中等職業(yè)教育中職中專物理通用類(第三版)完整版演課件

緒論四、編者的愿望一、什么是物理二、為什么要學(xué)物理三、怎樣學(xué)好物理緒論四、編者的愿望一、什么是物理二、為什么要學(xué)物理三、怎樣學(xué)

一、什么是物理物理者，萬物之理也。

“物理”一詞最早出現(xiàn)于唐代詩人杜甫的詩句：“細推物理須行樂，何用浮名絆此身?！?/p>

17世紀末英國物理學(xué)家牛頓在其巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中給物理學(xué)下了一個比較準確的定義：“用數(shù)學(xué)工具解決自然哲學(xué)問題，即用數(shù)學(xué)了解整個自然界的運動規(guī)律”。

現(xiàn)代物理學(xué)的定義為：“物理學(xué)是研究物質(zhì)運動最一般規(guī)律及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科”?！拔锢怼眱勺肿钤绯霈F(xiàn)在《禮記·大學(xué)》中的詞句“蓋人心之靈，莫不有知，而天下之物，莫不有理”中。一、什么是物理物理者，萬物之理也。

二、為什么要學(xué)物理

今天，物理學(xué)的發(fā)展已經(jīng)對社會生活的各個方面帶來了巨大的影響，無論從事何種職業(yè)，都離不開與物理學(xué)相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品。飛機、汽車、電視、空調(diào)、電腦、手機、磁卡……無不與物理學(xué)的研究成果有關(guān)。

“我們的時代是科學(xué)和技術(shù)的時代?？茖W(xué)技術(shù)以極高的速度發(fā)展，又推動社會飛速發(fā)展，影響著社會生活的方方面面。它們不僅是經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)的強大的手段，又是探索宇宙和微觀世界及人類自身的前沿研究、改善我們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量的工具，而且它們已成為人類文化的一部分。正確的世界觀和價值觀、正確的思想方法、各種觀念和思潮，都必須以科學(xué)為依據(jù)。一個民族只有普及科學(xué)知識，受到科學(xué)精神的熏陶，崇尚科學(xué)，才能告別愚昧，自立于今日世界的民族之林。”（引用自趙凱華教授為《物理學(xué)的概念與文化素養(yǎng)》作的序）二、為什么要學(xué)物理今天，物理學(xué)的發(fā)

三、怎樣學(xué)好物理具體有三個方面的要求：一是重視觀察和實驗。物理知識來源于實踐，特別是來源于觀察和實驗。要認真觀察物理現(xiàn)象，分析現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和原因。要認真做好學(xué)生實驗，學(xué)會使用儀器和處理數(shù)據(jù)，了解用實驗研究問題的基本方法。通過觀察和實驗，提高自己的觀察能力、實驗?zāi)芰头治瞿芰Α６羌訌娎斫?。物理課不是要求你死記硬背物理定律和公式，而是要求你了解一些重要概念和規(guī)律的科學(xué)實質(zhì)和探索過程，體會物理學(xué)的思維方式和研究方法，有意識地提高自己的科學(xué)思維能力。三是做好練習(xí)。做練習(xí)就是運用知識解決實際問題。要善于將所學(xué)知識運用到實際中去。包括解釋現(xiàn)象、討論問題、設(shè)計實驗等。要在不斷的運用中，掌握、擴展和加深自己的知識，提高分析問題和解決問題的能力。三、怎樣學(xué)好物理具體有三個方面的要求

四、編者的愿望

最后，讓我們用司馬遷《史記》中的一句話來共勉：“高山仰止，景行行止，雖不能至，然心向往之。”

（此句的意思是：“古人有高尚道德者則仰慕之，有光明正大的行為者則效仿之，雖然不能達到古人的那種程度，可是我的心里卻一直向往著”。）四、編者的愿望最后，讓我們用司馬第一節(jié)

運動的描述四、速度和速率一、質(zhì)點二、時刻和時間三、位移和路程第一節(jié)運動的描述四、速度和速率一、質(zhì)點二、時刻和時間三、

一、質(zhì)點實際物體（如自行車、汽車、火車等）的運動都是非常復(fù)雜的，要詳盡地描述這些運動，并非易事。例如，一列正在行駛的火車，既有火車整體相對于地面的平動，又有車輪的轉(zhuǎn)動，還有車體的振動，等等，因此要全面描述火車的運動是相當困難的。為了便于研究，就需要對物體進行簡化，突出影響問題的主要因素，忽略次要因素。例如：一、質(zhì)點實際物體（如自行車、汽車在研究一列從北京開往上海的列車的運動問題時，由于列車的總長度約為150m，而從北京開往上海的總里程約為1500km，火車的長度是總里程的萬分之一，因此火車的大小、形狀等因素對研究問題的影響很小，可以不考慮，只突出火車的質(zhì)量及其占據(jù)空間的某一位置這兩個主要因素。在研究一列從北京開往上海的列車的運動問題時，在上面這種情況下，我們可以把火車簡單地看作一個有質(zhì)量的點——質(zhì)點，它是一種理想化的物理模型。在下面這種情況下，如在研究這列火車經(jīng)過一座橋的運動時，由于火車的長度可以跟大橋的長度相比擬，它就成了解決問題的主要因素，這時就不能把火車簡化為質(zhì)點。在上面這種情況下，我們可以把火車簡單地看作

二、時刻和時間

時刻指的是一個瞬間，時間指的是兩個時刻之間的間隔。例如，我們常說上午第一節(jié)課在8時上課，8時45分下課。如果用一個數(shù)軸來表示時刻和時間，則時刻應(yīng)該用點來表示，時間用線段來表示，如下圖所示。這里的“8:00”和“8:45”是這節(jié)課開始和結(jié)束的兩個時刻，而這兩個時刻之間的間隔45

min，則是兩個時刻之間的時間。二、時刻和時間時刻指的是一個瞬間，在SI（國際單位制）中，時間的單位是s（秒），如下圖所示的時間軸上標出了零時刻、第2s初、第3

s末等時刻和第1

s內(nèi)、1

s內(nèi)、3

s內(nèi)等時間。在SI（國際單位制）中，時間的單位是s（秒

三、位移和路程

一個人從北京去上海，可以選擇不同的交通工具，既可以乘火車，也可以乘飛機，還可以坐汽車到天津再換乘輪船。使用不同的交通工具，運動軌跡是不一樣的，但是，就位置的變動來說，他都是由北京到達了東南方向直線距離約

1080km的上海，如下圖所示。三、位移和路程一個人從北京去上海在物理學(xué)中，用位移來表示質(zhì)點的位置變化。當質(zhì)點從A點運動到B點時，我們從初位置A到末位置B作一條有向線段AB，用這條有向線段表示物體在這次運動中發(fā)生的位移，如右圖所示。有向線段的長度表示位移的大小，有向線段的方向表示位移的方向。在物理學(xué)中，像位移這樣既有大小，又有方向的物理量，叫作矢量。位移通常用字母s表示，它的SI單位是m（米）。

路程是質(zhì)點運動軌跡的長度。在上圖中，質(zhì)點的路程分別是曲線ACB、ADB、AEB的長度。像路程這樣只有大小，沒有方向的物理量，叫作標量。在物理學(xué)中，用位移來表示質(zhì)點的位置變化。當質(zhì)

四、速度和速率不同物體的運動，其快慢程度往往不同。例如，運動員甲在8s內(nèi)跑過了64

m；運動員乙在6s內(nèi)跑過了54m。他倆誰跑得快呢？比較物體運動的快慢有兩種方法：一種是在位移相同的情況下，比較所用時間的長短：時間短的，運動得快；另一種是在時間相同的情況下，比較位移的大?。何灰拼蟮模\動得快。由于第二種方法更接近人們的生活習(xí)慣，因此，人們把位移s與發(fā)生這個位移所用時間t的比值叫作物體的速度，通常用v表示，即四、速度和速率不同物體的運動，其快速度不但有大小，而且有方向，是矢量。速度的大小在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)位移的大小，速度的方向跟運動的方向相同。速度的SI單位是m/s（米/秒），常用的單位還有km/h

（千米/時）。

1m/s=3.6km/h我們可計算出前例中運動員甲、乙的速度分別為：速度不但有大小，而且有方向，是矢量。速度的用上面的公式計算出的速度，表示物體在某段時間（或位移）內(nèi)運動的平均快慢程度，叫作平均速度。平均速度只能粗略地描述運動的快慢。

2006年7月11日，劉翔在瑞士洛桑國際田徑大獎賽男子110米欄比賽中，以12秒88的成績奪得冠軍，并打破世界紀錄。他在比賽中的平均速度是為了使描述更加精確，就需要選擇物體在較短時間內(nèi)的位移與時間的比值。如果這段時間取得足夠小，就可以認為是物體在某一時刻（或某一位置）的速度，這個速度叫作瞬時速度。瞬時速度可以精確地描述物體運動的快慢。因為，所以說運動員乙跑得比甲快。用上面的公式計算出的速度，表示物體在某段時

演示實驗

把打點計時器固定在桌子上，連接好電路，如下圖所示。用打點計時器測量瞬時速度演示實驗把打點計時器固定安裝好紙帶。啟動電源，用手水平地拉動紙帶，紙帶上就打出了一列小點，如下圖所示。關(guān)閉電源。由于每兩個點之間的時間都是0.02s，因此，選擇某一點A，測量出該點左右兩點B、C間的位移大小，除以時間0.04s，即可視為紙帶經(jīng)過A點時的瞬時速度。

DIS實驗室

用光電門測量瞬時速度

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，中職物理的實驗手段趨于多樣化。DIS（即數(shù)字信息系統(tǒng)，由傳感器＋數(shù)據(jù)采集器＋實驗軟件＋計算機構(gòu)成）應(yīng)用于物理實驗，大幅度提高了實驗精度和實驗效率。安裝好紙帶。啟動電源，用手水平地拉動紙帶，紙帶將實驗用長木板的一端在桌面上支撐起來，形成一個斜面。將光電門連接到DIS實驗系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器上，放置在長木板的邊上。調(diào)節(jié)光電門的高度，嘗試著讓小車從斜面上滑過，使小車上的擋光片可以順利地通過光電門，實驗裝置如下圖所示。將實驗用長木板的一端在桌面上支撐起來，形成一個打開DIS實驗系統(tǒng)中的速度測量功能，從一定高度釋放小車，即可在顯示屏上顯示出小車經(jīng)過光電門時的速度值。更換不同寬度的擋光片，再將小車從原處釋放，可以得到近似但不同的速度值。擋光片的寬度越小，得到的結(jié)果越接近小車經(jīng)過光電門時瞬時速度的真實值。速度的大小叫作速率，是標量。汽車上的速度計只能顯示汽車速度的大小，不能顯示汽車運動的方向，所以它顯示實際上是汽車的瞬時速率。打開DIS實驗系統(tǒng)中的速度測量功能，從一定高度表1-1一些運動物體的速率或平均速率

(單位：m/s)手扶拖拉機

0.27～1.1內(nèi)河輪船

2.8～2.9遠洋輪船

8.3～16.67?自行車（一般）

5比賽時奔跑的馬

15核動力航空母艦

17快速奔跑的野兔18快速航行的核潛艇23.1摩托車

23.6B-52轟炸機

280聲速（0℃空氣中）

331短跑中的運動員

10普通列車

33高速列車

6?0磁懸浮列車

140軍用噴氣式飛機

600?步槍子彈

9.0×102普通炮彈

1.0×103遠程炮彈

2.0×103單級火箭

4.5×103繞太陽旋轉(zhuǎn)的地球

3.0×104光在真空中傳播

3.0×108表1-1一些運動物體的速率或平均速率(單位：練習(xí)1-1

1．地球的直徑約為12800km，與太陽相距1.5×108km。當我們研究地球的公轉(zhuǎn)時，能不能把它看成質(zhì)點？研究地球上各處季節(jié)變化時，能不能把它看成質(zhì)點？答案：能；不能。

2．一位運動員在學(xué)校里周長為400m的標準跑道上跑了三圈，他跑過的路程是多少？他的位移是多少？答案：路程是1200

m，位移是0。練習(xí)1-11．地球的直徑約為12800

3．2006年7月1日，世界上海拔最高、線路最長的高原鐵路——青藏鐵路全線通車。下面是從北京開往拉薩的T27次列車的時刻表，請說出火車到達西寧的時刻、停車時間、開出時刻，估算從北京到格爾木以及從格爾木到拉薩的平均速度。序號車站到達時間開車時間走行時間路程（km）1北京西始發(fā)站20:00002石家莊北22:3322:392h33min2913太原00:5000:564h50min5164中衛(wèi)07:3607:5111h36min12675蘭州13:0213:1917h2min15736西寧西15:5016:1019h50min18017格爾木01:4202:0229h42min26198那曲11:0811:1439h8min34399拉薩15:40終點站43h40min37613．2006年7月1日，世界上海拔最高、線答案：火車到達西寧的時刻是15:50；停車時間為20

min；開出時刻是16:10；從北京到格爾木的平均速度是88.2

km/h；從格爾木到拉薩的平均速度是81.7

km/h。答案：火車到達西寧的時刻是15:50；停車第二節(jié)勻變速直線運動四、位移公式一、勻變速直線運動二、加速度三、速度公式五、自由落體運動第二節(jié)勻變速直線運動四、位移公式一、勻變速直線運動二、加

一、勻變速直線運動我們?nèi)粘Ｓ^察到的運動，其速度經(jīng)常是不斷變化的。例如，汽車開動時，速度越來越大；行駛的汽車制動后，速度越來越小。人們把速度不斷變化的直線運動，叫作變速直線運動。一輛汽車沿一條直線從靜止開始加速，1s末的速度為2m/s，2s末的速度為4m/s，3s末的速度為6m/s……那么，每經(jīng)過1s它的速度就增加2m/s。做變速直線運動的物體，如果在任意相等的時間內(nèi)，速度的變化量都相等，這種運動叫作勻變速直線運動。勻變速直線運動可分為勻加速直線運動和勻減速直線運動兩種。一、勻變速直線運動我們?nèi)粘Ｓ^察到的不同的勻變速直線運動，速度變化的快慢往往是不同的。世界級的短跑運動員可以在2s內(nèi)將自身的速度從0提高到10m/s；迫擊炮可以在0.005s內(nèi)將炮彈的速度從0提高到250m/s。為了描述勻變速直線運動的速度變化的快慢程度，人們引入了加速度的概念。加速度等于速度的變化量跟發(fā)生這一變化所用時間的比值。如果用a表示加速度，用vt表示末速度，用v0

表示初速度，用

t

表示速度變化所用的時間，則

二、加速度加速度的SI單位是m/s2（米/秒2），其數(shù)值的大小表示速度變化的快慢。不同的勻變速直線運動，速度變化的快慢往往是不演示實驗用打點計時器測量加速度將長木板的一端墊高，把打點計時器固定在長木板上較高處，連接好電路，把紙帶穿過打點計時器連接到小車后部，如右圖所示。接通電源，讓小車滑下，打點計時器在紙帶上打下一列點，如下圖所示。斷開電源。小車從光滑斜面滑下的運動可視為勻加速直線運動。可選擇相距0.1s的兩個點A、B，分別測量并計算出兩點的瞬時速度vA、vB，再根據(jù)加速度的定義，計算出該過程的加速度。演示實驗用打點計時器測量加速度將長木板的

DIS實驗室

用運動傳感器測量加速度用數(shù)據(jù)傳輸線將DIS的數(shù)據(jù)采集器與計算機連接起來，并接通電源。將實驗用長木板的一端墊高，放置在桌面上。將運動傳感器的接收端調(diào)整好高度，并固定在長木板較高處，用傳輸線連接在數(shù)據(jù)采集器上。將運動傳感器的發(fā)射端固定在小車上，打開開關(guān)，放到接收端附近的木板上，同時打開系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能，釋放小車，讓其沿木板滑下。實驗裝置如圖所示。當小車滑到底端后，系統(tǒng)在很短的時間內(nèi)即可將小車位移隨時間變化的圖像顯示在屏幕上，根據(jù)屏幕提示還可以顯示v-t圖像，根據(jù)圖像可以選擇測量適當時間內(nèi)的加速度。DIS實驗室用運動傳感器測量加速度在前面的例子中，世界級的短跑運動員可以在2s內(nèi)將自身的速度從0提高到10m/s，他的加速度大小為：迫擊炮可以在0.005s內(nèi)將炮彈的速度從

0提高到250m/s，炮彈的加速度大小為：由計算結(jié)果可知，炮彈的加速度遠遠大于運動員的加速度。加速度是矢量。在直線運動中，如果速度增加，即

，則加速度是正值，表示其方向與運動方向相同；如果速度減少，即

，則加速度是負值，表示其方向與運動方向相反。在前面的例子中，世界級的短跑運動員可以在2

[例題1]汽車緊急制動前的速度是10m/s，制動后經(jīng)過2s車停下來，求汽車的加速度。分析

汽車從制動到停止的過程可被看成是勻減速直線運動。題目中“停下來”的含義是末速度等于0，因此，我們已經(jīng)知道了初速度v0、速度變化所用的時間t

和末速度vt，可直接用加速度公式來求解。解由加速度公式得

a為負值，表示加速度方向跟汽車運動方向相反，汽車做勻減速直線運動。[例題1]汽車緊急制動前的速度是10m/s，制

三、速度公式如果我們已知一個勻變速直線運動的初速度v0、加速度a

和時間t，則可以用速度公式求解末速度vt：

[例題2]一輛汽車原來的速度是36km/h，后來以0.25m/s2的加速度勻加速行駛。求加速40s時汽車速度的大小。解

v0＝36km/h＝10m/s，由速度公式得

＝（10＋0.25×40）m/s＝20m/s三、速度公式如果我們已知一個勻變速

四、位移公式如果我們已知一個勻變速直線運動的初速度v0、加速度

a

和時間

t，則可以用位移公式求解位移

s：

[例題3]一列火車在斜坡上勻加速下行，在坡頂端的速度是8m/s，加速度是0.2m/s2，火車通過斜坡的時間是30s，求這段斜坡的長度。解由勻變速直線運動的位移公式，得

還有一個常用的位移公式：四、位移公式如果我們已知一個勻變速直

與內(nèi)燃機車“賽跑”時，如果是百米比賽，由于我們可以在2s內(nèi)將速度提高到7m/s左右，大約15s就可以沖到終點；而內(nèi)燃機車啟動加速過程的加速度大約為0.1m/s2，在15s內(nèi)能將速度提高到1.5m/s左右，大約前進11m。因此，我們可以穩(wěn)操勝券。

如果是1000

m比賽，并假設(shè)我們都是世界級中長跑選手，能以7m/s的速度跑完全程，那么，我們的成績約為143s；而火車仍然做勻加速直線運動，它跑完全程約需141s。我們與火車是旗鼓相當，難分伯仲。

如果是2000m比賽，并假設(shè)我們?nèi)阅芤?m/s的速度跑完全程，那么我們的成績約為286s；而火車仍然做勻加速直線運動，它跑完全程只需約200s。我們只有甘拜下風(fēng)了。與內(nèi)燃機車“賽跑”時，如果是百米比賽，由于我

五、自由落體運動早在17世紀，意大利著名的物理學(xué)家伽利略就指出，我們平時之所以看到輕重不同的物體不能同時落地，是由于空氣阻力的緣故。他的學(xué)生選擇了形狀相同、材料不同的兩個重球，重球的重力遠大于空氣阻力，讓這兩個球從比薩斜塔上同時落下，結(jié)果同時著地。毛錢管演示實驗：五、自由落體運動早在17世紀，意大物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫作自由落體運動。這種運動只有在真空中才能發(fā)生。在有空氣的空間里，如果空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計，物體的下落也可以看作是自由落體運動。通過實驗發(fā)現(xiàn)，自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，而且在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同，這個加速度叫作重力加速度，通常用g

來表示。重力加速度的方向豎直向下，大小隨地理位置的改變而略有不同。通常計算中，可以把g

取作9.8m/s2；在粗略計算時，可把g

取作10m/s2。由于在自由落體運動中，初速度v0=0，加速度a=g，因此，自由落體運動的規(guī)律可表示為：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫作練習(xí)1-2

1.一列做勻變速直線運動的火車，在50s內(nèi)速度由10m/s增加到15m/s，求火車加速度的大小是多少？答：0.1m/s2。

2.汽車緊急制動時速度是18m/s，經(jīng)過3s車停下來，求汽車的加速度是多少？

3.一輛汽車原來的速度是20m/s，后來以0.5m/s2的加速度勻加速行駛。求加速20s時汽車速度的大小是多少？答：－6m/s2。答：30m/s。練習(xí)1-21.一列做勻變速直線運動的火車

5.用“投石計時”的方法可粗略測算水井的深度。在井口從靜止開始釋放一石塊，經(jīng)過2s聽到落水聲，若忽略聲音傳播的時間，求井口到水面的深度是多少？答：19.6

m。

6.跳水運動員由靜止開始從10m跳臺跳下，求運動員入水時的速度是多少？答：14m/s。

4.一列火車在進站時做勻減速直線運動，制動前的速率是72km/h，加速度的大小為0.1

m/s2，求火車從制動到停下來，經(jīng)過的距離是多少？答：2000m。5.用“投石計時”的方法可粗略測算水井的五、摩擦力第三節(jié)

重力彈力摩擦力四、彈力一、力二、力的圖示三、重力五、摩擦力第三節(jié)重力彈力摩擦力四、彈力一、力二、力的

一、力通過長期實踐，人們認識到：物體運動狀態(tài)的改變或物體形狀的改變，都是由于物體間相互作用的結(jié)果。于是人們歸納出，力是物體間的相互作用。寫字時，手要對筆施力，才能抓牢筆桿書寫；同時，筆桿對我們的手也施加了力，三個手指都被筆桿擠變了形。踢足球時，足球受到腳對它施加的力，向前滾去；同時，腳也會受到足球?qū)λ┘拥牧?，腳趾可能會感到疼痛。如果一個物體的運動狀態(tài)或形狀發(fā)生了改變，我們就可以推斷，該物體受到了力的作用。一、力通過長期實踐，人們認識到：物力的大小可以用彈簧秤測量。力的SI單位是N（牛）。力是矢量，既有大小，又有方向。力的作用效果不僅與力的大小、方向有關(guān)，還跟力作用在物體上的作用點有關(guān)。因此，要把一個力準確地表達出來，就要表明力的這三個要素。力的大小可以用彈簧秤測量。力的SI單位是N人們常用有向線段表示力。線段是按一定標度畫出的，它的長短表示力的大小，它的箭頭指向表示力的方向，箭尾表示力的作用點。這種表示力的方法，叫作力的圖示。例如，一個大小為100N，與水平方向的夾角為30°的拉力的圖示，如左圖所示。

二、力的圖示有時只需畫出力的示意圖，即只畫出力的作用點和方向，表示物體在這個方向上受到了力，如右圖

所示。人們常用有向線段表示力。線段是按一定標度畫出重力的方向總是豎直向下的，并可認為是作用在物體的重心上，如右圖所示。人們通常把處于地面附近的物體受到的地球引力叫作重力，用G

表示。物體所受重力G

與物體質(zhì)量m

的關(guān)系是

三、重力英國物理學(xué)家牛頓發(fā)現(xiàn)，宇宙中所有的物體之間都具有相互吸引的力的作用，這種力叫作萬有引力。萬有引力的大小跟兩個物體的質(zhì)量成正比，跟兩個物體的距離的平方成反比。

G=mg式中g(shù)是重力加速度。重力的方向總是豎直向下的，并可認為是作用在物

四、彈力發(fā)生形變后的物體由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫作彈力。例如，彈簧受力后會縮短或伸長，于是會對與它接觸的物體產(chǎn)生彈力的作用，如右圖所示。

英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)，在彈性范圍內(nèi)，彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比，即F=kx式中的k被稱為彈簧的勁度系數(shù)，單位是N/m（牛/米），不同彈簧的勁度系數(shù)一般是不同的，這個規(guī)律叫作胡克定律。

如果物體的形變過大，超過一定的限度，撤去作用力后，物體就不能恢復(fù)原來的形狀，這個限度叫作彈性限度。四、彈力發(fā)生形變后的物體由于要恢復(fù)原有時物體的形變很小，不易觀察。例如，一本放在水平桌面上的書與桌面間相互擠壓，書和桌面都發(fā)生微小的形變。由于書的形變，它對桌面產(chǎn)生向下的彈力，這就是書對桌面的壓力F1；由于桌面的形變，它對書產(chǎn)生向上的彈力，這就是桌面對書的支持力F2。壓力和支持力都是彈力，方向都垂直于物體的接觸面，如左圖所示。力也是一種彈力。如右圖所示的水桶受到的繩的拉力沿著繩，指向繩收縮的方向。有時物體的形變很小，不易觀察。例如，一本放

五、摩擦力例如，用一個較小的力推箱子，箱子沒有被推動。根據(jù)物體平衡條件可知，此時一定有一個力與推力大小相等，方向相反，從而抵消了推力的作用。這個力就是地面對箱子的靜摩擦力，常用Ff

來表示。靜摩擦力有一個最大限度，這個限度叫作最大靜摩擦力。當推力大于最大靜摩擦力時，箱子就不能再保持靜止，而要滑動了。摩擦是一種常見的現(xiàn)象。兩個相互接觸的物體，當它們發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時，就會產(chǎn)生阻礙相對運動的力，這種力叫作摩擦力。五、摩擦力例如，用一個較小的力推當一個物體在另一物體表面滑動時，總會受到另一物體對它產(chǎn)生的阻礙它運動的力，這種力叫作滑動摩擦力?；瑒幽Σ亮Φ姆较蚩偸茄刂佑|面，并且跟物體的相對運動方向相反，如下圖所示。當一個物體在另一物體表面滑動時，總會受到另一實驗表明：滑動摩擦力Ff的大小跟外力無關(guān)，只跟接觸面間的正壓力FN的大小成正比，可用下式來表示：式中的μ是比例常數(shù)，稱為動摩擦因數(shù)。它的數(shù)值與接觸面的材料及粗糙程度等因素有關(guān)。Ff=μFN幾種材料間的動摩擦因數(shù)材料動摩擦因數(shù)材料動摩擦因數(shù)鋼—鋼0.25鋼—冰0.02木—木0.30木頭—冰0.03木—金屬0.20橡膠輪胎—路面0.7～0.9皮革—鑄鐵0.28實驗表明：滑動摩擦力Ff的大小跟外力無關(guān)，只還有一種摩擦力叫作滾動摩擦力。滾動摩擦力是一個物體在另一個物體表面上滾動時產(chǎn)生的摩擦力。當壓力相同時，滾動摩擦力比滑動摩擦力小很多。如右圖所示的是生產(chǎn)中常見的滾動軸承。摩擦力有時會給生產(chǎn)、生活帶來不便。例如：自行車上的各個軸承間如果長時間不添加潤滑油，人在蹬騎時會感到非常費力；各種機器運行時傳動部件間都有摩擦力，會多消耗能量、降低效率，甚至?xí)p壞零件、縮短機器壽命。因此，人們常常給機器添加潤滑油來減小摩擦力，保護機器，提高工作效率。還有一種摩擦力叫作滾動摩擦力。滾動摩擦力是一摩擦力真的沒有用處嗎？不是的，其實在生活中人們是離不開摩擦力的。例如：汽車在公路上啟動，依靠的就是橡膠輪胎和路面間的摩擦力；火車在鐵路上開動和制動，依靠的也是鋼鐵車輪與鋼軌間的摩擦力。如果沒有摩擦力，我們會寸步難行。走路、拿鋼筆、用橡皮、戴帽子……都需要摩擦力?？梢哉f離開了摩擦力，我們就無法生活。人在行走時，主要受重力、支持力和摩擦力三個力的作用。人在地面上行走時，由于腳與地面間的摩擦力較大，因此人可以自如地控制自己的重心，在跨步行走時，使重心保持在兩腳之間而不滑到；若到了冰面上，人的腳與冰面之間的摩擦力很小，人在跨大步時很難控制自身重心的移動，所以只能小步前進，因此就顯得步履蹣跚。摩擦力真的沒有用處嗎？不是的，其實在生活中人練習(xí)1-3

1.畫出下圖中所示的幾個力的圖示：（1）馬對車的拉力1000N；（2）鐵錘對釘子的打擊力300N；（3）電線對電燈的拉力8N。答：受力圖如下所示：練習(xí)1-31.畫出下圖中所示的幾個力的圖

2.用兩根繩子把一個物體掛起來，如左圖所示，物體受幾個力的作用？請畫出物體受力的示意圖。答：物體受力的示意圖如右圖所示。

3.一個物體在斜面上保持靜止，如右圖所示，物體受幾個力的作用？請畫出物體受力的示意圖。2.用兩根繩子把一個物體掛起來，如左圖所

4.一輛馬拉雪撬的貨物總質(zhì)量是5.0×103kg，雪撬與水平冰面間的動摩擦因數(shù)是0.03，馬要在水平方向上用多大的力才能拉著雪撬勻速前進？答：

1.5×103N

。

5.科學(xué)探究：圍繞鞋與地面的摩擦力這個話題，研究人們常穿的各種鞋，如皮鞋、運動鞋、旅游鞋、休閑鞋、布鞋、拖鞋等，在相同壓力下，哪一種鞋與水泥地面的靜摩擦力最大？向前、向后、側(cè)向的摩擦力如何？運動鞋的底紋對摩擦力有怎樣的影響?等等。請同學(xué)們分組，選擇課題，討論計劃，準備用具，進行實驗，記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，寫出報告，與同學(xué)交流，請老師評價。答：物體受力的示意圖如右圖所示。4.一輛馬拉雪撬的貨物總質(zhì)量是5.0×10第四節(jié)力的合成與分解一、合力與分力二、力的合成三、力的分解第四節(jié)力的合成與分解一、合力與分力二、力的合成三、力的分

一、合力與分力在物理學(xué)中，如果有一個力的作用效果與幾個力的作用效果相同，我們就把這一個力叫作那幾個力的合力，那幾個力都叫作分力。生活中我們常見這樣的情境：一桶水，需要兩個小孩才能提得動，而一個大人就可以把它提起來。此時我們可以說，兩個小孩的力的作用效果與一個大人的力的作用效果相同。一、合力與分力在物理學(xué)中，如果有一個演示實驗

二、力的合成求幾個力的合力，叫作力的合成。演示實驗二、力的合成求幾個力的合力，叫作力的合成。通過大量實驗發(fā)現(xiàn)，兩個互成角度的力合成時，遵守這樣的法則：以表示這兩個力的線段為鄰邊，作平行四邊形，它的對角線就表示合力的大小和方向。這就是力的平行四邊形定則。兩個分力的夾角可以在0～180°之間變化，當兩個分力的大小固定不變，只有夾角改變時，合力隨夾角的變化情況如下圖所示：┃F1－F2┃

≤F≤F1＋F2通過大量實驗發(fā)現(xiàn)，兩個互成角度的力合成時，遵守例如，一個人斜拉著木塊勻速前進，如左圖所示。斜向的拉力對木塊有兩個作用，一個使木塊向前進，另一個將木塊向上提，減小了對地面的壓力。

三、力的分解已知合力，求分力的過程，叫作力的分解。拉力在這兩個方向上產(chǎn)生的作用力如右圖所示。若已知合力F及其與水平方向的夾角

，則兩個分力的大小分別為：例如，一個人斜拉著木塊勻速前進，如左圖所示。斜斜面上的物體都會受到豎直向下的重力，重力產(chǎn)生兩個效果：平行于斜面使物體向下滑的分力，垂直于斜面使物體向下壓的分力，如左圖所示。平行于斜面使物體向下滑的分力F1

和垂直于斜面使物體向下壓的分力F2

的大小分別如右圖所示。如果已知重力G和斜面的傾角α

，則斜面上的物體都會受到豎直向下的重力，重力產(chǎn)生兩練習(xí)1-4

1.畫出下圖中分力F1和F2的合力。答：合力如下圖所示：練習(xí)1-41.畫出下圖中分力F1和F2的

2.有兩個分力，一個的大小是10N，另一個的大小是2N，它們的合力的大小能等于5N、10N、15N嗎？答：合力可能等于10N，不可能等于5N、15N。

3.有兩個分力，其中F1的大小為15N，方向水平向右；F2的大小為20N，方向豎直向上。求它們的合力的大小是多少？方向如何？答：合力的大小為25

N，方向向上偏右37o，如右圖所示。

4.畫出下圖中合力F

的分力。2.有兩個分力，一個的大小是10N，另答：合力F

的分力如下圖所示。

5.在如右圖所示的斜面上，有一重力G為100N的小球。問：使小球沿斜面向下滑的力和垂直于斜面向下壓的力各是多少？答：使小球沿斜面向下滑的力是50

N，垂直于斜面向下壓的力是87

N。答：合力F的分力如下圖所示。第五節(jié)牛頓運動定律一、牛頓第一定律二、牛頓第二定律三、牛頓第三定律第五節(jié)牛頓運動定律一、牛頓第一定律二、牛頓第二定律三、牛

一、牛頓第一定律長期以來，人們在研究物體運動的原因時，根據(jù)直覺認為，要使一個物體運動，必須推或拉它。當不再推或拉時，運動的物體便會停下。根據(jù)這類經(jīng)驗，在公元前4世紀，古希臘的哲學(xué)家亞里士多德得出結(jié)論：必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就保持靜止。由于這一論斷符合人們的常識，以至在其后的兩千年里，大家都奉為經(jīng)典。一、牛頓第一定律長期以來，人們在研究直到16世紀末，意大利的伽利略對亞里士多德的論斷表示了懷疑。他注意到，當一個球沿斜面向下滾動時，它的速度增大，而向上滾動時，它的速度減小。他由此猜想：當球沿水平面滾動時，它的速度應(yīng)該不增不減。實際上伽利略發(fā)現(xiàn)，當球在水平面上滾動時，球的速度越來越慢，最后停下來。伽利略認為，這是由于摩擦阻力的緣故，因為他還觀察到，水平表面越光滑，球便會滾得越遠。于是，他推斷：若沒有摩擦阻力，球?qū)⒂肋h滾下去。直到16世紀末，意大利的伽利略對亞里士多德的英國的物理學(xué)家牛頓在伽利略等人研究的基礎(chǔ)上，并根據(jù)自己的研究，系統(tǒng)地總結(jié)了力學(xué)的知識，提出了三條運動定律，其中第一條定律的內(nèi)容是：一切物體總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。這就是牛頓第一定律。由于我們把物體總保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)叫作慣性。因此，牛頓第一定律又叫作慣性定律。正在高速行駛的汽車緊急制動時，車上乘客會由于慣性繼續(xù)向前沖，有時會造成嚴重的傷害。因此，汽車的前排座位上通常都要配置安全帶，高級汽車中還配有安全氣囊以保證乘車者的安全。英國的物理學(xué)家牛頓在伽利略等人研究的基礎(chǔ)上，并牛頓第一定律告訴我們，物體如果不受外力，它將保持原來的運動狀態(tài)。由此可以知道，如果物體受到外力作用，物體的運動狀態(tài)必將改變。

二、牛頓第二定律列車出站時，在機車牽引力的作用下，由靜止開始運動，并且速度不斷增大；列車進站時，由于受到阻力的作用，速度不斷減小，最后停止下來；拋出的鉛球、射出的炮彈，由于受到重力的作用，速度的大小和方向都不斷發(fā)生改變，做曲線運動?？梢?，物體運動狀態(tài)的改變，是由于受到了力的作用，力是物體運動狀態(tài)改變的原因。在勻變速直線運動中，加速度的大小與哪些因素有關(guān)呢？物體運動狀態(tài)發(fā)生改變時，會產(chǎn)生加速度，因此可以說力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。牛頓第一定律告訴我們，物體如果不受外力，它將保在勻變速直線運動中，加速度的大小與哪些因素有關(guān)呢？當物體質(zhì)量一定時當合外力一定時在勻變速直線運動中，加速度的大小與哪些因素演示實驗加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系1.加速度和外力的關(guān)系2.加速度和質(zhì)量的關(guān)系質(zhì)量相同的物體，物體的加速度與其所受的外力成正比。在相同外力作用下，物體的加速度與其質(zhì)量成反比。演示實驗加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系1.加速度通過上述實驗，我們可以得出如下結(jié)論：物體的加速度跟所受的外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟外力的方向相同。這就是牛頓第二定律。用數(shù)學(xué)公式表示為由牛頓第二定律可以看出，質(zhì)量不同的物體，運動狀態(tài)改變的難易程度不同，或者說它們的慣性大小不同。在外力相同的情況下，質(zhì)量大的物體獲得的加速度小，它的運動狀態(tài)難改變，即慣性大；質(zhì)量小的物體獲得的加速度大，它的運動狀態(tài)容易改變，即慣性小。因此，質(zhì)量是物體慣性的大小的量度。由于火車的質(zhì)量巨大，要使高速火車停下來是很困難的，需要很長的時間和路程來減速，我國的高速列車甚至需要2km以上的距離來停止，所以，在列車經(jīng)過的路口采取提前禁行的措施是非常必要的。通過上述實驗，我們可以得出如下結(jié)論：物體的加速

[例題1]吊車要在10s內(nèi)將地面上的貨物吊到10m高處，貨物的質(zhì)量是2.0×103kg，假設(shè)貨物被勻加速吊起，問吊車纜繩對貨物的拉力是多少？分析

以貨物為研究對象。貨物勻加速向上運動，可判斷貨物受到的合力向上。由貨物的運動狀態(tài)和勻變速直線運動的規(guī)律，我們可以求出它的加速度。再對貨物進行受力分析，如右圖所示，貨物受到兩個力的作用：豎直向上的拉力F和豎直向下的重力G，應(yīng)用牛頓第二定律即可解出拉力的大小。[例題1]吊車要在10s內(nèi)將地面上的貨

解

由勻變速直線運動的位移公式及

，得由貨物的受力分析，可知F合＝F－G=maF=G+ma=mg+ma=(2.0×103×9.8+2.0×103×0.20)N=2.0×104N解由勻變速直線運動的位移公式

演示實驗（點擊以下畫面可播放）

三、牛頓第三定律在初中我們學(xué)過，力是物體間的相互作用。兩個物體之間的作用總是相互的，一個物體對另一個物體有力的作用，后一個物體一定同時對前一個物體有力的作用。物體間相互作用的這一對力，通常叫作作用力和反作用力。我們把其中的一個力叫作作用力，另一個力就叫作反作用力。演示實驗（點擊以下畫面可播放）三

DIS實驗室

用傳感器研究作用力與反作用力將DIS實驗系統(tǒng)的兩個力傳感器分別與計算機連接好。先用手推、拉每個力傳感器的測量端，測量端受力的大小將實時地顯示在計算機屏幕上。

用兩只手分別握住兩個力傳感器，將它們的測量端連接在一起。當兩只手分別用力互拉時，兩測量端受力的情況都實時地顯示在屏幕上，如右圖所示。DIS實驗室用傳感器研究作用力與反作用力大量實驗證明：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。這就是牛頓第三定律。用公式可表示為：

F=－F＇

上式中，F(xiàn)、F＇分別表示作用力和反作用力，負號表示它們的方向相反。作用力和反作用力總是成對出現(xiàn)，同時產(chǎn)生，同時消失。作用力與反作用力是同種性質(zhì)的力。如：作用力是吸引力，反作用力也一定是吸引力；作用力是彈力，反作用力也是彈力；作用力是摩擦力，反作用力也是摩擦力。大量實驗證明：兩個物體之間的作用力和反作用力總?cè)俗呗窌r，腳總是不斷地向后蹬地，地面受到了向后的摩擦力，同時，腳也受到了向前的摩擦力，從而使人向前運動；騎自行車時，人用力地蹬踏使后輪轉(zhuǎn)動，對地面產(chǎn)生向后的摩擦力，地面對后輪產(chǎn)生向前的摩擦力，推動自行車前進；噴氣式飛機的引擎與火箭動力系統(tǒng)的工作原理相似，都是燃燒燃料并高速排放氣體。作用力和反作用力總是分別作用在兩個物體上，各自產(chǎn)生各自的作用效果，不能平衡，不能抵消。人走路時，腳總是不斷地向后蹬地，地面受到了向后練習(xí)1-5

1.現(xiàn)代高級轎車中不但有安全帶，還有安全氣囊，請查閱資料，了解它們的作用。答：安全帶的作用，是在發(fā)生碰撞時將人牢牢地固定在座位上，從而有效避免或減輕巨大的慣性和沖力對駕乘者帶來的傷害。安全氣囊在碰撞前迅速在車與人之間打開一個充滿氣體的氣墊，緩和駕乘者受到的沖擊并吸收碰撞能量，進一步減輕對駕乘者的傷害。安全氣囊必須與安全帶配合使用。如果碰撞之前沒有系好安全帶，瞬間充氣的安全氣囊將與具有巨大向前慣性的駕乘者正面相撞，氣囊快速膨脹所發(fā)出的巨大沖擊力，將重重地撞擊駕乘者的頭部及胸部，會對駕乘者造成很大的傷害。練習(xí)1-51.現(xiàn)代高級轎車中不但有安全帶，還

2.

“長征二號”捆幫式運載火箭是為了適應(yīng)我國航天事業(yè)發(fā)展，由我國的航天科學(xué)家自主研制成功的。它有4個助推器，起飛時有8臺發(fā)動機點火工作，推力達到5.92×106N，火箭起飛質(zhì)量為4.6×105kg，則它的起飛加速度最大是多少？答：3.1

m/s2。

3.

2007年4月18日我國鐵路實施第六次大面積提速后，“和諧號”CRH系列國產(chǎn)化動車組列車最高速度可達250km/h。某動車組列車采用四節(jié)動車和四節(jié)拖車固定編組形式，總質(zhì)量3×105kg，啟動牽引力為2×105N，受到的阻力為8×104N，假設(shè)在啟動過程中牽引力、阻力都不變，問它啟動時的加速度是多少？答：0.4

m/s2。2.“長征二號”捆幫式運載火箭是為了適應(yīng)答：1.0×103N。

4.

2008年9月25日晚9時10分許，中國自行研制的第三艘載人飛船“神舟七號”，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場由“長征二號F”運載火箭發(fā)射升空。點火第12s時，火箭到達了距地面高度約為216m處。假設(shè)其中一位航天員的質(zhì)量為80kg，火箭升空時做勻變速直線運動，那么在此過程中，該航天員受到的支持力為多少？

5.馬向前拉車時，車也向后拉馬，這兩個力大小相等，方向相反，彼此平衡，合力為零，所以馬無論如何也拉不動車。這種說法錯在哪里？答：1.0×103N。答：馬向前拉車時，車也向后拉馬，這兩個力大小相等，方向相反。但由于馬拉車的力作用在車上，車拉馬的力作用在馬上，因此不能平衡，不能抵消，而是各自產(chǎn)生各自的效果。馬向后蹬地，地向前推馬，這就是馬前進的動力F1。F1

大于車拉馬的力F，因此馬能前進；車受到馬的拉力F’和地面的摩擦力F2，由于F’大于F2，因此車也能前進。受力情況如下圖所示。

6.分別用左右手的兩根手指捏住一張平整的紙片的兩端，慢慢用力，你能將它同時撕成三塊嗎？如果在中間先撕開兩個缺口呢？答：不能；也不能。答：馬向前拉車時，車也向后拉馬，這兩個力大小第一節(jié)功

功率一、功二、功率第一節(jié)功功率一、功二、功率

一、功

在初中，我們已經(jīng)學(xué)過有關(guān)功的初步知識。一個物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生了一段位移，我們就說這個力對物體做了功。例如，人拉車前進，車在人的拉力作用下發(fā)生了一段位移，就說人的拉力對車做了功。一、功在初中，我們已經(jīng)學(xué)過有關(guān)功如果物體在恒力F作用下，沿力F的方向發(fā)生的位移是s，如下圖所示，那么，力F

對物體做的功為W=Fs。功是標量。功的SI單位是J（焦）。力和物體在力的方向上發(fā)生的位移，是做功的兩個不可缺少的因素。例如，一個物體在光滑的水平面上做勻速直線運動，因為物體在位移方向上沒有受力，所以，沒有力對物體做功；某人舉著一個物體向前勻速運動，雖然用了力，但在力的方向上沒有位移，所以，他也沒有做功。如果物體在恒力F作用下，沿力F的方向發(fā)生在實際生活和生產(chǎn)中，物體的運動方向并不總是跟力的方向相同，當力的方向跟運動方向成某一角度

時，怎樣來計算這個力做的功呢?

在實際生活和生產(chǎn)中，物體的運動方向并不總是跟我們可以把力F分解成與位移方向平行的分力F1和與位移方向垂直的分力F2，如下圖所示。在物體發(fā)生位移s的過程中，由于物體在F2的方向上沒有發(fā)生位移，因此，F(xiàn)2對物體做的功等于零；F對物體做的功W就等于F1s，而F1=Fcosα，所以W=Fscosα這就是說，力對物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移間夾角的余弦這三者的乘積。我們可以把力F分解成與位移方向平行的分力F1討論：當α＝0時，

cosα＝1，W＝Fs，力和位移方向相同，力對物體做正功。當0＜α＜90°時，cosα＞0，W為正值，力對物體做正功。當α＝90°時，cosα＝0，W＝0，力和位移方向垂直，力對物體不做功。當90°＜α＜180°時，cosα＜0，W為負值，力對物體做負功。當α＝180°時，cosα＝－1，W＝－Fs，力和位移方向相反，力對物體做負功。討論：當α＝0時，cosα＝一個力對物體做負功，表示這個力阻礙物體的運動。因此，當力對物體做負功時，常說物體克服這個力做功。例如，當摩擦力對物體做負功時，也可以說物體克服摩擦力做功。如果公式W=Fscosα中的F是幾個力的合力，那么式中的α是合力方向與物體位移方向間的夾角，W就是合力做的功。可以證明，合力做的功等于各個分力做功的代數(shù)和。一個力對物體做負功，表示這個力阻礙物體的運動。

[例題1]

一個質(zhì)量為150kg的小車，受到與水平方向成37°角斜向上方的拉力500N，在水平地面上移動的距離為5m。物體與地面間的滑動摩擦力為100N，求合力對物體做的功。

分析

小車在水平地面上移動時，受到重力G、支持力FN、拉力F和摩擦力Ff四個力的作用，如圖所示。由于重力G、支持力FN的方向與小車的位移方向垂直，不做功，因此合力做的功就是拉力F和摩擦力Ff做功的代數(shù)和。[例題1]一個質(zhì)量為150kg的解拉力做的功：WF＝Fscosα＝500×5×cos37oJ＝2000J摩擦力做的功：Wf＝－Ffs＝－100×5J＝－500J合力做的功：W合＝WF＋Wf＝（2000－500）J＝1500J解拉力做的功：WF＝Fscosα＝500×5×cos

二、功率不同物體做相同的功，所用的時間往往不同，也就是說，做功的快慢不相同。一臺起重機能在1min內(nèi)把1t貨物提到樓頂，另一臺起重機只用30s就可以做相同的功。第二臺起重機比第一臺做功快一倍。在物理學(xué)中，用功率來表示做功的快慢程度，功W

跟完成這些功所用時間t

的比值，叫作功率。用P

表示功率，則有功率是標量。功率的SI單位是W（瓦）。二、功率不同物體做相同的功，所用的電動機、內(nèi)燃機等動力機械都標有額定功率，這是在正常條件下可以長時間工作的功率。實際輸出功率往往小于這個數(shù)值。例如，某汽車內(nèi)燃機的額定功率是100kW，但在平直公路上中速行駛時，發(fā)動機實際輸出的功率只有20kW左右。在特殊情況下，例如在穿越障礙時，司機通過增大供油量可以使實際輸出的功率大于額定功率，但這對發(fā)動機有害，只能工作很短的時間，而且要盡量避免。即功率等于力和物體運動速度的乘積。從公式可以看出，汽車、火車等交通工具，當發(fā)動機的功率P

一定時，牽引力F

和速度v

成反比。把W=Fs代入功率的公式，可得，由于

，所以P=Fv電動機、內(nèi)燃機等動力機械都標有額定功率，這是汽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)動通過變速箱中的齒輪傳遞到車輪，轉(zhuǎn)速比可以通過變速桿來改變。發(fā)動機的最大輸出功率是一定的，所以汽車在上坡時，司機要用“換擋”的方法減小速度，來得到較大的牽引力。在平直公路上，汽車受到的阻力較小，需要的牽引力也較小，這時就可以使用高速擋，使汽車獲得較高的速度。然而，在發(fā)動機功率一定時，通過減小速度提高牽引力或通過減小牽引力而提高速度，效果都是有限的。所以，要提高速度和增大牽引力，必須提高發(fā)動機的額定功率，這就是高速火車、汽車和大型艦船需要大功率發(fā)動機的原因。汽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)動通過變速箱中的齒輪傳遞到車

[例題2]某汽車發(fā)動機的額定功率是6.0×104W，在水平路面上行駛時受到的阻力是1.8×103N，求發(fā)動機在額定功率時汽車勻速行駛的速度。在同樣的阻力下，如果行駛速度只有54km/h，發(fā)動機輸出的實際功率是多少？

分析

汽車勻速行駛時，牽引力和阻力相等。由發(fā)動機的額定功率和牽引力，利用公式P=Fv即可求出速度。當汽車牽引力不變，而速度減小時，發(fā)動機的實際輸出功率也可由公式P=Fv求出。[例題2]某汽車發(fā)動機的額定功率是6

解

當發(fā)動機的額定功率P1＝6.0×104W，牽引力F＝1.8×103N時，由于P1＝Fv1所以當牽引力F不變，速度v2＝54km/h＝15m/s時，有P2＝Fv2＝1.8×103×15W＝2.7×104W解當發(fā)動機的額定功率P1＝6.0×練習(xí)2-1

1．正功和負功取決于()。

A．力的方向

B．位移的方向

C．力和位移方向間的夾角

D．力的性質(zhì)答案：C。

2．某人從一樓走到四樓，第一次用了30s、第二次用了40s。他前后兩次克服重力做的()。

A．功相同，功率相同

B．功不同，功率不同

C．功相同，功率不同

D．功不同，功率相同答案：C。練習(xí)2-11．正功和負功取決于()。

3.一位質(zhì)量m＝60kg的滑雪運動員從高h＝10m的斜坡頂端自由下滑，如下圖所示。如果運動員在下滑過程中受到的阻力F＝50N，斜坡的傾角θ＝30°，運動員滑至坡底的過程中，所受的幾個力做的功各是多少？合力做的功是多少？3.一位質(zhì)量m＝60kg的滑雪運動員從高答案：重力做的功是5880

J；支持力不做功；阻力做的功是-1000

J；合力做的功是4880

J。受力圖如下所示。

4.一臺電動機的額定功率是10kW，要用這臺電動機勻速提升重力為2.5×104N的鋼板，提升的速度是多少？答案：0.4

m/s。答案：重力做的功是5880J；支持力不做第二節(jié)動能

動能定理一、動能二、動能定理第二節(jié)動能動能定理一、動能二、動能定理

一、動能如果一個物體能夠?qū)ν饨缱龉?，我們就說這個物體具有能量。在初中學(xué)過，物體由于運動而具有的能量叫作動能。水車利用的就是河水的動能。那么，動能的大小跟哪些因素有關(guān)呢？一、動能如果一個物體能夠?qū)ν饨缱龉Γ?/p>

演示實驗讓滑塊A從光滑的導(dǎo)軌上滑下，撞到一個靜止的木塊B上，推動木塊做功。讓同一個滑塊從不同的高度滑下，可以看到，高度越高，滑塊滑下的速度越大，把木塊推得越遠，對木塊做功越多；讓質(zhì)量不同的滑塊從同一高度滑下，滑塊滑下的速度相同，可以看到，質(zhì)量越大的滑塊把木塊推得越遠，對木塊做的功越多。演示實驗讓滑塊A從光滑的導(dǎo)軌實驗表明，物體的速度越大，質(zhì)量越大，它的動能就越大。那么，怎樣定量地表示動能的大小呢？通過大量精確的實驗，人們發(fā)現(xiàn)：一個質(zhì)量為m，速度為v的物體，它的動能等于物體的質(zhì)量與速度二次方乘積的一半。用Ek表示動能，則有

動能是標量，它的SI單位是J。實驗表明，物體的速度越大，質(zhì)量越大，它的動能通過比較可知，子彈比人的動能大。

[例題1]一個質(zhì)量為60kg的人以10m/s的速度奔跑；一顆質(zhì)量為0.010kg的子彈以800m/s的速度射出；人和子彈相比，哪一個的動能大？解：根據(jù)動能的定義式，人的動能是子彈的動能是J=3000JJ=3200J通過比較可知，子彈比人的動能大。

二、動能定理如果一個質(zhì)量為m，初速度為v1的物體，受到外力F的作用，并在力的方向上產(chǎn)生了一個位移s，而物體的末速度變?yōu)関2。從功和能的角度看此過程，外力對物體做了功W，物體的動能發(fā)生了變化。它們之間的關(guān)系為例如，一輛汽車啟動時，在牽引力和阻力的共同作用下開始加速，動能越來越大。牽引力和阻力的合力做正功，汽車的動能增加；當汽車剎車時，在阻力的作用下開始減速，動能越來越小。阻力的做了負功，汽車的動能增加了一個負值，即動能減少了。即合力做的功等于物體動能的變化，這個結(jié)論叫作動能定理。二、動能定理如果一個質(zhì)量為m，初速

[例題2]汽車的制動性能，是衡量汽車性能的重要指標。在一次汽車制動性能的測試中，司機踩下剎車，使汽車在阻力作用下逐漸停止運動。下表中記錄的是汽車在不同速度行駛時，制動后所經(jīng)過的距離。請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，分析以下問題：

（1）為什么汽車的速率越大，制動的距離也越大？

（2）讓汽車載上3名乘客，再做同樣的測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)制動距離加長了。試分析原因。

（3）設(shè)汽車在以60km/h的勻速率行駛的時候（沒有乘客）制動，在表中填上制動距離的近似值。試說明你分析的依據(jù)和過程。汽車速率v/（km/h）制動距離s/m101204401660?[例題2]汽車的制動性能，是衡量汽車

解：（1）以汽車為研究對象。在制動過程中，制動產(chǎn)生的阻力對汽車做負功，汽車制動后的末速度是零。假設(shè)汽車制動時的阻力不變，由動能定理可知：（2）載上3名乘客的汽車，質(zhì)量增加了，在速率相同的情況下，初動能也增加了。假設(shè)汽車制動時的阻力不變，由動能定理可知，制動距離也會隨著增加。（3）由于不知道汽車的質(zhì)量及其制動過程中的阻力大小，所以不能直接求解。但是我們通過分析動能定理和表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，制動距離與汽車速率的平方成正比，因此可以得出當汽車速率為60km/h時的制動距離是36m。汽車制動前的速率越大，初動能就越大，制動時阻力做的負功也越多，因而制動過程中經(jīng)過的距離也越長。解：（1）以汽車為研究對象。在制動過程中，制動當公路上行駛的車輛意外發(fā)生碰撞時，它們的損壞程度和事故的嚴重性跟碰撞前車輛的動能大小有關(guān)，而車輛的動能則取決于車輛的質(zhì)量和速度的平方。因此在公路上，尤其是在高速公路上，都有限制車速的標志。貨車、客車的質(zhì)量較大，對它們速度大小的限制值要比轎車小一些。例如，高速公路對中、重型車輛和客車的車速限制一般是100km/h，對轎車一般是120km/h。司機在開車時要時刻注意與前面的車輛保持一定的距離，防止發(fā)生追尾事故。要知道汽車速度提高1倍，制動距離要增加3倍。當你以50km/h的速度行駛時，需要與前車保持大約50m的制動距離；當你以100km/h的速度行駛時，則需要與前車保持200m的制動距離。當公路上行駛的車輛意外發(fā)生碰撞時，它們的損壞練習(xí)2-2

1．把一輛汽車的速度從0加速到10m/s，和從10m/s加速到20m/s，哪種情況做的功多？答案：把汽車的速度從10m/s加速到20m/s做的功多。

2．質(zhì)量為2.0kg的小車在光滑的水平路面上行進了2.5m，速度從0增大到5m/s。小車所受的水平推力為多少？答案：10

N。

3．一足球運動員把一個質(zhì)量為0.5kg的球踢出去，腳對球的作用力是700N，球離腳時的速度為10m/s，球沿地面滾動了25m后停止。求：（1）該運動員踢球所做的功為多少？（2）球滾動過程中克服阻力做的功為多少？球所受的平均阻力為多少？答案：（1）25

J；（2）25

J，1

N。練習(xí)2-21．把一輛汽車的速度從0加速到10第一節(jié)

分子動理論一、分子動理論二、溫度三、氣體的壓強四、熱力學(xué)能第一節(jié)分子動理論一、分子動理論二、溫度三、氣體的壓強

一、分子動理論所有物體都是由分子構(gòu)成的。一般物質(zhì)分子的直徑，都是以納米（1nm＝1×10-9m）為數(shù)量級的。如氫分子的直徑為0.23nm，水分子的直徑為0.4nm，蛋白質(zhì)分子的直徑最大，也只有幾納米。近幾十年來，人們已經(jīng)能夠用放大200萬倍的離子顯微鏡直接觀察分子的大小，甚至能夠用放大3億倍的掃描隧道顯微鏡實現(xiàn)“