逍遥学能 2017-06-02 11:43
第一章 运动的描述
第一节 认识运动
机械运动：物体在空间中所处位置发生变化，这样的运动叫做机械运动。
运动的特性：普遍性，永恒性，多样性
参考系
1.任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个参照物称为参考系。
2.参考系的选取是自由的。
(1）比较两个物体的运动必须选用同一参考系。
(2）参照物不一定静止，但被认为是静止的。
质点
1.在研究物体运动的过程中，如果物体的大小和形状在所研究问题中可以忽略是，把物体简化为一个点，认为物体的质量都集中在这个点上，这个点称为质点。
2.质点条件：
(1）物体中各点的运动情况完全相同（物体做平动）
(2）物体的大小（线度）＜＜它通过的距离
3.质点具有相对性，而不具有绝对性。
4.理想化模型：根据所研究问题的性质和需要，抓住问题中的主要因素，忽略其次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂的问题得到简化。（为便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体）
第二节时间 位移
时间与时刻
1.钟表指示的一个读数对应着某一个瞬间，就是时刻，时刻在时间轴上对应某一点。两个时刻之间的间隔称为时间，时间在时间轴上对应一段。
△t=t2?t1
2.时间和时刻的单位都是秒，符号为s，常见单位还有min，h。
3.通常以问题中的初始时刻为零点。
路程和位移
1.路程表示物体运动轨迹的长度，但不能完全确定物体位置的变化，是标量。
2.从物体运动的起点指向运动的重点的有向线段称为位移，是矢量。
3.物理学中，只有大小的物理量称为标量；既有大小又有方向的物理量称为矢量。
4.只有在质点做单向直线运动是，位移的大小等于路程。两者运算法则不同。
第三节记录物体的运动信息
打点记时器：通过在纸带上打出一系列的点来记录物体运动信息的仪器。（电火花打点记时器??火花打点，电磁打点记时器??电磁打点）；一般打出两个相邻的点的时间间隔是0.02s。
第四节物体运动的速度
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
第五节速度变化的快慢 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。
第六节用图象描述直线运动
匀变速直线运动的位移图象
1.s-t图象是描述做匀变速直线运动的物体的位移随时间的变化关系的曲线。（不反映物体运动的轨迹）
2.物理中，斜率k≠tanα（2坐标轴单位、物理意义不同）
3.图象中两图线的交点表示两物体在这一时刻相遇。
匀变速直线运动的速度图象
1.v-t图象是描述匀变速直线运动的物体岁时间变化关系的图线。（不反映物体运动轨迹）
2.图象与时间轴的面积表示物体运动的位移，在t轴上方位移为正，下方为负，整个过程中位移为各段位移之和，即各面积的代数和。
第二章
探究匀变速直线运动规律
第一、二节 探究自由落体运动/自由落体运动规律
记录自由落体运动轨迹
1.物体仅在中立的作用下，从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动（理想化模型）。在空气中影响物体下落快慢的因素是下落过程中空气阻力的影响，与物体重量无关。
2. 伽利略的科学方法：观察→提出假设→运用逻辑得出结论→通过实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广
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/s?
2. 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
竖直上抛运动
处理方法：分段法（上升过程a=-g，下降过程为自由落体），整体法（a=-g，注意矢量性）
1.速度公式：vt= v0?gt
位移公式：h=v0t?gt?/2
2.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
3.上升的最大高度：s=v0?/2g
第三节 匀变速直线运动
匀变速直线运动规律
1.基本公式：s=v0t+at?/2
2.平均速度：vt= v0+at
3.推论：
(1）v= vt/2
(2）S2?S1=S3?S2=S4?S3=……=△S=aT?
(3）初速度为0的n个连续相等的时间内S之比：
S1：S2：S3：……：Sn=1：3：5：……：（2n?1）
(4）初速度为0的n个连续相等的位移内t之比：
t1：t2：t3：……：tn=1：（√2?1）：（√3?√2）：……：（√n?√n?1）
(5）a=（Sm?Sn）/（m?n）T?（利用上各段位移，减少误差→逐差法）
(6）vt??v0?=2as
第四节 汽车行驶安全
1.停车距离=反应距离（车速×反应时间）+刹车距离（匀减速）
2.安全距离≥停车距离
3.刹车距离的大小取决于车的初速度和路面的粗糙程度
4.追及/相遇问题：抓住两物体速度相等时满足的临界条件，时间及位移关系，临界状态（匀减速至静止）。可用图象法解题。
第三章 研究物体间的相互作用
第一节 探究形变与弹力的关系
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最大限度，这个最大值叫最大静摩擦力。
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.最大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）。
第三节 力的等效和替代力的图示
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=√(F1?+F2?+2F1F2cosθ)
tanθ= F2sinθ/（F1+ F2cosθ）
当两分力垂直时，F=F1?+F2?，当两分力大小相等时，F=2F1cos（θ/2）
4.
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，合力最大：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°，F?=F1?+F2?
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。
寻找共点力的平衡条件
1.物体保持静止或者保持匀速直线运动的状态叫平衡状态。
2.物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态，就叫做共点力的平衡。
3.二力平衡是指物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，其平衡条件是这两个离的大小相等、方向相反。多力亦是如此。
4.正交分解法：把一个矢量分解在两个相互垂直的坐标轴上，利于处理多个不在同一直线上的矢量（力）作用分解。
第六节 作用力与反作用力探究作用力与反作用力的关系
1.一个物体对另一个物体有作用力时，同时也受到另一物体对它的作用力，这种相互作用力称为作用力和反作用力。
2.力的性质：物质性（必有施/手力物体），相互性（力的作用是相互的）
3.平衡力与相互作用力：
同：等大，反向，共线
异：相互作用力具有同时性（产生、变化、小时），异体性（作用效果不同，不可抵消），二力同性质。平衡力不具备同时性，可相互抵消，二力性质可不同。
牛顿第三定律
1.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。
2.牛顿第三定律适用于任何两个相互作用的物体，与物体的质量、运动状态无关。二力的产生和消失同时，无先后之分。二力分别作用在两个物体上，各自分别产生作用效果。
第四章 力与运动
第一节 伽利略理想实验与牛顿第一定律
伽利略的理想实验（见P76、77，以及单摆实验）
牛顿第一定律
1.牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。??物体的运动并不需要力来维持。
2.物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。
3.惯性是物体的固有属性，与物体受力、运动状态无关，质量是物体惯性大小的唯一量度。
4.物体不受力时，惯性表现为物体保持匀速直线运动或静止状态；受外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度不同。
第二、三节 影响加速度的因素/探究物体运动与受力的关系
加速度与物体所受合力、物体质量的关系（实验设计见B书P93）
第四节 牛顿第二定律牛顿第二定律
1.牛顿第二定律：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。
第五节 牛顿第二定律的应用
解题思路：物体的受力情况 ?牛顿第二定律 ? a
? 运动学公式 ? 物体的运动情况
第六节 超重与失重
超重和失重
1.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情况称为超重现象（视重>物重），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情况称为失重现象（物重<视重）。
2.只要竖直方向的a≠0，物体一定处于超重或失重状态。
3.视重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（仪器称值）。
4.实重：实际重力（来源于万有引力）。
5.N=G+ma
（设竖直向上为正方向，与v无关）
6.完全失重：一个物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，达到失重现象的极限的现象，此时a=g=9.8m/s?。
7.自然界中落体加速度不大于g，人工加速使落体加速度大于g，则落体对上方物体（如果有）产生压力，或对下方牵绳产生拉力。
第七节 力学单位单位制的意义
1.单位制是由基本单位和导出单位组成的一系列完整的单位体制。
2.基本单位可任意选定，导出单位则由定义方程式与比例系数确定的。基本单位选取的不同，组成的单位制也不同。
国际单位制中的力学单位
1.国际单位制（符号??单位）：时间（t）??s，长度（l）??m，质量（m）??kg，电流（I）??A，物质的量（n）??mol，热力学温度??K，发光强度??cd（坎培拉）
2.1N：使1kg的物体产生单位加速度时力的大小，即1N=1kg?m/s?。
3.常见单位换算：1英尺=12英寸=0.3048m，1英寸=2.540cm，1英里=1.6093km