【正文】 或此方向的分量 ay) 向上超重 (加速向上或減速向下 )F=m(g+a)；向下失重 (加速向下或減速上升 )F=m(ga) 難點(diǎn)：一個(gè)物體的運(yùn)動導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運(yùn)動 1 到 2 到 3 過程中 ( 3 除外 )超重狀態(tài) 繩剪斷后臺稱示數(shù) 鐵木球的運(yùn)動 系統(tǒng)重心向下加速 用同體積的水去補(bǔ)充 斜面對地面的壓力 ? 地面對斜面摩擦力 ? 導(dǎo)致系統(tǒng)重心如何運(yùn)動？ ◆ ： 兩個(gè)相當(dāng)重要典型的物理模型，后面的動量守恒中專題講解 ◆ ： ◆ ： 一個(gè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對運(yùn)動的過程中， a 圖 9 ? 13 S1 S2 0 F t t 或 s 在此方向遵從 ① 動量守恒方程： mv=MV； ms=MS ； ② 位移關(guān)系方程 s+S=d ? s= dMmM? M/m=Lm/LM 載人氣球原靜止于高 h 的高空 ,氣球質(zhì)量為 M,人的質(zhì)量為 ，則繩梯至少為多長？ ◆ ： F=Kx (X、 F、 a、 v、 A、 T、 f、 EK、 EP 等量的 變化規(guī)律 )水平型或豎直型 ◆ ： T=2? gl/ （類單擺）利用單擺測重力加速度 ◆ ： 特點(diǎn) :傳播的是振動形式和能量 ,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動并不隨波遷移。 解決物理問題的一般方法可歸納為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)： 原始的物理模型可分為如下兩類： 20m M m O R 審視物理情景 構(gòu)建物理模型 轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題 還原為物理結(jié)論 對象模 型（質(zhì)點(diǎn)、輕桿、輕繩、彈簧振子、單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、理想電表、理想變壓器、勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場、點(diǎn)光源、光線、原子模型等） 過程模型（勻速直線運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、平拋運(yùn)動、簡諧運(yùn)動、簡諧波、彈性碰撞、自由落體運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動等） 物理模型 14 物理解題方法： 如 整體法 、假設(shè)法、極限法、逆向思維法、物理模型法、等效法、物理圖像法等． ● 知識分類舉要 力的瞬時(shí)性（產(chǎn)生 a） F=ma、 ? 運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生 變化 ? 牛頓第二定律 1．力的三種效應(yīng)： 時(shí)間積累效應(yīng) (沖量 )I=Ft、 ? 動量發(fā)生變化 ? 動量定理 空間積累效應(yīng) (做功 )w=Fs? 動能發(fā)生變化 ? 動能定理 2．動量觀點(diǎn) ： 動量 (狀態(tài)量 )： p=mv= KmE2 沖量 (過程量 )： I = F t 動量定理： 內(nèi)容：物體所 受合外力的沖量等于它的動量的變化。 例：火車在某一恒定牽引力作用下拖著拖車勻速前進(jìn)，拖車在脫勾后至停止運(yùn)動前的過程中 (受合外力為零 )動量守恒 “動量守恒定律”、“動量定理”不僅適用于短時(shí)間的作用，也適用于長時(shí)間的作用。 同時(shí)性 ： v v2是相互作用前同一時(shí)刻的速度， v139。122212139。 ◆ “一動一靜”彈性碰撞規(guī)律： 即 m2v2=0 ； 22221 vm=0 代入 (1)、 (2)式 解得： v139。=v1 即 m1 與 m2 交換速度 當(dāng) m1m2 時(shí)， v139?！?2m1v1=2p1 C． 初動能 EK1一定， 當(dāng) m1=m2 時(shí)， EK239。 推論三： 完全非彈性碰撞碰后的速度相等 推論四： 碰撞過程受 (動量守恒 )(能量不會增加 )和 (運(yùn)動的合理性 )三個(gè)條件的制約。 由上式不難求得平均阻力的大?。?? ?dmMMmvf ?? 2 20 至于木塊前進(jìn)的距離 s2，可以由以上②、③相比得出： 從牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式出發(fā)，也可以得出同樣的結(jié)論 。如果發(fā)生相互作用前系統(tǒng)就具有一定的動量，那就不能再用 m1v1=m2v2 這種 形式列方程，而要利用 (m1+m2)v0= m1v1+ m2v2 列式。 ? 摩擦力和空氣阻力做功 W=fd 路程 ? E 內(nèi)能 (發(fā)熱 ) ? 一對互為作用力反作用力的摩擦力做的總功，用來量度該過程系統(tǒng)由于摩擦而減小的機(jī)械能， 也就是系統(tǒng)增加的內(nèi)能。 做功的過程是物體能量的轉(zhuǎn)化過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了變化，功是能量轉(zhuǎn)化的量度． (1)動能定理 合外力對物體做的總功 =物體動能的增量．即kkk EEEmvmvW ?????? 122122 2121合 (2) 與勢能相關(guān)力做功? 導(dǎo)致與之相關(guān)的勢能變化 重力 重力對物體所做的功 =物體重力勢能增量的負(fù)值．即 WG=EP1—EP2= —Δ EP 重力做正功，重力勢能減少；重力做負(fù)功，重力勢能增加． 彈簧彈力 彈力對物體所做的功 =物體彈性勢能增量的負(fù)值．即 W 彈力 =EP1—EP2= —Δ EP 彈力做正功 ,彈性勢能減少；彈力做負(fù)功，彈性勢能增加． 分子力 分子力對分子所做的功 =分子勢能增量的負(fù)值 電場力 電場力對電荷所做的功 =電荷電勢能增量的負(fù)值 電場力做正功 ,電勢能減少 。 （ 2）力大小可確定，(1)運(yùn)動過程的階段性分析與受力分析 (2)運(yùn)用牛頓第二定律求 a （ 1）學(xué)會畫運(yùn)動情境草，并對物體進(jìn)行受力分。有兩層含義： (1)做功 的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程 , (2)做功的多少決定了能轉(zhuǎn)化的數(shù)量 ,即 :功是能量轉(zhuǎn)化的量度 強(qiáng)調(diào)： 功是一種過程量 ，它和一段位移（一段時(shí)間）相對應(yīng)；而 能是一種狀態(tài)量 ，它與一個(gè)時(shí)刻相對應(yīng)。 只有重力做功時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。 做這類題目時(shí)一定要畫好示意圖，把各種數(shù)量關(guān)系和速度符號標(biāo)在圖上，以免列方程時(shí)帶錯(cuò)數(shù)據(jù)。 從動量的角度看，子彈射入木塊過程中系統(tǒng)動量守恒： ? ?vmMmv ??0 從能量的角度看，該過程系統(tǒng)損失的動能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能。 d 相 = 20mv21一 39。=m2v239?！?2v1 (高射炮打蚊子 ) 當(dāng) m1=m2 時(shí)， v139。） 討論 :① 一動一靜且二球質(zhì)量相等時(shí)的彈性正碰 ： 速度交換 ② 大碰小一起向前；質(zhì)量相等，速度交換；小碰大，向后返。 ◆ 彈性碰撞： 彈性碰撞應(yīng)同時(shí)滿足： ????? ??????????)2(vm21vm2121vm21)1(vmvmvm22221122221122112211vmvm 239。不注意正方向的設(shè)定，往往得出錯(cuò)誤結(jié)果。 ④ 系統(tǒng)在某一個(gè)方向的合外力為零，在這個(gè)方向的動量守恒。 ● 模型法常常有下面三種情況 (1)“對象模型”： 即把研究的對象的本身理想化． 用來代替由具體物質(zhì)組成的、代表 研究對象的實(shí)體系統(tǒng)，稱為對象模型（也可稱為概念模型）， 實(shí)際物體在某種條件下的近似與抽象，如質(zhì)點(diǎn)、光滑平面、理想氣體、理想電表等； 常見的如“力學(xué)”中有質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、輕繩或桿、輕質(zhì)彈簧、單擺、彈簧振子、彈性體、絕熱物質(zhì)等； (2)條件模型： 把研究對象所處的外部條件理想化 .排除外部條件中干擾研究對象運(yùn)動變化的次要因素，突出外部條件的本質(zhì)特征或最主要的方面，從而建立的物理模型稱為條件模型． (3)過程模型： 把具體過理過程純粹化、理想化后抽象出來的一種物理過程，稱過程模型 理想化了的物理現(xiàn)象或過程，如勻速直線運(yùn)動 、自由落體運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動、平拋運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、簡諧運(yùn)動等。而不能夠整個(gè)過程用機(jī)械能守恒。2A mv21mv21 ? 39。 （ 4）建立直角坐標(biāo)系（以指向圓心方向?yàn)?x軸正方向）將力正交分 解。 m2 m1 F m1 m2 10 為轉(zhuǎn)彎時(shí)規(guī)定速度）（得由 合 0020s int a n vLR g hvRvmLhmgmgmgF ????? ??Rgv ?? ?tan0 (是內(nèi)外軌對火車都無摩擦力的臨界條件 ) ①當(dāng)火車行駛速率 V等于 V0時(shí)， F合 =F向 ，內(nèi)外軌道對輪緣都沒有側(cè)壓力 ②當(dāng)火車行駛 V大于 V0時(shí)， F合 F向 ，外軌道對輪緣有側(cè)壓力， F合 +N= R2mv ③當(dāng)火車行駛速率 V小于 V0時(shí)， F合 F向 ，內(nèi)軌道對輪緣有側(cè)壓力， F合 N39。 整體法 是指連接體內(nèi)的物體間無相對運(yùn)動時(shí) ,可以把物體組作為整體，對整體用牛二定律列方程 隔離法 是指在需要求連接體內(nèi)各部分間的相互作用 (如求相互間的壓力或相互間的摩擦力等 )時(shí)，把某物體從連接體 中隔離出來進(jìn)行分析的方法。xx yxy ?? ③ 所以 : xx2139。 ：勻速直線運(yùn)動和初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的合運(yùn)動 （ 1）運(yùn)動特點(diǎn)： a、只受重力； b、初速度與重力垂直．盡管其速度大小和方向時(shí)刻在改變，但其運(yùn)動的加速度卻恒為重力加速度 g，因而平拋運(yùn)動是一個(gè)勻變速曲線運(yùn)動。 討論： 。 解：（ 1）、設(shè)在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，汽車勻速行駛的位移大小為 1s ； 剎車 后汽車做勻減速直線運(yùn)動的位移大小為 2s ，加速度大小為 a 。 中時(shí)刻的 即時(shí)速度等于這段的平均速度 （運(yùn)用 V 可快速求位移） ? 是判斷物體是否作勻變速直線運(yùn)動的方法。 力的獨(dú)立作用和運(yùn)動的獨(dú)立性 當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度，就象其它力不存在一樣，這個(gè)性質(zhì)叫做 力的獨(dú)立作用原理。 (2) 兩個(gè)力的合力范圍： ? F1－ F2 ? ? F?? F1 +F2 ? α F2 F F1 θ 3 (3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于 分力。 受力分析入手 （即力的大小、方向、力的性質(zhì)與特征，力的變化及做功情況等）。 說明：凡矢量式中用“ +”號都為合成符號，把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算的前提是先規(guī)定正方向。（解答物理題必須明確的內(nèi)容） 力學(xué)問題中的 “過程”、“狀態(tài)”的分析和建立及應(yīng)用物理模型 在物理學(xué)習(xí)中是至關(guān)重要的。 5 種基本運(yùn)動模型 1 靜止或作勻速直線運(yùn)動 （平衡態(tài)問題） ； 1 萬有引力定律 B 2 胡克定律 B 3 滑動摩擦定律 B 4 牛頓第一定律 B 5 牛頓第二定律 B 力學(xué) 6 牛頓第三定律 B 7 動量守恒定律 B 8 機(jī)械能守恒定律 B 9 能的轉(zhuǎn)化守恒定律． 10 電荷守恒定律 11 真空中 的庫侖定律 12 歐姆定律 13 電阻定律 B 電學(xué) 14 閉合電路的歐姆定律 B 15 法拉第電磁感應(yīng)定律 16 楞次定律 B 17 反射定律 18 折射定律 B 定理： ① 動量定理 B ② 動能定理 B 做功跟動能改變的關(guān)系 2 2 勻變速直 、曲 線運(yùn)動 （以下均為非平衡態(tài)問題）； 3 類平拋運(yùn)動； 4 勻速圓周運(yùn)動； 5 振動。知識分類舉要 1． 力的合成與分解、物體的平衡 ?求 F1 、 F2 兩個(gè)共點(diǎn)力的合力的公式： Ｆ＝ ?C O SFFFF 212221 2?? 合力的方向與 F1成 ?角： tg?= FF F21 2sincos? ?? 注意： (1) 力的合成和分解都均遵從平行四邊行定則。 d、靜止的物體可以受滑動摩擦力的作 用，運(yùn)動的物體也可以受靜摩擦力的作用。 初速 無論是否為零 ,只要是勻變速直線運(yùn)動 的質(zhì)點(diǎn) ,就具有下面兩個(gè)很重要的特點(diǎn)： 在連續(xù)相鄰相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為一常數(shù)； ?s = aT2（判斷物體是否作勻變速運(yùn)動的依據(jù)）。一般為 cm 試通過計(jì)算推導(dǎo)出的剎車距離 s 的表達(dá)式：說明公路旁書寫“嚴(yán)禁超載、超速及酒后駕車”以及“雨天路滑車輛減速行駛”的原理。 追及條件： 追者和被追者 v 相等是能否追上、兩者間的距離有極值、能否避免碰撞的臨界條件。 (3)氫原子核外電子繞原子核作勻速圓周運(yùn)動的向心力由原子核對核外電子的庫侖力提供 。0xy vgtvvta n xx y????? ① 位移 : Sx= Vot 2y gt21s ? 22 yx sss ?? 002 gt21tgtta n 21vvxy ???? ② 7 由 ① ② 得： ?? tan21tan ? 即 )(21 39。解決這類問題的基本方法是整體法和隔離法。由于外軌略高于內(nèi)軌，使得火車所受重力和支持力的合力 F合 提供向心力。 （ 3）分析物體受力情況，千萬別臆想出一個(gè)向心力來。2B39。 討論：若作圓周運(yùn)動最高點(diǎn)速度 V0 gR ，運(yùn)動情況為先平拋，繩拉直時(shí)沿繩方向的速度消失 即是有能量損失，繩拉緊后沿圓周下落機(jī)械能守恒。 ? 在各類習(xí)題中出現(xiàn)的圖象：如力學(xué)中的 Ft 圖、電磁振蕩中的 qt 圖、電學(xué)中的 PR 圖、電磁感應(yīng)中的Φ t 圖、 Et圖等。 ③ 系統(tǒng)受外力作用，合外力也不為零，但合外力