《必修1》重要知识点串讲
刘永忠
1.运动学概念的理解
(1)位移与路程的区别与联系
(2)平均速度与瞬时速度的区别与联系
(3)速度、速度变化量和加速度的比较
2.匀变速直线运动的规律
(1)匀变速直线运动的规律
(4)两类特殊的匀减速直线运动
①刹车类问题:指匀减速到速度为零后即停止运动,加速度a突然消失,求解时要注意确定其实际运动时间。如果问题涉及最后阶段(到停止运动)的运动,可把该阶段看成反向的初速度为零、加速度不变的匀加速直线运动。
②双向可逆类:如沿光滑斜面上滑的小球,到最高点后仍能以原加速度匀加速下滑,全过程加速度大小、方向均不变,故求解时可对全过程列式,但必须注意等矢量的正负号及物理意义。
3.运动图象问题
(1)三类运动图象对比
二、弹力和摩擦力的判断及计算
1.弹力
(1)弹力有无判断的“四法”
①条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力,此方法多用来判断形变较明显的情况。
②假设法:对形变不明显的情况,可假定律确定合力,然后通过受力分析设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力。
③状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。
④替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否发生形态的变化,若发生形变,则此处一定有弹力。
(2)五种常见模型中弹力的方向
(3)计算弹力大小的三种方法
①根据胡克定律进行求解。
②根据力的平衡条件进行求解。
③根据牛顿第二定律进行求解。
2.摩擦力
(1)判断静摩擦力有无及方向的四种方法
①假设法
利用假设法判断的思维程序如下:
②反推法:从研究物体的运动状态反推它必须具有的条件,分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用,从而判断静摩擦力的有无及方向。
③状态法:此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。
(2)静摩擦力与滑动摩擦力比较
(3)摩擦力大小的计算技巧
分析计算摩擦力的大小和方向时,应先分清是滑动摩擦力还是静摩擦力。
①静摩擦力根据物体所受外力及所处的状态(平衡或变速),可分为两种情况:a.物体处于平衡状态(静止或匀速)时,利用力的平衡条件来求出其大小。b.物体有加速度时,若只有静摩擦力,则Ff=ma;若除静摩擦力外,物体还受其他力,则先求合力(F合=ma),再求静摩擦力。
②滑动摩擦力的大小用公式Ff=μFN来计算。其大小只取决于物体所受正压力和接触面间的动摩擦因数,与物体所处的运动状态、接触面积大小无关,当然其大小也可根据物体的运动情况,利用平衡条件或牛顿第二定律求解。
三、掌握力的合成與分解
1.力的合成与分解
(1)合力大小的范围
(2)按力的效果分解
①根据力的实际作用效果→两个实际分力的方向;
②再根据两个实际分力方向→平行四边形;
③最后由三角形知识→两分力的大小。
(3)正交分解法
①建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上);在动力学中,以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。
②方法:物体受到多个力F1、F2、F3、…作用,求合力F时,可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解。
x轴上的合力:
y轴上的合力:
合力大小=
合力方向:与x轴夹角为θ,则
2.受力分析的思路和技巧
①明确研究对象(可以是一个点、一个物体或一个系统等),不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆。
②按顺序找力(一“重”、二“弹”、三“摩擦”、四“其他”),对于分析出的物体受到的每一个力,都必须明确其来源,即每一个力都应找出其施力物体,不能无中生有。
③画好受力图后,要检查,防止多力和少力,合力和分力不能重复考虑。
④受力分析口诀:地球周围受重力,绕物一周找弹力,考虑有无摩擦力,其他外力细分析,合力分力不重复,只画受力拋施力。
⑤在受力分析的过程中,要注意题目给出的物理条件(如光滑——不计摩擦;轻物——重力不计;运动时空气阻力忽略等)。只分析根据性质命名的力(如重力、弹力、摩擦力等),不分析按效果命名的力(如下滑力、动力、阻力等)。
四、物体平衡问题
1.平衡问题的分类及条件
(1)平衡状态:物体处于静止状态或匀速直线运动状态,即a=0。
(2)动态平衡:是指物体所受的力一部分是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,但变化过程中的每一个定态均可视为平衡状态,所以叫动态平衡。
(3)共点力的平衡条件:
F合=0或Fx=0、Fy=0
2.处理平衡问题的常用方法
五、牛顿运动定律
1.对牛顿第一定律的理解
(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)惯性和惯性定律的区别
惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质,与物体是否受力、受力的大小无关。
惯性定律(牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律。
(3)几点说明
①明确惯性的概念:牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性,即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
②揭示力的本质:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因。
③理想化状态:牛顿第一定律描述的是物体不受外力的状态,而物体不受外力的情形是不存在的。在实际情况中,如果物体所受的合外力等于零,与物体不受外力时的表现是相同的。
2.对牛顿第三定律的理解
(1)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。表达式,F=-F
(2)“一对相互作用力”与“一对平衡力”的比较
(3)应注意的三个问题
①定律中的“总是”说明对于任何物体,在任何情况下牛顿第三定律都是成立的。
②作用力与反作用力虽然等大反向,但因所作用的物体不同,所产生的效果(运动效果或形变效果)往往不同。
③作用与反作用力只能是一对物体间的相互作用力,不能牵扯第三个物体。
3.对牛顿第二定律的理解与应用
(1)内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。表达式:F=ma.
(2)“五个”性质
(3)两类动力学问题
(4)超重、失重和完全失重比较
1.运动学概念的理解
(1)位移与路程的区别与联系
(2)平均速度与瞬时速度的区别与联系
(3)速度、速度变化量和加速度的比较
2.匀变速直线运动的规律
(1)匀变速直线运动的规律
(4)两类特殊的匀减速直线运动
①刹车类问题:指匀减速到速度为零后即停止运动,加速度a突然消失,求解时要注意确定其实际运动时间。如果问题涉及最后阶段(到停止运动)的运动,可把该阶段看成反向的初速度为零、加速度不变的匀加速直线运动。
②双向可逆类:如沿光滑斜面上滑的小球,到最高点后仍能以原加速度匀加速下滑,全过程加速度大小、方向均不变,故求解时可对全过程列式,但必须注意等矢量的正负号及物理意义。
3.运动图象问题
(1)三类运动图象对比
二、弹力和摩擦力的判断及计算
1.弹力
(1)弹力有无判断的“四法”
①条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力,此方法多用来判断形变较明显的情况。
②假设法:对形变不明显的情况,可假定律确定合力,然后通过受力分析设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力。
③状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。
④替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否发生形态的变化,若发生形变,则此处一定有弹力。
(2)五种常见模型中弹力的方向
(3)计算弹力大小的三种方法
①根据胡克定律进行求解。
②根据力的平衡条件进行求解。
③根据牛顿第二定律进行求解。
2.摩擦力
(1)判断静摩擦力有无及方向的四种方法
①假设法
利用假设法判断的思维程序如下:
②反推法:从研究物体的运动状态反推它必须具有的条件,分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用,从而判断静摩擦力的有无及方向。
③状态法:此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。
(2)静摩擦力与滑动摩擦力比较
(3)摩擦力大小的计算技巧
分析计算摩擦力的大小和方向时,应先分清是滑动摩擦力还是静摩擦力。
①静摩擦力根据物体所受外力及所处的状态(平衡或变速),可分为两种情况:a.物体处于平衡状态(静止或匀速)时,利用力的平衡条件来求出其大小。b.物体有加速度时,若只有静摩擦力,则Ff=ma;若除静摩擦力外,物体还受其他力,则先求合力(F合=ma),再求静摩擦力。
②滑动摩擦力的大小用公式Ff=μFN来计算。其大小只取决于物体所受正压力和接触面间的动摩擦因数,与物体所处的运动状态、接触面积大小无关,当然其大小也可根据物体的运动情况,利用平衡条件或牛顿第二定律求解。
三、掌握力的合成與分解
1.力的合成与分解
(1)合力大小的范围
(2)按力的效果分解
①根据力的实际作用效果→两个实际分力的方向;
②再根据两个实际分力方向→平行四边形;
③最后由三角形知识→两分力的大小。
(3)正交分解法
①建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上);在动力学中,以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。
②方法:物体受到多个力F1、F2、F3、…作用,求合力F时,可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解。
x轴上的合力:
y轴上的合力:
合力大小=
合力方向:与x轴夹角为θ,则
2.受力分析的思路和技巧
①明确研究对象(可以是一个点、一个物体或一个系统等),不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆。
②按顺序找力(一“重”、二“弹”、三“摩擦”、四“其他”),对于分析出的物体受到的每一个力,都必须明确其来源,即每一个力都应找出其施力物体,不能无中生有。
③画好受力图后,要检查,防止多力和少力,合力和分力不能重复考虑。
④受力分析口诀:地球周围受重力,绕物一周找弹力,考虑有无摩擦力,其他外力细分析,合力分力不重复,只画受力拋施力。
⑤在受力分析的过程中,要注意题目给出的物理条件(如光滑——不计摩擦;轻物——重力不计;运动时空气阻力忽略等)。只分析根据性质命名的力(如重力、弹力、摩擦力等),不分析按效果命名的力(如下滑力、动力、阻力等)。
四、物体平衡问题
1.平衡问题的分类及条件
(1)平衡状态:物体处于静止状态或匀速直线运动状态,即a=0。
(2)动态平衡:是指物体所受的力一部分是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,但变化过程中的每一个定态均可视为平衡状态,所以叫动态平衡。
(3)共点力的平衡条件:
F合=0或Fx=0、Fy=0
2.处理平衡问题的常用方法
五、牛顿运动定律
1.对牛顿第一定律的理解
(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)惯性和惯性定律的区别
惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质,与物体是否受力、受力的大小无关。
惯性定律(牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律。
(3)几点说明
①明确惯性的概念:牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性,即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
②揭示力的本质:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因。
③理想化状态:牛顿第一定律描述的是物体不受外力的状态,而物体不受外力的情形是不存在的。在实际情况中,如果物体所受的合外力等于零,与物体不受外力时的表现是相同的。
2.对牛顿第三定律的理解
(1)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。表达式,F=-F
(2)“一对相互作用力”与“一对平衡力”的比较
(3)应注意的三个问题
①定律中的“总是”说明对于任何物体,在任何情况下牛顿第三定律都是成立的。
②作用力与反作用力虽然等大反向,但因所作用的物体不同,所产生的效果(运动效果或形变效果)往往不同。
③作用与反作用力只能是一对物体间的相互作用力,不能牵扯第三个物体。
3.对牛顿第二定律的理解与应用
(1)内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。表达式:F=ma.
(2)“五个”性质
(3)两类动力学问题
(4)超重、失重和完全失重比较