高一物理必修1物理讲解课件.doc

物理 必修1 运动的描述 知识要点复习考点一：时刻与时间间隔的关系时间间隔能展示运动的一个过程，时刻只能显示运动的一个瞬间。对一些关于时间间隔和时刻的表述，能够正确理解。如：第4s末、4s时、第5s初均为时刻；4s内、第4s、第2s至第4s内均为时间间隔。区别：时刻在时间轴上表示一点，时间间隔在时间轴上表示一段。考点二：路程与位移的关系位移表示位置变化，用由初位置到末位置的有向线段表示，是矢量。路程是运动轨迹的长度，是标量。只有当物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程。一般情况下，路程位移的大小。考点三：速度与速率的关系速度速率物理意义描述物体运动快慢和方向的物理量，是矢量描述物体运动快慢的物理量，是标量分类平均速度、瞬时速度速率、平均速率（=路程/时间）决定因素平均速度由位移和时间决定由瞬时速度的大小决定方向平均速度方向与位移方向相同；瞬时速度方向为该质点的运动方向无方向联系它们的单位相同（m/s），瞬时速度的大小等于速率考点四：速度、加速度与速度变化量的关系考点五：运动图象的理解及应用由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系，所以在解题的过程中被广泛应用。在运动学中，经常用到的有xt图象和vt图象。理解图象的含义：1、 xt图象是描述位移随时间的变化规律 2、vt图象是描述速度随时间的变化规律3、明确图象斜率的含义 4、xt图象中，图线的斜率表示速度5、vt图象中，图线的斜率表示加速度考点六、纸带问题 （1）、，（2）、 （3）、 逐差法（4）、（如何推导？提示：中间速度）例题复习1下列各组物理量中，全部是矢量的是()A位移、时间、速度、加速度B质量、路程、速度、平均速度C速度、平均速度、位移、加速度D位移、路程、时间、加速度2下列说法中的“快”，指加速度较大的是()A小轿车比大卡车起动得快B协和式客机能在两万米高空飞行得很快C乘汽车从烟台到济南，如果走高速公路能很快到达D汽车在紧急刹车的情况下，能够很快地停下来3下表是济南至烟台的N923次列车运行时刻表的一部分，则()车站到达时间开车时间停留时间里程/km济南始发站08120淄博091509183110潍坊104410473210蓝村120512083341烟台1435终点站524A.表中的“3”指的是时刻 B表中的“1205”指的是时间C从济南到烟台列车通过的路程为524km D从潍坊到蓝村列车的平均速度为94km/h4一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度的大小逐渐减小直至为零则在此过程中()A速度逐渐减小，当加速度减小为零时，速度达最小值B速度逐渐增加，当加速度减小为零时，速度达最大值C位移逐渐增大，当加速度减小为零时，位移将不再增大D位移逐渐减小，当加速度减小为零时，位移达最小值5一艘船以恒定的速度，往返于上、下游两码头之间如果以时间t1和t2分别表示水的流速较小和较大时船往返一次所需的时间，那么，两时间的长短关系为()At1t2Bt1t2 Ct1t2 D条件不足，不能判断6下列给出的四组图象中，能够反映同一直线运动的是()7将物体竖直向上抛出后，能正确表示其速率v随时间t的变化关系的图线是图中哪一图线()8沿直线运动的一列火车和一辆汽车在开始计时及每过1s的速度分别为v1和v2，如下表所示，从表中数据可以看出()t/s01234火车v1/ms118.017.517.016.516.0汽车v2/ms19.811.012.213.414.6 A.火车的速度变化较慢 B汽车的加速度较小 C火车的位移在减小 D汽车的位移在减小9甲、乙两位同学多次进行百米赛跑，每次甲都比乙提前10m到达终点，现让甲远离起跑点10m，乙仍在起跑点起跑，则() A甲先到达终点B两人同时到达终点 C乙先到达终点 D不能确定10上海到南京的列车已迎来第五次大提速，速度达到v1180km/h.为确保安全，在铁路与公路交叉的道口处需装有自动信号灯当列车还有一段距离才能到达公路道口时，道口应亮起红灯，警告未越过停车线的汽车迅速制动，已越过停车线的汽车赶快通过如果汽车通过道口的速度v236km/h，停车线至道口栏木的距离x05m，道口宽度x26m，汽车长l15m(如图所示)，并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动问：列车离道口的距离L为多少时亮红灯，才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口？物理必修1 匀变速直线运动的研究 知识要点复习考点一：匀变速直线运动的基本公式和推理基本公式：1、速度时间关系式： 2、位移时间关系式： ； 3、位移速度关系式：三个公式中的物理量只要知道任意三个，就可求出其余两个。利用公式解题时注意：x、v、a为矢量及正、负号所代表的是方向的不同，解题时要有正方向的规定。常用推论：平均速度公式：一段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度：一段位移的中间位置的瞬时速度：任意两个连续相等的时间间隔（T）内位移之差为常数（逐差相等）：考点二：对运动图象的理解及应用研究运动图象1.从图象识别物体的运动性质；能认识图象的截距（即图象与纵轴或横轴的交点坐标）的意义2.能认识图象的斜率（即图象与横轴夹角的正切值）的意义；能认识图象与坐标轴所围面积的物理意义能说明图象上任一点的物理意义3.xt图象和vt图象的比较如图所示是形状一样的图线在xt图象和vt图象中，xt图象和vt图象的比较 xt图象vt图象表示物体做匀速直线运动（斜率表示速度）表示物体做匀加速直线运动（斜率表示加速度）表示物体静止表示物体做匀速直线运动表示物体静止表示物体静止表示物体向反方向做匀速直线运动；初位移为x0表示物体做匀减速直线运动；初速度为v0交点的纵坐标表示三个运动的支点相遇时的位移交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速度t1时间内物体位移为x1t1时刻物体速度为v1(图中阴影部分面积表示质点在0t1时间内的位移)考点三：纸带问题的分析判断物体的运动性质根据匀速直线运动特点x=vt，若纸带上各相邻的点的间隔相等，则可判断物体做匀速直线运动。由匀变速直线运动的推论，若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移之差相等，则说明物体做匀变速直线运动。求加速度：逐差法（2）vt图象法利用匀变速直线运动的一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的推论，求出各点的瞬时速度，建立直角坐标系（vt图象），然后进行描点连线，求出图线的斜率k=a.考点四：自由落体运动规律1. 自由落体运动是一种初速度为0的匀变速直线运动，加速度为常量，称为重力加速度（g）。g=9.8m/s2. 重力加速度g的方向总是竖直向下的。其大小随着纬度的增加而增加，随着高度的增加而减少。3. vt= 2gs考点五、竖直上抛运动常用处理方法：1、 分段法（上升过程a=-g，下降过程为自由落体），2、 整体法（a=-g，注意矢量性）1） 、速度公式：vt= v0gt ； 2）、位移公式：h= v0tgt/23）、上升到最高点时间t= v0/g，上升到最高点所用时间与回落到抛出点所用时间相等4）、上升的最大高度：s= v0/2g例题复习例1：图所示为在直线上运动的汽车图线，则下列答案正确的是（）A汽车在4小时内的位移为120千米。B汽车在第2小时至第5小时的平均速度为40千米/小时。C汽车在第1小时末的的瞬时速度为60千米/小时。D汽车在第5小时末回到原出发点，其瞬时速度为120千米/小时。E汽车在开始运动后10小时内的平均速率为48千米/小时，平均速率为零。F汽车在第4.5小时末的位置距出发点60千米。例2：图所示为一物体沿直线运动的图线，则（1）020秒物体的位移为，所行的路程为。（2）020秒物体的平均速率为，平均速度为。（3）2秒末的加速度为。（4）2秒末的速度为。（5）在第秒末，物体开始转向运动。例3：如图所示，图为自地面竖直向上发射的火箭的图线。（1）若的面积等于的面积，这表示什么意义？（2）火箭燃烧期内加速度大小为多少？（3）火箭燃烧完毕瞬间的高度是多少？（4）火箭燃烧完毕后加速度大小是多少？（5）火箭上升的最大高度是多少？例4：火车匀加速直线前进，前端通过A点的时速度为，末端通过A点时速度为，则火车中点通过A点时速度为AB C D例5：甲车以10米/秒，乙车以4米/秒的速率在同一直车道中同向前进，若甲车驾驶员在乙车后方距离d处发现乙车，立即踩刹车使其车获得2米/秒2的加速度，为使两车不致相撞，d的值至少应为多少？A3米B9米C16米D20米例6：火车由静止开始以加速度起动，由甲站出发随后再以加速度运动而停止于乙站。设甲、乙两站间的距离为，则：（1）由甲站到乙站共经历多少时间？（2）全程的平均速率为多少？（3）车速所能达到的最大速率是多少？例7：气球以1.25米/秒2的加速度竖直上升，离地30秒后，从气球上掉下一物体，不计空气阻力，问经几秒钟物体到达地面？A7秒B8秒C12秒D15秒例8：甲、乙两车从同一地点同向行驶，但是甲车做匀速直线运动，其速度为=20米/秒，乙车在甲车行驶至距离出发地200米处时开始以初速度为零、加速度为=2米/秒2追甲。求乙车追上甲车前两车间的最大距离。例9：甲、乙两车，从同一处，同时开始作同向直线运动。已知甲车以速度作匀速直线运动，乙车以初速度开始作匀加速运动，加速度为。试分析：1、 当乙车的速度多大时，乙车落后于甲车的距离为最大？根据什么进行判断？落后的最大距 离是多大？2、 当乙车的速度多大时，乙车追上甲车？根据什么判断？需要多长时间？必修1物理 相互作用 知识点总结 复习一、重力，基本相互作用1、力和力的图示；2、力能改变物体运动状态；3、力能力物体发生形变；4、力是物体与物体之间的相互作用；（1）、施力物体 （2）受力物体 （3）力产生一对力5、力的三要素：大小，方向，作用点；6、重力：由于地球吸引而受的力； 大小G=mg； 方向:竖直向下； 重心：重力的作用点； 均匀分布、形状规则物体：几何对称中心； 质量分布不均匀，由质量分布决定重心； 质量分部均匀，由形状决定重心；7、四种基本作用 （1）万有引力 （2）电磁相互作用 （3）强相互作用 （4）弱相互作用练习题：1下列关于力的说法中，正确的是()A力不能离开施力物体和受力物体而独立存在B力不能离开施力物体，但可以离开受力物体C受力物体同时也是施力物体，施力物体也是受力物体D力一定有受力物体，但不一定有施力物体2在世界壮汉大赛上有拉汽车前进的一项比赛，如图是某壮汉正通过绳索拉汽车运动则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是()A壮汉、汽车 B壮汉、绳索 C绳索、汽车 D汽车、绳索3关于重力和重心的叙述，正确的是()A质量为1kg的物体所受的重力一定等于9.8NB挂在竖直悬绳下的物体，静止时物体对绳的拉力就是物体受到的重力C物体的重心就是物体上最重的一点，所以物体的重心不可能不在这个物体上D物体的重心位置由物体的几何形状和质量分布情况决定 4关于自然界的四种基本力，下列说法正确的是()万有引力是一切物体之间存在的一种力电磁相互作用力是带电体之间、磁体之间存在的一种力强相互作用力是放射现象中起作用的一种力弱相互作用力是原子核内的基本粒子之间的一种力AB C D5如图甲、乙所示的作用效果，其中图甲主要表示力能使物体_，图乙主要表示力能使物体_6试画出下图中各物体所受重力的示意图，并用G表示出来7物体A对物体B的压力是20 N，如图所示，试画出这个力的图示8一个正在表演“爬云梯”的体格健壮的演员，他用双肩顶着一架足有五、六米高的梯子另外五个演员陆续爬到梯子顶端，进行各种表演观众们无不为此提心吊胆；梯子这么高且头重脚轻，是多么容易翻倒呀！可是，梯子尽管有一些摇摆，到底还是稳住了，据知情人士透露竹梯越长越容易平衡，这是什么缘故？二、弹力1、性质：接触力2、弹性形变：当外力撤去后物体恢复原来的形状3、弹力产生条件（1）挤压 （2）发生弹性形变4、方向：与形变方向相反5、常见弹力（1）压力 垂直于接触面，指向被压物体（2）支持力 垂直于接触面，指向被支持物体（3）拉力：沿绳子收缩方向（4）弹簧弹力方向：可短可长 沿弹簧方向与形变方向相反6、弹力大小计算（胡克定律） F=kx k 劲度系数 N/m x 伸长量练习题1下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是()A极限法B放大法 C控制变量法 D等效替代法2关于弹力的产生说法正确的是() A只要两物体相接触就一定产生弹力 B只要两物体相互吸引就一定产生弹力 C只要物体发生形变就一定有弹力产生 D只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用3 如图所示，小球A在细绳的下端，并与光滑的斜面接触且处于静止状态，图中细绳倾斜，图中 小球的受力是()A重力和绳的拉力 B重力、绳的拉力和斜面对球的弹力C重力、斜面对球的弹力 D以上说法都不对4下图中，P物体对Q物体的压力的示意图，有明显错误的是()5某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，利用得到的弹力F和弹簧总长度L的数据，作出了FL图象，如图所示，由此可知：(1)弹簧不发生形变时的长度L0_cm. (2)弹簧的劲度系数k_N/m.7试分析下图中物体A是否受弹力作用，若受弹力，试指出其施力物体8体育课上一学生在水平篮球场上拍篮球，如下图所示，试分析篮球与地面作用时，地面给篮球的弹力的方向三、摩擦力产生条件：1、两个物体接触且粗糙2、有相对运动或相对运动趋势静摩擦力产生条件：1、接触面粗糙2、相对运动趋势静摩擦力方向：沿着接触面与运动趋势方向相反大小：0fFmax滑动摩擦力产生条件：1、接触面粗糙2、有相对滑动大小：fNN 相互接触时产生的弹力N可能等于G动摩擦因系数 没有单位练习题1 如右图所示，A、B两物体并排放在水平桌面上，C物体叠放在A、B上，D物体悬挂在竖直悬线下端，且与斜面接触，若接触面均光滑，下列说法正确的是() AC对桌面的压力大小等于C的重力BB对A的弹力方向水平向左C斜面对D的支持力方向垂直斜面向上DD对斜面没有压力作用2如下图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上滑行，长木板与水平地面间动摩擦因数为1，木块与木板间的动摩擦因数为2.已知长木板处于静止状态，那么此时长木板受到地面的摩擦力大小为()A2mgB1MgC1(mM)g D2mg2Mg3如图所示，水平地面上的L形木板M上放着小木块m，M与m间有一个处于压缩状态的弹簧，整个装置处于静止状态，下列说法正确的是()AM对m的摩擦力方向向右BM对m的摩擦力方向向左C地面对M的摩擦力方向向右D地面对M无摩擦力的作用4质量为m的杆AB，处于静止状态，A端用细绳竖直悬挂，B端放在地板上，如下图所示，下列有关杆B端所受摩擦力的说法中，正确的是()AB端受到的静摩擦力方向向右BB端受到的静摩擦力方向向左CB端受到的静摩擦力沿细杆AB斜向下DB端不受静摩擦力作用四、力的合成与分解方法：等效替代力的合成：求与两个力或多个力效果相同的一个力求合力方法：平行四边形定则（合力是以两分力为邻边的平行四边形对角线，对角线长度即合力的大小，方向即合力的方向）合力与分力的关系1、合力可以比分力大，也可以比分力小2、夹角一定，为锐角，两分力增大，合力就增大3、当两个分力大小一定，夹角增大，合力就增大，夹角增大，合力就减小（0）4、合力最大值 F=F1+F2 最小值 F=|F1-F2|力的分解已知合力，求替代F的两个力原则：分力与合力遵循平行四边形定则本质：力的合成的逆运算找分力的方法：1、确定合力的作用效果2、形变效果3、由分力，合力用平行四边形定则连接4、作图或计算（计算方法：余弦定理）练习题1、如图所示，六个力的合力为 N，若去掉1N的那个分力，别其余五个力的合力为 ，合力的方向是 。2、 力Fl=4N，方向向东，力F2=3N，方向向北。求这两个力合力的大小和方向。3、两个共点力F1与F2，其合力为F，则（ ）A. 合力一定大于任一分力B. 合力有可能小于某一分力C. 分力F1增大，而F2不变，且它们的夹角不变时，合力F一定增大D. 当两分力大小不变时，增大两分力的夹角，则合力一定减小4、有两个大小不变的共点力F1和F2，它们合力的大小F合随两力夹角变化情况如图所示，则F1、F2的大小分别为多少?5、两个共点力的大小分别为F1和F2，作用于物体的同一点。两力同向时，合力为A，两力反向时，合力为B；当两力互相垂直时合力为（ ）A. B. C. D. 6、 水平横梁一端插在墙壁内，另一端装小滑轮且一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10kg的重物，CBA=30，如图所示，则滑轮受到绳子的作用力为（g=10Nkg）（ ）A. 50N B. 50N C. 100N D. 100N五、受力分析步骤和方法1.步骤（1）研究对象：受力物体（2）隔离开受力物体（3）顺序：场力（重力，电磁力.）弹力： 绳子拉力 沿绳子方向 轻弹簧压缩或伸长 与形变方向相反 轻杆 可能沿杆，也可能不沿杆 面与面接触优先垂直于面的摩擦力 静摩擦力方向1.求 2.假设 滑动摩擦力方向 与相对滑动方向相反或与相对速度相反其它力（题中已知力）（4） 检验 是否有施力物体六、摩擦力分析静摩擦力分析1、条件 接触且粗糙 相对运动趋势2、大小 0fFmax3、方法：假设法 平衡法滑动摩擦力分析1、接触时粗糙2、相对滑动七、补充结论1.斜面倾角 动摩擦因系数=tan 物体在斜面上匀速下滑tan 物体保持静止tan 物体在斜面上加速下滑2.三力合力最小值 若构成一个三角形 则合力为0若不能则F=Fmax-(F1+F2)三力最大值 三个力相加物理 必修1 牛顿运动定律 知识要点复习一、夯实基础知识1、牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。理解要点：（1）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持；（2）它定性地揭示了运动与力的关系，即力是改变物体运动状态的原因，（运动状态指物体的速度）又根据加速度定义：，有速度变化就一定有加速度，所以可以说：力是使物体产生加速度的原因。（不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”，也不能说“力是改变加速度的原因”。）；（3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性惯性；一切物体都有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。惯性反映了物体运动状态改变的难易程度（惯性大的物体运动状态不容易改变）。质量是物体惯性大小的量度。（4）牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。而不受外力的物体是不存在的，牛顿第一定律不能用实验直接验证，但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法，即通过大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律；（5）牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F=0时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。2、牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。公式F=ma.理解要点：（1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础；（2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度而不是速度；（3）牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的方向相同的，可以用分量式表示，Fx=max,Fy=may, 若F为物体受的合外力，那么a表示物体的实际加速度；若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么a表示物体在该方向上的分加速度；若F为物体受的若干力中的某一个力，那么a仅表示该力产生的加速度，不是物体的实际加速度。（4）牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位牛顿（使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即1N=1kg.m/s2.（5）应用牛顿第二定律解题的步骤： 明确研究对象。可以以某一个物体为对象，也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为mi，对应的加速度为ai，则有：F合=m1a1+m2a2+m3a3+mnan对这个结论可以这样理解：先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律：F1=m1a1，F2=m2a2，Fn=mnan，将以上各式等号左、右分别相加，其中左边所有力中，凡属于系统内力的，总是成对出现并且大小相等方向相反的，其矢量和必为零，所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和，即合外力F。 对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况（包括速度、加速度），并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。 若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则（或三角形定则）解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）。 当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。注：解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步骤解题，同时认真画出受力分析图，标出运动情况，那么问题都能迎刃而解。（6）运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型（两类动力学基本问题）：（1）已知物体的受力情况，要求物体的运动情况如物体运动的位移、速度及时间等（2）已知物体的运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向）牛顿第二定律加速度a运动学公式运动情况第一类问题受力情况加速度a另一类问题牛顿第二定律运动学公式但不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案两类动力学基本问题的解题思路图解如下：可见，不论求解那一类问题，求解加速度是解题的桥梁和纽带，是顺利求解的关键。3、牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。理解要点：(1)作用力和反作用力相互依赖性，它们是相互依存，互以对方作为自已存在的前提；（2）作用力和反作用力的同时性，它们是同时产生、同时消失，同时变化，不是先有作用力后有反作用力；（3）作用力和反作用力是同一性质的力；（4）作用力和反作用力是不可叠加的，作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可求它们的合力，两个力的作用效果不能相互抵消，这应注意同二力平衡加以区别。（5）区分一对作用力反作用力和一对平衡力：一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有：作用力反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上；作用力反作用力一定是同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力一定是同时产生同时消失的，而平衡力中的一个消失后，另一个可能仍然存在。4.物体受力分析的基本程序：（1）确定研究对象；（2）采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力；（3）按照先重力，然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力（4）画物体受力图，没有特别要求，则画示意图即可。5.超重和失重：（1）超重：物体具有竖直向上的加速度称物体处于超重。处于超重状态的物体对支持面的压力F（或对悬挂物的拉力）大于物体的重力，即F=mg+ma.；（2）失重：物体具有竖直向下的加速度称物体处于失重。处于失重状态的物体对支持面的压力FN（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力mg，即FN=mgma，当a=g时，FN=0,即物体处于完全失重。6、牛顿定律的适用范围：（1）只适用于研究惯性系中运动与力的关系，不能用于非惯性系；（2）只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；（3）只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子。二、解析典型问题问题1：必须弄清牛顿第二定律的矢量性。300aFNmgFf图1xyxaxayx牛顿第二定律F=ma是矢量式，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。在解题时，可以利用正交分解法进行求解。例1、如图1所示，电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的6/5，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？分析与解：对人受力分析，他受到重力mg、支持力FN和摩擦力Ff作用，如图1所示.取水平向右为x轴正向，竖直向上为y轴正向，此时只需分解加速度，据牛顿第二定律可得：Ff=macos300, FN-mg=masin300因为，解得.问题2：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。L1L2图2(a)例2、如图2（a）所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为，L2水平拉直，物体处于平衡状态。现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。L1L2图2(b)（l）下面是某同学对该题的一种解法：分析与解：设L1线上拉力为T1，L2线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下保持平衡,有T1cosmg， T1sinT2， T2mgtan剪断线的瞬间，T2突然消失，物体即在T2反方向获得加速度。因为mg tanma，所以加速度ag tan，方向在T2反方向。你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。（2）若将图2(a)中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图2(b)所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与（l）完全相同，即 ag tan，你认为这个结果正确吗？请说明理由。分析与解：（1）错。因为L2被剪断的瞬间，L1上的张力大小发生了变化。剪断瞬时物体的加速度a=gsin.（2）对。因为L2被剪断的瞬间，弹簧L1的长度来不及发生变化，其大小和方向都不变。问题3：必须弄清牛顿第二定律的独立性。Mm图3当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度（力的独立作用原理），而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。那个方向的力就产生那个方向的加速度。例3、如图3所示，一个劈形物体M放在固定的斜面上，上表面水平，在水平面上放有光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是：A沿斜面向下的直线B抛物线C竖直向下的直线D.无规则的曲线。分析与解：因小球在水平方向不受外力作用，水平方向的加速度为零，且初速度为零，故小球将沿竖直向下的直线运动，即C选项正确。图4问题4：必须弄清牛顿第二定律的同体性。加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的，所以解题时一定要把研究对象确定好，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。(m+M)gFF图5例4、一人在井下站在吊台上，用如图4所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg,人的质量为M=55kg,起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2,求这时人对吊台的压力。(g=9.8m/s2)分析与解：选人和吊台组成的系统为研究对象，受力如图5所示，F为绳的拉力,由牛顿第二定律有：2F-(m+M)g=(M+m)aaFFNMg图6则拉力大小为：再选人为研究对象，受力情况如图6所示，其中FN是吊台对人的支持力。由牛顿第二定律得：F+FN-Mg=Ma,故FN=M(a+g)-F=200N.由牛顿第三定律知，人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等，方向相反，因此人对吊台的压力大小为200N，方向竖直向下。问题5：必须弄清面接触物体分离的条件及应用。相互接触的物体间可能存在弹力相互作用。对于面接触的物体，在接触面间弹力变为零时，它们将要分离。抓住相互接触物体分离的这一条件，就可顺利解答相关问题。下面举例说明。图7例5、一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为m的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。如图7所示。现让木板由静止开始以加速度a(ag匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。分析与解：设物体与平板一起向下运动的距离为x时，物体受重力mg，弹簧的弹力F=kx和平板的支持力N作用。据牛顿第二定律有：mg-kx-N=ma得N=mg-kx-ma当N=0时，物体与平板分离，所以此时F图8因为，所以。例6、如图8所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计，盘内放一个物体P处于静止，P的质量m=12kg，弹簧的劲度系数k=300N/m。现在给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在t=0.2s内F是变力，在0.2s以后F是恒力，g=10m/s2,则F的最小值是 ，F的最大值是 。分析与解：因为在t=0.2s内F是变力，在t=0.2s以后F是恒力，所以在t=0.2s时，P离开秤盘。此时P受到盘的支持力为零，由于盘和弹簧的质量都不计，所以此时弹簧处于原长。在0_0.2s这段时间内P向上运动的距离：F图9x=mg/k=0.4m因为，所以P在这段时间的加速度当P开始运动时拉力最小，此时对物体P有N-mg+Fmin=ma,又因此时N=mg，所以有Fmin=ma=240N.当P与盘分离时拉力F最大，Fmax=m(a+g)=360N.例7、一弹簧秤的秤盘质量m1=15kg，盘内放一质量为m2=105kg的物体P，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800N/m，系统处于静止状态，如图9所示。现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在最初02s内F是变化的，在02s后是恒定的，求F的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s2）分析与解：因为在t=0.2s内F是变力，在t=0.2s以后F是恒力，所以在t=0.2s时，P离开秤盘。此时P受到盘的支持力为零，由于盘的质量m1=15kg，所以此时弹簧不能处于原长，这与例2轻盘不同。设在0_0.2s这段时间内P向上运动的距离为x,对物体P据牛顿第二定律可得： F+N-m2g=m2a对于盘和物体P整体应用牛顿第二定律可得：令N=0，并由述二式求得，而，所以求得a=6m/s2.当P开始运动时拉力最小，此时对盘和物体P整体有Fmin=(m1+m2)a=72N.当P与盘分离时拉力F最大，Fmax=m2(a+g)=168N.问题6：必须会分析临界问题。例8、如图10，在光滑水平面上放着紧靠在一起的两物体，的质量是的2倍，受到向右的恒力B=2N，受到的水平力A=(9-2t)N，(t的单位是s)。从t0开始计时，则：A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的511倍；图10 Bts后,物体做匀加速直线运动； Ct4.5s时,物体的速度为零； Dt4.5s后,的加速度方向相反。分析与解：对于A、B整体据牛顿第二定律有：FA+FB=(mA+mB)a,设A、B间的作用为N，则对B据牛顿第二定律可得： N+FB=mBa解得当t=4s时N=0，A、B两物体开始分离，此后B做匀加速直线运动，而A做加速度逐渐减小的加速运动，当t=4.5s时A物体的加速度为零而速度不为零。t4.5s后,所受合外力反向，即A、B的加速度方向相反。当tg时，则小球将“飘”离斜面，只受两力作用，如图13所示，此时细线与水平方向间的夹角L1; B. L4L3;CL1L3; D. L2=L4.错解：由于中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动，而中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，所以有 L4L3，即B选项正确。分析纠错：笔者看到这道试题以后，对高考命题专家是佩服得五体投地！命题者将常见的四种不同的物理情景放在一起，让学生判别弹簧的伸长量的大小，不少学生不加思考的选择B答案。没有良好思维习惯的学生是不能正确解答本题的。这正是命题人的独具匠心！本题实际上就是判断四种情景下弹簧所受弹力的大小。由于弹簧的质量不计，所以不论弹簧做何种运动，弹簧各处的弹力大小都相等。因此这四种情况下弹簧的弹力是相等，即四个弹簧的伸长量是相等。只有D选项正确。典型错误之二：受力分析漏掉重力。例17、蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.