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1. 理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律
基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)
?1. 牛頓第一定律:所有物體始終保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止的狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)。
?2. 慣性:物體保持其原始勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。
(1)慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān);
(2) 慣性是物體的固有屬性,而不是力。
?3. 牛頓第三定律:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。
作用力和反作用力具有相同的性質(zhì),作用在兩個(gè)物體上。
?4. 作用力、反作用力和平衡力的區(qū)別:作用力和反作用力是“異體,共存,同性”,而平衡力是“同體”。
?5. 牛頓第二定律:a=F/m。
?6. 牛頓第二定律有“四個(gè)性質(zhì)”:矢量性、瞬時(shí)性、同體性和獨(dú)立性。
牛頓第一定律和第三定律的檢驗(yàn)
?1. 測(cè)試您對(duì)牛頓第一定律和慣性的理解
(1) 慣性是物體保持其原始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種性質(zhì)。 當(dāng)物體不受外力作用或所受到的凈外力為零時(shí),其慣性似乎使物體保持原始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))。
(2)牛頓第一定律是慣性定律,該定律規(guī)定所有物體都具有慣性,而慣性只與質(zhì)量有關(guān)。
?2. 測(cè)試對(duì)力與運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系的理解
(1)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是指物體的速度),而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。
(2) 加速度的產(chǎn)生原因是力。
?3. 檢查牛頓第三定律
區(qū)分作用力、反作用力以及平衡力:
一對(duì)平衡力作用在同一物體上,一對(duì)作用力和反作用力作用在兩個(gè)物體上。
牛頓第二定律的理解與應(yīng)用
?1.用綜合法求外力之和
使用矢量合成規(guī)則,物體僅由兩個(gè)力加速;
當(dāng)兩個(gè)力的方向相同或相反時(shí),物體的加速度和運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上,合成方法更簡(jiǎn)單。
?2.正交分解法與牛頓第二定律的結(jié)合應(yīng)用
當(dāng)物體受到兩個(gè)以上的力加速時(shí),常采用正交分解法來(lái)求解。
(1) 分解確定物體受力的問(wèn)題
將力正交分解為沿加速度的方向和垂直于加速度的方向。 沿加速度方向求解方程Fx=ma,在垂直于加速度方向求解方程Fy=0。
(2)分解加速度解決應(yīng)力問(wèn)題
分析物體所受的力,建立直角坐標(biāo)系,將加速度a分解為ax和ay,根據(jù)牛頓第二定律求解得到Fx=max和Fy=may。
檢查牛頓第二定律的瞬時(shí)性
關(guān)鍵是分析瞬時(shí)狀態(tài)前后的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
兩種型號(hào):
(1)剛性繩(或接觸面):
剪切(或分離)后,其彈性立即消失,不需要變形恢復(fù)時(shí)間。
(2)彈簧(或橡皮繩)
如果變形較大,則需要很長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)變形。 分析瞬時(shí)問(wèn)題時(shí),可以認(rèn)為彈力的大小不變。
例子
2.兩類動(dòng)力學(xué)的基本問(wèn)題
基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)
?3.動(dòng)力學(xué)中的兩類問(wèn)題
回答兩類基本問(wèn)題的方法和步驟:
(1) 闡明問(wèn)題所給出的物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的特征;
(2)確定分析研究對(duì)象,繪制受力分析圖或運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖;
(3)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。
解決兩類動(dòng)力學(xué)的基本問(wèn)題
考試有兩種形式:
(1) 知道物體所受的力并求解物體的運(yùn)動(dòng)。
(2) 知道物體的運(yùn)動(dòng),求物體所受的力。
例子
3.用整體法和孤立法尋找結(jié)締體問(wèn)題
基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)
?1. 連接器:
(1) 通過(guò)字符串連接的對(duì)象系統(tǒng)
(2) 擠壓在一起的物體系統(tǒng)
(3) 相互摩擦的對(duì)象系統(tǒng)
?2.外力和內(nèi)力
系統(tǒng)外部的物體對(duì)系統(tǒng)施加的力稱為外力
系統(tǒng)中物體之間的相互作用稱為內(nèi)力
?3. 整體分析
不需要知道每個(gè)物體之間的相互作用力,并且每個(gè)物體具有相同的加速度。 這個(gè)時(shí)候就將它們作為一個(gè)整體進(jìn)行分析。 這種方法稱為整體法。
4.隔離方法
需要了解系統(tǒng)中物體之間的相互作用力,將物體從系統(tǒng)中隔離出來(lái),分析物體的受力和運(yùn)動(dòng)。 這種方法稱為隔離法。
簡(jiǎn)單的連接器問(wèn)題
選擇原則:首先要包含所要尋求的數(shù)量; 其次,選擇的孤立對(duì)象和列出的方程的數(shù)量必須很少。
?1. 求解連體內(nèi)力時(shí),先積分,后孤立。
首先用整體法求系統(tǒng)的加速度,然后用隔離法求物體間的內(nèi)力。
?2. 求解連接體的外力時(shí),先孤立,再整體
首先用隔離法分析某種力和運(yùn)動(dòng)情況,求出加速度,然后用整體法求解外力。
系統(tǒng)中的牛頓第二定律及其在整體方法中的應(yīng)用
?1. 系統(tǒng)中各物體的加速度相同
將系統(tǒng)視為一個(gè)整體,分析力和運(yùn)動(dòng)并制定方程。
?2. 如果系統(tǒng)中每個(gè)物體的加速度不同
m1和m2的加速度分別為a1和a2。 牛頓第二定律可以用來(lái)表述方程F=m1a1+m2a2。
?3. 系統(tǒng)中每個(gè)物體的加速度是不同的
對(duì)各物體的加速度進(jìn)行正交分解后,物體系統(tǒng)牛頓第二定律的正交分解公式為:
ΣFx=m1a1x+m2a2x+…+mnanx,
ΣFy=m1a1y+m2a2y+…+mnany。
例子
4、超重、失重現(xiàn)象
基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)
?1.超重和失重
物體向上加速時(shí),處于超重狀態(tài); 當(dāng)物體向下加速時(shí),處于失重狀態(tài)。
當(dāng)a=g時(shí),物體完全失重。
?2.強(qiáng)調(diào)與強(qiáng)調(diào)
實(shí)際重量即物體的實(shí)際重力牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解,G=mg; 表觀重量是物體看起來(lái)有多重,其大小等于物體對(duì)支撐物的壓力或?qū)覓煳矬w的拉力。
了解超重和失重
?1. 對(duì)超重和失重的理解
臨界點(diǎn)是物體處于平衡狀態(tài)的時(shí)候。
(1)與速度方向無(wú)關(guān),而與加速度方向有關(guān)。 。
(2)加速度有垂直向上的分量,表明重量過(guò)大; 加速度具有垂直向下的分量,表明失重。
(3)當(dāng)超重或失重時(shí),體重發(fā)生變化。
(4)完全失重是指物體的加速度恰好等于重力引起的加速度。
?2. 超重和減重的計(jì)算
(1)超重時(shí),物體的加速度向上,F(xiàn)=mg+ma。
(2)失重時(shí),物體的加速度向下,F(xiàn)=mg-ma。
5.牛頓第二定律的關(guān)鍵問(wèn)題
牛頓第二定律的關(guān)鍵問(wèn)題
當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)變化到特定狀態(tài)時(shí),相關(guān)物理量就會(huì)發(fā)生突變。 該物理量的值稱為臨界值,該特定狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)。
需要求解給定物理情況下物理量的上限或下限。 關(guān)鍵點(diǎn):
(1)臨界狀態(tài)的起源
(2)臨界狀態(tài)下物體的受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)特征
?1. 常見類型:
(1) 兩個(gè)相互接觸的物體分離的臨界條件是N=0。
(2) 繩索松弛的臨界條件是T=0。
(3) 在有靜摩擦的連接系統(tǒng)中,相對(duì)靜止和相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件為=fm。
(4) 與彈簧相關(guān)的關(guān)鍵問(wèn)題:
①最大速度問(wèn)題
② 與地面或固定擋板分離
擋板與物體分離的臨界條件是:加速度相同,彈力為0。
?2. 分析關(guān)鍵問(wèn)題的思維方法
(1)極限法; (2)假設(shè)法; (3)數(shù)學(xué)方法。
例子
6、輸送帶和板材型號(hào)問(wèn)題
輸送帶問(wèn)題
?1. 勻速輸送帶型號(hào)
(1)水平輸送帶型號(hào)
?2. 將物體輕輕放在加速的水平傳送帶上:
(1)物體與輸送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)較大,但輸送帶的加速度相對(duì)較小。 物體首先加速。 當(dāng)物體的速度增加到與傳送帶相同時(shí),物體和傳送帶一起加速。
(2)物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)較小,但傳送帶的加速度較大,物體不斷向前加速。
板模型
?1.型號(hào)特點(diǎn)
滑塊 - 滑板問(wèn)題涉及兩個(gè)相對(duì)滑動(dòng)的物體。
?2. 兩種位移關(guān)系
滑塊從滑板的一端移動(dòng)到另一端:
對(duì)于同一方向的運(yùn)動(dòng)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解,滑塊的位移與滑板的位移之差等于滑板的長(zhǎng)度。
反向運(yùn)動(dòng)時(shí),滑塊的位移與滑板的位移之和等于滑板的長(zhǎng)度。
?3. 解決問(wèn)題的思路
例子