高中物理必修一知識(shí)點(diǎn)(3)
高中物理必修一知識(shí)點(diǎn)
七、受力分析
1、受力分析：
要根據(jù)力的概念，從物體所處的環(huán)境(與多少物體接觸，處于什么場(chǎng)中)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)著手，其常規(guī)如下：
(1)確定研究對(duì)象，并隔離出來;
(2)先畫重力，然后彈力、摩擦力，再畫電、磁場(chǎng)力;
(3)檢查受力圖，找出所畫力的施力物體，分析結(jié)果能否使物體處于題設(shè)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(靜止或加速)，否則必
然是多力或漏力;
(4)合力或分力不能重復(fù)列為物體所受的力.
2、整體法和隔離體法
(1)整體法：就是把幾個(gè)物體視為一個(gè)整體，受力分析時(shí)，只分析這一整體之外的物體對(duì)整體的作用力，
不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力。
(2)隔離法：就是把要分析的物體從相關(guān)的物體系中假想地隔離出來，只分析該物體以外的物體對(duì)該物體
的作用力，不考慮物體對(duì)其它物體的作用力。
(3)方法選擇
所涉及的物理問題是整體與外界作用時(shí)，應(yīng)用整體分析法，可使問題簡(jiǎn)單明了，而不必考慮內(nèi)力的作用;當(dāng)涉及的物理問題是物體間的作用時(shí)，要應(yīng)用隔離分析法，這時(shí)原整體中相互作用的內(nèi)力就會(huì)變?yōu)楦鱾€(gè)獨(dú)立物體的外力。
3、注意事項(xiàng)：
正確分析物體的受力情況，是解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，在具體操作時(shí)應(yīng)注意：
(1)彈力和摩擦力都是產(chǎn)生于相互接觸的兩個(gè)物體之間，因此要從接觸點(diǎn)處判斷彈力和摩擦力是否存在，如
果存在，則根據(jù)彈力和摩擦力的方向，畫好這兩個(gè)力.
(2)畫受力圖時(shí)要逐一檢查各個(gè)力，找不到施力物體的力一定是無(wú)中生有的.同時(shí)應(yīng)只畫物體的受力，不能 6
把對(duì)象對(duì)其它物體的施力也畫進(jìn)去.
易錯(cuò)現(xiàn)象：
1.不能正確判定彈力和摩擦力的有無(wú);
2.不能靈活選取研究對(duì)象;
3.受力分析時(shí)受力與施力分不清。
八、共點(diǎn)力作用下物體的平衡
1、物體的平衡：
物體的平衡有兩種情況：一是質(zhì)點(diǎn)靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng);二是物體不轉(zhuǎn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(此時(shí)的物體不能看作質(zhì)點(diǎn)).
2、共點(diǎn)力作用下物體的平衡：
?、倨胶鉅顟B(tài)：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體的加速度為零.
?、谄胶鈼l件：合力為零，亦即F合=0或∑Fx=0，∑Fy=0
a、二力平衡：這兩個(gè)共點(diǎn)力必然大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。
b、三力平衡：這三個(gè)共點(diǎn)力必然在同一平面內(nèi)，且其中任何兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，即任何兩個(gè)力的合力必與第三個(gè)力平衡
c、若物體在三個(gè)以上的共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，通?？刹捎谜环纸猓赜校?/p>
Fx= F1x+ F2x + ???+ Fnx =0
合y= F1y+ F2y + ???+ Fny =0 (按接觸面分解或按運(yùn)動(dòng)方向分解)
(ⅰ)當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，它所受的某一個(gè)力與所受的其它力的合力等值反向.
(ⅱ)當(dāng)三個(gè)共點(diǎn)力作用在物體(質(zhì)點(diǎn))上處于平衡時(shí)，三個(gè)力的矢量組成一封閉的三角形按同一環(huán)繞方向.
3、平衡物體的臨界問題：
當(dāng)某種物理現(xiàn)象(或物理狀態(tài))變?yōu)榱硪环N物理現(xiàn)象(或另一物理狀態(tài))時(shí)的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫臨界狀態(tài)?？衫斫獬?ldquo;恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”。
臨界問題的分析方法： 極限分析法：通過恰當(dāng)?shù)剡x取某個(gè)物理量推向極端(“極大”、“極小”、“極左”、“極右”)從而把比較隱蔽的臨界現(xiàn)象(“各種可能性”)暴露出來，便于解答。
易錯(cuò)現(xiàn)象：
(1)不能靈活應(yīng)用整體法和隔離法;
(2)不注意動(dòng)態(tài)平衡中邊界條件的約束;
(3)不能正確制定臨界條件。
九、牛頓運(yùn)動(dòng)三定律
1、牛頓第一定律：
(1)內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.
(2)理解：
①它說明了一切物體都有慣性，慣性是物體的固有性質(zhì).質(zhì)量是物體慣性大小的量度(慣性與物體的速度大小、受力大小、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)).
?、谒沂玖肆εc運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(產(chǎn)生加速度)的原因，而不是維持運(yùn)動(dòng)的原因 。 ③它是通過理想實(shí)驗(yàn)得出的，它不能由實(shí)際的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證.
2、牛頓第二定律：
內(nèi)容：物體的加速度a跟物體所受的合外力F成正比，跟物體的質(zhì)量m成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同.
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公式：F合=ma
理解：
?、偎矔r(shí)性：力和加速度同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失.
?、谑噶啃裕杭铀俣鹊姆较蚺c合外力的方向相同。
?、弁w性：合外力、質(zhì)量和加速度是針對(duì)同一物體(同一研究對(duì)象)
?、芡恍裕汉贤饬?、質(zhì)量和加速度的單位統(tǒng)一用SI制主單位⑤相對(duì)性：加速度是相對(duì)于慣性參照系的。
3、牛頓第三定律：
(1)內(nèi)容：
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，作用在一條直線上.
(2)理解：
①作用力和反作用力的同時(shí)性.它們是同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失，不是先有作用力后有反作用力. ②作用力和反作用力的性質(zhì)相同.即作用力和反作用力是屬同種性質(zhì)的力.
?、圩饔昧头醋饔昧Φ南嗷ヒ蕾囆裕核鼈兪窍嗷ヒ来?，互以對(duì)方作為自己存在的前提.
?、茏饔昧头醋饔昧Φ牟豢莎B加性.作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，不可求它們的合力，兩力的作用效果不能相互抵消.
4、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍：
對(duì)于宏觀物體低速的運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速的運(yùn)動(dòng))，牛頓運(yùn)動(dòng)定律是成立的，但對(duì)于物體的高速運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)速度接近光速)和微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律就不適用了，要用相對(duì)論觀點(diǎn)、量子力學(xué)理論處理.
易錯(cuò)現(xiàn)象：
(1)錯(cuò)誤地認(rèn)為慣性與物體的速度有關(guān)，速度越大慣性越大，速度越小慣性越小;另外一種錯(cuò)誤是認(rèn)為慣性
和力是同一個(gè)概念。
(2)不能正確地運(yùn)用力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系分析物體的運(yùn)動(dòng)過程中速度和加速度等參量的變化。
(3)不能把物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其受到的合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系正確運(yùn)用到輕繩、輕彈簧和輕桿等理想化模
型上
十、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用(一)
1、運(yùn)用牛頓第二定律解題的基本思路
(1)通過認(rèn)真審題，確定研究對(duì)象.
(2)采用隔離體法，正確受力分析.
(3)建立坐標(biāo)系，正交分解力.
(4)根據(jù)牛頓第二定律列出方程.
(5)統(tǒng)一單位，求出答案.
2、解決連接體問題的基本方法是：
(1)選取最佳的研究對(duì)象.選取研究對(duì)象時(shí)可采取“先整體，后隔離”或“分別隔離”等方法.一般當(dāng)各部
分加速度大小、方向相同時(shí)，可當(dāng)作整體研究，當(dāng)各部分的加速度大小、方向不相同時(shí)，要分別隔離研究.
(2)對(duì)選取的研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，依據(jù)牛頓第二定律列出方程式，求出答案.
3、解決臨界問題的基本方法是：
(1)要詳細(xì)分析物理過程，根據(jù)條件變化或隨著過程進(jìn)行引起的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，找到臨界狀態(tài)和
臨界條件.
(2)在某些物理過程比較復(fù)雜的情況下，用極限分析的方法可以盡快找到臨界狀態(tài)和臨界條件. 易錯(cuò)現(xiàn)象：
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(1)加速系統(tǒng)中，有些同學(xué)錯(cuò)誤地認(rèn)為用拉力F直接拉物體與用一重力為F的物體拉該物體所產(chǎn)生的加速度
是一樣的。
(2)在加速系統(tǒng)中，有些同學(xué)錯(cuò)誤地認(rèn)為兩物體組成的系統(tǒng)在豎直方向上有加速度時(shí)支持力等于重力。
(3)在加速系統(tǒng)中，有些同學(xué)錯(cuò)誤地認(rèn)為兩物體要產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)拉力必須克服它們之間的最大靜摩擦力。
十一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用(二)
1、動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題：
(1)已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動(dòng)情況.基本解題思路是：
?、俑鶕?jù)受力情況，利用牛頓第二定律求出物體的加速度.
②根據(jù)題意，選擇恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解相關(guān)的速度、位移等.
(2)已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，推斷或求出物體所受的未知力.基本解題思路是：①根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況，利用運(yùn)動(dòng)
學(xué)公式求出物體的加速度.
②根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的合外力，從而求出未知力.
(3)注意點(diǎn)：
?、龠\(yùn)用牛頓定律解決這類問題的關(guān)鍵是對(duì)物體進(jìn)行受力情況分析和運(yùn)動(dòng)情況分析，要善于畫出物體受力圖和運(yùn)動(dòng)草圖.不論是哪類問題，都應(yīng)抓住力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是通過加速度這座橋梁聯(lián)系起來的這一關(guān)鍵.
?、趯?duì)物體在運(yùn)動(dòng)過程中受力情況發(fā)生變化，要分段進(jìn)行分析，每一段根據(jù)其初速度和合外力來確定其運(yùn)動(dòng)情況;某一個(gè)力變化后，有時(shí)會(huì)影響其他力，如彈力變化后，滑動(dòng)摩擦力也隨之變化.
2、關(guān)于超重和失重：
在平衡狀態(tài)時(shí)，物體對(duì)水平支持物的壓力大小等于物體的重力.當(dāng)物體在豎直方向上有加速度時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力就不等于物體的重力.當(dāng)物體的加速度方向向上時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力大于物體的重力，這種現(xiàn)象叫超重現(xiàn)象.當(dāng)物體的加速度方向向下時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力小于物體的重力，這種現(xiàn)象叫失重現(xiàn)象.對(duì)其理解應(yīng)注意以下三點(diǎn)：
(1)當(dāng)物體處于超重和失重狀態(tài)時(shí)，物體的重力并沒有變化.
(2)物體是否處于超重狀態(tài)或失重狀態(tài)，不在于物體向上運(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)，即不取決于速度方向，而是取
決于加速度方向.
(3)當(dāng)物體處于完全失重狀態(tài)(a=g)時(shí)，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，如單擺停擺、天平
失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等.
易錯(cuò)現(xiàn)象：
(1)當(dāng)外力發(fā)生變化時(shí)，若引起兩物體間的彈力變化，則兩物體間的滑動(dòng)摩擦力一定發(fā)生變化，往往有些同
學(xué)解題時(shí)仍誤認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力不變。
(2)些同學(xué)在解比較復(fù)雜的問題時(shí)不認(rèn)真審清題意，不注意題目條件的變化，不能正確分析物理過程，導(dǎo)致
解題錯(cuò)誤。
(3)些同學(xué)對(duì)超重、失重的概念理解不清，誤認(rèn)為超重就是物體的重力增加啦，失重就是物體的重力減少啦。
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