【基本概念、規律】

一、牛頓第一定律

1．内容：一切物體總保持勻速直線運動狀态或靜止狀态，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀态．

2．意義

(1)揭示了物體的固有屬性：一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又叫慣性定律．

(2)揭示了力與運動的關系：力不是維持物體運動狀态的原因，而是改變物體運動狀态的原因，即産生加速度的原因．

二、慣性

1．定義：物體具有保持原來勻速直線運動狀态或靜止狀态的性質．

3．量度：質量是慣性大小的唯一量度，質量大的物體慣性大，質量小的物體慣性小．

3．普遍性：慣性是物體的本質屬性，一切物體都有慣性．與物體的運動情況和受力情況無關．

三、牛頓第三定律

1．内容：兩物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，而且在一條直線上．

2．表達式：F＝－F′.

【思想方法與技巧】

用牛頓第三定律轉換研究對象

作用力與反作用力，二者一定等大反向，分别作用在兩個物體上．當待求的某個力不容易求時，可先求它的反作用力，再反過來求待求力．如求壓力時，可先求支持力．在許多問題中，摩擦力的求解亦是如此．

【基本概念、規律】

一、牛頓第二定律

1．内容：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．

2．表達式：F＝ma.

3．适用範圍

(1)牛頓第二定律隻适用于慣性參考系，即相對于地面靜止或勻速直線運動的參考系．

(2)牛頓第二定律隻适用于宏觀物體(相對于分子、原子等)、低速運動(遠小于光速)的情況．

二、兩類動力學問題

1．已知物體的受力情況，求物體的運動情況．

2．已知物體的運動情況，求物體的受力情況．

特别提示：利用牛頓第二定律解決動力學問題的關鍵是利用加速度的“橋梁”作用，将運動學規律和牛頓第二定律相結合，尋找加速度和未知量的關系，是解決這類問題的思考方向．

三、力學單位制

1．單位制：由基本單位和導出單位一起組成了單位制．

2．基本單位：基本物理量的單位，基本物理量共七個，其中力學有三個，它們是長度、質量、時間，它們的單位分别是米、千克、秒．

3．導出單位：由基本物理量根據物理關系推導出來的其他物理量的單位．

【重要考點歸納】

考點一　用牛頓第二定律求解瞬時加速度

1．求解思路

求解物體在某一時刻的瞬時加速度，關鍵是明确該時刻物體的受力情況或運動狀态，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度．

2．牛頓第二定律瞬時性的“兩種”模型

(1)剛性繩(或接觸面)——不發生明顯形變就能産生彈力的物體，剪斷(或脫離)後，其彈力立即消失，不需要形變恢複時間．

(2)彈簧(或橡皮繩)——兩端同時連接(或附着)有物體的彈簧(或橡皮繩)，特點是形變量大，其形變恢複需要較長時間，在瞬時性問題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變．

3．在求解瞬時加速度時應注意的問題

(1)物體的受力情況和運動情況是時刻對應的，當外界因素發生變化時，需要重新進行受力分析和運動分析．

(2)加速度可以随着力的突變而突變，而速度的變化需要一個積累的過程，不會發生突變．

4.解決瞬時加速度問題的關鍵是弄清哪些力發生了突變，哪些力瞬間不變，正确畫出變化前後的受力圖．

考點二　動力學兩類基本問題 　

1.求解兩類問題的思路，可用下面的框圖來表示：

分析解決這兩類問題的關鍵：應抓住受力情況和運動情況之間聯系的橋梁——加速度．

2.(1)解決兩類動力學基本問題應把握的關鍵

①一個橋梁——加速度是聯系運動和力的橋梁．

②兩類分析——受力分析和運動過程分析．

(2)解決動力學基本問題時對力的兩種處理方法

①合成法：

物體受2個或3個力時，一般采用“合成法”．

②正交分解法：

物體受3個或3個以上的力時，則采用“正交分解法”．

(3)解答動力學兩類問題的基本程序

①明确題目中給出的物理現象和物理過程的特點．

②根據問題的要求和計算方法，确定研究對象，進行受力分析和運動過程分析，并畫出示意圖．

③應用牛頓運動定律和運動學公式求解．

考點三　動力學圖象問題

1．圖象類型

(1)已知物體在一過程中所受的某個力随時間變化的圖象，要求分析物體的運動情況．

(2)已知物體在一運動過程中位移、速度、加速度随時間變化的圖象，要求分析物體的受力情況．

(3)已知物體在物理圖景中的運動初始條件，分析物體位移、速度、加速度随時間的變化情況．

2．問題的實質：是力與運動的關系問題，求解這類問題的關鍵是理解圖象的物理意義，理解圖象的軸、點、線、截、斜、面六大功能．

3.數形結合解決動力學問題

(1)物理公式與物理圖象的結合是一種重要題型．對于已知圖象求解相關物理量的問題，往往是結合物理過程從分析圖象的橫、縱坐标軸所對應的物理量的函數入手，分析圖線的斜率、截距所代表的物理意義得出所求結果．

(2)解決這類問題必須把物體的實際運動過程與圖象結合，相互對應起來．

【思想方法與技巧】

傳送帶模型中的動力學問題

1．模型特征

一個物體以速度v₀(v₀≥0)在另一個勻速運動的物體上開始運動的力學系統可看做“傳送帶”模型，如圖甲、乙、丙所示．

2．建模指導

傳送帶模型問題包括水平傳送帶問題和傾斜傳送帶問題．

(1)水平傳送帶問題：求解的關鍵在于對物體所受的摩擦力進行正确的分析判斷．根據物體與傳送帶的相對速度方向判斷摩擦力方向．兩者速度相等是摩擦力突變的臨界條件．

(2)傾斜傳送帶問題：求解的關鍵在于認真分析物體與傳送帶的相對運動情況，從而确定其是否受到滑動摩擦力作用．如果受到滑動摩擦力作用應進一步确定其大小和方向，然後根據物體的受力情況确定物體的運動情況．當物體速度與傳送帶速度相等時，物體所受的摩擦力有可能發生突變．

3.解答傳送帶問題應注意的事項

(1)水平傳送帶上物體的運動情況取決于物體的受力情況，即物體所受摩擦力的情況．

(2)傾斜傳送帶問題，一定要比較斜面傾角與動摩擦因數的大小關系．

(3)傳送帶上物體的運動情況可按下列思路判定：相對運動→摩擦力方向→加速度方向→速度變化情況→共速，并且明确摩擦力發生突變的時刻是v_物＝v_傳．

【基本概念、規律】

一、超重和失重

1．超重

(1)定義：物體對水平支持物的壓力(或對豎直懸挂物的拉力)大于物體所受重力的情況稱為超重現象．

(2)産生條件：物體具有向上的加速度．

2．失重

(1)定義：物體對水平支持物的壓力(或對豎直懸挂物的拉力)小于物體所受重力的情況稱為失重現象．

(2)産生條件：物體具有向下的加速度．

3．完全失重

(1)定義：物體對支持物的壓力(或對懸挂物的拉力)為零的情況稱為完全失重現象．

(2)産生條件：物體的加速度a＝g，方向豎直向下．

二、解答連接體問題的常用方法

1．整體法

當系統中各物體的加速度相同時，我們可以把系統内的所有物體看成一個整體，這個整體的質量等于各物體的質量之和，當整體受到的外力已知時，可用牛頓第二定律求出整體的加速度．

2．隔離法

當求解系統内物體間相互作用力時，常把物體從系統中“隔離”出來進行分析，依據牛頓第二定律列方程．

3．外力和内力

(1)外力：系統外的物體對研究對象的作用力；

(2)内力：系統内物體之間的作用力．

【重要考點歸納】

考點一　超重和失重現象

1．超重并不是重力增加了，失重并不是重力減小了，完全失重也不是重力完全消失了．在發生這些現象時，物體的重力依然存在，且不發生變化，隻是物體對支持物的壓力(或對懸挂物的拉力)發生了變化(即“視重”發生變化)．

2．隻要物體有向上或向下的加速度，物體就處于超重或失重狀态，與物體向上運動還是向下運動無關．

3．盡管物體的加速度不是在豎直方向，但隻要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會處于超重或失重狀态．

4．物體超重或失重的多少是由物體的質量和豎直加速度共同決定的，其大小等于ma.

5.超重和失重現象的判斷方法

(1)從受力的大小判斷，當物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀态；小于重力時處于失重狀态，等于零時處于完全失重狀态．

(2)從加速度的方向判斷，當物體具有向上的加速度時處于超重狀态，具有向下的加速度時處于失重狀态，向下的加速度為重力加速度時處于完全失重狀态．

考點二　整體法和隔離法解決連接體問題

整體法、隔離法的交替運用

若連接體内各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時，可以先用整體法求出加速度，然後再用隔離法選取合适的研究對象，應用牛頓第二定律求作用力．即“先整體求加速度，後隔離求内力”．

考點三　分解加速度求解受力問題

在應用牛頓第二定律解題時，通常不分解加速度而分解力，但有一些題目要分解加速度．最常見的情況是與斜面模型結合，物體所受的作用力是相互垂直的，而加速度的方向與任一方向的力不同向．此時，首先分析物體受力，然後建立直角坐标系，将加速度a分解為a_x和a_y，根據牛頓第二定律得F_x＝ma_x，F_y＝ma_y，使求解更加便捷、簡單．

【思想方法與技巧】

“滑塊——滑闆”模型的分析

1．模型特點：上、下疊放兩個物體，并且兩物體在摩擦力的相互作用下發生相對滑動．

2．模型分析

解此類題的基本思路：

(1)分析滑塊和木闆的受力情況，根據牛頓第二定律分别求出滑塊和木闆的加速度；

(2)對滑塊和木闆進行運動情況分析，找出滑塊和木闆之間的位移關系或速度關系，建立方程．特别注意滑塊和木闆的位移都是相對地面的位移．

3.(1)滑塊由滑闆的一端運動到另一端的過程中，若滑塊和滑闆同向運動，位移之差等于闆長；反向運動時，位移之和等于闆長．

(2)滑塊是否會從滑闆上掉下的臨界條件是：滑塊到達滑闆一端時兩者共速．

(3)滑塊不能從滑闆上滑下的情況下，當兩者共速時，兩者受力、加速度發生突變．

動力學中的臨界條件及應用

一、臨界狀态

物體在運動狀态變化的過程中，相關的一些物理量也随之發生變化．當物體的運動變化到某個特定狀态時，相關的物理量将發生突變，該物理量的值叫臨界值，這個特定狀态稱之為臨界狀态．

二、臨界狀态的判斷

1．若題目中有“剛好”、“恰好”、“正好”等字眼，明顯表明題述的過程存在着臨界點．

2．若題目中有“取值範圍”、“多長時間”、“多大距離”等詞語，表明題述的過程存在着“起止點”，而這些起止點往往就對應臨界狀态．

3．臨界狀态的問題經常和最大值、最小值聯系在一起，因此，若題目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明題述的過程存在着極值，這個極值點往往是臨界點．

4．若題目中有“最終”、“穩定”等文字，即是求收尾速度或加速度．

三、處理臨界問題的思路

1．會分析出臨界狀态的存在．

2．要抓住物體處于臨界狀态時的受力和運動特征，找出臨界條件，這是解決問題的關鍵．

3．能判斷物體在不滿足臨界條件時的受力和運動情況．

4．利用牛頓第二定律結合其他規律列方程求解．

四、力學中常見的幾種臨界條件

1．接觸物體脫離的臨界條件：

接觸面間的彈力為零，即F_N＝0.

2．繩子松弛的臨界條件：

繩中張力為0，即F_T＝0.

3．相對滑動的臨界條件：

靜摩擦力達到最大值，即f_靜＝f_m.

4．滑塊在滑闆上不滑下的臨界條件：

滑塊滑到滑闆一端時，兩者速度相同．

三、實驗器材

小車、砝碼、小盤、細繩、附有定滑輪的長木闆、墊木、打點計時器、低壓交流電源、導線兩根、紙帶、天平、米尺．

四、實驗步驟

1．測量：

用天平測量小盤和砝碼的質量m′和小車的質量m.

2．安裝：

按照如實驗原理圖所示裝置把實驗器材安裝好，隻是不把懸挂小盤的細繩系在小車上(即不給小車牽引力)

3．平衡摩擦力：

在長木闆的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車能勻速下滑．

二、注意事項

1．平衡摩擦力：适當墊高木闆的右端，使小車的重力沿斜面方向的分力正好平衡小車和紙帶受到的阻力．在平衡摩擦力時，不要把懸挂小盤的細繩系在小車上，讓小車拉着打點的紙帶勻速運動．

三、誤差分析

1．系統誤差：本實驗用小盤和砝碼的總重力m′g代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力．

2．偶然誤差：摩擦力平衡不準确、質量測量不準确、計數點間距測量不準确、紙帶和細繩不嚴格與木闆平行都會引起誤差．

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