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人教版高中高三物理上册下册全册教案下载


人教版高中高三物理上册下册全册教案下载,高考复习教案 高三物理教案全集 (全部 word 格式 下载方式:右击目标另存为)

第十九章 光的传播 教案 01 光的直线传播 教案 02 光的折射 教案 03 全反射 教案 04 光的色散 (补充) 光的反射定律 平面镜成像 第二十章 光的波动性 教案 01 光的干涉 教案 02 光的衍射 教案 03 光的电磁说 教案 04 光的偏振 教案 05 激光 第二十一章 量子论初步 教案 01 光电效应 光子 教案 02 光的波粒二象性 教案 03 能级 教案 04 物质波 教案 05 不确定关系(略) 第二十二章 原子核 教案 01 原子的核式结构 原子核 教案 02 天然放射现象 衰变 教案 03 探测射线的方法(略)

教案 04 放射性的应用与防护 教案 05 核反应 核能 教案 06 裂变 教案 07 轻核的聚变 第二十三章 相对论简介(略)

高一物理课件全集 (全部 flash 格式 下载方式:右击目标另存为) 绪言 课件 绪言 第一章 力 课件 01 作用力和反作用力 第五章 曲线运动 课件 01 小船过河运动模拟 课件 02 小船过河专题 课件 03 平抛运动(洪恩在线)

课件 02 找重心实验 课件 03 桌面微小形变的观察 课件 04 骑自行车时静摩擦力的分 析 课件 05 力的合成与分解 课件 06 力的合成与分解习题 第二章 直线运动 课件 01 参考系研究 课件 02 皮带传送中运动和力的分 析 课件 03 雨滴下落过程 第三章 牛顿运动定律 课件 01 伽利略的理想斜面实验 课件 02 牛顿第一定律 课件 03 惯性实验 课件 04 牛顿第二定律演示实验 课件 05 惯性系和非惯性系 第四章 物体的平衡 (暂无)

课件 04 匀速运动小车上的自由落体运动 课件 05 飞机投弹(明翔宇) 课件 06 飞机投弹(洪恩在线) 课件 07 小游戏:请你来当飞行员 课件 08 火车拐弯向心力分析 课件 09 斜抛运动的速度和加速度 第六章 万有引力定律 课件 01 人造地球卫星原理 课件 02 人造地球卫星(新概念高中物理) 第七章 机械能 课件 01 动能 课件 02 重力势能 课件 03 弹性势能 课件 04 小球落向弹簧 课件 05 机械能守恒实验 课件 06 机械能守恒定律 课件 07 潮汐发电

高二物理课件全集 (全部 flash 格式 下载方式:右击目标另存为) 第八章 动量 课件 01 动量守恒定律实验演示 课件 02 弹簧连接两物体振动 课件 03 人走船退习题解析 课件 04 弹性碰撞与非弹性碰撞 课件 05 正碰与斜碰 课件 06 弹性正碰 课件 07 反冲运动举例 第九章 机械振动 课件 01 弹簧振子(黄全安) 课件 02 弹簧振子(新概念高中物理) 第十三章 电场 课件 01 库仑定律 课件 02 使验电器箔片张开的两种 方法 课件 03 电场中的导体 课件 04 静电除尘 课件 05 静电喷漆 第十四章 恒定电流 (暂无课件) 第十五章 磁场 课件 01 电流表的工作原理

课件 03 弹簧振子(于克峰) 课件 04 弹簧振子(杨光) 课件 05 单摆(刘扬庆) 课件 06 单摆实验室(罗忠新) 课件 07 单摆振动周期(田友华)

课件 02 回旋加速器原理 课件 03 从直线加速器到回旋加速 器 课件 04 安培分子电流假说 第十六章 电磁感应

课件 01 电磁感应 1 课件 08 下方有钉子的单摆(新概念高中物 课件 02 电磁感应 2 理) 课件 09 单摆(新概念高中物理) 课件 10 弱阻尼振动(数幻工作室) 课件 11 圆锥摆摆角与转速的关系 第十章 机械波 课件 01 机械波(董曙明) 课件 02 机械振动和机械波(明翔宇) 课件 03 弹簧纵波(新概念高中物理) 课件 04 直线水波的衍射(新概念高中物 理) 第十一章 分子热运动 课件 01 油膜法测分子直径 课件 02 布朗运动 课件 03 分子力 第十二章 固体、液体和气体 课件 01 毛细现象 课件 02 表面张力 课件 03 电磁感应 3 课件 04 电磁感应 4 课件 05 右手定则 课件 06 楞次定律 课件 07 磁流体发电机 第十七章 交变电流 课件 01 远距离输电 第十八章 电磁场和电磁波 课件 01 电磁场 课件 02 电磁波

高三一轮复习教案(全套 68 个) 第一部分 力学 §1. 力 一、力 重力和弹力 二、摩擦力 三、共点力的合成与分解

四、物体的受力分析 五、物体的平衡 六、解答平衡问题时常用的数学方法 七、利用整体法和隔离法求解平衡问题 八、平衡中的临界、极值问题 §2. 物体的运动 一、 直线运动的基本概念 二、 匀变速直线运动规律 三、 自由落体与竖直上抛运动 四、 直线运动的图象 五、 追及与相遇问题 §3. 牛顿运动定律 一、牛顿第一运动定律 二、牛顿第二定律 三、牛顿第二定律应用(已知受力求运动) 四、牛顿第二定律应用(已知运动求力) 五、牛顿第二定律应用(超重和失重问题) §4. 曲线运动 万有引力定律 一、曲线运动 二、平抛运动 三、平抛运动实验与应用 四、匀速圆周运动 五、圆周运动动力学 六、万有引力定律

§5. 动 量 一、 冲量和动量 二、 动量定理 三、动量守恒定律 四、动量守恒定律的应用 §6. 机械能 一、 功和功率 二、动能定理 三、机械能守恒定律 四、功能关系 五、综合复习(2 课时) §7. 机械振动和机械波 一、简谐运动 二、典型的简谐运动 三、受迫振动与共振 四、机械波 五、振动图象和波的图象 声波 第二部分 热 学 §1. 分子动理论 热和功 一、分子动理论 二、物体的内能 热和功 §2.气体、固体和液体的性质 一、气体的体积、压强、温度间的关系 二、固体和液体的性质

第三部分 电 磁 学 §1. 电 场 一、库仑定律 二、电场的性质 三、带电粒子在电场中的运动 四、电容器 §2. 恒定电流 一、基本概念 二、串、并联与混联电路 三、闭合电路欧姆定律 §3.磁 场 一、基本概念 二、安培力(磁场对电流的作用力) 三、洛伦兹力 四、带电粒子在混合场中的运动 §4.电磁感应 一、电磁感应现象 二、楞次定律(2 课时) 三、法拉第电磁感应定律(2 课时) §5.交变电流 电磁场和电磁波 一、 正弦交变电流(2 课时) 二、电磁场和电磁波 第四部分 光 学 §1.几何光学

一、光的直线传播 二、反射 平面镜成像 三、折射与全反射 §2.光的本性 一、光的波动性 二、光的粒子性 三、光的波粒二象性 第五部分 原子物理学 §1.原子和原子核 一、原子模型 二、天然放射现象 三、核反应 四、核能

第一部分 §1. 力

力 学

一、力 重力和弹力

目的要求: 理解力的概念、弄清重力、弹力,会利用胡克定律进行计算

知识要点: 1、力:是物体对物体的作用

(1)施力物体与受力物体是同时存在、同时消失的;(2)力的大小、方 向、作用点称为力的三要素;(3)力的分类:根据产生力的原因即根据力的性 质命名有重力、弹力、分子力、电场力、磁场力等;根据力的作用效果命名即效 果力如拉力、压力、向心力、回复力等。 2、重力 (1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力,(2)大小:G=mg,可用 弹簧秤测量。(3)方向:竖直向下,(4)重心:重力作用点,是物体各部分 所受重力的合力的作用点,(5)重心的测量方向:均匀规则几何体的重心在其 几何中心,薄片物体重心用悬挂法;重心不一定在物体上。 3、弹力 (1)发生弹性形变的物体,由于恢复原状,对跟它接触并使之发生形变的 另一物体产生的力的作用。 (2)产生条件:两物体接触;有弹性形变。 (3)方向:弹力的方向与物体形变的方向相反,具体情况有:轻绳的弹力 方向是沿着绳收缩的方向; 支持力或压力的方向垂直于接触面,指向被支撑或被 压的物体;弹簧弹力方向与弹簧形变方向相反。 (4)大小:弹簧弹力大小 F=kx(其它弹力由平衡条件或动力学规律求解)

例题分析: 例 1、画出图 1-1 中各物体静止时所受到的弹力(各接触面光滑)

例 2、有一劲度因数为 K2 的轻弹簧竖直固定在桌面上,上面连一质量为 m 的物块,另一劲度系数为 k1 的轻弹簧竖直固定在物块上,开始时弹簧 K1 处于 原长(如图 1-2 所示)现将弹簧 k1 的上端 A 缓慢地竖直向上提高,当提到 K2 的弹力大小为 2mg/3 时,求 A 点上升的高度为多少?

例 3、一个量程为 1000N 的弹簧秤,原有弹簧锈坏, 另换一根新弹簧。当不挂重物时,弹簧秤的读数为 10N,当挂 1000N 的重物时,弹簧秤的读数为 810N, 则这个新弹簧秤的量程为多少 N?

答案: 例 1 略; 例 2、mg(1/k1+1/k2)/3 或 5mg(1/k1+1/k2)/3

例 3、1237.5 牛

二、摩擦力

目的要求: 理解摩擦力的概念、会对滑动摩擦力、静摩擦力方向判定与大小运算

知识要点: 1、摩擦力:相互接触的粗糙的物体之间有相对运动(或相对运动趋势)时, 在接触面产生的阻碍相对运动(相对运动趋势)的力;产生条件:接触面粗糙; 有正压力;有相对运动(或相对运动趋势);摩擦力种类:静摩擦力和滑动摩擦 力。 2、静摩擦力 (1)产生:两个相互接触的物体,有相对滑动趋势时产生的摩擦力。 (2)作用效果:总是阻碍物体间的相对运动趋势。 (3)方向:与相对运动趋势的方向一定相反(**与物体的运动方向可能相 反、可能相同、还可能成其它任意夹角) (4)方向的判定:由静摩擦力方向跟接触面相切,跟相对运动趋势方向相 反来判定; 由物体的平衡条件来确定静摩擦力的方向;由动力学规律来确定静摩 擦力的方向。 3、滑动摩擦力 (1)产生:两个物体发生相对运动时产生的摩擦力。 (2)作用效果:总是阻碍物体间的相对运动。 (3)方向:与物体的相对运动方向一定相反(**与物体的运动方向可能相 同;可能相反;也可能成其它任意夹角) (4)大小:f=μN(μ 是动摩擦因数,只与接触面的材料有关,与接触面积 无关)

例题分析: 例 1、下面关于摩擦力的说法正确的是:

A、阻碍物体运动的力称为摩擦力; B、滑动摩擦力方向总是与物体的运动方向相反; C、静摩擦力的方向不可能与运动方向垂直; D、接触面上的摩擦力总是与接触面平行。 例 2、如图所示,物体受水平力 F 作用,物体和放在水平面上的斜面都处于 静止,若水平力 F 增大一些,整个装置仍处于静止,则: A、斜面对物体的弹力一定增大; B、斜面与物体间的摩擦力一定增大; C、水平面对斜面的摩擦力不一定增大; D、水平面对斜面的弹力一定增大;

例 3、用一个水平推力 F=Kt(K 为恒量,t 为时间)把一重为 G 的物体压在 竖直的足够高的平整墙上,如图所示,从 t=0 开始物体所受的摩擦力 f 随时间 t 变化关系是下图中的哪一个?( )

答案:例 1、D;例 2、A;例 3、B;

三、共点力的合成与分解

目的要求: 明解力的矢量性,熟练掌握力的合成与分解。

知识要点: 1、合力与分力:一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用所产生的效果 相同,这个力就叫做那几个力的合力,那几个力叫做这个力的分力。 2、力的合成与分解:求几个力的合力叫做力的合成;求一个力的分力叫做 力的分解。 3、共点力:物体同时受到几个力作用时,如果这几个力都作用于物体的同 一点或者它们的作用线交于同一点,这几个力叫做共点力。 4、共点力合成计算: (1)同一直线上两个力的合成:同方向时 F=F1+F2;反方向 F=F1-F2 (2)互成角度两力合成:求两个互成角度的共点力 F1 F2 的合力,可以 把 F1F2 的线段作为邻边作平行四边形,它的对角线即表示合力的大小和方向。 合力的取值范围是:|F1-F2|≦F≦F1+F2

(3) 多力合成: 既可用平行四边形法则, 也可用三角形法则——F1F2F3…… Fn 的合力,可以把 F1 F2 F3……Fn 首尾相接画出来,把 F1Fn 的另外两端连接起 来,则此连线就表示合力 F 的大小和方向. 5、力的分解:力的分解是力的合成的逆运算(1)已知一条确定的对角线, 可以作出无数个平行四边形,故将一个力分解成两个分力,有无数解;(2)已 知一个分力的大小和方向求另一个分力,只有一解;(3)已知一个分力的大小 和另一个分力的方向时可能有一组解、两组解或无解。 6、求解方法:(1)平行四边形法;(2)正弦定理法、相似三解形法、正 交分解法**

例题分析: 例 1、有五个力作用于一点 O,这五个力构成一个正六边形的两邻边和三条 对角线,如图 3-1 所示。设 F3=10N,则这五个力的合力大小为多少?

例 2、将一个 20N 的力进行分解,其中一个分力的方向与这个力成 300 角, 试讨论 (1)另一个分力的大小不会小于多少? (2)若另一个分力的大小是 20/√3N,则已知方向的分力的 大小是多少?

例 3、如图 3-2 所示长为 5m 的细绳的两端分别系于竖直立在地面上相距为 4m 的两杆的顶端 A、B。绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重 12N 的 物体,稳定时,绳的张力为多少?

答案:例 1:30N;例 2:(1)10N(2)40/√3N 与 20/√3N;例 3:10N

四、物体的受力分析

目的要求: 学会对物体进行受力分析。

知识要点: 正确分析物体受力情况是解决力学问题的前提和关键之一。 对物体进行受力 分析的步骤是: 1、选择研究对象:把要研究的物体从相互作用的物体群中隔离出来。 2、进行受力分析:

(1)把已知力图示出来; (2)分析场力(重力、电场力、磁场力); (3)分析接触力(先考虑是否有弹力然后分析是否有摩擦力) 注意事项: (1)物体所受的力都有其施力物体,否则该力不存在; (2)受力分析时,只考虑根据性质命名的力; (3)合力与分力是等效的,不能同时考虑; (4) 对于摩擦力应充分考虑物体与接触面是否有相对运动或相对运动趋势; (5)合理隔离研究对象,整体法、隔离法合理选用,可使问题变得简单。

例题分析:

例 1、如图 4-1 所示,AB 相对静止,A 受拉力 F 作用沿斜面匀速上升,试 分别画出 A、B 受力图示。

例 2、如图 4-2 所示,重 8N 的木块静止在倾角为 300 的斜面上,若用平行 于斜面沿水平方向大小等于 3N 的力 F 推木块,木块仍静止,则木块受到的摩擦 力大小为多少?方向怎样?

例 3、如图 4-3 所示,斜向上的力 F 将一木块压在墙上,F 与竖直方向夹角 为 370, 木块重力 G=20N, 木块与墙壁间的动摩擦因数 μ=0.3 那么当 F=30N 时, 木块受到的摩擦力 f1 为多少?当 F=50N 时,木块受到的摩擦力 f2 为多少?(s in370=0.6)

五、物体的平衡

目的要求:

会利用物体的平衡条件解决物体的平衡问题。

知识要点: 1、平衡状态、平衡力 物体在几个力作用下处于静止或匀速直线运动状态,叫做平衡状态,这几个 力互相叫做平衡力(或其中一个力叫其余几个力的平衡力) 说明:平衡力和作用力与反作用力的区别: (1)平衡力可以是不同性质的力,而作用力与反作用力一定是同一性质的 力; (2)平衡力中的某个力发生变化或消失时,其他的力不一定变化或消失, 而作用力与反作用力一定是同时变化或消失; (3)平衡力作用在同一物体上,作用力与反作用力分别作用在两个相互作 用的物体上; (4) 平衡力的效果使物体平衡, 而作用力与反作用力则分别产生各自效果。 2、哪些情况可作平衡来处理 (1)静止:υ=0,a=0; (2)匀速直线运动:υ=恒量,a=0; (3)匀速转动:ω=恒量; 3、平衡条件 (1)共点力作用下平衡条件:合外力为零,即:∑F=0 或 ∑Fx=0 ∑Fy= 0 (2)有固定转动轴平衡条件:合外力为零,合力矩为零,即:∑F=0 ∑M= 0 (3)平衡条件的推论:①当物体处于平衡时,它所受的某一个力与它受到 的其余力的合力大小相等方向相反,故可转化为二力平衡**;②物体在几个共面 非平行的力作用下处于平衡时,则这几个力必定共点**。

例题分析: 例 1、如图 5-1 所示,一物体受到 1N、2N、3N、4N 四个力作用而处于平 衡,沿 3N 力的方向作匀速直线运动,现保持 1N、3N、4N 三个力的方向和大 小不变, 而将 2N 的力绕 O 点旋转 600, 此时作用在物体上的合力大小为: ( )

A、2N, B、2√2N, C、3N, D、3√3N (利用平衡条件推论:化多力平衡为二力平衡求解, 可以很快得到答案) 例 2、如图 5-2 所示,AB 两球用轻绳相连静止在光滑半圆柱面上,若 A 的 质量为 m,则 B 的质量为多少?(sin370=0.6)(球面上平衡问题要等效斜面上 问题求解)

例 3、一个底面粗糙,质量为 m 的劈放在水平面上,劈的斜面光滑且倾角 为 300,如图 5-3 所示。现用一端固定的轻绳系一质量也为 m 的小球。绳与斜 面夹角为 300,求:(1)当劈静止时绳子拉力为多大?(2)若地面对劈的最大 静摩擦力等于地面对劈的支持力的 K 倍, 为使整个系统静止, K 值心须满足什么 条件?(第②问使用整体法较简单)

答案:

例 1:A

例 2:mB=3m/4

例 3:T=√3mg/3 K≧√3/9

六、解答平衡问题时常用的数学方法

目的要求: 进一步学会利用平衡条件求解物理问题, 培养学生运用数学工具解决物理问 题的能力。

知识要点: 根据平衡条件解答平衡问题,往往要进行一定的数学运算才能求得结果,在 选择数学方法可针对如下几种情况进行: 1、物体受三力作用而平衡,且三力成一定的夹角,一般将三力平衡化为二 力平衡,对应数学方法: (1)正弦定理:如图 6-1 所示,则有 F1/sinα=F2/sinβ=F3/sinγ (2)三角形相似:这种方法应用广泛,具体应用时先画出力的三角形,再 寻找与力的三角形相似的空间三角形, (即具有物理意义的三角形和具有几何意 义的三角形相似)由相似三角形建立比例关系求解。

2、多力合成时为了便于计算,往往把这些力先正交分解,根据: ∑FX=0 ∑FY=0 求解。 3、动态平衡问题:所谓动态平衡问题是指通过控制某些变量,使物体发生 缓慢的变化, 而这个过程中物体始终处于平衡状态。通常有两种方法分析动态平 衡问题:解析法和图象法。 解析法:对研究对象形的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出因变 量与自变量的一般函数关系,然后根据自变量变化情况而确定因变量的变化情 况。 图象法: 对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析,依据某一 参量的变化, 在同一图中作出若干状态下的平衡图,再由边角变化关系确定某些 力的大小及方向的变化情况。(要求学生熟练运用它)**

解答物理问题, 往往要进行一定的数学运算才能求得结果,有时数学方法选 择合适与否对快速解答出物理问题显得相当重要。研究物理平衡问题中,遇上物 体受三力作用而平衡, 且三力成一定的夹角时, 一般可以化三力平衡为二力平衡, 其中涉及到力的三角形。 如果能找出一个几何意义的三角形与这个具有物理意义 的三角形相似时,可以快速利用相似三角形对应边成比例的规律建立比例关系 式。可以避免采用正交分解法解平衡问题时对角度(力的方向)的要求.

例题分析 例 1,如图 1 所示,小圆环重 G,固定的竖直大环的半径为 R。轻弹簧原长 为 L(L<2R)其倔强系数为 K,接触面光滑,求小环静止弹簧与竖直方向的夹 角 θ? 解析:选取小球为研究对象并对它进行受力分析。

受力分析时要注意讨论弹簧 对小球的弹力方向(弹簧是 被拉长还是被压缩了)和大

环对小环的弹力方向(指向 圆心还是背离圆心)的可能 性。受力图示如图 2 所示。 △ACD(力)∽△ACO(几何) G/R=T/2Rcosθ T=K(2Rcosθ-L)解得 θ=arcos[KL/2(KR-G)] 例 2、如图 3 所示,一轻杆两端固结两个小球 A、B,mA=4mB,跨过定滑 轮连接 A、B 的轻绳长为 L,求平衡时 OA、OB 分别为多长?

解析:采用隔离法分别以小球 A、B 为研究对象并对它们进行受力分析 (如图 4 所示)可以看出如果用正交 分解法列方程求解时要已知各力的方 向,求解麻烦。此时采用相似三角形 法就相当简单。 解析:△AOE(力)∽△AOC(几何)T 是绳子对小球的拉力 4mg/T=x/L1——(1) △BPQ(力)∽△OCB(几何) mg/T=X/L2——(2) 由(1)(2)解得:L1=L/5;L2=4L/5

例 3、如图 5 所示,轻绳长为 L,A 端固定在天花板上,B 端系一

个重量为 G 的小球,小球静止在固 定的半径为 R 的光滑球面上,小球 的悬点在球心正上方距离球面最小 距离为 h,则轻绳对小球的拉力和 半球体对小球的支持力分别是多大? 解析:由图 6 可知: △BCD∽△AOB G/(R+h)=N/R=T/L N=GR/(R+h) T=GL/(R+h) 可见:解答平衡问题时除了用到正 交分解法外,有时巧用“相似三角形” 法,可以提高解题速度和提高解题的 准确度。

七、利用整体法和隔离法求解平衡问题

目的要求 复习整体法和隔离法求解平衡问题。

知识要点: 选择研究对象是解决物理问题的首要环节。在很多物理问题中,研究对象的 选择方案是多样的。 研究对象的选择方法不同会影响求解的繁简程度。对于连结 体问题,如果能够运用整体法,我们优先采用整体法,这样涉及的研究对象少, 未知量少,方程少,求解简便;不计物体间相互作用的内力,或物体系内的物体 的运动状态相同,一般首先考虑整体法,对于大多数动力学问题,单纯采用整体 法并不一定能解决,通常采用整体法和隔离法相结合的方法。 隔离法:物体之间总是相互作用的,为了使研究的问题得到简化,常将研究 对象从相互作用的物体中隔离出来, 而其它物体对研究对象的影响一律以力来表 示的研究方法叫隔离法。 整体法: 在研究连接体一类的问题时,常把几个相互作用的物体作为一个整 体看成一个研究对象的方法叫整体法。

例题分析: 例 1、如图 7-1 所示,两个完全相同重为 G 的球,两球与水平面间的动摩擦 因数都是 μ, 一根轻绳两端固结在两个球上, 在绳的中点施一个竖直向上的拉力,

当绳被拉直后,两段绳间的夹角为 θ。问当 F 至少多大时,两球将发生滑动?提 示:结合整体法和隔离法列平衡方程可很快求解

例 2、有一个直角支架 AOB,AO 水平放置,表面粗糙,OB 竖直向下,表 面光滑,AO 上套有小环 P,OB 上套有小环 Q,两环质均为 m,两环间由一根 质量可忽略不计、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡(如图 7-2 所示)现 将 P 环向左移动一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和 原来的平衡状态比较,AO 杆对 P 环的支持力 N 和细绳上的拉力 T 的变化情况 是:( )提示:利用隔离法分别分析 Q 和 P 列平衡方程求解。

A、N 不变;T 变大 B、N 不变;T 变小 C、N 变大;T 变大 D、N 变大,T 变小

例 3、如图 7-3 所示,光滑的金属球 B 放在纵截面为等腰三角形的物体 A 与竖直墙壁之间,恰好匀速下滑,已知物体 A 的重力是 B 的重力的 6 倍,不计 球跟斜面和墙壁之间摩擦,问:物体 A 与水平面之间的动摩擦因数 μ 是多少? 提示:结合整体法(AB)和隔离法(B)列平衡方程求解。

答案:例 1、

例 2、B 例 3、

八、平衡中的临界、极值问题

目的要求 复习平衡中的临界、极值问题求解。

知识要点: 平衡物体的临界问题:

当某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或另一物理状态)时 的转折状态叫临界状态。可理解成“恰好出现”或“恰好不出现”。 临界问题的分析方法: 极限分析法: 通过恰当地选取某个物理量推向极端 (“极大”、 “极小”、 “极左”、 “极右”)从而把比较隐蔽的临界现象(“各种可能性”)暴露出来,便于解答。

例题分析:

例 1、如图 8-1 所示,跨过定滑轮的轻绳两端,分别系着物体 A 和 B,物体 A 在倾角为 θ 的斜面上,已知物体 A 的质量为 m,物体 A 与斜面间动摩擦因数 为 μ(μ<tgθ),滑轮的摩擦不计,要使物体静止在斜面上,求物体 B 质量的取值范 围?(本题关键是要注意摩擦力的方向及大小与物体所受外力有关故在处理问题 时,要在物体临界问题下确定可能的运动趋势.)

例 2、拉力 F 作用重量为 G 的物体上,使物体沿水平面匀速前进,如图 82 所示,若物体与地面的动摩擦因数为 μ,则拉最小时,力和地面的夹角 θ 为多 大?最小拉力为多少?(本题涉及最小值问题,是一个明显的临界问题。利用数 学中的三角函数关系进行计算,也可以用图象法求解)

例 3、如图 8-3 所示,半径为 R,重为 G 的均匀 球靠竖直墙放置,左下有厚为 h 的木块,若不计摩擦, 用至少多大的水平推力 F 推木块才能使球离开地面? (球体刚好离开地面,地面对球的支持力为零,系统 又平衡)

答案: 例 1:m(sinθ-μcosθ)≦mB≦m(sinθ+μcosθ) 例 2、θ=arcCOS1/(1+μ2)1/2 时,Fmin=μG/(1+μ2)1/2 例 3、F=G[h(2R-h)]1/2/(R-h)

§2. 物体的运动 一、直线运动的基本概念

目的要求: 理解质点、位移、路程、速度和加速度的概念

知识要点: 1、质点:用来代替物体、只有质理而无形状、体积的点。它是一种理想模 型,物体简化为质点的条件是物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略。 2、时刻:表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初,几秒末。

时间:前后两时刻之差。时间坐标轴上用线段表示时间,第 n 秒至第 n+ 3 秒的时间为 3 秒。 3、位置:表示穿空间坐标的点; 位移: 由起点指向终点的有向线段, 位移是末位置与始位置之差, 是矢量。 路程:物体运动轨迹之长,是标量。 4、速度:描述物体运动快慢和运动方向的物理量,是矢量。 平均速度:在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,υ=s /t(方向为位移的方向) 即时速度:对应于某一时刻(或某一位置)的速度,方向为物体的运动方 向。 速率:即时速度的大小即为速率; 平均速率:为质点运动的路程与时间之比,它的大小与相应的平均速度之 值可能不相同* 5、平动:物体各部分运动情况都相同。 转动:物体各部分都绕圆心作圆周运动。 6、加速度:描述物体速度变化快慢的物理量,a=△υ/△t (又叫速度的变 化率)是矢量。a 的方向只与△υ 的方向相同(即与合外力方向相同) a 方向 a 方向 υ 方向相同时 υ 方向相反时 作加速运动; 作减速运动;

加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小, 不表示速度增大 或减小。 7、运动的相对性:只有在选定参照物之后才能确定物体是否在运动或作怎 样的运动。一般以地面上不动的物体为参照物。

例题分析: 例 1、物体 M 从 A 运动到 B,前半程平均速度为 υ1,后半程平均速度为 υ 2,那么全程的平均速度是:( D )

A、(υ1+υ2)/2 B、 C、(υ21+υ22)/(υ1+υ2) D、2υ1υ2/(υ1+υ2) 例 2、甲向南走 100 米的同时,乙从同一地点出发向东也行走 100 米,若 以乙为参照物,求甲的位移大小和方向?(100(2)1/2 米;东偏北 450)

例 3、某人划船逆流而上,当船经过一桥时,船上一小木块掉在河水里,但 一直航行至上游某处时此人才发现, 便立即返航追赶, 当他返航经过 1 小时追上 小木块时,发现小木块距离桥有 6000 米远,若此人向上和向下航行时船在静水 中前进速率相等。试求河水的流速为多大?

二、匀变速直线运动规律

目的要求: 熟练掌握匀变速运动的规律,并能灵活运用其规律解决实际问题。

知识要点: 1、匀变速直线运动是在相等的时间里速度的变化量相等的直线运动。基本 规律有: υt=υ0+at

υ t2=υ 02+2as

s=(υ t+υ 0)t/2 s=υ0t+ at2/2

s=υ 平 t

利用上面式子时要注意: (1)、υt,υ0,υ 平,a 视为矢量,并习惯选 υ0 的方向为正方向: (2)、其余矢量的方向与 υ0 相同取正值,反向取负值,若 a 与 υ 同向, 物体作匀加速运动,若 a 与 υ 反向,物体作匀减速运动。 2、匀变速直线运动特点 (1)、做匀变速直线运动的物体,在某段时间内的平均速度等于这段时间 内的中间时刻的即时速度。 (2)、匀变速直线运动某段位移中点的即时速度,等于这段位移两端的即 时速度的几何平均值。 (3)、做匀变速直线运动的物体,如果在各个连续相等的时间 T 内的位移分 别为 sⅠ,sⅡ,sⅢ,……sn 则: △s=sⅡ-sⅠ=sⅢ-sⅡ=……=aT2 (4)、初速为零的匀变速直线运动的特征:(设 t 为单位时间) ①1t 末,2t 末,3t 末……即时速度的比为: υ1:υ2:υ3:……υn=1:2:3:……n ②1t 内,2t 内,3t 内……位移之比为: S1:S2:S3:……:Sn=12:22:32:……:n2 ③第 1t 内,第 2t 内,第 3t 内……位移之比为: SⅠ:SⅡ:SⅢ:...Sn=1:3:5:...(2n-1) 3、对于匀减速直线运动,必须特别注意其特性: (1)匀减速直线运动总有一个速度为零的时刻,此后,有的便停下来,有 些会反向匀加速

(2)匀减速运动的反向运动既可以按运动的先后顺序进行运算,也可将返 回的运动按初速为零的匀加速运动计算。

例题分析: 例 1、关于加速度与速度、位移的关系,以下说法正确的是:(D) A、υ0 为正,a 为负,则速度一定在减小,位移也一定在减小; B、υ0 为正,a 为正,则速度一定在增加,位移不一定在增加; C、υ0 与 a 同向,但 a 逐渐减小,速度可能也在减小; D、υ0 与 a 反向,但 a 逐渐增大,则速度减小得越来越快(在停止运动前)

例 2、水平导轨 AB 的两端各有一竖直的挡板 A 和 B,AB=4 米,物体自 A 开始以 4m/s 的速度沿导轨向 B 运动,已知物体在碰到 A 或 B 以后,均以与挡 板碰前大小相等的速度反弹回来, 并且物体在导轨上作匀减速运动的加速度大小 相同,为了使物体最终能停在 AB 的中点,则这个加速度的大小应为多少?

例 3、一列车共 20 节车箱,它从车站匀加速开出时,前 5 节车厢经过站在 车头旁边的人的时间为 t 秒,那么: (1)第三个 5 节车厢经过人的时间为多少? (2)若每节车厢长为 L,则车尾经过人时的速度多大? (3)车正中点经过人时速度为多大? (4)车经过人身旁总时间为多少?

答案:例 2:-4/(2n+1)例 3:略

三、自由落体与竖直上抛运动

目的要求 复习自由落体运动的规律。

知识要点: 1、自由落体运动:物体仅在重力作用下由静止开始下落的运动 特点:只受重力作用,即 a=g。从静止开始,即 υ0=0 υt=gt 运动规律: S=gt2/2 υt2=2gh 对于自由落体运动,物体下落的时间仅与高度有关,与物体受的重力无关。 2、竖直上抛运动:物体上获得竖直向上的初速度 υ0 后仅在重力作用下的 运动。 特点:只受重力作用且与初速度方向反向,以初速方向为正方向则 a=-g υt=υ0-gt 运动规律: h=υ0t-gt2/2 υt2=υt2-2gh 对于竖直上抛运动, 有分段分析法和整体法两种处理方法。分段法以物体上 升到最高点为运动的分界点,根据可逆性可得 t 上=t 下=υ0/g,上升最大高度 H= υ02/2g,同一高度速度大小相等,方向相反。整体法是以抛出点为计时起点,速 度、位移用下列公式求解: υt=υ0-gt h=υ0t-gt2/2 注意: 若物体在上升或下落中还受有恒空气阻力,则物体的运动不再是自由 落体和竖直上抛运动,分别计算上升 a 上与下降 a 下的加速度,利用匀变速运 动公式问题同样可以得到解决。

例题分析: 例 1、从距地面 125 米的高处,每隔相同的时间由静止释放一个小球队,不 计空气阻力,g=10 米/秒 2,当第 11 个小球刚刚释放时,第 1 个小球恰好落地, 试求: (1)相邻的两个小球开始下落的时间间隔为多大? (2)当第 1 个小球恰好落地时,第 3 个小球与第 5 个小球相距多远? (拓展) 将小球改为长为 5 米的棒的自由落体, 棒在下落过程中不能当质点 来处理,但可选棒上某点来研究。

例 2、在距地面 25 米处竖直上抛一球,第 1 秒末及第 3 秒末先后经过抛出 点上方 15 米处,试求: (1)上抛的初速度,距地面的最大高度和第 3 秒末的速度; (2)从抛出到落地所需的时间(g=10m/s2)

例 3、一竖直发射的火箭在火药燃烧的 2S 内具有 3g 的竖直向上加速度, 当它从地面点燃发射后,它具有的最大速度为多少?它能上升的最大高度为多 少?从发射开始到上升的最大高度所用的时间为多少?(不计空气阻力。G=10 m/s2)

四、直线运动的图象

目的要求: 明确 s-t,v-t 图象的物理意义

知识要点: 1、匀速直线运动的位移——时间图象(S—t 图)

匀速直线运动的位移 S 与时间 t 成正比,即 S=υt,因此其图象是过原点的 直线。由图象可求出任意时间内的位移,如图 1 可知,1 秒末图象对应的位移为 2 米,应用图也可以求出通过任一位移所需的时间。由图象还可以求物体匀速运 动的速度。υ=△s/△t=2m/s,图中直线的斜率表示物体匀速运动的速度,K=υ= △s/△t。

2、匀速直线运动的速度——时间图象(υ—t 图) 匀速运动的速度不随时间而变化,因此其图象是一条与时间轴平行的直线, 如图 2 所示,利用 υ—t 图象可求出任意时刻对应的位移,也就是等于这个矩形 的面积。

3、匀变速直线运动的速度——时间图象(υ—t 图)

匀变速直线运动的速度是时间的一次函数,即 υt=υ0+at

所对应的是一条直线,如图 3 所示。由图可求出任意时刻的速度,或根据速 度求出时间, 还可以求出任意时间所通过的位移,还可以求出匀变速直线运动的 加速度 a=△υ/△t=直线的斜率 K,直线的斜率越大, 即直线越陡,则对就的加速度越大。 4、形状相同的位移时间图象和速度时间图象, 物理意义完全不同,可以从下列例题中加以理解。

例题分析: 例 1、有两个光滑固定斜面 AB 和 BC,A、C 两点在同一水平面上, 斜面 BC 比 AB 长(如图 4 所示),下面四个图中(如图 5)正确表 示滑块速率随时间 t 变化规律的是:

例 2、AB 两物体同时同地沿同一方向运动,如图 6 所示为 A 物体

沿直线运动时的位置与时间关系图,如图 7 为 B 物体沿直线运动的速度时 间图试问:(1)AB 两物体在 0——8 秒内的运动情况;(2)AB 两物体在 8 秒 内的总位移和总路程分别是多少?

例 3、 如图 8 所示中 AB 是一对平行的金属板, 在 B 板加如图 9 的方波电压, 在 0~T/2 时间内 UB=U0>0,现有一电子从 A 板上的小孔进入两板间的电场区内, 设电子的初速、重力影响均可忽略,则( AB ) A、若电子是在 t=0 时刻进入的,它将一直向 B 板运动; B、若电子是在 t=T/8 时刻进入的,它可能时而向 B 板运动,时而向 A 板运 动,最后打在 B 板上; C、若电子是在 t=3T/8 时刻进入的,它可能时而向 B 板运动,时而向 A 板 运动,最后打在 B 板上;

D、若电子是在 t=T/2 时刻进入的,它可能时而向 B 板运动

五、追及与相遇问题

目的要求 复习追击与相遇问题的计算。

知识要点: 1、 相遇是指两物体分别从相距 S 的两地相向运动到同一位置, 它的特点是: 两物体运动的距离之和等于 S,分析时要注意: (1)、两物体是否同时开始运动,两物体运动至相遇时运动时间可建立某 种关系; (2)、两物体各做什么形式的运动; (3)、由两者的时间关系,根据两者的运动形式建立 S=S1+S2 方程; (4)、建立利用位移图象或速度图象分析; 2、追及是指两物体同向运动而达到同一位置。找出两者的时间关系、位移 关系是解决追及问题的关键,同时追及物与被追及物的速度恰好相等时临界条 件,往往是解决问题的重要条件: (1)、匀减速物体追及同向匀速物体时,恰能追上或恰好追不上的临界条 件为:即将靠近时,追及者速度等于被追及者的速度; (2) 初速度为零的匀加速直线运动的物体追赶同向匀速直线运动的物体时, 追上之前距离最大的条件:为两者速度相等

例题分析:

例 1、 一列快车正以 20m/s 的速度在平直轨道上运动时, 发现前方 180m 处 有一货车正以 6m/s 速度匀速同向行驶,快车立即制动,快车作匀减速运动,经 40s 才停止,问是否发生碰车事故?(会发生碰车事故)

例 2、同一高度有 AB 两球,A 球自由下落 5 米后,B 球以 12 米/秒竖直投 下,问 B 球开始运动后经过多少时间追上 A 球。从 B 球投下时算起到追上 A 球 时,AB 下落的高度各为多少?(g=10m/s2)(2.5 秒;61.25 米)

例 3、AB 两辆汽车行驶在一条平直公路上,A 车在 B 车后面以速度 V 做匀 速运动,B 车在前面做初速度为零的匀加速运动,加速度为 a,两车同向行驶, 开始时两车相距为 s,为使两车可相遇两次,求 V、a、S 所满足的关系? 拓展:两车相遇一次或不相遇的条件又是什么呢?

§3. 牛顿运动定律 一、牛顿第一运动定律

目的要求 弄清惯性和惯性定律的区别

知识要点 1、牛顿第一定律(即惯性定律) 一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态, 直到有外力迫使它改变这种 状态为止。 2、对定律应从以下几个方面理解: (1)、物体总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。一 切物体都具有惯性。惯性是物体的固有属性。其大小只与物体的质量有关。与物 体是否受力以及处于什么状态无关。当物体受合外力为零时,表现为保持静止或 匀速直线运动状态; 当物体所受所合外力不为零时,惯性则使物体表现出具有维 持原来运动状态不变的趋势。惯性的大小体现了物体运动状态改变的难易程度。

(2)定律是指物体不受外力(客观上难找到)或所受合外力为零,物体才 保持静止或匀速直线运动状态不变; 有外力 (合外力不为零) 物体的运动状态 (或 形变)发生变化。 (3)、物体的运动并不需要力来维持,力不是维持物体运动的原因,而是 改变物体运动状态的原因。 (4)牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是通过如伽里略斜面实验等大 量事实基础上的逻辑推理结果。 (5)牛顿第一定律只适用于低速运动、宏观物体。物体的运动状态是指平 动、不涉及转动。 3、应用定律分析惯性现象及解题的步骤 (1)、分析物体原来的运动状态,静止或是匀速直线运动; (2)、找出物体哪部分受力而改变运动状态; (3)、找出物体哪部分不受力而不改变运动状态;

例题分析 例 1、火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳 起,发现他仍落回到原处,这是因为:(D) A、人跳起后,厢内空气给他以向前的力,带着他随同车一起向前运动; B、人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向 前运动; C、人跳起后,车在继续向前运动,所以人在下落后必定偏后一些,只是由 于时间很短,偏后距离太小,不明显而已; D、人跳起后直到落地,在水平方向上人和车具有相同的速度;

例 2、如图所示,一个劈形物 M 放在倾角为 θ 的斜面上,M 上表面呈水平, 在 M 上表面再放一个光滑小球 m,开始时,M m 都静止,现让 M 加速下滑, 则小球在碰到斜面之前的运动轨迹是(B )

A、沿斜面方向的直线; B、竖直向下的直线; C、抛物线; D、无规则的曲线;

拓展:在上述运动过程中小球对 M 的压力为多大?(有能力者完成)

二、牛顿第二定律

目的要求 掌握牛顿第二定律,进一步熟悉受力分析。

知识要点 1、牛顿第二定律内容: 物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的 方向始终跟合外力方向一致。 2、数学表达式:F=ma 注意:公式中单位:质量 m 的单位是千克(kg);加速度 a 的单位是米/秒 2(m/s2)力 F 的单位是牛顿(N)----使质量为 1kg 的物体产生 1m/s2 的加速 度的力为 1N。 3、牛顿第二定律注意从以下“四性”加深理解: (1)、矢量性:加速度的方向始终与合外力方向一致; (2)、即时性:F=ma,合外力与加速度在数值上是瞬时对应关系,F 变化, a 也随之发生变化。但 F=ma 始终成立; (3)、相对性:研究 F=ma 中,只能取静止或做匀速直线运动的物体为参 照物;

(4)、独立性:作用在物体上有多个力时,每个力都可独立地产生加速度, 而物体运动(合)加速度是各个(分)加速度的矢量和,因此,求物体加速度可 以先求合力再通过定律求合加速度,也可以通过定律先求各分力产生的分加速 度,再求各分加速度的合加速度。 4、牛顿第二定律只适用于低速、宏观物体。

例题分析 例 1、质量为 m 的木块位粗糙水平桌面上,若用大小为 F 的水平恒力拉木 块,其加速度为 a,当拉力方向不变,大小变为 2F 时,木块的加速度为 a1,则: ( C ) A、a1=a B、a1﹤2a C、a1﹥2a D、a1=2a

本题隐含摩擦力,合力不是 F 或 2F。

例 2、如图 1 所示,一轻弹簧上端固定,下端挂一重物,平衡时弹簧伸长了 4cm,再将重物向下拉 1cm,然后放手,则在释放的瞬间,重物的加速度是: (g =10m/s2)( A ) A、2.5 m/s2 B、7.5 m/s2 C、10 m/s2 D、12.5 m/s2

本题考查牛顿第二定律的瞬时问题,这类题型的一般求法: (1)首先分析变化瞬间之前的状态(进行受力分析); (2)判别有哪些力在这一瞬间发生了变化,哪些力不发生变化; (3)再求出变化后物体受的合力,求得加速度。 拓展:本题改为再上移 1cm,然后释放,释放瞬间物体的加速度又 是多大?方向怎样?

三、牛顿第二定律应用(已知受力求运动)

目的要求 通过受力分析用牛顿第二定律求 a,再由运动学规律求相关运动学量

知识要点 1、牛顿第二定律解题的基本思路:

2、牛顿第二定律解题的基本思路: (1)仔细审题,弄清题目所给的物理条件和物理过程,明确要求的物理量; (2)确定研究对象(物体或系统),灵活采用“整体法”或“隔离法”; (3)分析研究对象的受力情况,画出受力图示:①已知力、②场力、③接 触力(先弹力后摩擦力); (4)选取坐标系,列动力学方程(坐标系选取原则:让尽可能多矢量的分 布在坐标轴上); (5)选择适当的运动学规律求解运动学量;

例题分析 例 1、如图所示,一物块从倾角为 Θ,长为 S 的斜面顶端由静止开始下滑, 物块与斜面间的滑动摩擦系数为 μ,求物块滑到底端所需时间? 拓展:如果物体在斜面底端以初速度 v0 沿斜面上滑,假如物体不会到达斜 面顶端,求物体到斜面底端时的速度,物体上滑和下滑时间谁长?

例 2、如图所示,质量为 m=1kg 的小球穿在斜杆上,斜杆与水平方向成 Θ= 300,球与杆间的动摩擦因数 μ= 。小球受到竖直向上的拉力 F 作用。若 F=20 N,则小球运动的加速度大小为多少?方向怎样?

例 3、质量为 m=2.0kg 的物体原来静止在粗糙的水平面上,现在在第 1、3、 5…奇数秒内给物体施加大小为 6N 方向水平向右的推力,在第 2、4、6…偶数 秒内给物体施加大小为 2N 方向仍水平向右的推力。已知物体与水平地面间的动 摩擦因数为 0.1。g=10m/s2。问:物体在奇数和偶数秒内各做什么性质的运动? 经过多长时间物体位移大小为 40.25 米?

四、牛顿第二定律应用(已知运动求力)

目的要求

训练已知物体运动情况求受力情况

知识要点 解题的基本思路与上节所述相同,只是在已知运动情况时,通常的加速度先 由运动学规律求得,然后再由牛顿第二定律求受力情况。

例题分析

例 1、如图所示,木块 A 放在斜面体 B 上处于静止,当斜面体向右作加速 度逐渐增大的加速运动时,木块 A 仍相对 B 静止,则木块 A 受到的支持力 N 和 摩擦力 f 大小有:( D ) A、N 增大,f 增大; C、N 减小,f 不变; B、N 不变,f 增大; D、N 减小,f 增大;

注意:在建立坐标系进行正交分解矢量力和加速度时,按水平——竖直 和平行斜面——垂直斜面两种方式建立,比较看哪种建立方可以使运动 更简捷 例 2、如图所示,斜面体光滑且倾角 θ= ,用细线拴一个质量为 m=10kg 小 球放在斜面体上,且细线与斜面体平行,求: (1)静止时,小球受到支持力 N1 和细线拉力 F1 (50 牛、50 牛)

(2) 若斜面体以 a= 水平向右加速, 小球受到的支持力 N2 和细线拉力 F2 (25 牛、125 牛) (3)若斜面体以 a= g 水平向右加速,小球受到的支持力 N3 和细线拉力 F 3 (0、100 牛) (4)若要使拉小球的细线拉力为 F4=0 则斜面体对小球支持力 N4 多大? 此时斜面体的加速度大小,方向又如何?(mg/cosθ、 、方向向左)

注意:在按照本例第②问求解第③问时,结果中出现 N 为负值 这时要求学生认真分析它的物理意义及可能性,从而判断出 ①此时小球已经离开了斜面体了。即支持力为零,求解绳对球的拉力时, 注意绳与水平面间的夹角不是 了。 ②这种题型隐含了临界问题。

五、牛顿第二定律应用(超重和失重问题)

目的要求 了解竖直方向上有加速度时物体出现的超重或失重现象

知识要点 超重和失重: 当物体处于有竖直方向的加速度时, 视重就不等于物体实重了。 当加速度向上时视重大于实重(这种现象叫超重);当加速度向下时视重小于实 重(这种现象叫失重);当加速度向下且大小为 g 时视重为零(这种现象叫完全 失重) 注意: (1)物体处于“超重”或“失重”状态,地球作用于物体的重力始终存在,大小 也无变化;

(2)发生“超重”或“失重”现象与物体速度方向无关,只决定于物体的加速度 方向; (3)在完全失重状态,平常一切由重力产生的物理现象完全消失。如单摆 停摆、浸在水中的物体不受浮力等。

例题分析

例 1、如图所示,升降机内质量为 m 的小球用轻弹簧系住,悬在升降机内, 当升降机以 a= 加速度减速上升时,弹簧秤的系数为( A ) A、2mg/3 B、mg/3 D、mg

C、4mg/3

拓展 1:若以 a=g 加速下降时,则弹簧秤示数为多少? 拓展 2:若以 a=g/3 加速上升时,则弹簧秤示数为多少?

小 结:通过本例可知:加速度向上时,拉(支持)物体的拉(支持)力大 于重力,形成超重;加速度向下时,拉(支持)物体的拉(支持)力小于物体的 重力,形成失重。

例 2、如图所示,电梯与水平面成 300 的角,当电梯加速运动时,人对电梯 水平面的压力为其重力的 6/5,求人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍? 解析:对人受力分析,竖直方向由于支持力大于重力,故有竖直向上分加速 度;由于人随电梯一起运动,故人的加速度只能沿斜面向上,所以人有水平分加 速度,而水平方向的分加速度只是由于梯给人摩擦力提供的。即:人受到三个力 作用——重力、弹力、摩擦力。 拓展 1:如果电梯以同样的加速度下降,人对电梯面压力为其重力的多少 倍?此时梯面对人的摩擦力是重力的多少倍?

拓展 2:如果人与梯面间的动摩擦因数 μ= 要使人相对梯面静止,电梯向下 运动加速度最大为多少?

例 3、如图所示,电梯中有一桶水,水面上漂浮一木块,其质量为 m,静止 时木块一部分浸在水中, 当电梯以 a 加速上升时, 问木块浸在水中的深度如何变 化?(不变) 注意: (1)电梯加速运动时,水也处在超重状态; (2)物体所受浮力是物体上、下表面受到的水的压力差 f=m(g a)V 排

§4. 曲线运动 万有引力定律 一、曲线运动

目的要求

曲线运动中质点的速度和加速度特点、运动的合成与分解

知识要点 1、曲线运动的特点: ①、作曲线运动的物体,速度始终在轨迹的切线方向上,因此,曲线运动中 可以肯定速度方向在变化,故曲线运动一定是变速运动; ②、 曲线运动中一定有加速度且加速度和速度不能在一条直线上,加速度方 向一定指向曲线运动凹的那一边。 2、作曲线运动的条件: 物体所受合外力与速度方向不在同一直线上。 中学阶段实际处理的合外力与速度的关系常有以下三种情况: ①、合外力为恒力,合外力与速度成某一角度,如在重力作用下平抛,带电 粒子垂直进入匀强电场的类平抛等。 ②、合外力为变力,大小不变,仅方向变,且合外力与速度垂直,如匀速圆 周运动。 ③、一般情误况,合外力既是变力,又与速度不垂直时,高中阶段只作定性 分析。 3、运动的合成与分解: 运动的合成与分解包含了位移、加速度、速度的合成与分解。均遵循平行四 边形法则。 (一般采用正交分解法处理合运动与分运动的关系)中学阶段,运动 的合成与分解是设法把曲线运动 (正交) 分解成直线运动再用直线运动规律求解。 常见模型: 船渡河问题;

绳通过定滑轮拉物体运动问题

例题分析 例 1、关于运动的合成与分解,下列说法正确的是:( BCD ) A、两个直线运动的合运动一定是直线运动;

B、两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是直线运动; C、两个匀加速运动的合运动可能是曲线运动; D 两个初速为零的匀加速直线运动互成角度,合运动一定是匀加速直线运 动; 说明:本例题作为概念性判断题,可采用特例法解决。

例 2、河宽为 d,水流速度为 v1,船在静水中速度为 v2,且 v1<v2,如果 小船航向与河岸成 θ 角斜向上游,求: (1)它渡河需多少时间? (2)如果要以最短时间过河,船头应指向何方?此时渡河位移为多少? (3)如果要以最短位移渡河,船头应指向何方?此时渡河时间为多少? 拓展:当 v1>v2 时,讨论以上三问?

例 3、如图在高出水面 h 的河岸上通过定滑轮用恒定速率 v0 拉绳,使船 A 靠岸,求当绳与水平夹角为 θ 时,船速 VA 为多大?根据结论说明靠岸过程中, 船作什么性质运动?

二、平抛运动

目的要求

学会用运动分解的方法求解曲线运动。

知识要点 1、平抛运动特点: 仅受重力作用,水平方向匀速直线运动,竖直方向自由落体,是一种匀变速 曲线运动;轨迹是条抛物线。 2、平抛运动规律:(从抛出点开始计时) (1)、速度规律: VX=V0 VY=gt V 与水平方向的夹角 tgθ=gt/v0 (2)、位移规律: X=v0t Y= (证明:轨迹是一条抛物线)

S 与水平方向的夹角 tgα=gt/2v0= θ

(3)、平抛运动时间 t 与水平射程 X 平抛运动时间 t 由高度 Y 决定,与初速度无关;水平射程 X 由初速度和高 度共同决定。 (4)、平抛运动中,任何两时刻的速度变化量△V=g△t(方向恒定向下)

例题分析 例 1、一物体作平抛运动,它在落地前 1 秒内它的速度与水平方向的夹角由 300 变成 600,①求平抛运动的初速度;②平抛运动的时间;③平抛运动高度。 小结:研究和分析平抛运动,重在对两个分运动规律的理解和应用,即水平 方向匀速直线运动,竖直方向自由落体运动规律的灵活交替运用。

例 2、质点在斜面(倾角为 θ)上以初速度 V0 水平抛出,落在斜面上 B 点, 求飞行时间 t?

拓展 1:上题中求质点运动到与斜面相距最远点所需时间 t1?(提示:抓住 当速度与斜面平行时,质点与斜面相距最远这一特点) 拓展 2:上题中求质点运动到与斜面相距最远点的距离 H(灵活建立直角坐 标系:平行斜面与垂直斜面建立) 拓展 3:若质点以 V0 正对倾角为 θ 的斜面水平抛出,落在斜面上时速度与 斜面垂直,求飞行时间 t2?

拓展 4:若质点以 V0 正对倾角为 θ 的斜面水平抛出,要求质点到达斜面的位 移最小,求飞行时间 t3?(提示:连接抛出点 O 到斜面上的某点,其间距为位移 大小,要使位移最小,只有落点在 O1 且 OO1 垂直于斜面即可。)

三、平抛运动实验与应用

[实验目的] 描述运动轨迹、求初速度

[实验原理]

利用水平方向匀速运动 x=v0t,竖直方向自由落体 y= 算出 v0 值,再取平均值。

得 测出多组 x、y

[实验器材] 平抛运动实验器材一套,刻度尺等。

[实验步骤] 见教材

注意事项:安装斜槽固定在水平桌面上时,注意斜槽出口切线水平;每次让 小球从同一高度静止释放。

[例题分析] 例 1、如图所示,在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记 录轨迹, 小方格边长 L=1.25cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的 a,b, c,d。则小球平抛运动的初速度的计算式为 v0=( )(用 L g 表示).其值是 ( )(g=9.8m/s2)

例 2、房内高处有白炽灯 S,可看成点光源,如果在 S 所在位置沿着垂直于 墙的方向扔出一个小球 A,如图所示,不计空气阻力,则 A 在墙上的影子的运动 情况是( D ) A、加速度逐渐增大的直线运动, B、加速度逐渐减小的直线运动 C、匀加速直线运动, D、匀速直线运动。

例 3、在“研究平抛运动”实验中,某同学只记录了小球运动途中的 A、B、C 三点的位置,取 A 点为坐标原点,则各点的位置坐标如图所示,下列说法正确 的是:(

B ) A、小球抛出点的位置坐标是(0,0) B、小球抛出点的位置坐标是(-10,-5)

C、小球平抛初速度为 2m/s D、小球平抛初速度为 0.58m/s

四、匀速圆周运动

目的要求 学会利用描述匀速圆周运动有关物理量分析有关事例

知识要点 1、物体运动的轨迹是圆周或是圆周一部分叫圆周运动;作圆周运动的物体 相等时间内通过的弧长相等称为匀速圆周运动。 2、描述匀速圆周运动的有关量及它们的关系: (1)、线速度: (2)、角速度: (3)、周期: (4)、频率: (5)、向心加速度: 虽然匀速圆周运动线速度大小不变,但方向时刻改变,故匀速圆周运动是变 速运动;向心加速度大小不变但方向时刻改变(始终指向圆心),故匀速圆周运 动是一种变加速运动。

例题分析 例 1、如图所示为皮带传动装置,右轮半径为 r,a 为它边缘的一点,左侧 是大轮轴,大轮半径为 4r,小轮半径为 2r。b 为小轮上一点,它到小轮中心距离 为 r,c、d 分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动中不打滑,则:( C D )

A、a 点与 b 点线速度大小相等; B、a 点与 b 点角速度大小相等; C、a 点与 c 点线速度大小相等; D、a 点与 d 点向心加速度大小相等;

本例主要考查线速度、角速度、向心加速度概念,同时抓住两个核心:若线 速度一定时,角速度与半径成反比;若角速度一定,线速度与半径成正比。

例 2、如图所示,A、B 两质点绕同一圆心按顺时针方向作匀速圆周运动,A 的周期为 T1,B 的周期为 T2,且 T1<T2,在某时 刻两质点相距最近,开始计时,问: (1)何时刻两质点相距又最近? (2)何时刻两质点相距又最远? 分析:选取 B 为参照物。 (1) AB 相距最近,则 A 相对于 B 转了 n 转,

其相对角度△Φ=2πn 相对角速度为 ω 相=ω1-ω2 经过时间: t=△Φ/ω 相=2πn/ω1-ω2= (n=1、2、3…) (2)AB 相距最远,则 A 相对于 B 转了 n-1/2 转, 其相对角度△Φ=2π(n- ) 经过时间:t=△Φ/ω 相=(2n-1)T1T2/2(T2-T1)(n=1、2、3…) 本题关键是弄清相距最近或最远需通过什么形式来联系 A 和 B 的问题,巧 选参照系是解决这类难题的关键。

五、圆周运动动力学

目的要求 圆周运动向心力,牛顿第二定律的特定应用。

知识要点 1、匀速圆周运动特点: (1)速度大小不变 无切向加速度;速度方向改变 有向心加速度 a=

(2)合外力必提供向心力 2、变速圆周运动特点: (1)速度大小变化 有切向加速度;速度方向改变 合加速度不一定指向圆心。 有向心加速度。故

(2)合外力不一定全提供向心力,合外力不一定指向圆心。 3、向心力表达式:

4、处理圆周运动动力学问题般步骤: (1)确定研究对象,进行受力分析; (2)建立坐标系,通常选取质点所在位置为坐标原点,其中一条轴与半径 重合; (3)用牛顿第二定律和平衡条件建立方程求解。

例题分析

例 1、物体质量为 m,在下列各种情况中作匀速圆周运动,半径为 R,周期 为 T,分析其向心力来源,列出动力学表达式:(1)置于水平转动的圆盘上随 之一起作圆周运动;(2)置于竖直转动圆筒内壁的物体,随之一起转动;(3) 飞机在空中水平匀速转圈。

例 2、如图所示,用长为 l 的轻绳一端固定在 O 点,另一端拴质量为 m 的 小球,并令小球在竖直平面内绕 O 点作圆周运动,求小球在圆周的最高点时速 度和拉力特点及最低点时速度和拉力特点?

拓展:如把轻绳改为轻杆,分析速度和拉力特点 拓展:假如小球能在竖直平面内作全圆周运动, 求最高点和最低点的拉力之差(6mg)

例 3、如图所示,两个相同的木块 A 和 B 放在转盘上,木块与转盘的最大 摩擦力是重力的 K 倍,用长为 L 的细线连接 A 和 B。(1)若 A 放在轴心,B 放 在距轴心 L 处,它们不发生相对滑动,角速度 ω 的取值范围?(2)若 A 放在离 轴心 R1 处,B 放在同侧距轴心 R2 处(R2-R1=L),要使它们不发生相对滑动, 角速度 ω 的最大值是多少?(3)若 A 放在距轴心 R1 处,B 放在异侧距轴心 R 2 处(R2+R1=L),要使它们不发生相对滑动,角速度 ω 的最大值为多少?

六、万有引力定律

目的要求 复习万有引力定律、宇宙速度、人造卫星及应用

知识要点 1、万有引力定律:(1687 年)

适用于两个质点或均匀球体;r 为两质点或球心间的距离;G 为万有引力恒 量(1798 年由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置测出) 2、天体运动的研究:天体运动可看成是匀速圆周运动——其引力全部提供 向心力 讨论:(1)由 可得: (2)由 可得: (3)由 可得: r 越大,V 越小。

r 越大,ω 越小。 r 越大,T 越大。

(4)由 可得: r 越大,a 向越小。 3、万有引力定律的应用主要涉及两个方面: (1)测天体的质量及密度:(万有引力全部提供向心力) 由 得





(2)行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题:(重力近似等于万有引 力) 表面重力加速度: 轨道重力加速度: 4、人造卫星、宇宙速度: (1)人造卫星分类(略):其中重点了解同步卫星 (2)宇宙速度:(弄清第一宇宙速度与发卫星发射速度的区别)

例题分析 例 1、利用下列哪组数据,可以计算出地球质量:(A B) A、已知地球半径和地面重力加速度 B、已知卫星绕地球作匀速圆周运动的轨道半径和周期 C、已知月球绕地球作匀速圆周运动的周期和月球质量 D、已知同步卫星离地面高度和地球自转周期 本例从各方面应用万有引力提供向心力来求出不同条件下地球(行星)质量 表达式。

例 2、某同步卫星相对地面是静止的,已知地球半径是 6400km,地面重力 加速度 g=9.8m/s2。求(1)同步卫星离地面高度 h;(2)同步卫星线速度 v(3 6000000m;3100m/s) 拓展:同步通讯卫星运动的轨道平面应在地球上空什么位置?

例 3、地球同步卫星到地心的距离 r 可由 求出,已知式中 a 的单位是 m,b 的单位是 s,c 的单位是 m/s2,则:(AD) A、a 是地球半径,b 是地球自转的周期,C 是地球表面处的重力加速度; B、a 是地球半径。b 是同步卫星绕地心运动的周期,C 是同步卫星的加速 度; C、a 是赤道周长,b 是地球自转周期,C 是同步卫星的加速度 D、a 是地球半径,b 是同步卫星绕地心运动的周期,C 是地球表面处的重 力加速度。 解析: 由万有引力定律导出人造地球卫星运转半径的表达式,再将其与题给 表达式中各项对比,以明确式中各项的物理意义。

§5. 动 量


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