【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 部質(zhì)量。隨著學(xué)習(xí)的深入, 對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解將會(huì)更加深刻。 應(yīng)該知道, 理想模型是實(shí)際物體的一種科學(xué)的抽象, 采取這種方法是抓住問(wèn)題中物體的主要特征, 簡(jiǎn)化對(duì)物體的研究, 而把物體看成一個(gè)點(diǎn), 它是實(shí)際物體的一種近似。我們把物體看成質(zhì)點(diǎn)是在研究問(wèn)題中, 物體的形狀、大小各部分運(yùn)動(dòng)的差異是不起作用的或是次要的因素。這有兩種情況: ①物體各部分運(yùn)動(dòng)情況相同, 即物體做平動(dòng)。 ②物體有轉(zhuǎn), 但因轉(zhuǎn)動(dòng)引起的物體各部分運(yùn)動(dòng)的差異, 對(duì)我們研究問(wèn)題不起主要作用。一個(gè)很好例子就是研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)可把地球看成質(zhì)點(diǎn), 研究地球上晝夜交替時(shí)要考慮地球自轉(zhuǎn), 不能把地球看成質(zhì)點(diǎn)。再如乒乓球旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)球的運(yùn)動(dòng)有較大影響, 運(yùn)動(dòng)員在發(fā)球、擊球時(shí)都要考慮, 就不能把球簡(jiǎn)單地看成質(zhì)點(diǎn)。應(yīng)該指出絕不能誤解為小物體可以看成質(zhì)點(diǎn), 大物體就不能看成質(zhì)點(diǎn)。又如我們?cè)谶\(yùn)動(dòng)會(huì)上投擲手榴彈、鉛球、標(biāo)槍時(shí)如何測(cè)量距離計(jì)成績(jī)。此時(shí)常常不考慮物體各部分運(yùn)動(dòng)的差異, 而物體簡(jiǎn)化為一個(gè)沒(méi)有大小、形狀的點(diǎn)。這就是研究問(wèn)題的一種科學(xué)抽象的方法。 最后還要強(qiáng)調(diào)指出: 研究質(zhì)點(diǎn)模型的意義有兩個(gè)方面: 在物體、形狀、大小不起主要作用時(shí)把物體看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。 在物體形狀、大小起主要作用時(shí), 把物體看成由無(wú)數(shù)多個(gè)質(zhì)點(diǎn)所組成。所以研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng), 是研究實(shí)際物體運(yùn)動(dòng)的近似和基礎(chǔ)。在中學(xué)力學(xué)中研究對(duì)象如不特別指出: (除非涉及到轉(zhuǎn)動(dòng))即是質(zhì)點(diǎn)。（三）、位移和路程 位移: 位置的改變。位移是矢量, 不僅有大小, 而且還有方向, 它可用一個(gè)從起點(diǎn)到終點(diǎn)的有向線段表示。例如: 從甲地到乙地如右圖所示: 可以沿直線從甲到乙地, 起點(diǎn)為甲地的A點(diǎn), 終點(diǎn)是乙地的B點(diǎn), 則位移大小為線段AB長(zhǎng), 方向從A到B方向, 還可沿ACB曲線由甲地到乙地, 還可沿折線ADB從甲地到乙地, 盡管通過(guò)的路徑不同, 但它們的起點(diǎn)和終點(diǎn)相同, 所以位移一樣, 路程不一樣。路程是運(yùn)動(dòng)的軌跡是標(biāo)量, 只有大小無(wú)方向。如果物體從甲地A點(diǎn)沿直線到乙地的B點(diǎn)后繼續(xù)沿AB延長(zhǎng)線到E, 由E又返回到B, 此時(shí)位移仍為AB(長(zhǎng))方向: A指向B, 而路程則為AE的長(zhǎng)度加上線段BE的長(zhǎng)度。應(yīng)該指出: 只有做直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn), 且始終向著同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí), 位移的大小才等于路程。又如一物體沿半徑為R的圓弧做圓周運(yùn)動(dòng)如圖示: 從圖周的一點(diǎn)A出發(fā)(直徑的一端)分別經(jīng)圓弧。 到達(dá)直徑的另一端B點(diǎn), 其位移大小都為2R方向A174。B, 路程為整個(gè)圓周長(zhǎng)的。若經(jīng)圓周長(zhǎng)分別沿逆時(shí)和順時(shí)針?lè)较虻竭_(dá)C或D點(diǎn)則位移的大小(因起點(diǎn)為A, 終點(diǎn)分別為C、D), 方向不同分別為A174。C。 A174。D, 路程相等為。若分別沿逆時(shí)針由A經(jīng)C、B到D, 或由A經(jīng)D、B到C, 根據(jù)位移表示為起終點(diǎn)的有向線段, 則位移大小分別為。 方向分別為A174。D。 A174。C。而路程相等都是圓周長(zhǎng)。假如從A點(diǎn)出發(fā), 分別沿逆時(shí)針?lè)较蚧蝽槙r(shí)針?lè)较蛴只氐紸點(diǎn)。此時(shí)位移為零, 路程則為圓長(zhǎng)。 又一物體沿斜面從底端的A斜向上滑到最遠(yuǎn)點(diǎn)B后返回滑到C, 最后到A如右圖所示: 試說(shuō)明物體分別滑到B、C、A的位移和路程各為多少？從A到B, 因?yàn)檠刂本€且方向始終不變, 所以位移和路程大小相等為AB線段長(zhǎng)度, 位移的方向A174。B。由A經(jīng)B到C, 位移大小為AC線段的長(zhǎng)度, 位移的方向A174。C, 而路程則為線段AB長(zhǎng)度加上BC線段的長(zhǎng)度。當(dāng)從A經(jīng)B到C又滑到A時(shí), 位移為零, 則路程為線段AB長(zhǎng)度的2倍。 現(xiàn)有皮球從離地面5m高處下落, 經(jīng)與地面接觸后彈跳到離地面高4m處接住, 試說(shuō)明皮球的位移, 和路程？ 依據(jù)位移表示為起點(diǎn)到終點(diǎn)的有向線段, 位移大小為(5－4) = 1(m)方向豎直向下, 而路程為5 + 4 = 9(m)。（四）、勻速直線運(yùn)動(dòng) 速度 首先應(yīng)認(rèn)識(shí)到, 勻速直線運(yùn)動(dòng)也是一種理想模型, 它是運(yùn)動(dòng)中最簡(jiǎn)單的一種, 研究復(fù)雜的問(wèn)題, 從最簡(jiǎn)單的開(kāi)始, 是一種十分有益的研究方法。實(shí)際上物體的勻速直線運(yùn)動(dòng)是不存在的, 不過(guò)不少物體的運(yùn)動(dòng)可以按勻速直線處理。這里對(duì)物體在一直線上運(yùn)動(dòng)就不好做到, 而如果在相等的時(shí)間里位移相等, 應(yīng)理解為在任意相等的時(shí)間, 不能只理解為一小時(shí)、一分鐘、或一秒鐘, 還可以更小……。認(rèn)真體會(huì)“任意”相等的時(shí)間里位移都相等的含意, 才能理解到勻速的意義。進(jìn)而再去理解描述物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)快慢的物理量速度的概念, 是在勻速直線運(yùn)動(dòng)中, 位移跟時(shí)間的比值, 更確切的講是位移跟通過(guò)比位移所用時(shí)間的比值。就更加準(zhǔn)確。而不用單位時(shí)間內(nèi)的位移去表述速度概念。只說(shuō)明速度在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)位移的大小。 還必須強(qiáng)調(diào)指出: ①速度和速率常常有些同學(xué)混淆不清。速度是矢量不但有大小, 而且有方向。速率通常是指速度的大小, 這在今后解決問(wèn)題時(shí)會(huì)用到。②這里第一次出現(xiàn)用比值的形式表示物理量之間的關(guān)系, 只考慮速度大小, 稱之為定義式。將來(lái)隨著學(xué)習(xí)深入, 還會(huì)出現(xiàn), 決定式和量度式。③由于勻速直線運(yùn)動(dòng)中, 速度大小、方向都不變, 所以勻速直線運(yùn)動(dòng)是速度不變的運(yùn)動(dòng)。④由速度的定義式可以準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)物體在給定時(shí)間內(nèi)的位移即稱之為勻速運(yùn)動(dòng)的位移公式。（五）、勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖象, 含位移和時(shí)間的關(guān)系圖象——位移時(shí)間圖象以及速度和時(shí)間關(guān)系的圖象——速度時(shí)間圖象。這是學(xué)習(xí)高中物理以來(lái)第一次出現(xiàn)圖象, 即應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力: 必要時(shí)能夠運(yùn)用函數(shù)圖象進(jìn)行表達(dá)分析。通常圖象是根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)作出的。如位移圖象 依據(jù)S = vt不同時(shí)間對(duì)應(yīng)不同的位移, 位移S與時(shí)間t成正比。所以勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移圖象是過(guò)原點(diǎn)的一條傾斜的直線, 這條直線是表示正比例函數(shù)。而直線的斜率即勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度。(有)所以由位移圖象不僅可以求出速度, 還可直接讀出任意時(shí)間內(nèi)的位移(t1時(shí)間內(nèi)的位移S1)以及可直接讀出發(fā)生任一位移S2所需的時(shí)間t2。 由于勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度不隨時(shí)間而改變, 所以它的速度圖象是平行時(shí)間軸的直線。（六）、變速直線運(yùn)動(dòng)、平均速度、瞬時(shí)速度 變速直線運(yùn)動(dòng), 強(qiáng)調(diào)物體沿直線運(yùn)動(dòng), 與勻速比相等時(shí)間內(nèi)位移不相等。即沒(méi)有恒定的速度, 要想描述其運(yùn)動(dòng)快慢程度, 只有粗略的按勻速運(yùn)動(dòng)處理, 把在變速直線運(yùn)動(dòng)中, 運(yùn)動(dòng)物體的位移和所用時(shí)間的比值, 叫做這段時(shí)間內(nèi)的或通過(guò)這段位移的平均速度。表示為, 如果一段位移S內(nèi), 分作幾段位移SSS3……。而在每一段位移內(nèi)可視為勻速, 其速度分別為vvv3……。求這一段位移S內(nèi)的平均速度？依定義式并會(huì)用平均速度去計(jì)算位移和時(shí)間。 瞬時(shí)速度: 描述的是變速運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度。它能最精確地描述變速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在某位置運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)方向, 它是把平均速度的時(shí)間無(wú)限縮短到時(shí)刻。它的方向總是運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向。小結(jié) 知道機(jī)械運(yùn)動(dòng)、平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)。 參照物的概念。 質(zhì)點(diǎn)的概念以及把物體簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)的條件。勻速、變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。 理解靜止和運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。 位移的概念會(huì)用圖象法表示位移矢量, 理解速度的定義、物理意義速度是矢量及速率的概念, 理解平均速度, 即時(shí)速度的物理意義。了解即時(shí)速度與平均速度的區(qū)別和聯(lián)系。 掌握位移和路程的區(qū)別和聯(lián)系, 并能在具體問(wèn)題中正確識(shí)別位移和路程。 掌握速度的概念, 速度的單位和換算。 掌握勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律, 能熟練運(yùn)用勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式求解問(wèn)題。會(huì)畫勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移圖象和速度圖象, 會(huì)從圖象判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 掌握平均速度的定義, 并能運(yùn)用公式求變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度, 從而計(jì)算位移和時(shí)間。 必須再次強(qiáng)調(diào)以下三點(diǎn): 位移和路程不同 位移是表示質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量, 可以用由初位置到末位置的有向線段來(lái)表示, 位移既有大小, 又有方向, 是矢量。路程表示質(zhì)點(diǎn)在一定時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度, 只有大小, 沒(méi)有方向, 是標(biāo)度。只有當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條直線, 運(yùn)動(dòng)方向不變時(shí), 路程與位移的大小相等, 其他情況下, 路程的數(shù)值都大于位移的數(shù)值。 時(shí)刻和時(shí)間不同 時(shí)間反映一段時(shí)的間隔, 如“一節(jié)課的時(shí)間是45分鐘”“一秒內(nèi)”“第二秒”等都表示時(shí)間。而時(shí)刻反映的是時(shí)間里的某一點(diǎn), 如上第一節(jié)課的時(shí)刻是“八點(diǎn)十分”“一秒末”“第三秒初”等表示的是時(shí)刻。時(shí)間與時(shí)刻都是標(biāo)量。對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體, 時(shí)刻與位置對(duì)應(yīng), 時(shí)間與位移對(duì)應(yīng)。 速度和速率不同 速度是描述物體位置變化快慢的物理量, 在勻速直線運(yùn)動(dòng)中速度等于位移跟時(shí)間的比值, 是矢量, 方向與位移方向一致。速率是速度的大小, 是標(biāo)量。在勻速直線運(yùn)動(dòng)中, 速度與速率數(shù)值相等, 僅是矢量和標(biāo)量的區(qū)別。 在變速運(yùn)動(dòng)中, 物體位移與時(shí)間的比是平均速度。 路程與時(shí)間的比是平均速率。如果運(yùn)動(dòng)物體軌跡是曲線, 或做往返直線運(yùn)動(dòng), 由于路程的值大于位移的值, 所以平均速度和平均速率不僅有矢量和標(biāo)量的區(qū)別, 數(shù)值上也不相等。如汽車環(huán)城跑了一圈又回到初始位置, 位移是零, 平均速度是零, 而路程不為零, 平均速率不為零。 在變速運(yùn)動(dòng)中, 當(dāng)時(shí)間趨于零時(shí), 在極短時(shí)間內(nèi)的平均速度, 叫該時(shí)刻的即時(shí)速度。即時(shí)速率與即時(shí)速度的大小相等, 只是標(biāo)量與矢量的區(qū)別。閉合電路的基本規(guī)律、電學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)要點(diǎn)： 電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。定義式為：。要注意理解：（1）是由電源本身所決定的，跟外電路的情況無(wú)關(guān)。（2）的物理意義：電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電路中通過(guò)1庫(kù)侖電量時(shí)電源所提供的電能或理解為在把1 庫(kù)侖正電荷從負(fù)極（經(jīng)電源內(nèi)部）搬送到正極的過(guò)程中，非靜電力所做的功。（3）注意區(qū)別電動(dòng)勢(shì)和電壓的概念。電動(dòng)勢(shì)是描述其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的物理量，是反映非靜電力做功的特性。電壓是描述電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的物理量，是反映電場(chǎng)力做功的特性。 閉合電路的歐姆定律： （1）意義：描述了包括電源在內(nèi)的全電路中，電流強(qiáng)度與電動(dòng)勢(shì)及電路總電阻之間的關(guān)系。 （2）公式：；常用表達(dá)式還有：。 路端電壓U，內(nèi)電壓U’隨外電阻R變化的討論：外電阻R 總電流內(nèi)電壓路端電壓增大減小減小增大（斷路）OO等于減小增大增大減小（短路）（短路電流） 閉合電路中的總電流是由電源和電路電阻決定，對(duì)一定的電源，r視為不變，因此，的變化總是由外電路的電阻變化引起的。根據(jù)，畫出U——R圖像，能清楚看出路端電壓隨外電阻變化的情形。 還可將路端電壓表達(dá)為，以，r為參量，畫出U——I圖像。 這是一條直線，縱坐標(biāo)上的截距對(duì)應(yīng)于電源電動(dòng)勢(shì)，橫坐標(biāo)上的截距為電源短路時(shí)的短路電流，直線的斜率大小等于電源的內(nèi)電阻，即。 在電源負(fù)載為純電阻時(shí)，電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系是：。由此式可以看出：當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻，即R = r時(shí)，電源的輸出功率最大，最大輸出功率為，電源輸出功率與外電阻的關(guān)系可用P——R圖像表示。 電源輸出功率與電路總電流的關(guān)系是：。顯然，當(dāng)時(shí)，電源輸出功率最大，且最大輸出功率為：。P——I圖像如圖所示。 選擇路端電壓為自變量，電源輸出功率與路端電壓的關(guān)系是： 顯然，當(dāng)時(shí)。P——U圖像如圖所示。 綜上所述，恒定電源輸出最大功率的三個(gè)等效條件是：（1）外電阻等于內(nèi)電阻，即。（2）路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)的一半，即。（3）輸出電流等于短路電流的一半，即。除去最大輸出功率外，同一個(gè)輸出功率值對(duì)應(yīng)著兩種負(fù)載的情況。一種情況是負(fù)載電阻大于內(nèi)電阻，另一種情況是負(fù)載電阻小于內(nèi)電阻。顯然，負(fù)載電阻小于內(nèi)電阻時(shí)，電路中的能量主要消耗在內(nèi)電阻上，輸出的能量小于內(nèi)電阻上消耗的能量，電源的電能利用效率低，電源因發(fā)熱容易燒壞，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該避免。 同種電池的串聯(lián)： n個(gè)相同的電池同向串聯(lián)時(shí)，設(shè)每個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)電阻為r，則串聯(lián)電池組的總電動(dòng)勢(shì)，總內(nèi)電阻，這樣閉合電路歐姆定律可表示為，串聯(lián)電池組可以提高輸出的電壓，但應(yīng)注意電流不要超過(guò)每個(gè)電池能承受的最大電流。 電阻的測(cè)量： （1）伏安法：伏安法測(cè)電阻的原理是部分電路的歐姆定律，測(cè)量電路有安培表內(nèi)接或外接兩種接法，如圖甲、乙： 兩種接法都有系統(tǒng)誤差，測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系為：當(dāng)采用安培表內(nèi)接電路（甲）時(shí)，由于安培表內(nèi)阻的分壓作用，電阻的測(cè)量值；當(dāng)采用安培表外接電路（乙）時(shí)，由于伏特表的內(nèi)阻有分流作用，電阻的測(cè)量值，可以看出：當(dāng)和時(shí)，電阻的測(cè)量值認(rèn)為是真實(shí)值，即系統(tǒng)誤差可以忽略不計(jì)。所以為了確定實(shí)驗(yàn)電路，一般有兩種方法：一是比值法，若時(shí)，通常認(rèn)為待測(cè)電阻的阻值較大，安培表的分壓作用可忽略，應(yīng)采用安培表內(nèi)接電路；若時(shí)，通常認(rèn)為待測(cè)電阻的阻值較小，伏特表的分流作用可忽略，應(yīng)采用安培表外接電路。若時(shí)，兩種電路可任意選擇，這種情況下的電阻叫臨界電阻，待測(cè)電阻和比較：若時(shí)，則待測(cè)電阻阻值較大；若時(shí)，則待測(cè)電阻的阻值較小。 二是試接法：在、未知時(shí)，若要確定實(shí)驗(yàn)電路，可以采用試接法，如圖所示：如先采用安培表外接電路，然后將接頭P由a點(diǎn)改接到b點(diǎn)，同時(shí)觀察安培表與伏特表的變化情況。若安培表示數(shù)變化比較顯著，表明伏特表分流作用較大，安培表分壓作用較小，待測(cè)電阻阻值較大，應(yīng)采用安培表內(nèi)接電路。若伏特表示數(shù)變化比較顯著，表明安培表分壓作用較大，伏特表分流作用較小，待測(cè)電阻阻值較小，應(yīng)采用安培表外接電路。 （2）歐姆表：歐姆表是根據(jù)閉合電路的歐姆定律制成的。 a．歐姆表的三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。 如圖，虛線框內(nèi)為歐姆表原理圖。歐姆表的總電阻，待測(cè)電阻為，則，可以看出，隨按雙曲線規(guī)律變化，因此歐姆表的刻度不均勻。當(dāng)= 0時(shí)，——指針滿偏，停在0刻度；當(dāng)時(shí)，——指針不動(dòng)，停在電阻刻度；當(dāng)時(shí)，——指針半偏，停在刻度，因此又叫歐姆表的中值電阻。如圖所示。 b．中值電阻的計(jì)算方法：當(dāng)用1檔時(shí)，即表盤中心的刻度值，當(dāng)用檔時(shí)。 c．歐姆表的刻度不均勻，在“”附近，刻度線太密，在“0”附近，刻度線太稀，在“”附近，刻度線疏密道中，所以為了減少讀數(shù)誤差，可以通過(guò)換歐姆倍率檔，盡可能使指針停在中值電阻兩次附近范圍內(nèi)。由于待測(cè)電阻雖未知，但為定值，故讓指針偏轉(zhuǎn)太小變到指在中值電阻兩側(cè)附近，就得調(diào)至歐姆低倍率檔。反之指針偏角由太大變到指在中值電阻兩側(cè)附近，就