内容正文:
第三章 运动和力的关系
第1讲 牛顿第一、第三定律
一、牛顿第一定律(必修一第四章第1节)
1.内容:一切物体总保持________________________或_____________,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
2.理想实验:它是在经验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验,是人们在思想上塑造的理想过程。牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的,它_______(选填“不能”或“能”)由实际的实验来验证。
3.物理意义
(1)揭示了物体在不受外力或所受合外力为零时的运动规律。
(2)提出了一切物体都具有惯性,即物体维持其原有运动状态的特性。
提醒:物体的惯性只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,物体的运动状态越难改变
(3)揭示了力与运动的关系,说明力不是________________________的原因,而是改变物体运动状态的原因。
二、牛顿第三定律(必修一第三章第3节)
作用力与反作用力作用在两个不同的物体上
1.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小_______,方向_______,作用在同一条直线上。
2.作用力与反作用力的“三同、两异、三无关”
三、力学单位制(必修一第四章第4节)
1._____________和_____________一起就组成了一个单位制。
2.物理公式可以确定各物理量间的数量关系,同时也确定了各个物理量间的单位关系,所以我们可以根据物理量之间的关系推导出物理量的_______。
3.力学中的单位制
质疑辨析
(1)静止或做匀速直线运动的物体,一定不受任何外力作用。 ( )
(2)高速公路上要限速,是因为车速越大惯性越大。 ( )
(3)在水平地面上滑动的木块最终停下来,是没有力维持木块运动的结果。 ( )
(4)作用力与反作用力的合力等于零。 ( )
(5)质量的单位可以是g,也可以是kg。 ( )
第2讲 牛顿第二定律
一、牛顿第二定律(必修一第四章第3节)
1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成_______,跟它的质量成_______,加速度的方向跟__________的方向相同。
2.表达式:_____________。
F推-mg=ma,即F推=mg+ma。
二、瞬时问题(必修一第四章第3节)
牛顿第二定律瞬时性中的两类模型
提醒:速度的改变需要经历一定的时间,速度不能突变,加速度可以突变。
三、动力学的两类基本问题(必修一第四章第5节)
1.已知物体的受力情况:可以由牛顿第二定律求出物体的__________,再通过运动学的规律确定物体的运动情况。
2.已知物体的运动情况:根据运动学规律求出物体的__________,结合受力分析,再根据牛顿第二定律求出力。
四、超重和失重问题(必修一第四章第6节)
1.超重:
(1)产生条件:物体具有_______的加速度。
(2)两种运动情况:____________或_____________。
(3)实质:重力不变,视重_______重力。
2.失重:
(1)产生条件:物体具有_______的加速度。
(2)两种运动情况:____________或_____________。
(3)实质:重力不变,视重_______重力。
3.完全失重:
(1)产生条件:物体的加速度__________,方向竖直向下。
(2)在完全失重状态下,一切由_______产生的物理现象都会完全消失,如天平失效、浸在水中的物体不再受_______作用,液柱下面不再产生_______等。
质疑辨析
(1)物体所受的合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小。 ( )
(2)由胡克定律F=kx可知,对于同一根弹簧,在弹性限度内,只要伸长量保持不变,其弹力就不变。( )
(3)加速度是联系运动和力的桥梁,速度是联系各物理过程的桥梁。 ( )
(4)超重就是物体重力变大的现象。 ( )
(5)根据物体处于超重和失重状态,可以判断物体的速度方向。 ( )
第3讲 牛顿第二定律的综合应用
一、 动力学图像问题(必修一第四章第5节)
1.与动力学相关的常见的几种图像:v-t图像、a-t图像、F-t图像、a-F图像等。
2.两类问题
3.求解图像问题的“一、二、三”
二、动力学的连接体问题(必修一第四章第5节)
1.连接体:多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等联系)在一起构成的物体系统。
系统稳定时,连接体一般具有相同的速度、加速度(或速度、加速度大小相等)。
2.力的“分配”原则
3.解决连接体的两种方法
三、动力学中临界和极值问题(必修一第四章第5节)
1.临界、极值条件的标志
(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程存在着临界点;
(2)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点。
2.常见的临界条件
接触与脱离
的临界条件
相对滑动的
临界条件
绳子断裂的
临界条件
质疑辨析
(1)相对静止的两个物体,速度一定相等。 ( )
(2)v-t图像中,图线的拐点表示速度方向发生改变。 ( )
(3)用弹簧连接的两个物块速度相等时,弹簧处于原长状态。 ( )
(4)当两个物体运动状态相同时,可以把这两个物体当作一个整体研究。 ( )
实验四 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
实验
原理
(1)保持质量不变,探究加速度与合外力的关系。
(2)保持合外力不变,探究加速度与质量的关系。
(3)作出a-F图像和a-图像,确定a与F、m的关系
实验方案
实验装置
实验步骤
数据处理
方案一:
打点计
时器法
(1)测量:用天平测量小车的质量(M)、钩码的质量(m)。
(2)安装:根据设计要求安装实验装置,只是不把悬挂钩码的细绳系在小车上。
(3)平衡:在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块垫块,使小车能_______下滑。
(4)释放:钩码通过细绳绕过定滑轮系于小车上,接通电源后放开小车
1.利用Δx=aT2及逐差法求a。
2.以a为纵坐标,F为横坐标,描点、画线。如果该线为过原点的直线,说明a与F成正比,如图甲。
3.以a为纵坐标,为横坐标,描点、画线。如果该线为过原点的直线,就能判定a与m成反比,如图乙
方案二:
传感器法
(1)安装:根据设计要求安装实验装置。
(2)平衡:在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块垫块,使滑块能_______下滑。
(3)释放:由静止释放钩码,带动滑块一起加速运动
1.利用光电计时器测得遮光片在A、B两处光电门的遮光时间t1、t2及遮光片从A到B所用的时间Δt,求出滑块运动速度。
2.改变悬挂钩码的个数或滑块的质量,重复实验,得到多组(a,F)或(a,)值。作出a-F图像或a-图像
误差分析
(1)本实验用钩码的重力代替小车的拉力,而实际上小车所受的拉力要小于钩码的重力。
(2)质量测量不准确、计数点间距离测量不准确都会引起误差
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第三章 运动和力的关系
第1讲 牛顿第一、第三定律
一、1.匀速直线运动状态 静止状态
2.不能
3.(3)维持物体运动状态
二、1.相等 相反
2.大小 方向
三、1.基本单位 导出单位 2.单位
3.长度 秒(s)
【质疑辨析】
提示:(1)×。也可能受外力作用,但合外力为零。
(2)×。物体的惯性只与质量有关,质量越大,惯性越大
(3)×。在水平地面上滑动的木块最终停下来,是因为受到地面的摩擦力的作用。
(4)×。作用力与反作用力作用在两个不同的物体上,作用效果不能抵消。
(5)√。
第2讲 牛顿第二定律
一、1.正比 反比 作用力 2.F=ma
三、1.加速度 2.加速度
四、1.(1)向上 (2)加速上升 减速下降 (3)大于
2.(1)向下 (2)加速下降 减速上升 (3)小于
3.(1)a=g (2)重力 浮力 压强
【质疑辨析】
提示:(1)√。
(2)√。
(3)√。
(4)×。超重现象只是物体的视重变大,重力不变。
(5)×。处于超重状态的物体可能向上加速,也可能向下减速,故只根据物体处于超重和失重状态,无法判断物体的速度方向。
第3讲 牛顿第二定律的综合应用
【质疑辨析】
提示:(1)√。
(2)×。v-t图线的拐点表示加速度发生改变。
(3)×。两个物块速度相等时,弹簧可以处于最长状态,也可以处于最短状态。
(4)√。
实验四 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
匀速 匀速
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