[基本概念、法律]
首先,牛顿第一定律
1.内容:一切物体总是保持匀速直线运动或静止状态,除非作用于其上的力迫使它改变这种状态。
2.意义
(1)揭示了物体的固有性质:一切物体都有惯性,所以牛顿第一定律也叫惯性定律。
(2)揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动状态的原因,而是改变它的原因,即产生加速度的原因。
第二,惯性
1.定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
3.测量:质量是衡量惯性的唯一标准。质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
3.普遍性:惯性是物体的本质属性,所有物体都有惯性,与物体的运动和受力无关。
第三,牛顿第三定律
1.内容:两个物体之间的力和反作用力总是大小相等,方向相反,在一条直线上。
2.表达式:f =-F=-F '。
特别提示:(1)作用力和反作用力同时产生又同时消失。同样的性质作用于不同的对象,各自的效果不会互相抵消。
(2)作用力与反作用力的关系与物体的运动状态无关。
【重要考点汇总】
第一牛顿第一定律
1.定义惯性的概念。
2.揭示了力的本质。
3.揭示物体不受力作用时的运动状态。
4.(1)牛顿第一定律不是实验定律。它是以伽利略的“理想实验”为基础,通过科学抽象和归纳推理总结出来的。
(2)惯性是物体保持原有运动状态不变的固有性质,与物体是否受力、受力的大小、物体是否运动、运动的速度无关。
牛顿第三定律在考点的理解和应用
1.作用力与反作用力的“三同三异三不相关”。
(1)“三同”:①大小相同;②性质相同;③变化是一样的。
(2)“三不同”:①方向不同;②受力对象不同;③效果不一样。
(3)“三不相关”:①与对象种类无关;②与物体的运动状态无关;③与该对象是否与其他对象交互无关。
2.相互作用力与平衡力的比较
【思维方法和技巧】
用牛顿第三定律改造研究对象
作用力和反作用力必须大小相等方向相反,分别作用在两个物体上。当某个要求解的力不容易时,可以先求出它的反作用力,再反过来求出要求解的力。想要压力,可以先找支撑力。在很多问题中,摩擦力的求解也是如此。
第二节 牛顿第二定律 两类动力学问题[基本概念、法律]
首先,牛顿第二定律
1.内容:物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与作用力的方向相同。
2.表达式:f = ma。
3.适用范围
(1)牛顿第二定律只适用于惯性参照系,即相对于地面静止或匀速直线运动的参照系。
(2)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等。)和低速运动(远小于光速)。
两种或两种动力学问题
1.已知物体的力,求物体的运动。
2.已知物体的运动,求物体的力。
特别提出利用牛顿第二定律解决动力学问题的关键是利用加速度的“桥梁”效应,将运动学定律与牛顿第二定律相结合,找到加速度与未知变量的关系,这是解决此类问题的思维方向。
第三,机械单元系统
1.单位制:单位制由基本单位和派生单位组成。
2.基本单位:基本物理量的单位。有七个基本物理量,其中三个是力学量。分别是长度、质量和时间,单位分别是米、千克和秒。
3.导出单位:根据物理关系由基本物理量导出的其他物理量的单位。
【重要考点汇总】
考点1。用牛顿第二定律求解瞬时加速度
1.解决方案想法
求解物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是要明确物体在该时刻的受力或运动状态,然后用牛顿第二定律计算瞬时加速度。
2.牛顿第二定律瞬时性的“两个”模型
(1)刚性绳(或接触面)——能产生弹力而无明显变形的物体。当它被切割(或分离)时,其弹力立即消失,不需要变形恢复时间。
(2)弹簧(或橡胶绳)——两端连接(或附着)有物体的弹簧(或橡胶绳),其特点是大变形,其变形恢复需要较长时间。在瞬态问题中,其弹性力往往可视为常数。
3.求解瞬时加速度应注意的问题
(1)物体的力和运动始终是相互对应的。当外界因素发生变化时,需要重新分析力和运动。
(2)加速度可以随着力的突变而突变,但速度的变化需要一个积累的过程,不会出现突变。
4.解决瞬时加速度问题的关键是找出哪些力发生了突变,哪些力没有发生瞬时变化,正确绘制变化前后的力图。
测试中心动力学的两个基本问题
1.解决两类问题的思路可以用下面的框图来表示:
解决这两类问题的关键是抓住应力和运动加速度之间的桥梁。
2.(1)解决动力学两个基本问题应把握的要点
①桥梁加速度是连接运动和力的桥梁。
②两类分析——应力分析和运动过程分析。
(2)解决动力学基本问题时处理力的两种方法。
①合成方法:
当一个物体受到两个或三个力时,一般采用“合成法”。
②正交分解法:
当一个物体受到三个或三个以上的力时,采用正交分解法。
(3)解决动力学中两类问题的Basic程序。
①识别题目中给出的物理现象和物理过程的特征。
②根据问题的要求和计算方法,确定研究对象,分析受力和运动过程,绘制示意图。
③应用牛顿运动定律和运动学公式求解。
三点动态图像问题
1.图像类型
(1)给定物体在随时间变化的过程中受力的图像,要求分析物体的运动。
(2)物体在运动过程中的位移、速度、加速度随时间变化的图像是已知的,因此需要对物体进行受力分析。
(3)知道物理图像中物体运动的初始条件,分析物体的位移、速度和加速度随时间的变化。
2.问题的实质是力和运动的关系。解决这类问题的关键是理解图像的物理意义及其轴、点、线、截面、倾角、平面六大功能。
3.结合数字和形状解决动态问题。
(1)物理公式与物理图像的结合是一种重要的题型。对于已知图像的相关物理量的求解问题,常结合物理过程,分析图像横轴和纵轴对应的物理量的作用,分析图形直线的斜率和截距所代表的物理意义,得到想要的结果。
(2)解决这类问题,必须将物体的实际运动过程与图像结合起来,相互对应。
【思维方法和技巧】
输送带模型中的动力学问题
1.模型特征
一个机械系统,其中一个物体在另一个匀速运动的物体上开始以速度v0(v0≥0)运动,可以认为是一个“传送带”模型,如图A、B、c所示.
2.建模指导
传送带模型包括水平传送带问题和倾斜传送带问题。
(1)水平输送带问题:解决这一问题的关键在于正确分析和判断物体所受的摩擦力。摩擦力的方向可以根据物体与传送带的相对速度方向来判断。两者速度相等是摩擦力突变的临界条件。
(2)输送带倾斜问题:解决这个问题的关键是仔细分析物体与输送带之间的相对运动,从而确定是否受到滑动摩擦的影响。如果受到滑动摩擦的影响,就要进一步确定它的大小和方向,然后根据它的受力来确定物体的运动。当物体的速度与传送带的速度相等时,物体上的摩擦力可能会突然发生变化。
3.回答传送带问题的注意事项
(1)物体在水平传送带上的运动取决于物体所受的力,即物体所受的摩擦力。
(2)对于倾斜输送带的问题,必须比较斜面倾角与动摩擦系数的关系。
(3)传送带上物体的运动可以按照以下思路判断:相对运动→摩擦方向→加速度方向→速度变化→常用速度,明确摩擦力突然变化的瞬间为V物体= V传动。
第三节 牛顿运动定律的综合应用[基本概念、法律]
一.超重和失重
1.超重
(1)定义:物体在水平支架上的压力(或垂直吊架上的拉力)大于物体重力的情况称为超重。
(2)产生条件:物体有向上的加速度。
2.失重
(1)定义:物体在水平支架上的压力(或垂直吊架上的拉力)小于物体重力的情况称为失重。
(2)产生条件:物体有向下的加速度。
3.完全失重
(1)定义:物体对支架的压力(或对外挂的拉力)为零的情况称为完全失重。
(2)产生条件:物体加速度a = g,方向垂直向下。
二、解决连接体问题的常用方法
1.整体分析
当系统中所有物体的加速度相同时,我们可以把系统中的所有物体看作一个整体,这个整体的质量等于所有物体的质量之和。当整体上的外力已知时,可由牛顿第二定律求出整体的加速度。
2.隔离法
在求解系统中物体之间的相互作用力时,往往将物体从系统中孤立出来进行分析,根据牛顿第二定律列成方程组。
3.外力和内力
(1)外力:系统外的物体对研究对象施加的力;
(2)内力:系统中物体之间的作用力。
【重要考点汇总】
测试场地的超重和失重
1.超重不是重力增加,失重不是重力减少,完全失重不是重力完全消失。当这些现象发生时,物体的重力仍然存在,不发生变化,但物体对支架的压力(或对商店的拉力)发生了变化(即“视觉重量”发生了变化)。
2.只要物体有向上或向下的加速度,不管它是向上还是向下运动,都是超重或失重。
3.物体的加速度虽然不在垂直方向,但只要它的加速度有垂直方向的分量,物体就会超重或失重。
4.物体的超重或失重是由其质量和垂直加速度决定的,其量级等于ma。
5.超重和失重的判断方法
(1)从受力来判断,当物体向上的拉力(或支撑力)大于重力时,物体超重;小于重力时失重,等于零时完全失重。
(2)从加速度方向判断,物体有向上加速度时超重,有向下加速度时失重,向下加速度为重力加速度时完全失重。
2.采用考点整合法和隔离法解决连接体问题。
整体法和隔离法的交替应用
如果连接体中的所有物体都有相同的加速度,需要物体之间的作用力,可以先用整体法求出加速度,然后用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求出作用力,即“先用整体求出加速度,再用隔离求出内力”。
三测点加速度分解求解应力问题
应用牛顿第二定律解题时,我们通常是分解力而不分解加速度,但有些问题要分解加速度。最常见的情况是结合斜面模型,物体上的力相互垂直,但加速度的方向与任何方向都不相同。此时先分析物体受力,然后建立直角坐标系,将加速度A分解为ax和ay,根据牛顿第二定律得到FX = max,FY = May,这样求解更方便。
【思维方法和技巧】
“滑块-滑板”模型分析
1.模型特征:两个物体叠放在一起,两个物体在摩擦力的相互作用下相对滑动。
2.模型分析
解决此类问题的基本思路:
(1)分析滑块和板的受力,根据牛顿第二定律分别计算滑块和板的加速度;
(2)分析滑块与板的运动,找出滑块与板的位移关系或速度关系,建立方程。特别注意滑块和电路板相对于地面的位移。
3.(1)当滑块从滑板的一端移动到另一端时,如果滑块和滑板同向移动,位移的差值等于板长;当向相反方向移动时,位移之和等于板块长度。
(2)滑块是否会从滑板上掉下来的临界条件是:当滑块到达滑板的一端时,两者速度相同。
(3)当滑块无法从滑板上滑下时,两者同速时,力和加速度会突然发生变化。
临界条件及其在动力学中的应用
一.临界状态
在改变物体运动状态的过程中,一些相关的物理量也会发生变化。当物体的运动变化到一个特定的状态时,相关的物理量会突然发生变化,这个物理量的值叫做临界值,这个特定的状态叫做临界状态。
二、临界状态的判断
1.如果题目中有“恰到好处”、“恰到好处”、“恰到好处”之类的词语,就清楚地表明题目的过程中存在临界点。
2.如果题目中有“取值范围”、“多长”、“多远”等词语,说明题目的过程有“起点和终点”,而这些起点和终点往往对应着临界状态。
3.临界状态问题往往与最大值和最小值联系在一起。所以,如果题目中有“最大”、“最小”、“最多”、“至少”等词语,说明题目的过程中存在一个极值,这个极值往往就是临界点。
4.如果题目中有“最终”“稳定”之类的词,那就是求接近速度或者加速度。
第三,处理关键问题的思维
1.将分析临界状态的存在。
2.掌握物体在临界状态下的受力和运动特性,找出临界条件,是解决问题的关键。
3.它可以判断一个物体在不满足临界条件时的受力和运动。
4.利用牛顿第二定律等正则方程求解。
四、力学中几种常见的临界条件
1.接触物体分离的临界条件:
接触面之间的弹力为零,即fn = 0。
2.绳索松弛的临界条件:
绳子张力维为0,即ft = 0。
3.相对滑动的临界条件:
静摩擦力达到最大,即Fstatic = FM。
4.滑块不会在滑板上向下滑动的临界条件:
当滑块滑到滑板的一端时,两者速度相同。
实验四 验证牛顿运动定律第三,实验设备
手推车、砝码、小板、细绳、带天车的长木板、滑轨、打点计时器、低压交流电源、两根电线、纸带、天平、米尺。
四。实验步骤
1.测量:
用天平测量小板和砝码的质量m’和小车的质量m。
2.安装:
按照实验原理图所示的装置安装实验设备,但不要把挂小盘的细绳绑在小车上(即不要给小车牵引力)。
3.平衡摩擦:
在没有天车的长板末端垫一块薄木板,让车匀速下滑。
二、注意事项
1.平衡摩擦力:适当抬高木板右端,使小车重力沿斜面的分量刚好平衡小车与纸带的阻力。平衡摩擦力时,不要把挂小碟的细绳绑在小车上,让小车拉着点状纸带匀速运动。
三。误差分析
1.系统误差:本实验用小板和重物的总重力M′g代替小车的拉力,但实际上小车的拉力小于小板和重物的总重力。
2.偶然误差:摩擦平衡不准、质量测量不准、计数点间距测量不准、纸带和细绳与木板平行度不准都会产生误差。



