心

（1）定義：重心是重力的等效作用點(diǎn)。（物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，我們可以認(rèn)為各部分受到的重力集中于一點(diǎn)，即重心）。

（2）重心位置：a.質(zhì)量分布均勻（也稱勻質(zhì)物體），且形狀規(guī)則的物體，重心就是其幾何中心。

b.非勻質(zhì)物體和不規(guī)則的物體的重心，不僅與形狀有關(guān)還與物體內(nèi)的質(zhì)量分布有關(guān)。

（3）演示懸掛法和支撐法找重心（適用于薄板）

三、四種相互作用力（自學(xué)）

萬有引力相互作用：存在于一切物體之間，相互作用強(qiáng)度隨距離增大而減小。

電磁相互作用：存在于電荷之間和磁體之間，他們的本質(zhì)是相同的

強(qiáng)相互作用和弱相互作用：作用范圍小，但弱相互作用的強(qiáng)度只有強(qiáng)相互作用的10－12

3.2彈力

一、彈性形變

１．彈性形變：發(fā)生形變的物體如果在撤去外力后能夠恢復(fù)原狀，這樣的形變叫做彈性形變。

２．彈力：發(fā)生彈性形變的物體對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力叫做彈力。

3．產(chǎn)生彈力的條件：相互接觸且發(fā)生彈性形變。

4．在物體的彈性限度內(nèi)，物體的形變量越大，彈力越大。

二、幾種彈力：拉力、壓力、支持力

三、胡克定律：F=kx。

說明：１．式中的k稱為彈簧的勁度系數(shù)，單位是N/m。

２．式中的x是彈簧的形變量而不是彈簧的長度。

滾動(dòng)摩擦力

滑動(dòng)摩擦力

靜摩擦力

摩擦力

３．上式的適用條件是在彈簧的彈性限度內(nèi)。

3.3摩擦力

一、靜摩擦力

1.摩擦力的定義

2.摩擦力的產(chǎn)生條件：接觸、粗糙、有彈力、有相對運(yùn)動(dòng)的趨勢。

3.靜摩擦力的大小與外力有關(guān)

4.方向：總是跟接觸面相切，與相對運(yùn)動(dòng)的趨勢的方向相反

5.最大靜摩擦力就是物體剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的最小推力。0＜f靜≤Fmax

6.關(guān)于靜摩擦力有無的判斷

方法一：根據(jù)初中學(xué)過的二力平衡條件

方法二：假設(shè)法

二.滑動(dòng)摩擦力

1.滑動(dòng)摩擦力定義：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)的時(shí)候，會受到另一個(gè)物體阻礙它滑動(dòng)的力。

2.滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生條件：接觸、粗糙、有彈力、有相對運(yùn)動(dòng)

3.f=μFN

4.方向：總是跟接觸面相切，跟物體的相對運(yùn)動(dòng)方向相反。

三、摩擦力的應(yīng)用

1、摩擦力的重要性

（1）走路須靠腳與地面間的摩擦力才能行走。

（2）摩擦力使運(yùn)動(dòng)物體能停止下來。

（3）懸吊物品須靠釘子與墻的摩擦力。

（4）由于摩擦力，平面上的物體不致因?yàn)閮A斜而摔壞。

（5）輪胎及運(yùn)動(dòng)鞋底部的紋路設(shè)計(jì)可增加摩擦力。

2、摩擦力的壞處

（1）耗費(fèi)能量。

（2）造成機(jī)件耗損。

四.幾個(gè)問題

1.靜止的物體所受的摩擦力一定是靜摩擦力，運(yùn)動(dòng)的物體所受的摩擦力一定是滑動(dòng)摩擦力嗎?

舉例說明：(1)皮帶傳送機(jī)把貨物運(yùn)往高處，物體是運(yùn)動(dòng)的，當(dāng)相對于皮帶沒有滑動(dòng),受到靜摩擦力。

(2)一個(gè)人端著一杯水走路，杯子受到手的靜摩擦力。(3)人走路時(shí)受到地面的摩擦力等。

(4)物體沿斜面下滑，物體受到沿斜面向上的滑動(dòng)摩擦力，同時(shí)斜面受到沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力，斜面靜止。

2.摩擦力一定阻礙物體運(yùn)動(dòng)嗎?

摩擦力只是阻礙物體的相對運(yùn)動(dòng),，不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。

皮帶傳送機(jī)上的貨物受到的摩擦力拉著貨物向上運(yùn)動(dòng)是動(dòng)力，同時(shí)它阻礙了貨物相對于皮帶的運(yùn)動(dòng)。

3.4物體受力分析

１．受力分析的順序：一般遵循由易到難（重力、彈力、摩擦力）或由已知到未知的原則。

２．受力分析的方法：（１）隔離法（２）整體法

３．受力分析的步驟：（１）確定研究對象（單個(gè)物體或幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)／整體）

（２）把研究對象與其它物體隔離

（３）按一定的順序把外界物體對研究對象施加的力畫出示意圖。

４．注意事項(xiàng)

（１）不能總認(rèn)為物體在運(yùn)動(dòng)方向上一定受到力的作用。即在畫力時(shí)要明確該力的施力物體是哪一個(gè)。

（２）受力分析是分析物體受到的力，不能把研究對象對外界物體施加的力也畫在受力圖上。

（３）判斷彈力的有無可假設(shè)把外界物體移走，通過物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否變化來判斷接觸面處有沒有彈力。靜摩擦力的有無及方向可假設(shè)接觸面光滑，通過物體是否發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)和相對運(yùn)動(dòng)的方向來判斷

（４）用整體法進(jìn)行受力分析時(shí)，系統(tǒng)以外的物體對系統(tǒng)內(nèi)任一物體的作用力都認(rèn)為是系統(tǒng)受到的力，系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力（內(nèi)力）不需要畫出來。

（５）在本書范圍內(nèi)，我們只研究共點(diǎn)力的情況，所以不管是單個(gè)物體還是幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)，在對他們進(jìn)行受力分析時(shí)，都應(yīng)把他們當(dāng)作一個(gè)點(diǎn)（質(zhì)點(diǎn)）來處理，所有力的作用點(diǎn)都是同一點(diǎn)。

4．1牛頓第一定律

1.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)：

如圖：讓小球從一個(gè)斜面由靜止?jié)L下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面，如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?。減小另一個(gè)斜面的傾角，小球仍能到達(dá)原來的高度，但比第一次滾得要遠(yuǎn)些，假設(shè)把另一個(gè)斜面放至水平，則小球因?yàn)闊o法達(dá)到原來的高度而永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。

結(jié)論：(1)力不是維持物體的運(yùn)動(dòng)的原因

(2)力不是維持物體的速度的原因，

(3)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

(4)力是改變物體速度的原因

加：(5)力是產(chǎn)生加速度的原因

2.牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律是理想定律：自然界中物體不可能不受力，若物體受平衡力，則可等效物體不受力或認(rèn)為受合外力為零，在這種情況下物體將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

3.慣性：①物體都具有抵抗?fàn)顟B(tài)變化的“本領(lǐng)”，如：冬天晚上上床和早上起床人的感覺等。

②慣性：物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。

例：汽車啟動(dòng)、加速，汽車剎車、減速，車上的人的感覺？原因？如何表達(dá)？

③慣性是物體的固有性質(zhì)，僅與物體的質(zhì)量有關(guān)

④質(zhì)量慣性大小的唯一量度。

⑤只有在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變才可以表現(xiàn)出來。

4．2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

問題一：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，是產(chǎn)生加速度的原因。

問題二：如何研究這個(gè)問題？（控制變量法）

問題三：具體如何操作？

①實(shí)驗(yàn)器材：

附有滑輪的長木板1塊，規(guī)格為200g的小車1個(gè)，帶小鉤細(xì)線1條，規(guī)格為20g的鉤碼5只（作牽引小車的力），規(guī)格為200g的砝碼5只（用做改變小車質(zhì)量），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，20cm的紙帶，穩(wěn)壓電源。

②控制質(zhì)量不變（200g）

a．要考慮加速度與什么力有關(guān)？（繩子拉力、摩擦力、合力）

b．如何用繩子拉力來替代合力？（平衡摩擦力）如何平衡摩擦力？（體會長木板的傾角逐漸變大，小車的受到的靜摩擦力大小與重力什么關(guān)系、如何變化，注意平衡的應(yīng)該是動(dòng)摩擦力）

a

F

O

1

2

c．在實(shí)驗(yàn)中，鉤碼的重力大小等于拉力大小嗎？請定性分析哪個(gè)較大一些？如何使鉤碼的重力大小與拉力大小更接近？（M＞＞m）

d．小車的加速度如何測？（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，提醒如何數(shù)據(jù)處理）

e．添加鉤碼（增大拉力），重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

f．列表分析或畫圖分析（橫、縱坐標(biāo)分別選什么好？描點(diǎn)、擬合，圖象過原點(diǎn)嗎？）

g．有何結(jié)論？M一定時(shí)，a∝F

h．若M=400g時(shí)，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，有何結(jié)論？

③控制拉力不變（鉤碼質(zhì)量50g，F(xiàn)=0.5N）

a．添加砝碼（增大M），重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

b．列表分析或畫圖分析（橫、縱坐標(biāo)分別選什么好？）

c．有何結(jié)論？F一定時(shí)，a∝1/M

d．若F=1N時(shí)，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，有何結(jié)論？

問題四：若某同學(xué)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，取M=500g，得到如圖1或2的圖象，說明什么？

問題五：不直接測加速度可以探究這個(gè)問題嗎？

①不具體測加速度，可作對比實(shí)驗(yàn)。其他思想可以同前實(shí)驗(yàn)。

②實(shí)驗(yàn)器材：附有滑輪邊側(cè)有刻度的長木板2塊，規(guī)格為200g的小車2個(gè)，帶小鉤細(xì)線2條，規(guī)格為20g的鉤碼5只（作牽引小車的力），規(guī)格為200g的砝碼5只（用做改變小車質(zhì)量），寬口文件夾，2m粗線繩。

③分析兩小車均做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，相同時(shí)間內(nèi)兩小車位移之比就是其加速度之比。

④處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

表一：M1=M2=600g

次數(shù)

小車１

小車２

鉤碼(g)

位移x1(cm)

鉤碼(g)

位移x2(cm)

１

20.0

40.0

２

20.0

60.0

３

20.0

80.0

４

20.0

100.0

５

20.0

120.0

表二：F1=F2=0.2N

次數(shù)

小車１

小車２

M1(g)

位移x1(cm)

M2(g)

位移x2(cm)

１

200

400

２

200

600

３

200

800

４

200

1000

５

200

1200

⑤作出圖象,分析圖象:

F2/F1

x2/x1

O

m2/m1

x1/x2

O

問題六：通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加速度a與合外力F、質(zhì)量m有什么關(guān)系？

（加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比。即a∝F，a∝1/m）

4．3牛頓第二定律

1.牛頓第二定律

①內(nèi)容：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。作用力指的是合外力

②表達(dá)式：F合=ma

③單位：N、kgm/s2

④1kgm/s2=1N

這樣：F合=ma（運(yùn)用時(shí)請注意必須統(tǒng)一單位：N，Kg，m/s2）

⑤方向：的方向永遠(yuǎn)與F合的方向一致。

⑥意義：力是是產(chǎn)生加速度的原因；有力才有加速度，但力和加速度同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失

2.如何求物體的加速度？

①根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程來計(jì)算a

②對物體進(jìn)行受力分析，然后將所有力進(jìn)行合成從而求出合力,再根據(jù)F合=ma來求a

③根據(jù)F=ma將物體受到的每一個(gè)力產(chǎn)生的加速度分別求出：a1、a2、a3、a4等，然后將這些加速度進(jìn)行合成求a。

3.力與加速度有何關(guān)系？

①力與加速度有因果關(guān)系：有合外力才有加速度，但是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失。

②力與速度無因果關(guān)系：因?yàn)?，即速度變化必須有時(shí)間過程，在很短的時(shí)間內(nèi)可以近似認(rèn)為=0，則=0速度不變。

例1．某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面試車，當(dāng)達(dá)到100km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過70s停下來，汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時(shí)牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。

①汽車質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)圖景（兩種情況）

②汽車質(zhì)點(diǎn)的受力分析（豎直情況如何考慮）

③解題規(guī)范：

汽車勻減速：a1=v0/tf=ma1=mv0/t=1100×27.8/70=437（N）

汽車勻加速：F合=F-f=2000-437=1563（N）又F合=ma2

a2=F合/m=1563/1100=1.42(m/s2)

例2．一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體受到互成1200角的兩個(gè)力F1和F2的作用，這兩個(gè)力的大小都是10N，這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度是多大？

①對物體進(jìn)行受力分析，求合力

②利用牛頓第二定律求解

③解題規(guī)范：

4．4牛頓第二定律的簡單應(yīng)用

（力的合成與分解）物體受力加速度物體運(yùn)動(dòng)

一、從物體受力確定運(yùn)動(dòng)情況

【例題】1．靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。

①受力分析求出合力

②物體的運(yùn)動(dòng)圖景，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。

m

370

F

圖1

2．如圖1所示，質(zhì)量為m＝1.0kg的金屬塊放在水平桌面上，在與水平成370角斜向上、大小為10N的拉力F作用下由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知金屬塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，求5s末物體的速度及位移大小。

①明確解題的基本步驟：

a．受力分析

b．規(guī)定正方向，建立坐標(biāo)系

c．把力正交分解

d．找合力，求加速度

e．清楚運(yùn)動(dòng)圖景，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解

②注意解題規(guī)范

3．風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力。如圖2所示，現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，小球孔徑略大于細(xì)桿直徑。（1）當(dāng)桿在水平方向上固定時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小，使小球在桿上勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)小球所受的風(fēng)力為小球所受重力的0.5倍，求小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)。（2）保持小球所受的風(fēng)力不變，使桿與水平方向間夾角為37°并固定，則小球從靜