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高考物理专题复习课件力学规律之归纳总结课程概述力学在高考物理中的重要性本课程的学习目标和内容安排力学是高考物理的重点和难点,占比高,题型多样掌握力学知识是学好其他物理分支的基础力学成绩直接影响高考物理总分因此,系统复习力学,掌握其核心概念和解题方法至关重要力学基础知识回顾力的定义和特征常见的力类型12力是物体间的相互作用,是改常见的力类型包括重力、弹变物体运动状态的原因力具力、摩擦力、电场力、磁场力有矢量性,既有大小又有方等每种力都有其特定的产生向力的三要素包括大小、方条件和性质例如,重力是由向和作用点力的单位是牛顿于地球吸引而产生的,弹力是(N)理解力的定义和特征由于物体形变而产生的熟悉是学习力学的基础各种力的特点有助于进行受力分析受力分析的重要性力的图示方法力的矢量表示力是矢量,可以用带有箭头的线段表示线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向力的大小和方向是力的两个重要特征,缺一不可矢量表示法是研究力学问题的重要工具受力分析图的绘制技巧绘制受力分析图时,首先要确定研究对象,然后按照重力、弹力、摩擦力、其他外力的顺序进行分析力的作用点通常画在物体的重心受力分析图要清晰、准确,避免漏力或多力力的合成与分解在图示中的应用力的合成与分解是受力分析的重要组成部分在受力分析图中,可以使用平行四边形法则或三角形法则进行力的合成与分解合理选择坐标系,简化力的分解过程,有助于简化计算重力重力的定义和特点重力与质量的关系重力是由于地球对物体的吸引而重力G与质量m的关系式为产生的力重力的方向总是竖直G=mg重力的大小与物体的质向下重力的大小与物体的质量量成正比,比例系数为重力加速成正比地球表面的重力加速度度g在地球的不同位置,重力g约为
9.8m/s²,通常计算中取加速度g略有不同,但通常可以10m/s²忽略不计重力的作用点重心重力作用于物体的重心重心是物体各部分所受重力的合力的作用点规则物体的重心通常在其几何中心不规则物体的重心可以通过实验方法确定,如悬挂法弹力弹力的产生原理胡克定律及其应用常见弹力类型绳子、弹簧弹力是由于物体发生弹胡克定律描述了弹力与性形变而产生的力弹形变之间的关系绳子的弹力表现为拉力的方向总是与形变方F=kx,其中F为弹力,k力,方向沿绳子指向绳向相反,指向物体恢复为劲度系数,x为形变子收缩的方向弹簧的原状的方向弹力是物量胡克定律只适用于弹力与弹簧的伸长或压体抵抗形变的表现弹性限度内的形变劲缩量成正比,方向与形度系数k越大,物体抵变方向相反正确判断抗形变的能力越强弹力的方向是解决弹力问题的关键摩擦力动摩擦力动摩擦力是发生在相对滑动的物体之间的力动摩擦力的大小与正压力成正比,与接触面积无关动摩擦力的方向2静摩擦力总是与物体相对运动方向相反动摩擦静摩擦力是发生在相对静止的物体之间力的计算公式为f=μN,其中μ为动摩擦的力静摩擦力的大小随外力的变化而1因数,N为正压力变化,但有一个最大值,称为最大静摩影响摩擦力大小的因素擦力静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反影响摩擦力大小的因素包括接触面的粗糙程度和正压力的大小接触面越粗3糙,摩擦力越大正压力越大,摩擦力越大动摩擦因数μ与接触面的材料有关,通常小于1支持力与拉力支持力的特点和计算拉力在不同情况下的分析支持力与拉力的联系与区别支持力是物体之间相互接触时,支撑物拉力是物体受到绳子、电线等拉伸时的支持力与拉力都是弹力的一种它们的体所受到的力支持力的方向总是垂直力拉力的方向总是沿着绳子、电线的区别在于方向不同支持力垂直于接触于接触面,指向被支撑的物体支持力方向,指向绳子、电线收缩的方向拉面,拉力沿着绳子、电线的方向在受的大小通常等于物体的重力或其他外力力的大小通常等于绳子、电线的张力力分析时,要根据具体情况正确判断支在垂直于接触面方向上的分力持力与拉力的方向和大小牛顿运动定律
(一)惯性定律惯性的概念惯性定律的表述12惯性是物体保持原有运动状态牛顿第一定律,又称惯性定的性质一切物体都具有惯律,表述为一切物体总保持性质量是物体惯性大小的量匀速直线运动状态或静止状度质量越大,惯性越大,物态,直到有外力迫使它改变这体越难改变其运动状态种状态为止惯性定律说明了力是改变物体运动状态的原因日常生活中的惯性现象3生活中常见的惯性现象包括汽车启动时,乘客会向后倾;汽车刹车时,乘客会向前倾;抖动衣服可以去除灰尘等理解惯性有助于解释这些现象牛顿运动定律
(二)加速度定律公式的理解和应用F=ma1牛顿第二定律表述为物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同公式为F=ma,加速度的定义和单位2其中F为合外力,m为质量,a为加速度加速度是描述物体速度变化快慢的物理量加速度的单位是米每二次方秒(m/s²)加速度越大,速度变化越快加速度可以是正常见的加速度问题解析3的,也可以是负的,正负表示加速度的方向常见的加速度问题包括匀变速直线运动、自由落体运动、竖直上抛运动等解决加速度问题需要正确分析物体的受力情况,应用牛顿第二定律计算加速度,然后根据运动学公式求解其他物理量牛顿运动定律
(三)作用力与反作用力作用力与反作用力的特点牛顿第三定律表述为作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在两个物体上作用力与反作用力同时产生,同时消失,性质相同作用力与反作用力的区分作用力与反作用力分别作用在两个物体上,因此不能相互平衡作用力与反作用力是物体之间相互作用的表现在受力分析时,要明确作用力和反作用力的施力物体和受力物体常见误区分析常见的误区包括认为作用力大于反作用力,认为作用力与反作用力可以相互平衡正确理解作用力与反作用力的特点,避免这些误区力的合成与分解不同方向力的合成方法不同方向力的合成可以使用平行四边形法则或三角形法则平行四边形法则以两个力为邻边作平行四边形,合力为2该平行四边形的对角线三角形法则同一直线上力的合成将一个力的箭头指向另一个力的起点,同一直线上方向相同的力的合力,大小合力为连接起点的线段,方向由起点指1等于各力的大小之和,方向与各力方向向终点相同同一直线上方向相反的力的合力,大小等于各力的大小之差,方向与力的分解方法较大的力方向相同力的分解是力的合成的逆过程可以将3一个力分解为两个分力,分力的方向可以根据需要确定力的分解可以使用平行四边形法则或三角形法则分解后的分力效果与原力相同共点力系的平衡条件力平衡的概念二力平衡12当物体所受合外力为零时,物二力平衡的条件两个力大小体处于平衡状态平衡状态包相等,方向相反,作用在同一括静止状态和匀速直线运动状直线上,作用在同一个物体态力平衡是物体保持原有运上二力平衡是物体保持静止动状态的条件或匀速直线运动的必要条件三力平衡3三力平衡的条件三个力作用在同一个物体上,三个力的合力为零三力平衡时,任意两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反可以使用正交分解法或力的合成法求解三力平衡问题动量的概念动量的定义和单位动量与冲量的关系动量定理动量是描述物体运动状态的物理量,等冲量是力在时间上的积累,等于力与作动量定理描述了冲量与动量变化之间的于物体的质量与速度的乘积动量具有用时间的乘积冲量也是矢量,方向与关系动量定理表述为物体所受合外矢量性,方向与速度方向相同动量的力的方向相同冲量的单位是牛顿秒力的冲量等于物体动量的变化动量定单位是千克米每秒(kg·m/s)(N·s)冲量是改变物体动量的原因理是解决力学问题的重要工具,尤其适根据动量定理,物体所受合外力的冲量用于变力作用下的问题等于物体动量的变化动量守恒定律动量守恒的条件碰撞问题中的应用反冲现象123动量守恒定律表述为一个系统不碰撞问题是指物体之间相互作用时反冲现象是指由于系统内部一部分受外力或所受外力之和为零,这个间极短的过程碰撞过程中,系统物体向某一方向运动,使得系统其系统的总动量保持不变动量守恒内物体之间的相互作用力远大于外他部分物体向相反方向运动的现定律是自然界普遍适用的基本规律力,因此可以认为系统动量守恒象火箭发射、喷气发动机等都是之一内力不影响系统的总动量碰撞问题包括弹性碰撞、非弹性碰反冲现象的应用反冲现象也遵循撞和完全非弹性碰撞动量守恒定律功的概念功的定义和计算功是能量转化的量度当力作用在物体上,使物体在力的方向上发生位移时,就说力做了功功的计算公式为W=Fscosθ,其中F为力的大小,s为位移的大小,θ为力与位移之间的夹角功是标量,单位是焦耳(J)功的正负意义当力与位移方向相同时,力做正功,表示能量增加当力与位移方向相反时,力做负功,表示能量减少当力与位移方向垂直时,力不做功摩擦力做功通常导致机械能转化为内能功与能的关系功是能量转化的量度力做正功,物体的能量增加;力做负功,物体的能量减少动能定理、功能原理等都描述了功与能之间的关系理解功与能的关系是解决力学问题的关键功率平均功率与瞬时功率平均功率是指在一段时间内所做的功与这段时间的比值瞬时功率是指在某一2时刻所做的功瞬时功率的计算公式为功率的定义和单位P=Fvcosθ,其中F为力的大小,v为速度功率是描述做功快慢的物理量,等于单的大小,为力与速度之间的夹角θ1位时间内所做的功功率的计算公式为P=W/t,其中W为功的大小,t为时功率计算的常见问题间功率也是一个标量,单位是瓦特在计算功率时,要注意区分平均功率和(W)瞬时功率,选择正确的公式还要注意3力的方向与速度方向之间的夹角在汽车行驶问题中,要注意牵引力、阻力、功率之间的关系动能动能的定义和公式动能定理的表述动能定理的应用123动能是物体由于运动而具有的能量动能定理表述为合外力所做的功等动能定理的应用包括求解变速运动动能的计算公式为Ek=1/2mv²,其于物体动能的变化动能定理是联系问题、求解变力做功问题、求解复杂中m为物体的质量,v为物体的速力与运动的重要桥梁,适用于解决变运动过程中的速度问题等应用动能度动能是标量,只与物体质量和速力做功问题动能定理的表达式为定理时,要明确研究对象,分析物体度大小有关,与速度方向无关W=ΔEk=Ek2-Ek1所受的力,计算合外力所做的功,然后根据动能定理求解未知量重力势能重力势能的定义重力势能的参考点选择重力做功与重力势能变化的关系重力势能是物体由于被举高而具有的能重力势能的参考点可以任意选择,通常选重力做正功,重力势能减少;重力做负量重力势能的计算公式为Ep=mgh,其择地面或问题中规定的零势能面作为参考功,重力势能增加重力所做的功等于重中m为物体的质量,g为重力加速度,h为点参考点不同,重力势能的值不同,但力势能的变化量的负值,即W=-ΔEp重物体相对于参考平面的高度重力势能是重力势能的变化量是相同的重力势能的力做功与路径无关,只与初末位置的高度标量,具有相对性变化量与参考点的选择无关差有关弹性势能弹性势能的定义和计算弹性势能与弹力形变的关系弹性势能的应用弹性势能是物体由于发生弹性形变而具弹性形变越大,弹性势能越大当弹簧弹性势能的应用包括弹簧振子、蹦有的能量弹性势能的计算公式为被拉伸或压缩时,弹力做负功,弹性势床、弓箭等在这些问题中,弹性势能Ep=1/2kx²,其中k为劲度系数,x为形能增加;当弹簧恢复原状时,弹力做正与动能、重力势能之间可以相互转化变量弹性势能是标量,只与物体形变功,弹性势能减少弹力所做的功等于理解弹性势能的特点和应用,有助于解的大小有关,与形变的方向无关弹性势能的变化量的负值,即W=-ΔEp决相关力学问题机械能守恒定律机械能守恒的条件机械能守恒的应用实例12机械能守恒定律表述为在只有常见的机械能守恒应用实例包重力或弹力做功的系统中,物体括单摆运动、自由落体运动、的动能和势能之和保持不变机竖直上抛运动等在这些运动过械能守恒的条件是系统只受重力程中,物体的动能和势能相互转或弹力作用,没有其他力做功,化,但机械能的总量保持不变或者其他力做功之和为零内力正确选择研究对象和过程,分析不影响系统的机械能其受力情况,判断是否满足机械能守恒条件,是解决机械能守恒问题的关键机械能守恒的表达式3机械能守恒的表达式为Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,其中Ek1和Ep1分别为初状态的动能和势能,Ek2和Ep2分别为末状态的动能和势能应用机械能守恒定律可以求解运动过程中的速度、高度等问题动能定理动能定理的表述1合外力所做的功等于物体动能的变化量W=ΔEk=Ek2-Ek1动能定理的优点2适用于任何过程,包括变力做功适用范围3单个物体,一个物理过程动能定理是解决力学问题的重要工具,尤其是变力做功的问题,避免了对加速度的讨论正确理解动能定理的表述和适用范围,是灵活应用动能定理的关键在解决实际问题时,要明确研究对象,分析物体所受的力,计算合外力所做的功,然后根据动能定理求解未知量功能原理功能原理的内容1系统机械能的变化等于除重力、弹力以外的其他力所做的功ΔE=Wother理解要点2功能原理描述了系统机械能的变化与非保守力做功之间的关系,适用于包含摩擦力等非保守力作用的系统适用范围3一个或者多个物体,一个物理过程功能原理是解决力学问题的重要工具,尤其是非保守力做功的问题通过功能原理,可以分析能量的转化和转移过程,从而求解相关物理量正确理解功能原理的内容和适用范围,是灵活应用功能原理的关键在解决实际问题时,要明确研究对象,分析系统内各力做功情况,然后根据功能原理求解未知量机械效率机械效率的定义1机械效率是指有用功与总功的比值,用η表示,即η=W有用/W总机械效率是一个百分比,通常小于1机械效率反映了机械的能量利用率,机械效率越高,能量利用率越高有用功与总功2有用功是指使用机械完成任务所必须做的功总功是指使用机械所做的全部功,包括有用功和额外功额外功是指克服摩擦力、重力等所做的功W总=W有用+W额影响机械效率的因素3影响机械效率的因素包括摩擦力的大小、机械自身的重力、物体的重力等减小摩擦力、减轻机械自身重力、增加物体重力等都可以提高机械效率机械效率是衡量机械性能的重要指标简单机械杠杆杠杆的原理杠杆平衡条件省力杠杆与费力杠杆杠杆是一种简单机械,利用杠杆可以省力杠杆平衡条件是指杠杆处于静止或匀速转当动力臂大于阻力臂时,杠杆是省力杠或省距离杠杆由支点、动力、阻力组动状态的条件杠杆平衡条件为动力×动杆,可以省力但费距离当动力臂小于阻成支点是杠杆绕其转动的固定点动力力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2L2杠杆力臂时,杠杆是费力杠杆,可以省距离但是使杠杆转动的力阻力是阻碍杠杆转动平衡条件是解决杠杆问题的关键费力当动力臂等于阻力臂时,杠杆既不的力省力也不费力简单机械滑轮定滑轮的特点动滑轮的特点滑轮组的效率分析定滑轮是一种轴固定不动的滑轮使用动滑轮是一种轴随物体一起移动的滑滑轮组是由定滑轮和动滑轮组成的机定滑轮不省力,但可以改变力的方向轮使用动滑轮可以省力,但费距离械滑轮组既可以省力,又可以改变力定滑轮的特点是动力等于阻力,动力臂动滑轮的特点是动力等于阻力的一半,的方向滑轮组的机械效率与动滑轮的等于阻力臂定滑轮相当于一个等臂杠动力臂等于阻力臂的两倍动滑轮相当重力、摩擦力等因素有关减小动滑轮杆于一个省力杠杆的重力、减小摩擦力等都可以提高滑轮组的机械效率圆周运动圆周运动的特征角速度与线速度的关系12圆周运动是指物体沿圆周运动线速度是指物体沿圆周运动的的运动圆周运动分为匀速圆瞬时速度,方向沿圆周的切线周运动和变速圆周运动匀速方向角速度是指物体绕圆心圆周运动是指物体以恒定速率转动的快慢,单位是弧度每秒沿圆周运动的运动变速圆周(rad/s)角速度与线速度运动是指物体速率变化的圆周的关系为v=ωr,其中v为线速运动度,ω为角速度,r为圆周半径周期与频率3周期是指物体完成一次圆周运动所需的时间,单位是秒(s)频率是指单位时间内物体完成圆周运动的次数,单位是赫兹(Hz)周期与频率的关系为T=1/f角速度与周期的关系为ω=2π/T向心力向心力的定义和特向心力公式常见的向心力类型点向心力的大小与物体的常见的向心力类型包向心力是使物体做圆周质量、速度和圆周半径括绳子拉力、轨道支运动的力,方向始终指有关向心力公式为持力、万有引力等在向圆心向心力不是一F=mv²/r=mω²r=m2π不同的圆周运动中,提种特殊的力,而是指向/T²r=m2πf²r,其中供向心力的力不同在圆心的合外力向心力m为物体的质量,v为分析向心力问题时,要只改变速度的方向,不线速度,ω为角速度,r明确提供向心力的力是改变速度的大小提供为圆周半径,T为周什么向心力可以是重力、弹期,f为频率力、摩擦力,也可以是它们的合力向心加速度向心加速度与速度的关系向心加速度与速度方向垂直,只改变速度的方向,不改变速度的大小向心加速度越大,速度方向变化越快匀速圆2周运动是一种变速运动,因为速度方向向心加速度的计算始终在变化向心加速度是描述物体速度方向变化快1慢的物理量向心加速度的方向始终指牛顿第二定律在圆周运动中的向圆心向心加速度的计算公式为应用a=v²/r=ω²r,其中v为线速度,ω为角在圆周运动中,根据牛顿第二定律,合速度,r为圆周半径外力等于质量乘以加速度,即F=ma由3于向心加速度的存在,物体需要受到向心力的作用才能做圆周运动应用牛顿第二定律可以求解圆周运动中的力学问题离心现象离心现象的本质离心力与惯性力日常生活中的离心现象举例离心现象是指在旋转参考系中,物体表离心力是一种惯性力,是由于选择非惯生活中常见的离心现象包括洗衣机脱现出远离圆心的现象离心现象并不是性参考系而引入的假想力在非惯性参水、汽车转弯时乘客向外倾斜、游乐园一种真实的力,而是由于惯性引起的考系中,为了解释物体的运动,需要引的旋转木马等理解离心现象有助于解在惯性参考系中,物体并没有受到离心入惯性力离心力的大小等于向心力的释这些现象的原因利用离心现象可以力的作用,而是受到其他力的作用大小,方向与向心力方向相反实现一些工程应用,如离心分离、离心铸造等单摆单摆运动的特点单摆的回复力12单摆是由一根不可伸长的轻绳单摆的回复力是指使摆球回到和悬挂在其下端的小球组成的平衡位置的力单摆的回复力装置在摆角较小的情况下,是由重力的分力提供的回复单摆的运动可以近似看作简谐力的大小与摆球偏离平衡位置运动单摆的周期与摆长有的位移成正比回复力的方向关,与摆球的质量无关始终指向平衡位置单摆周期的计算3单摆的周期计算公式为T=2π√l/g,其中T为周期,l为摆长,g为重力加速度从公式可以看出,单摆的周期与摆长成正比,与重力加速度成反比,与摆球的质量无关单摆周期的计算公式只适用于摆角较小的情况单摆的等时性等时性的概念1等时性是指单摆的周期与摆球的振幅无关,只与摆长和重力加速度有关等时性是单摆的重要特点之一等时性使得单摆可以用于精确计时,如钟摆影响单摆等时性的因素2影响单摆等时性的因素主要是摆角的大小当摆角较大时,单摆的周期不再与振幅无关,等时性不再成立空气阻力也会对单摆的等时性产生影响为了保证单摆的等时性,需要控制摆角的大小,减小空气阻力单摆的应用3单摆的应用包括测量重力加速度、制作钟摆等通过测量单摆的周期和摆长,可以计算出当地的重力加速度钟摆是利用单摆的等时性来精确计时的装置共振现象共振的条件固有频率与驱动力频率共振在生活中的应用和危害共振是指当驱动力的频率与系统的固有频率相固有频率是指系统自身振动的频率,与系统的共振在生活中的应用包括乐器的发声、无线等时,系统振幅达到最大值的现象共振是一质量、弹性系数等因素有关驱动力频率是指电的调谐等共振的危害包括桥梁的破坏、种能量传递的现象当驱动力频率与固有频率外力作用在系统上的频率当驱动力频率与固机器的损坏等为了避免共振的危害,需要改相等时,系统可以从驱动力那里获得最大的能有频率相等时,发生共振改变系统的质量、变系统的固有频率,或者减小驱动力的频率量,从而振幅达到最大值弹性系数等可以改变固有频率万有引力定律万有引力公式万有引力公式为F=Gm1m2/r²,其中F为万有引力的大小,G为万有引力常2万有引力定律的表述量,m1和m2为两个物体的质量,r为两个物体之间的距离万有引力的方向沿万有引力定律表述为任何两个物体之连接两个物体的直线方向1间都存在引力,引力的大小与两个物体的质量的乘积成正比,与它们之间距离万有引力常量的意义的平方成反比万有引力定律是自然界万有引力常量G是一个比例系数,其数普遍适用的基本规律之一值为
6.67×10^-11N·m²/kg²万有引力3常量是由卡文迪许通过实验测定的万有引力常量是计算万有引力大小的必要参数开普勒行星运动定律三大定律的内容开普勒定律的意义12开普勒第一定律所有行星都开普勒定律描述了行星运动的沿椭圆轨道运动,太阳位于椭规律,是牛顿发现万有引力定圆的一个焦点上开普勒第二律的重要基础开普勒定律揭定律行星与太阳连线在相等示了行星运动的普遍性,为天的时间内扫过相等的面积开文学的发展做出了重要贡献普勒第三定律行星轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比是一个常数,即a³/T²=k开普勒定律与万有引力的关系3开普勒定律可以用万有引力定律来解释行星绕太阳运动的向心力是由太阳的万有引力提供的根据万有引力定律和牛顿第二定律,可以推导出开普勒第三定律开普勒定律是万有引力定律的应用人造卫星人造卫星的轨道特点第一宇宙速度的计算人造卫星的应用人造卫星的轨道可以是圆形或椭圆形人第一宇宙速度是指使物体能够成为地球卫人造卫星的应用包括通信、导航、气象造卫星绕地球运动的向心力是由地球的万星的最小发射速度,大小为
7.9km/s第观测、资源勘探等人造卫星在现代社会有引力提供的人造卫星的轨道高度越一宇宙速度也是近地卫星的运行速度第中发挥着重要作用随着科技的发展,人高,周期越长,速度越小同步卫星是指一宇宙速度是计算卫星轨道参数的重要参造卫星的应用将越来越广泛周期与地球自转周期相同的人造卫星,位考于赤道上空,高度约为36000公里宇宙速度第一宇宙速度
17.9km/s,minimum speedto orbitEarth.第二宇宙速度
211.2km/s,escape Earthsgravity.第三宇宙速度
316.7km/s,escape solarsystem.宇宙速度是航天领域的重要概念,是进行太空探索和航天工程的基础理解三种宇宙速度的含义和计算方法,有助于深入了解航天技术和宇宙奥秘随着科技的进步,人类对宇宙的探索将更加深入,宇宙速度的意义也将更加重要失重与超重失重和超重的概念失重和超重的条件常见的失重和超重现象分析当物体对支持物的压力小于物体的重力当物体具有向下的加速度时,物体处于常见的失重现象包括电梯加速下降、时,物体处于失重状态当物体对支持失重状态当物体具有向上的加速度宇宙飞船绕地球飞行等常见的超重现物的压力大于物体的重力时,物体处于时,物体处于超重状态在匀速直线运象包括电梯加速上升、飞机起飞时超重状态失重和超重是物体加速度的动或静止状态下,物体既不失重也不超等理解失重和超重现象有助于解释生表现失重并不是指物体失去了重力,重活中的一些现象而是指物体对支持物的压力减小了流体静力学静压强的计算帕斯卡原理及其应用液体压强的特点123静压强是指流体内部由于分子热运帕斯卡原理表述为加在密闭流体液体压强具有以下特点液体压强动而产生的压强静压强的大小与上的压强,能够大小不变地传递到与深度成正比,在同一深度,各个流体的密度和深度有关静压强的流体的各个部分帕斯卡原理是液方向的压强相等,液体对容器底和计算公式为p=ρgh,其中p为静压压技术的基础液压机、液压千斤侧壁都有压强理解液体压强的特强,ρ为流体的密度,g为重力加速顶等都是帕斯卡原理的应用点有助于解决流体静力学问题度,h为深度浮力浮力的产生原因阿基米德原理的应用浮力与物体的密度关系浮力是由于液体对浸在其中的物体上下表阿基米德原理表述为浸在液体中的物体物体的密度小于液体的密度,物体漂浮;面存在压力差而产生的浮力的方向总是所受到的浮力,大小等于它排开的液体所物体的密度等于液体的密度,物体悬浮;竖直向上浮力的大小与物体排开液体的受到的重力阿基米德原理是计算浮力大物体的密度大于液体的密度,物体下沉体积和液体的密度有关理解浮力的产生小的重要依据应用阿基米德原理可以解物体的浮沉取决于物体和液体的密度关原因是解决浮力问题的关键决有关浮力的问题系物体的浮沉条件悬浮体平衡条件当物体悬浮时,物体所受的浮力等于物2体的重力此时,物体的密度等于液体浮体平衡条件的密度悬浮的物体,其全部体积都浸当物体漂浮时,物体所受的浮力等于物入液体中1体的重力此时,物体的密度小于液体的密度漂浮的物体,其浸入液体的体沉体平衡条件积占总体积的比例等于物体密度与液体当物体下沉时,物体所受的浮力小于物密度之比体的重力此时,物体的密度大于液体3的密度沉体的重力大于浮力,沉体会沉到容器底部伯努利方程伯努利方程的物理意义伯努利方程的表达式伯努利方程在生活中的应用伯努利方程描述了流体在稳定流动时,伯努利方程的表达式为伯努利方程在生活中的应用包括飞机压强、速度和高度之间的关系伯努利p+1/2ρv²+ρgh=C,其中p为流体的压的升力、喷雾器的原理、烟囱的抽风方程表述为在同一流线上,流体的压强,ρ为流体的密度,v为流体的速度,g等理解伯努利方程有助于解释这些现强、动能和重力势能之和保持不变伯为重力加速度,h为高度,C为常数伯象在流体动力学中,伯努利方程是一努利方程是流体动力学的重要基础努利方程只适用于理想流体,即不可压个重要的工具缩、无粘性的流体力学实验测量重力加速度实验原理实验步骤12利用单摆的周期公式实验步骤包括准备实验器T=2π√l/g测量重力加速度材、安装单摆、测量摆长、测通过测量单摆的周期和摆长,量周期、数据处理等在实验可以计算出当地的重力加速过程中,要注意减小误差,提度实验的关键是精确测量单高实验精度多次测量可以减摆的周期和摆长小随机误差误差分析3实验误差的来源包括摆长的测量误差、周期的测量误差、空气阻力的影响等为了减小误差,可以采用多次测量取平均值的方法同时,要控制摆角的大小,减小空气阻力力学实验验证牛顿第二定律实验设计1实验设计包括选择实验器材、设计实验步骤、确定实验方案等实验的目的是验证牛顿第二定律,即F=ma实验需要测量力、质量实验步骤2和加速度等物理量实验中需要控制变量,保证实验的准确性实验步骤包括安装实验器材、调节水平、测量小车质量、改变拉力大小、测量加速度、记录数据等在实验过程中,要注意减小摩数据处理方法3擦力,保证小车做匀加速直线运动数据处理方法包括绘制a-F图像、计算斜率、分析误差等通过分析a-F图像的斜率,可以验证牛顿第二定律实验误差的来源包括摩擦力的影响、测量误差等为了减小误差,可以采用多次测量取平均值的方法力学中的图像分析位移时间图像的特点-位移-时间图像描述了物体位移随时间变化的关系在位移-时间图像中,直线的斜率表示物体的速度斜率越大,速度越大水平直线表示物体静止曲线表示物体做变速运动位移-时间图像只能描述直线运动速度时间图像的分析方法-速度-时间图像描述了物体速度随时间变化的关系在速度-时间图像中,直线的斜率表示物体的加速度斜率越大,加速度越大水平直线表示物体做匀速直线运动曲线表示物体做变加速运动速度-时间图像与时间轴围成的面积表示物体的位移速度-时间图像可以描述直线运动和曲线运动图像的应用通过分析图像,可以了解物体的运动状态、计算物体的速度、加速度和位移等图像是解决力学问题的重要工具理解图像的物理意义,掌握图像的分析方法,有助于提高解题能力力学中的数学方法三角函数在力学中的应用三角函数是描述角度关系的数学工具在力学中,三角函数可以用来分解力、计算力的分量等常见的三角函数包括向量的运算在力学中的应用2正弦、余弦和正切掌握三角函数及其力、速度、加速度、动量等都是矢量,应用,有助于解决斜面问题、圆周运动具有大小和方向矢量的运算包括加1问题等法、减法、乘法等在力学中,矢量的运算可以用来求解合力、合速度、合动微积分在力学中的简单应用量等掌握矢量的运算方法,有助于解微积分是描述变化率的数学工具在力决复杂的力学问题学中,微积分可以用来求解变力做功、3变速运动等例如,利用积分可以计算变力所做的功掌握微积分的基本概念和应用,有助于解决复杂的力学问题力学难点非惯性系非惯性系的概念惯性力的特点12非惯性系是指具有加速度的参惯性力是由于选择非惯性系而考系在非惯性系中,牛顿定引入的假想力惯性力的大小律不再直接适用为了在非惯等于物体的质量乘以参考系的性系中应用牛顿定律,需要引加速度,方向与参考系的加速入惯性力,也叫假想力常见度方向相反惯性力不是真实的非惯性系包括加速运动的的力,而是为了在非惯性系中电梯、旋转的圆盘等解释物体的运动而引入的常见非惯性系问题分析3解决非惯性系问题的关键是正确选择参考系,分析物体所受的力,包括真实力和惯性力然后,根据牛顿定律求解物体的运动状态常见的非惯性系问题包括在加速运动的电梯中物体的受力分析、在旋转的圆盘上物体的受力分析等力学难点变力做功变力做功的计算方法图像法求变力做功变力做功的应用当力的大小或方向随时间或位移变化时,力图像法是利用力-位移图像的面积表示功的变力做功的应用包括弹簧弹力做功、摩擦做的是变力功变力做功的计算方法包括大小当力-位移图像是直线时,面积可以力做功等在这些问题中,力的大小或方向微元法、图像法和平均力法微元法是将位用几何公式计算当力-位移图像是曲线时,随时间或位移变化,需要用变力做功的计算移分割成无数个小段,在每一小段内认为力面积可以用微积分计算或近似计算图像法方法求解理解变力做功的特点和应用,有是恒定的,然后求和图像法是利用力-位是求解变力做功问题的常用方法助于解决复杂的力学问题移图像的面积表示功的大小平均力法是计算平均力,然后用平均力乘以位移计算功的大小力学难点碰撞问题弹性碰撞1动量、能量守恒非弹性碰撞2动量守恒,能量不守恒完全非弹性碰撞3动量守恒,能量损失最大碰撞问题是力学中的难点之一,涉及到动量守恒定律和能量守恒定律正确分析碰撞过程,明确碰撞的类型,选择合适的规律,是解决碰撞问题的关键弹性碰撞是指碰撞过程中动量和动能都守恒的碰撞非弹性碰撞是指碰撞过程中动量守恒,但动能不守恒的碰撞完全非弹性碰撞是指碰撞过程中动量守恒,但动能损失最大的碰撞在完全非弹性碰撞中,碰撞后的物体具有相同的速度力学难点相对运动相对运动的速度合成1vAB=vA-vB,A看B的速度等于A对地的速度减去B对地的速度相对运动的加速度分析2在相对运动中,物体的加速度与参考系的加速度有关相对加速度等于物体的绝对加速度减去参考系的加速度应用3分析复杂运动轨迹相对运动是描述物体之间运动关系的物理概念理解相对运动的概念,掌握相对运动的速度合成和加速度分析方法,有助于解决复杂的力学问题在解决相对运动问题时,要明确研究对象和参考系,正确分析物体的运动状态例如,在解决追及问题时,需要分析两个物体的相对速度和相对加速度,判断是否能够相遇高考真题解析
(一)牛顿运动定律应用真题示例解题思路和技巧答案例一质量为m的物体,受到一个水平解题思路首先进行受力分析,明确物μ=F-ma/mg拉力F的作用,在粗糙的水平地面上做匀体受到重力、支持力、拉力和摩擦力的加速直线运动,加速度为a,求物体与地作用然后根据牛顿第二定律,列出水面之间的动摩擦因数μ本题考察牛顿第平方向和竖直方向的方程最后联立方二定律的应用和摩擦力的计算程,求解动摩擦因数μ解题技巧正确进行受力分析,灵活应用牛顿第二定律高考真题解析
(二)动量守恒真题示例常见陷阱分析12例两个质量分别为m1和m2的小常见陷阱忽略动量守恒的条件,球,在光滑的水平面上沿同一直线错误判断碰撞类型,忽略碰撞过程运动,速度分别为v1和v2,发生正中的能量损失等解题时,要明确碰碰撞后,两个小球的速度分别动量守恒的条件,判断碰撞类型,为v1和v2,求碰撞后的速度v1和考虑能量损失v2本题考察动量守恒定律的应用和碰撞问题的分析解题技巧3明确研究对象,判断碰撞类型,选择合适的规律,列出方程,求解未知量注意动量的矢量性,选取正方向,用正负号表示动量的方向要对计算结果进行分析,判断是否符合实际高考真题解析
(三)机械能守恒真题示例解题要点总结分析例一质量为m的小解题要点明确研究对到达底端速度为√2gh球,从高度为h的光滑象,判断是否满足机械斜面上滑下,求到达斜能守恒的条件,选择合面底端时的速度本题适的参考平面,列出机考察机械能守恒定律的械能守恒方程,求解未应用和势能与动能的转知量注意重力势能的化计算,明确参考平面的选择高考真题解析
(四)圆周运动真题示例重点公式应用解例一质量为m的小球,用长为L的细绳重点公式v=ωr,F=mv²/r=mω²r,v=√gLsinθtanθ悬挂在天花板上,小球在水平面内做匀T=2π/ω解题时,要明确圆周运动的类速圆周运动,细绳与竖直方向的夹角为型,分析物体所受的力,找出提供向心,求小球的线速度和角速度本题考察力的力,应用圆周运动的公式求解未知θ圆周运动的规律和向心力的应用量力学综合题型分析综合题的特点解题策略12力学综合题通常涉及到多个知解决综合题的关键是明确题识点和多个过程,需要综合应目要求,分析题目情景,分解用各种力学规律才能解决综题目过程,选择合适的规律,合题的难度较大,对学生的分列出方程,求解未知量要注析能力和解题能力要求较高重知识的联系,灵活应用各种规律解题方法3常用的解题方法包括整体法、隔离法、能量法、动量法等整体法是将多个物体看作一个整体,分析整体的受力情况隔离法是将单个物体从系统中分离出来,分析其受力情况能量法是利用能量守恒定律解决问题动量法是利用动量守恒定律解决问题要根据具体情况选择合适的解题方法力学计算题常见错误分析典型错误类型避免错误的方法错误分析常见的错误类型包括受为了避免错误,需要加建立错题本进行经验总结力分析错误、公式应用错强基础知识的学习,掌握误、单位换算错误、计算各种力学规律;认真审题,错误等受力分析错误是明确题目要求;规范解题由于没有正确分析物体所步骤,避免漏步;仔细计受的力,导致方程错误算,避免计算失误;检查公式应用错误是由于没有结果,判断是否符合实际正确理解公式的物理意义,要养成良好的解题习惯,导致公式应用错误单位提高解题的准确率换算错误是由于没有进行正确的单位换算,导致结果错误计算错误是由于计算失误,导致结果错误力学实验题答题技巧实验题的特点答题要点注意事项力学实验题通常考察实验原理、实验步答题要点包括明确实验目的、理解实注意事项包括注意单位换算、注意有骤、数据处理、误差分析等方面实验验原理、掌握实验步骤、正确记录数效数字、注意误差分析、注意实验安题要求学生掌握实验的基本知识和技据、合理处理数据、分析实验误差、得全要认真审题,明确题目要求,避免能,能够独立完成实验,并对实验结果出实验结论要条理清晰,表达准确,漏答或答错要规范书写,字迹清晰,进行分析和评估实验题是考察学生实逻辑严密卷面整洁验能力的重要方式力学概念辨析1易混淆概念的比较2重要物理量的单位和数量级3概念的物理意义常见的易混淆概念包括速度与速率、加速要掌握重要物理量的单位和数量级,例如要明确各种概念的物理意义,例如力是改度与速度变化率、力与冲量、功与功率、动长度的单位是米(m),质量的单位是千克变物体运动状态的原因,能量是物体做功的能与动量等要明确这些概念的定义、物理(kg),时间的单位是秒(s),力的单位能力,功率是做功的快慢,动量是描述物体意义、单位和区别,避免混淆速度是矢量,是牛顿(N),能量的单位是焦耳(J),运动状态的物理量等理解概念的物理意义,速率是标量加速度是速度变化率,力是物功率的单位是瓦特(W)要了解常见的数有助于解决实际问题体间相互作用,冲量是力对时间的累积,功量级,例如地球的半径约为6400km,重是能量转化的量度,功率是做功的快慢,动力加速度g约为
9.8m/s²等能是物体由于运动而具有的能量,动量是物体的质量与速度的乘积力学复习策略题型归纳对常见的题型进行归纳总结,例如牛顿运动定律的应用、能量守恒的应用、动量守恒的应用、圆周运动的应用等针对每2知识点系统化方法种题型,总结解题方法和技巧做题时,要明确题型,选择合适的解题方法将力学知识点进行系统化整理,构建知1识体系可以按照力的概念、牛顿运动高效复习时间安排建议定律、能量守恒定律、动量守恒定律等进行分类绘制知识导图,将各个知识制定合理的复习计划,分配复习时间重点之间的联系进行可视化呈现点复习薄弱环节,加强练习利用碎片时间进行复习,例如利用课间、午休等时3间进行模拟考试,检验复习效果及时调整复习计划,提高复习效率复习时要注重理解,避免死记硬背总结与展望力学知识体系回顾与其他物理分支的联系展望回顾力学的核心知识点,例如力的概力学是物理学的基础,与电磁学、光学、希望通过本课件的学习,同学们能够掌握念、牛顿运动定律、能量守恒定律、动量热学等分支有着密切的联系例如,电磁力学知识,提高解题能力,在高考中取得守恒定律、圆周运动等明确各个知识点学中的电场力和磁场力也遵循牛顿运动定优异成绩力学是物理学的重要组成部之间的联系,构建完整的力学知识体系律理解力学与其他物理分支的联系,有分,是进一步学习其他物理分支的基础回顾解题方法和技巧,提高解题能力助于全面掌握物理知识力学是进一步学希望同学们在未来的学习中,继续努力,习其他物理分支的基础,例如电磁学、不断探索物理学的奥秘热学、光学等。
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