【高中物理课件】高考复习专题-力学与运动课件

高考物理复习专题力学与运动本课程专为年高考物理备考设计，涵盖力学与运动的全部核心考点通2025过节深度课程，我们将系统梳理从运动描述到动量守恒的完整知识体系，50结合经典例题与历年高考真题，帮助同学们构建扎实的物理思维框架课程内容包括运动学基本概念、牛顿运动定律、曲线运动、功能关系以及动量守恒等重要章节，每个知识点都配有详细的解题技巧和实例分析，确保理论与实践的完美结合课程概述1力学基本概念与物理量深入理解位移、速度、加速度等基础物理量的定义、性质及相互关系，掌握矢量运算的基本方法2直线运动、曲线运动和物体间相互作用系统学习匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动规律，以及力的概念、种类和作用效果3牛顿运动定律及其应用掌握牛顿三定律的内容和适用条件，学会用牛顿定律解决实际物理问题4典型高考题型分析与解题技巧通过历年真题分析，总结高频考点和解题方法，提升应试能力和解题效率第一部分运动的描述基本物理量参考系与坐标系运动学图像位移、速度、加速度是描述物体运动状研究物体运动时必须选择合适的参考系，图像、图像、图像是分析运动s-t v-t a-t态的三个重要物理量位移描述物体位不同参考系下物体的运动描述可能完全规律的重要工具图像的斜率、面积等置的改变，速度反映位移变化的快慢，不同坐标系的建立要便于问题分析，几何特征都有明确的物理意义，能够直加速度表示速度变化的快慢这三个量通常选择使物体运动轨迹尽可能简单的观反映物体的运动特点都是矢量，具有大小和方向坐标系参考系与坐标系质点概念及其应用条件参考系选择的重要性不同坐标系下的运动描述质点是理想化的物理模型，当物体的运动是相对的，选择不同的参考系，一维直角坐标系适用于直线运动，二形状和大小对所研究问题的影响可以同一物体的运动描述完全不同为简维直角坐标系适用于平面运动，极坐忽略时，可以将物体看作质点判断化问题，通常选择地面作为参考系，标系适用于圆周运动坐标系的选择能否看作质点的关键是看物体的线度但在某些问题中选择运动的物体作参应该使物体的运动方程尽可能简单与其他相关长度的比较考系会使问题更简单位移与时间位移矢量的物理意义位移是从初位置指向末位置的有向线段，只与初末位置有关，与路径无关位移与路程的区别与联系路程是标量，等于运动轨迹的长度；位移是矢量，大小等于初末位置间的直线距离时间测量与参考系选择时间是标量，在所有惯性参考系中都相同，是描述运动过程长短的物理量高考常见题型分析重点掌握位移时间图像的分析，以及多过程运动中位移的矢量合成-速度概念平均速度与瞬时速速度矢量的分解与图像的物理意v-t度合成义平均速度等于位移与时速度的合成遵循平行四图像的斜率表示加v-t间的比值，反映整个过边形法则，分解时通常速度，图像与时间轴围程中速度的平均效果沿坐标轴方向或沿特定成的面积表示位移图瞬时速度是物体在某一方向进行在曲线运动像形状反映了物体运动时刻或某一位置的速度，中，速度方向时刻在改状态的变化规律方向沿轨迹的切线方向变加速度概念加速度的物理意义加速度方向判断加速度描述速度变化的快慢程度，单位是加速度方向与速度变化方向相同，不一定与速度方向相同m/s²12高考考查方式匀加速与变加速43重点考查加速度与力的关系，以及在复杂运加速度恒定的运动称为匀变速运动，加速度动中的加速度分析变化的运动称为变加速运动运动学图像分析图像类型横轴纵轴斜率含义面积含义图像时间位移速度无实际意义s-t ts v图像时间速度加速度位移v-t t v as图像时间加速度加速度变化率速度变化量a-t taΔv运动学图像是分析物体运动规律的重要工具通过图像可以直观地获取运动信息，包括物体的位置、速度、加速度及其变化规律掌握图像间的相互转化关系，能够帮助我们更好地理解物体的运动特性第二部分匀变速直线运动1基本特征识别加速度恒定不变，速度均匀增加或减少，是最简单的变速运动形式2四个重要公式掌握匀变速直线运动的四个基本公式及其适用条件和使用技巧3特殊运动形式自由落体和竖直上抛运动是匀变速直线运动的特殊情况4典型例题分析通过经典例题掌握解题思路和方法，提高分析问题的能力匀变速直线运动基本规律₀v=v+at速度公式描述速度随时间的变化关系₀s=v t+½at²位移公式描述位移随时间的变化关系₀v²=v²+2as速度位移关系不涉及时间的速度位移关系式₀̄v=v+v/2平均速度公式匀变速运动的平均速度等于初末速度的算术平均值这四个公式构成了匀变速直线运动的完整描述体系在解题时，根据已知条件选择合适的公式，通常需要列出两个独立的方程才能求解未知量要特别注意各物理量的正负号，建立合适的坐标系匀变速直线运动的图像分析图像面积意义v-t速度时间图像与时间轴围成的面积数值上等于物体在该时间间隔内的位-移面积在时间轴上方为正位移，下方为负位移这为求解复杂运动的位移提供了图像法图像面积意义a-t加速度时间图像与时间轴围成的面积数值上等于速度的变化量通-过图像可以分析物体速度的变化过程，进而得到图像a-tv-t图像问题解题思路图像题要充分利用图像信息，包括斜率、截距、面积等几何特征要注意图像的连续性和物理量的连续性，合理分段分析复杂运动过程自由落体运动自由落体运动的特征重力加速度值g自由落体运动是初速度为零、在地球表面附近，加速度为的匀加速直线运动或值g g≈

9.8m/s²10m/s²g物体只在重力作用下从静止开随地理位置和高度变化，在赤始下落，运动方向始终竖直向道最小，两极最大高度越高，下值越小g空气阻力影响分析实际的落体运动会受到空气阻力影响当空气阻力可忽略时，运动可看作自由落体轻小物体的空气阻力影响更明显竖直上抛运动最高点特征速度为零，只有重力加速度1上升阶段2初速度向上，加速度向下下降阶段3速度向下，加速度向下整体运动4加速度始终为，方向向下g竖直上抛运动具有明显的对称性上升时间等于下降时间，上抛速度的大小等于落回原点时速度的大小利用这种对称性可以简化很多计算最大高度₀，总时间₀H=v²/2g T=2v/g第三部分力学中的相互作用力的本质与种类力的测量与表示力的分解与平衡力是物体间相互作用的体现，是改变物力是矢量，具有大小、方向和作用点三复杂的力可以分解为几个简单力的合成体运动状态的原因按照性质分类，力个要素力的单位是牛顿，可以用弹效果当物体受到多个力作用时，若合N可以分为重力、弹力、摩擦力、电磁力簧测力计测量在图示中用带箭头的线力为零，物体处于平衡状态力的分解等每种力都有其特定的产生条件和作段表示力的三要素与合成遵循平行四边形法则用特点力的基本概念力的定义力的三要素力是物体对物体的作用，是物体间相互大小、方向、作用点，缺一不可作用的量度力的相互性力的作用效果力总是成对出现，相互作用力大小相等改变物体运动状态或使物体发生形变方向相反重力重力公式G=mg重力大小与物体质量成正比，比例系数为重力加速度g重力与质量的关系质量是物体的固有属性，重力会随位置变化不同环境下的重力变化重力随纬度和高度变化，在太空中接近失重状态重力是地球对物体的万有引力，方向总是竖直向下指向地心重力的作用点称为重心，对于质量分布均匀的物体，重心就是几何中心在解题中要注意重力与重量的区别弹力弹簧弹力绳子张力支持力弹簧受压缩或拉伸时产生的恢复力，遵循轻绳受拉时产生的弹力，方向沿绳子指向物体与接触面间的相互作用力，方向垂直胡克定律，其中为弹性系数，为形绳子收缩的方向理想情况下，同一根绳于接触面指向被支持的物体支持力的大F=kx kx变量弹力方向总是指向物体恢复原状的子各处张力大小相等绳子只能受拉不能小由物体运动状态和其他力共同决定方向受压摩擦力力的分解与合成力的合成遵循矢量运算法则，可以用平行四边形法则或三角形法则力的分解是合成的逆过程，通常按需要将力分解为相互垂直的两个分力共点力的平衡条件是合力为零，即ΣF=0第四部分牛顿运动定律第一定律惯性定律第二定律F=ma第三定律作用反作用牛顿运动定律是经典力学的基础，描述了力与运动的关系第一定律揭示了惯性概念，第二定律给出了力与加速度的定量关系，第三定律说明了力的相互性这三个定律构成了解决力学问题的理论基础牛顿第一定律惯性概念与实例惯性参考系惯性是物体保持原有运动状态的牛顿第一定律成立的参考系称为性质，质量是惯性大小的量度惯性参考系地球可近似看作惯汽车急刹车时乘客向前倾，就是性参考系在非惯性参考系中，惯性的体现惯性只与质量有关，会出现惯性力的概念与速度无关第一定律的适用条件第一定律适用于惯性参考系中不受外力或合外力为零的物体它不仅描述了静止物体的状态，也描述了匀速直线运动物体的状态牛顿第二定律的物理意义1F=ma合外力等于物体质量与加速度的乘积，这是力学中最重要的定量关系2力是运动状态改变的原因没有力作用，物体保持原有运动状态；有力作用，物体运动状态发生改变加速度方向与合外力同向3无论物体原来如何运动，加速度方向总是与合外力方向一致4第二定律的应用技巧正确分析受力，建立坐标系，列出分量方程，是应用第二定律的关键步骤牛顿第三定律大小相等方向相反作用在不同物体上作用力与反作用力的大作用力与反作用力方向作用力与反作用力分别小始终相等，无论物体相反，在同一直线上作用在两个相互作用的处于何种运动状态这这种相反性是绝对的，物体上，不能抵消它种相等性不受时间、空不会因为参考系的选择们产生的效果取决于各间条件影响，是瞬时的、而改变自作用对象的质量和约绝对的相等关系束条件牛顿运动定律的实验基础伽利略斜面实验伽利略通过斜面实验发现，在理想情况下物体将保持匀速直线运动状态这个实验为牛顿第一定律提供了重要的实验基础，揭示了惯性的概念牛顿第二定律验证实验通过控制变量法，分别验证加速度与力的关系、加速度与质量的关系实验中要注意平衡摩擦力，确保拉力等于合外力第三定律验证实验利用两个弹簧测力计相互拉拽，或者用传感器测量相互作用的两物体间的力，都能验证作用力与反作用力大小相等、方向相反第五部分用牛顿运动定律解题物理建模将实际问题抽象为物理模型1受力分析2准确分析物体受到的所有力运动分析3确定物体的运动状态和加速度数学求解4建立方程组并求解未知量用牛顿运动定律解题是力学中最重要的技能关键是要正确分析物体的受力情况和运动状态，然后根据建立方程解题过程中要注意坐F=ma标系的建立、力的正负号确定以及运动学公式的合理应用用牛顿运动定律解题的基本步骤确定研究对象与参考系明确要研究的物体，选择合适的参考系对于复杂系统，有时需要分别分析各个物体的运动画出受力分析图分析物体受到的所有力，画出受力示意图要注意力的三要素，避免遗漏或重复建立坐标系与运动方程建立合适的坐标系，将力分解到坐标轴上，根据列出运动方程F=ma数学求解与物理分析求解方程组得到数值结果，最后要检验结果的合理性，分析物理意义共点力平衡问题静止状态平衡匀速运动平衡物体处于静止状态时，所受合外力为零，物体做匀速直线运动时，加速度为零，合外力也为零ΣF=0高考题型特点坐标选择技巧常考查斜面、悬挂、支撑等典型平衡模选择坐标轴时，尽量使更多的力沿坐标型轴方向连接体问题解法整体法隔离法整体法与隔离法结合将连接的多个物体看作一个整体，分析将连接体中的某个物体单独取出，分析在实际解题中，常常先用整体法求出整整体受到的外力，求出整体的加速度它受到的所有力，包括其他物体对它的体加速度，再用隔离法求出各部分间的这种方法适用于求解连接体的共同加速作用力这种方法适用于求解内力或验相互作用力这种结合使用的方法既简度，简化了计算过程证结果化了计算，又能得到完整的解答使用整体法的前提是各物体有相同的加隔离法可以求出连接处的张力、压力等速度，且不需要求解内力内力，是解决连接体问题的基本方法超重与失重问题运动状态加速度方向视重与实重关物理现象系向上加速向上视重实重超重现象向下加速向下视重实重失重现象自由下落向下，视重完全失重a=g=0匀速运动视重实重正常状态a=0=超重和失重现象的本质是物体具有竖直方向的加速度当加速度向上时出现超重，向下时出现失重这种现象在电梯、飞机等交通工具中很常见，也是航天员训练中的重要内容第六部分曲线运动曲线运动的基本特征轨迹是曲线，速度方向时刻改变，合外力不为零且不沿速度方向曲线运动中物体必然有加速度平抛运动规律水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动两个方向的运动相互独立，可以分别分析圆周运动与向心力做圆周运动的物体必须受到指向圆心的向心力向心力改变速度方向，不改变速度大小万有引力与卫星运动万有引力提供卫星做圆周运动的向心力不同轨道的卫星具有不同的周期和速度曲线运动的描述位移、速度、加速度的矢量性质在曲线运动中更要重视这些物理量的矢量性质和变化规律切向加速度与法向加速度切向加速度改变速度大小，法向加速度改变速度方向运动合成与分解原理复杂的曲线运动可以分解为两个简单的直线运动曲线运动的关键是理解合运动与分运动的关系各分运动相互独立，但合运动是各分运动的矢量和这种分解的思想在处理平抛运动、斜抛运动等问题中非常有效平抛运动水平分运动竖直分运动初速度₀，加速度为，做匀速直线运初速度为，加速度为，做自由落体运v00g动动落地条件合运动轨迹竖直位移等于抛射高度时物体落地抛物线轨迹，由两个分运动合成得到圆周运动v=2πr/T线速度公式描述质点沿圆周运动的快慢程度ω=2π/T角速度公式描述质点绕圆心转动的快慢程度v=ωr线速度与角速度关系同一圆周上各点角速度相同，线速度与半径成正比a=v²/r=ω²r向心加速度公式指向圆心，大小恒定但方向时刻改变向心力绳子张力提供向心力重力提供向心力摩擦力提供向心力当物体通过绳子约束做圆周运动时，绳子卫星绕地球做圆周运动时，地球对卫星的汽车在水平圆形轨道上转弯时，轮胎与地的张力提供向心力张力大小等于，万有引力提供向心力这种情况下面的摩擦力提供向心力摩擦力不足时车mv²/r方向沿绳子指向圆心，可以求出轨道速度辆会发生侧滑mg=mv²/r万有引力与卫星运动万有引力定律₁₂描述了任意两个有质量物体间的相互作用对于卫星运动，万有引力提供向心力，，可得第一宇宙速度F=Gm m/r²GMm/r²=mv²/r地球同步卫星具有特殊的轨道特征周期等于地球自转周期，轨道在赤道平面内v=√GM/R第七部分功与能功的概念与计算功是力在位移方向上的累积效果，W=Fs·cosθ功率定义与应用功率表示做功的快慢，P=W/t=Fv动能与势能转化机械能在动能和势能之间相互转化能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失功的概念与计算恒力做功变力做功的计算方法功的正负判断W=Fs·cosθ当力的大小和方向都不变时，功等于对于变力做功，可以用微元法当°时，，力做正功；0≤θ90cosθ0力的大小、位移大小和它们夹角余弦，或者利用功能关系、动能当°时，，力不做功；W=∫F·dsθ=90cosθ=0的乘积是力与位移的夹角，功是标定理等间接求解图像法也是处理变当°°时，，力θ90θ≤180cosθ0量，但有正负之分力做功的有效方法做负功功率功率的定义与单位功率是描述做功快慢的物理量，定义为功与时间的比值国际单位是瓦特，常用单位还有千瓦、马力等W kW平均功率与瞬时功率平均功率̄，适用于整个过程；瞬时功率，表示某一时刻的P=W/t P=F·v功率大小公式的应用P=Fv当力与速度方向相同时，；当力与速度有夹角时，P=FvθP=Fv·cosθ这个公式在分析机械效率时很有用功率在实际问题中的应用汽车发动机功率、电器功率、人体功率等都是功率概念的实际应用理解功率有助于分析能量转化效率动能与动能定理动能定理的适用条件动能定理W=ΔEk动能定理适用于任何性质的力，不管是恒动能公式Ek=½mv²合外力对物体做的功等于物体动能的变化力还是变力，保守力还是非保守力它在动能是物体由于运动而具有的能量，只与量这是联系力学和能量的重要桥梁，可处理曲线运动、变力作用等复杂情况时特物体的质量和速度大小有关动能是标量，以用来解决复杂的力学问题别有效恒为正值速度变化时，动能发生改变势能弹性势能Ep=½kx²重力势能Ep=mgh弹性物体由于发生弹性形变而具有的能物体在重力场中由于位置而具有的能量量零势能面的选择势能的相对性势能的数值与零势能面的选择有关，但势能是相对的，其变化量才有绝对意义势能差与选择无关机械能守恒定律第八部分动量动量概念冲量动量守恒定律p=mv I=Ft动量是物体运动状态冲量是力在时间上的在没有外力或外力合的量度，是矢量，方累积效果，等于动量力为零的系统中，系向与速度方向相同的变化量冲量定理统总动量保持不变动量的变化反映了力建立了力与时间、动这是自然界的基本守的作用效果量变化的关系恒定律之一碰撞与爆炸分析碰撞和爆炸过程中，系统动量守恒，但机械能可能发生变化弹性碰撞机械能守恒，非弹性碰撞机械能减少动量与冲量动量定义冲量动量定理p=mv I=Ft I=Δp动量是描述物体运动状态的重要物理量，冲量描述了力在时间上的累积作用效果物体所受合外力的冲量等于物体动量的既反映了物体的质量，又反映了物体的对于恒力，冲量等于力与作用时间的乘变化量动量定理揭示了力的时间累积运动快慢动量是矢量，在碰撞等相互积；对于变力，冲量等于力对时间的积效应与物体运动状态变化的定量关系作用过程中起关键作用分这个定理在分析碰撞、爆炸等瞬间过程动量的方向与速度方向相同，大小等于冲量是矢量，方向与力的方向相同时特别有用质量与速度大小的乘积动量守恒定律守恒条件系统不受外力或外力合力为零1数学表达式2₁₂₁₂恒量p+p+...=p+p+...=适用范围3适用于任何相互作用系统矢量性质4各方向分量分别守恒动量守恒定律是自然界最基本的守恒定律之一，它不仅适用于宏观物体的相互作用，也适用于微观粒子的相互作用在高考中，动量守恒常与碰撞、爆炸、反冲等问题结合考查碰撞问题碰撞类型动量守恒机械能恢复系数典型特征弹性碰撞守恒守恒碰撞后分e=1离非弹性碰守恒减少部分能量0撞损失完全非弹守恒损失最大碰撞后粘e=0性碰撞合碰撞问题是动量守恒定律的重要应用弹性碰撞中动量和机械能都守恒，可以求出碰撞后各物体的速度非弹性碰撞中只有动量守恒，部分机械能转化为内能解题时要注意速度的方向性。