“物理”一词的最先出自希腊文φυσικ,原意是指自然。古时欧洲人称呼物理学作“自然哲学”。从最广泛的意义上来说即是研究大自然现象及规律的学问。
1、参考系:描述一个物体的运动时,选�
运动是绝对的,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系在而言的。
参考系的选择是任意的,被选为参考系的物体,我们假定它是静止的。选择不同的物体作为参考系,可能得出不同的结论,但选择时要使运动的描述尽量的简单。
通常以地面为参考系。
2、质点:
① 定义:用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型,是科学的抽象。
② 物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。且物体能否看成质点,要具体问题具体分析。
[关键一点]
(1)不能以物体的大小和形状为标准来判断物体是否可以看做质点,关键要看所研究问题的性质。当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时,物体可视为质点。
(2)质点并不是质量很小的点,要区别于几何学中的“点”。
3、时间和时刻:
时刻是指某一瞬间,用时间轴上的一个点来表示,它与状态量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔,用时间轴上的一段线段来表示,它与过程量相对应。
4、位移和路程:
位移用来描述质点位置的变化,是质点的由初位置指向末位置的有向线段,是矢量;
路程是质点运动轨迹的长度,是标量。
5、速度:
用来描述质点运动快慢和方向的物理量,是矢量。
(1)平均速度:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其定义式为v = Δx/Δt,方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。
(2)瞬时速度:是质点在某一时刻或通过某一位置的速度,瞬时速度简称速度,它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。
6、加速度:用量描述速度变化快慢的的物理量,其定义式为。
加速度是矢量,其方向与速度的变化量方向相同(注意与速度的方向没有关系),大小由两个因素决定。
易错现象
1、忽略位移、速度、加速度的矢量性,只考虑大小,不注意方向。
2、错误理解平均速度,随意使用。
3、混淆速度、速度的增量和加速度之间的关系。
追及和相遇问题
1.追及、相遇的特征:
追及的主要条件是:
两个物体在追赶过程中处在同一位置。两物体恰能相遇的临界条件是两物体处在同一位置时,两物体的速度恰好相同。
2.解追及、相遇问题的思路:
(1)根据对两物体的运动过程分析,画出物体运动示意图。
(2)根据两物体的运动性质,分别列出两个物体的位移方程,注意要将两物体的运动时间的关系反映在方程中。
(3)由运动示意图找出两物体位移间的`关联方程。
(4)联立方程求解。
3.分析追及、相遇问题时应注意的问题:
(1)抓住一个条件:是两物体的速度满足的临界条件。如两物体距离最大、最小,恰好追上或恰好追不上等;两个关系:是时间关系和位移关系。
(2)若被追赶的物体做匀减速运动,注意在追上前,该物体是否已经停止运动。
4.解决追及、相遇问题的方法:
(1)数学方法:列出方程,利用二次函数求极值的方法求解。
(2)物理方法:即通过对物理情景和物理过程的分析,找到临界状态和临界条件,然后列出方程求解。
纸带问题
1.判断物体的运动性质:
(1)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。
(2)由匀变速直线运动的推论△x=aT?,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。
2.加速度
(1)逐差法:a=[(x6+x5+x4)-(x3+x2+x1)]/9T?
(2)v—t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(v—t图象),然后进行描点连线,求出图线的斜率k=a。
认识形变
1、物体形状回体积发生变化简称形变。
2、分类:按形式分:压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。
按效果分:弹性形变、塑性形变
3、弹力有无的判断:
1)定义法(产生条件)
2)搬移法:假设其中某一个弹力不存在,然后分析其状态是否有变化。
3)假设法:假设其中某一个弹力存在,然后分析其状态是否有变化。
弹性与弹性限度
1、物体具有恢复原状的性质称为弹性。
2、撤去外力后,物体能完全恢复原状的形变,称为弹性形变。
3、如果外力过大,撤去外力后,物体的形状不能完全恢复,这种现象为超过了物体的弹性限度,发生了塑性形变。
探究弹力
1、产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。
2、弹力方向垂直于两物体的接触面,与引起形变的外力方向相反,与恢复方向相同。
绳子弹力沿绳的收缩方向;铰链弹力沿杆方向;硬杆弹力可不沿杆方向。
弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。
3、在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量x成正比,即胡克定律。
F=kx
4、上式的k称为弹簧的劲度系数(倔强系数),反映了弹簧发生形变的难易程度。
5、弹簧的串、并联:串联:1/k=1/k1+1/k2并联:k=k1+k2
第二节研究摩擦力
滑动摩擦力
1、两个相互接触的物体有相对滑动时,物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦。
2、在滑动摩擦中,物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力,叫做滑动摩擦力。
3、滑动摩擦力f的大小跟正压力N(≠G)成正比。即:f=μN
4、μ称为动摩擦因数,与相接触的物体材料和接触面的粗糙程度有关。0<μ<1。
5、滑动摩擦力的方向总是与物体相对滑动的方向相反,与其接触面相切。
6、条件:直接接触、相互挤压(弹力),相对运动/趋势。
7、摩擦力的大小与接触面积无关,与相对运动速度无关。
8、摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
9、计算:公式法/二力平衡法。
研究静摩擦力
1、当物体具有相对滑动趋势时,物体间产生的摩擦叫做静摩擦,这时产生的摩擦力叫静摩擦力。
2、物体所受到的静摩擦力有一个限度,这个值叫静摩擦力。
3、静摩擦力的方向总与接触面相切,与物体相对运动趋势的方向相反。
4、静摩擦力的`大小由物体的运动状态以及外部受力情况决定,与正压力无关,平衡时总与切面外力平衡。0≤F=f0≤fm
5、静摩擦力的大小与正压力接触面的粗糙程度有关。fm=μ0·N(μ≤μ0)
6、静摩擦有无的判断:概念法(相对运动趋势);二力平衡法;牛顿运动定律法;假设法(假设没有静摩擦)。
力的图示
1、力的图示是用一根带箭头的线段(定量)表示力的三要素的方法。
2、图示画法:选定标度(同一物体上标度应当统一),沿力的方向从力的作用点开始按比例画一线段,在线段末端标上箭头。
3、力的示意图:突出方向,不定量。
力的等效/替代
1、如果一个力的作用效果与另外几个力的共同效果作用相同,那么这个力与另外几个力可以相互替代,这个力称为另外几个力的合力,另外几个力称为这个力的分力。
2、根据具体情况进行力的替代,称为力的合成与分解。求几个力的合力叫力的合成,求一个力的分力叫力的分解。合力和分力具有等效替代的关系。
3、实验:平行四边形定则:P58
第四节力的合成与分解
力的平行四边形定则
1、力的平行四边形定则:如果用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形,则这两个邻边的对角线表示合力的大小和方向。
2、一切矢量的运算都遵循平行四边形定则。
合力的计算
1、方法:公式法,图解法(平行四边形/多边形/△)
2、三角形定则:将两个分力首尾相接,连接始末端的有向线段即表示它们的合力。
3、设F为F1、F2的合力,θ为F1、F2的夹角,则:
F=√F12+F22+2F1F2cosθtanθ=F2sinθ/(F1+F2cosθ)
当两分力垂直时,F=F12+F22,当两分力大小相等时,F=2F1cos(θ/2)
1)|F1—F2|≤F≤|F1+F2|
2)随F1、F2夹角的增大,合力F逐渐减小。
3)当两个分力同向时θ=0,合力:F=F1+F2
4)当两个分力反向时θ=180°,合力最小:F=|F1—F2|
5)当两个分力垂直时θ=90°,F2=F12+F22
分力的计算
1、分解原则:力的实际效果/解题方便(正交分解)
2、受力分析顺序:G→N→F→电磁力
第五节共点力的平衡条件
共点力
如果几个力作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于同一点(该点不一定在物体上),这几个力叫做共点力。
滑动摩擦力
1.两个相互接触的物体有相对滑动时,物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦。
2.在滑动摩擦中,物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力,叫做滑动摩擦力。
3.滑动摩擦力f的大小跟正压力N(G)成正比。即:f=N
4.称为动摩擦因数,与相接触的物体材料和接触面的粗糙程度有关。01。
5.滑动摩擦力的方向总是与物体相对滑动的方向相反,与其接触面相切。
6.条件:直接接触、相互挤压(弹力),相对运动/趋势。
7.摩擦力的大小与接触面积无关,与相对运动速度无关。
8.摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
9.计算:公式法/二力平衡法。
机械能守恒定律
(1)机械能:动能,重力势能,弹性势能的总称
总机械能:E=Ek+Ep是标量也具有相对性
机械能的变化,等于非重力做功(比如阻力做的功)
ΔE=W非重
机械能之间可以相互转化
(2)机械能守恒定律:只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能
发生相互转化,但机械能保持不变
表达式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2成立条件:只有重力做功
物体运动的速度
物体通过的路程与所用的时间之比叫做速度。
平均速度(与位移、时间间隔相对应)
物体运动的平均速度v是物体的位移s与发生这段位移所用时间t的比值。其方向与物体的位移方向相同。单位是m/s。
v=s/t瞬时速度(与位置时刻相对应)瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度。其方向是物体在运动轨迹上过该点的切线方向。瞬时速率(简称速率)即瞬时速度的大小。
速率速度
速度变化的快慢加速度
1.物体的加速度等于物体速度变化(vt—v0)与完成这一变化所用时间的比值
a=(vt—v0)/t
2.a不由△v、t决定,而是由F、m决定。
3.变化量=末态量值—初态量值……表示变化的大小或多少
4.变化率=变化量/时间……表示变化快慢
5.如果物体沿直线运动且其速度均匀变化,该物体的运动就是匀变速直线运动(加速度不随时间改变)。
6.速度是状态量,加速度是性质量,速度改变量(速度改变大小程度)是过程量。
物体的内能
(1)分子动能:做热运动的分子具有动能,在热现象的研究中,单个分子的动能是无研究意义的,重要的是分子热运动的平均动能。温度是物体分子热运动的平均动能的标志。
(2)分子势能:分子间具有由它们的相对位置决定的势能,叫做分子势能。分子势能随着物体的体积变化而变化。分子间的作用表现为引力时,分子势能随着分子间的距离增大而增大。分子间的作用表现为斥力时,分子势能随着分子间距离增大而减小。对实际气体来说,体积增大,分子势能增加;体积缩小,分子势能减小。
(3)物体的内能:物体里所有的分子的动能和势能的总和叫做物体的内能。任何物体都有内能,物体的内能跟物体的温度和体积有关。
(4)物体的内能和机械能有着本质的区别。物体具有内能的同时可以具有机械能,也可以不具有机械能。
1、受力分析:
要根据力的概念,从物体所处的环境(与多少物体接触,处于什么场中)和运动状态着手,其常规如下:
(1)确定研究对象,并隔离出来;
(2)先画重力,然后弹力、摩擦力,再画电、磁场力;
(3)检查受力图,找出所画力的施力物体,分析结果能否使物体处于题设的运动状态(静止或加速),否则必然是多力或漏力;
(4)合力或分力不能重复列为物体所受的力。
2、整体法和隔离体法
(1)整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力。
(2)隔离法:就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑物体对其它物体的作用力。
(3)方法选择
所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
3、注意事项:
正确分析物体的受力情况,是解决力学问题的基础和关键,在具体操作时应注意:
(1)弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间,因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在,如果存在,则根据弹力和摩擦力的方向,画好这两个力
(2)画受力图时要逐一检查各个力,找不到施力物体的力一定是无中生有的,同时应只画物体的受力,不能把对象对其它物体的施力也画进去
易错现象:
1.不能正确判定弹力和摩擦力的有无;
2.不能灵活选取研究对象;
3.受力分析时受力与施力分不清。
牛顿第二定律
1.物体的加速度跟所受合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2.a=k·F/m(k=1)→F=ma。
3.k的数值等于使单位质量的物体产生单位加速度时力的大小。国际单位制中k=1。
4.当物体从某种特征到另一种特征时,发生质的飞跃的转折状态叫做临界状态。
5.极限分析法(预测和处理临界问题):通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端,从而把临界现象暴露出来。
6.牛顿第二定律特性:
①矢量性:加速度与合外力任意时刻方向相同。
②瞬时性:加速度与合外力同时产生/变化/消失,力是产生加速度的原因。
③相对性:a是相对于惯性系的,牛顿第二定律只在惯性系中成立。
④独立性:力的独立作用原理:不同方向的合力产生不同方向的加速度,彼此不受对方影响。(5)同体性:研究对象的统一性。
考点1:共点力的平衡条件
平衡状态的定义:
如果一个物体在力的作用下保持静止或者匀速直线运动的状态,我们就说这个物体处于平衡状态。
平衡状态的条件:
在共点力作用下,物体的平衡条件是合力为零。
考点2:超重和失重
超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。
失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。
考点3:从动力学看自由落体运动
物体做自由落体运动的条件是:
1,物体是从静止开始下落的,即运动的初速度为零。
2,运动过程中它只受到重力的作用。