【高中物理课件】人教版力学课件

人教版高中物理力学课件PPT本课件包括必修

一、必修二中的力学内容，系统梳理高中力学知识框架，符合新课程标准和高考物理考试要求力学作为物理学的基础分支，是理解自然界运动规律的重要工具通过系统学习，学生将掌握从运动描述到能量守恒的完整知识体系，为后续物理学习奠定坚实基础课程目录1运动学基础知识包括运动的描述、匀变速直线运动规律及其应用2动力学基础知识涵盖相互作用力的分析和牛顿运动定律的系统学习3曲线运动与圆周运动深入理解平抛运动、圆周运动的基本规律和分析方法4万有引力与宇宙航行探索行星运动规律、万有引力定律及其在宇宙航行中的应用第一章运动的描述学习目标核心内容通过本章学习，学生将全面理解运动学基础概念，掌握描述运动运动的描述是力学学习的起点，包括质点、参考系、时间、位移、的核心物理量重点学习位置、位移、速度和加速度等基本概念，速度、加速度等基本概念这些概念构成了描述物体运动状态和建立正确的运动学思维框架运动变化的完整体系质点与参考系

1.1质点的概念参考系的选择质点是具有质量但不考虑大小和参考系是描述物体运动时选定的形状的理想化物理模型当物体参照物体系不同参考系下同一的大小相对于所研究的问题可以物体的运动描述可能完全不同，忽略时，就可以将物体视为质点因此选择合适的参考系对于简化问题分析至关重要坐标系建立坐标系是定量描述物体位置的数学工具一维直线坐标系、二维平面坐标系和三维空间坐标系分别适用于不同类型的运动分析时间与位移

1.2时间测量位移特性路程区别时间是描述运动过程持位移是从初位置指向末路程是物体运动轨迹的续长短的物理量，在国位置的有向线段，具有长度，是标量在直线际单位制中以秒为基本矢量性质位移的大小运动中，当物体单向运单位时间具有绝对性等于初末位置间的直线动时位移大小等于路程，和均匀性的特点距离，方向由初位置指往返运动时两者不等向末位置速度

1.3平均速度瞬时速度12位移与时间的比值，反映整个过程的运动快某一时刻的速度，反映该时刻的运动状态慢矢量性质速度方向速度具有大小和方向，遵循矢量运算法则43始终沿轨迹的切线方向，体现运动的方向性加速度

1.41物理意义加速度描述速度变化的快慢程度，是速度对时间的变化率加速度的方向与速度变化量的方向相同2数学表达加速度定义为，当时间间隔趋于零时得到瞬时加速度a=Δv/Δt单位为米每二次方秒a=dv/dt3方向判断加速度方向由速度变化量决定当物体加速时加速度与速度同向，减速时加速度与速度反向实验测量纸带的平均速度和瞬时速度实验准备准备打点计时器、纸带、刻度尺、重物等实验器材检查设备工作状态，确保实验数据的准确性数据采集释放重物带动纸带通过打点计时器，获得点迹清晰的纸带测量相邻点间距离和对应时间间隔计算分析利用计算不同时间段的平均速度，通过逐渐缩小时间间隔的方法逼近瞬时x=s/t速度值误差讨论分析实验过程中可能产生的系统误差和随机误差，如摩擦阻力、计时误差、测量误差等因素的影响第二章匀变速直线运动运动特征匀变速直线运动是加速度恒定的直线运动，包括匀加速和匀减速两种情况这是自然界中最常见也是最基础的运动形式数学描述建立完整的运动学方程组，包括速度公式、位移公式和推论公式这些方程构成了解决匀变速直线运动问题的理论基础实际应用掌握运动学方程在解决实际问题中的应用技巧，如汽车制动、追及相遇、竖直上抛等典型问题的分析方法实验小车速度随时间变化规律

2.1实验结论验证图象为直线1v-t图象分析2斜率表示加速度大小数据处理3测量不同时刻的速度值实验装置4斜面、小车、打点计时器匀变速直线运动的速度与时间关系

2.2公式推导1从加速度定义出发推导₀v=v+at图象理解2图象的斜率表示加速度v-t实例分析3分析汽车启动加速过程匀变速直线运动的位移与时间关系

2.3图象分析公式推导1图象为抛物线，切线斜率表示瞬时速利用平均速度推导₀位移公式s-tx=v t+½at²2度面积法规律应用4图象与时间轴围成面积表示位移大小解决复杂运动问题的数学工具和方法3v-t自由落体运动

2.

49.80重力加速度初始速度地球表面附近的标准值，单位自由落体运动的初始速度为零m/s²1运动维度沿竖直方向的一维直线运动匀变速直线运动的推论

2.5基本公式₀速度与时间关系v=v+at位移公式₀位移与时间关系x=v t+½at²重要推论₀速度与位移关系v²-v²=2ax平均速度₀匀变速运动特性v̄=v+v/2匀变速直线运动的应用

2.6制动距离计算追及问题分析相遇问题解法根据初速度和制动加速度计算汽车安全制分析两个物体运动过程中的位置关系变化，通过建立统一的坐标系和时间起点，分析动距离，这是交通安全的重要理论基础找出追及的临界条件关键是建立正确的两物体运动轨迹的交点相遇问题的核心利用₀公式可以准确预测制动效运动方程并找到相遇时刻是位移相等或位移差值恒定v²=v²+2as果第三章相互作用力——力是物体间相互作用的结果，是改变物体运动状态的原因通过学习重力、弹力、摩擦力等常见力的特性，掌握力的合成分解方法，为后续动力学学习奠定基础力的概念是连接运动学和动力学的重要桥梁重力与弹力

3.1摩擦力

3.2静摩擦力滑动摩擦力静摩擦力阻止物体相对滑动，滑动摩擦力公式，其中f=μFN大小在零到最大静摩擦力之间为滑动摩擦系数，为正压μFN变化，方向与相对运动趋势相力滑动摩擦力方向与相对运反静摩擦系数通常大于滑动动方向相反，大小与正压力成摩擦系数正比滚动摩擦滚动摩擦比滑动摩擦小得多，这是车轮、滚珠轴承等机械装置广泛应用的物理原理滚动摩擦使机械传动更加高效牛顿第三定律

3.3定律表述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、作用在不同物体上同时性作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，不存在先后顺序实例分析走路时脚对地的压力与地对脚的支撑力、火箭喷气与推进力都体现了这一定律力的合成与分解

3.4平行四边形法则三角形法则两个力的合成遵循平行四边形法将两个力首尾相接，从第一个力则，合力是以两个分力为邻边构的起点指向第二个力的终点的矢成的平行四边形的对角线合力量就是合力这是平行四边形法的大小和方向可以通过几何方法则的简化形式，在实际应用中更或解析方法求解加便捷正交分解法将力沿相互垂直的方向分解，分别在和方向上求代数和，最后合成得x y到总的合力这种方法特别适用于多个力的合成问题共点力的平衡

3.5平衡条件物体处于平衡状态时，所受合外力为零，即这是静力学分析的基本原理，适用于静止和匀速直线运动状态ΣF=0图解法利用力的矢量图进行几何分析，通过构造平行四边形或三角形来判断力的平衡关系直观清晰，适合简单的平衡问题解析法建立坐标系，将各力分解到坐标轴上，利用和建立方程组求解适用于复杂的多力平衡问题ΣFx=0ΣFy=0实验探究弹簧弹力与形变量的关系1实验设计使用弹簧、刻度尺、砝码等器材，通过逐步增加砝码质量来改变弹簧的形变量，同时记录对应的弹力大小2数据记录测量弹簧在不同拉力作用下的长度变化，计算形变量，记录对应的拉力，Δx F建立数据表格F-Δx3图像分析绘制图像，验证其线性关系图像的斜率即为弹簧的劲度系数，单位为F-Δx kN/m4规律验证通过实验验证胡克定律的正确性，了解弹性限度的概念，分析实验误差F=kΔx的来源和减小方法第四章牛顿运动定律第一定律第二定律12惯性定律，描述物体的惯性性质，揭示力与运动的定量关系F=ma应用范围第三定律宏观低速物体的运动规律作用力与反作用力定律43牛顿第一定律

4.1生活实例定律内容汽车急刹车时乘客向前倾、投掷出去的物惯性概念一切物体在不受外力作用时，总保持静止体保持运动等现象都体现了惯性的作用物体保持原有运动状态的性质称为惯性状态或匀速直线运动状态这个定律定义正确理解惯性有助于解释许多日常现象惯性是物体的固有属性，只与质量有关，了惯性参考系，为后续定律提供了理论基质量越大惯性越大惯性不是力，而是物础体的基本性质实验探究加速度与力、质量的关系

4.2实验结论验证关系1F=ma控制变量2分别控制质量和力进行实验数据分析3绘制和图像a-F a-1/m实验装置4气垫导轨、光电门、砝码牛顿第二定律

4.3数学表达1，力是质量与加速度的乘积F=ma物理意义2力是改变物体运动状态的原因矢量性质3力和加速度都是矢量，方向相同力学单位制

4.4物理量单位名称单位符号量纲关系质量千克基本单位kg长度米基本单位m时间秒基本单位s力牛顿N kg·m/s²牛顿运动定律的应用

4.5受力分析确定研究对象，分析物体受到的所有外力，包括重力、弹力、摩擦力等正确的受力分析是解决动力学问题的关键第一步建立方程根据牛顿第二定律建立运动方程选择合适的坐标系，将各力分F=ma解到坐标轴上，列出分量方程求解计算联立运动学方程和动力学方程，求解未知量注意检查结果的合理性，包括数值大小和物理意义的正确性验证结果将计算结果代入原方程验证，检查单位是否正确，判断结果是否符合物理实际情况和题目要求超重和失重

4.6超重现象失重现象物体向上加速或向下减速时，支持力大物体向下加速或向上减速时，支持力小于重力，产生超重现象宇航员发射时于重力，产生失重现象自由落体运动承受的过载就是超重的典型例子是完全失重的特殊情况计算方法失重环境利用牛顿第二定律分析电梯、升降机等国际空间站中的宇航员处于微重力环境，情况下物体的视重变化，建立加速度与这为科学实验提供了地球上无法获得的视重的定量关系特殊条件第五章曲线运动°2901运动维度速度与加速度合成与分解曲线运动至少是二维运动两者不在同一直线上运动独立性原理的应用曲线运动的描述

5.1轨迹特征速度分析加速度组成曲线运动的轨迹是弯曲曲线运动中速度的大小一般曲线运动的加速度的，物体在每一点的瞬或方向至少有一个在改包括切向加速度和法向时速度方向都沿该点的变即使速率恒定的圆加速度切向加速度改切线方向轨迹的弯曲周运动，由于速度方向变速度大小，法向加速程度反映了运动状态的不断改变，仍然存在加度改变速度方向变化速度运动的合成与分解

5.2独立性原理合成法则物体在某一方向上的运动不会影响它在其他方向上的运动这是位移、速度、加速度的合成都遵循矢量合成法则分运动的矢量分析复杂运动的重要理论基础，使得二维运动可以分解为两个一和等于合运动的矢量，这为解决复杂运动问题提供了有效途径维运动分别处理实验探究平抛运动的特

5.3点1轨迹观察2分速度测量通过频闪摄影或数字化实验系分别测量水平方向和竖直方向统记录小球的运动轨迹，验证的分速度随时间的变化规律，平抛运动轨迹为抛物线的理论验证水平分速度恒定、竖直分预测速度线性增加的规律3规律验证通过实验数据验证平抛运动的基本规律水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动平抛运动的规律

5.4运动方程轨迹方程水平方向₀，₀；竖消去时间参数，得到轨迹方程ₓx=v tv=v t直方向，这两₀这是一个抛物线ᵧy=½gt²v=gt y=gx²/2v²个方向的运动相互独立，合成后方程，开口向上，形状由初速度得到平抛运动的完整描述₀决定v应用实例篮球投篮、炮弹发射、喷泉水柱等都是平抛运动或类平抛运动的实例掌握平抛运动规律有助于解决实际问题第六章圆周运动圆周运动的描述

6.11角位移物体在圆周上运动时，半径转过的角度称为角位移，用弧度制表示，单位为弧度rad2角速度角速度，表示角位移变化的快慢，单位为弧度每秒ω=Δθ/Δt匀速圆周运动的角速度恒定rad/s3线速度关系线速度与角速度的关系为，其中为圆周半径这个关vωv=ωr r系连接了线性运动和转动运动的描述向心力

6.2向心力定义1使物体产生向心加速度的力方向特征2始终指向圆心，垂直于速度方向力的来源3重力、弹力、摩擦力等提供实验探究向心力大小的

6.3表达式实验设计使用向心力演示器，通过改变质量、半径、角速度等参量，测量不同条件下所需的向心力大小实验采用控制变量法分别研究各因素的影响数据分析分别保持其他量不变，研究向心力与质量、半径、角速度的关系通过绘制、、图像来寻找定量关系F-m F-r F-ω²规律总结实验结果表明、、，综合得到向心力公式F∝m F∝r F∝ω²这个公式揭示了圆周运动的动力学规律F=mω²r=mv²/r向心加速度

6.4加速度方向始终指向圆心1公式关系2a=v²/r=ω²r物理意义3改变速度方向，不改变速率数值计算4根据线速度或角速度计算生活中的圆周运动

6.5汽车转弯汽车转弯时需要向心力，主要由轮胎与地面的摩擦力提供转弯半径越小或速度越大，所需向心力越大，对轮胎抓地力要求越高离心机原理离心机利用高速旋转产生巨大的向心加速度，使密度不同的物质在离心力作用下分离广泛应用于医学检验和科学研究卫星轨道运行人造卫星绕地球做圆周运动时，万有引力提供向心力卫星的轨道高度决定了其运行速度和周期，体现了天体力学的基本规律第七章万有引力万有引力是自然界四种基本相互作用之一，支配着宇宙中天体的运动规律从开普勒对行星运动的观测总结，到牛顿万有引力定律的建立，再到现代宇宙航行技术的发展，万有引力理论展现了物理学从现象观察到规律发现再到技术应用的完整过程行星的运动

7.1第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上这个定律纠正了古代认为行星轨道是正圆的错误观念第二定律对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积这说明行星在近日点速度快，远日点速度慢第三定律所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即这个定律揭示了不同行星运动的内在联系a³/T²=k万有引力定律

7.2定律表述数学公式自然界中任何两个物体都相互吸引，引力大小与质量乘积成正比，与距离平方成反比₁₂，其中为万有引力常数12F=Gm m/r²G43引力常数普适性质×⁻适用于宇宙中任何两个有质量的物体G=

6.6710¹¹N·m²/kg²万有引力理论的成就

7.3预言新天体解释潮汐现象利用万有引力理论成功预言并地球上的潮汐现象是月球和太发现了海王星当观测到天王阳引力共同作用的结果月球星轨道异常时，科学家通过计引力是主要因素，太阳引力起算推测存在未知行星的引力扰调节作用，形成了大潮和小潮动，最终在预言位置发现了海的周期性变化王星天文学发展万有引力理论为现代天体物理学奠定了基础，帮助人们理解恒星演化、星系结构、宇宙膨胀等重大天文现象宇宙航行

7.

47.

911.

216.7第一宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度，地球表面附近的环绕速度，摆脱地球引力的最小速度，摆脱太阳引力飞出太阳系km/s km/s km/s第八章机械能能量概念机械能组成能量是物理学中最重要的概念之一，表征物体做功的本领机械机械能由动能和势能组成动能与物体运动状态有关，势能与物能包括动能和势能，是力学中能量概念的具体体现能量守恒定体在力场中的位置有关机械能的转换和守恒揭示了运动与相互律是自然界最基本的规律之一作用的深层联系功与功率

8.1功的定义正负功判断功等于力与物体在力的方向上发当力与位移夹角小于°时做正90生位移的乘积，功，等于°时不做功，大于W=F·s·cosθ90功是能量转换的量度，有功才有°时做负功正功表示力对物90能量的转换功的单位是焦耳体输入能量，负功表示力从物体吸收能量功率概念功率是功与时间的比值，，表示做功的快慢功率的单位是P=W/t=F·v瓦特发动机功率决定了机械做功的效率和性能重力势能

8.21势能定义重力势能是物体由于被举高而具有的能量，重力势Ep=mgh能的大小取决于物体的质量、重力加速度和高度2零点选择重力势能的零点可以任意选择，通常选择地面或参考平面为零势能面势能的绝对值没有物理意义，只有势能差才有意义3功能关系重力做功等于重力势能的减少量，这个关系表WG=Ep1-Ep2明重力是保守力，重力做功只与初末位置有关，与路径无关动能和动能定理

8.3动能定义动能是物体由于运动而具有的能量，动能是标量，Ek=½mv²只有大小没有方向动能定理合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，合W=ΔEk=Ek2-Ek1定理应用动能定理提供了求解复杂运动问题的有效方法，避免了分析运动过程的细节机械能守恒定律

8.4定律内容成立条件在只有重力或弹力做功的物体系统内，系统只有保守力做功，或非保守力做功动能与势能可以相互转化，但机械能的为零摩擦力、空气阻力等非保守力会总量保持不变，即恒量导致机械能损失，转化为内能E=Ek+Ep=解题方法典型应用选择合适的参考点建立坐标系，确定初自由落体、单摆运动、过山车运动等都末状态的动能和势能，利用机械能守恒可以用机械能守恒定律分析这个定律方程建立等式求解未知量注意检验结大大简化了复杂运动问题的求解过程果的合理性。