人教版高一物理教学课件

人教版高一物理必修一教学课件第一章运动的描述质点概念—质点的定义与物理意义质点是物理学中的理想化模型，是只有质量而没有体积的点在研究物体运动时，当物体的大小与所研究的问题相比可以忽略不计时，我们可以把物体简化为质点质点概念的引入极大地简化了力学问题的分析，使我们能够专注于物体整体运动而不必考虑其内部结构质点模型的适用条件质点模型适用的条件包括•物体的几何尺寸远小于研究问题的特征尺度•物体的形状和内部结构对所研究的运动影响不大•物体的转动和振动可以忽略不计参考系与坐标系12参考系的定义参考系的选择原则参考系是用来描述物体位置和运动状态的参照物选择参考系时应考虑以下原则体或参照系统任何运动都是相对的，必须选择•方便性原则选择能使问题简化的参考系一个参考系才能描述物体的运动状态参考系通•相关性原则选择与研究对象有直接关系的常被认为是刚体，它可以是静止的，也可以是运参考系动的•确定性原则选择位置和运动状态明确的参考系3坐标系的建立方法坐标系是在参考系中建立的数学工具，用于精确描述物体的位置常见的坐标系包括•直角坐标系x,y,z适用于直线运动和平面运动•极坐标系r,θ适用于圆周运动和中心力场•柱坐标系和球坐标系适用于更复杂的三维问题质点的运动轨迹轨迹的概念运动轨迹是指质点在运动过程中所经过的路径从数学上讲，轨迹是质点在空间中位置随时间变化的几何表示轨迹可以是一条线（一维），一个面（二维），或者空间曲线（三维）轨迹的绘制方法绘制轨迹的基本方法有•实验方法通过实验直接记录物体运动位置•理论推导通过运动学方程计算出轨迹方程•数值模拟利用计算机模拟复杂运动的轨迹直线运动与曲线运动直线运动是指质点沿着一条直线移动，其特点是运动方向不变曲线运动是指质点沿着曲线移动，其特点是运动方向不断变化曲线运动可分为平面曲线运动和空间曲线运动轨迹实例分析常见的运动轨迹包括•自由落体竖直直线轨迹•平抛运动抛物线轨迹•匀速圆周运动圆形轨迹•简谐运动直线段轨迹•行星运动椭圆轨迹时间与位移的概念时间的测量与单位位移的定义及矢量性质时间是描述事件发生先后顺序的物理量在国际单位移是描述质点位置变化的物理量，它是一个矢位制中，时间的基本单位是秒s时间的测量工具量，既有大小又有方向位移的大小表示质点从起包括钟表、原子钟等在物理学中，时间通常被视点到终点的直线距离，方向为从起点指向终点的方为均匀流逝的，是一个标量量向时间的其他常用单位包括位移的矢量性质表现在•分钟min1min=60s•位移具有大小和方向•小时h1h=60min=3600s•位移遵循矢量加法规则•天d1d=24h=86400s•位移可以分解为不同方向的分量在物理实验中，准确测量时间是获得精确实验数据位移的单位与长度相同，国际单位是米m位移矢的关键现代物理中，高精度的时间测量可以达到量通常用带箭头的符号表示，如$\vec{s}$或纳秒10^-9秒甚至更高精度$\vec{r}$位移与路程的区别位移和路程是描述物体运动的两个重要概念，它们之间有本质区别•路程是标量，只有大小，没有方向；位移是矢量，既有大小又有方向•路程表示物体实际运动经过的轨迹长度；位移表示起点到终点的直线距离•路程的大小总是大于或等于位移的大小，只有在直线运动且不改变方向的情况下，两者大小才相等•闭合轨迹运动一周后，路程等于轨迹周长，而位移为零速度的定义与计算平均速度的定义平均速度是描述质点在一段时间内平均运动快慢的物理量，它是位移与时间间隔的比值平均速度的特点•是一个矢量，方向与位移方向相同•只反映起点和终点之间的平均运动情况•不能反映运动过程中速度的变化瞬时速度的定义瞬时速度是描述质点在某一时刻运动快慢的物理量，它是位移对时间的导数瞬时速度的特点•是一个矢量，方向与该时刻运动方向切线方向相同•精确描述某一时刻的运动状态•可以随时间不断变化加速度的概念加速度的定义加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，它是速度变化量与时间间隔的比值加速度是一个矢量，既有大小又有方向在国际单位制中，加速度的单位是米/秒²m/s²加速度的物理意义加速度表示单位时间内速度的变化量加速度的存在意味着物体的运动状态正在发生变化，可能是速度大小的变化，也可能是速度方向的变化，或者两者同时变化•正加速度速度增大或方向发生特定变化•负加速度速度减小或方向发生特定变化•零加速度匀速运动状态加速度的方向与大小加速度的方向与速度变化量的方向相同，而不一定与速度方向相同在不同类型的运动中，加速度方向有不同的特点•直线运动加速度方向与速度方向相同或相反•圆周运动加速度方向指向圆心（垂直于速度方向）•抛物线运动加速度方向竖直向下（重力方向）匀变速直线运动的运动学公式匀变速直线运动的特征位移-时间关系式匀变速直线运动是指物体沿直线运动，且加速度大小在匀变速直线运动中，位移与时间的关系可以表示和方向都保持不变的运动其特征包括为•运动轨迹是一条直线•加速度大小和方向保持不变•速度大小随时间均匀变化其中，$x$是末位置，$x_0$是初位置，$v_0$是初速•位移与时间的平方成正比度，$a$是加速度，$t$是时间这个公式表明，在匀变速直线运动中，位移随时间的平方变化速度-时间关系式速度-位移关系式在匀变速直线运动中，速度与时间的关系可以表示为在匀变速直线运动中，速度与位移的关系可以表示为其中，$v$是末速度，$v_0$是初速度，$a$是加速度，$t$是时间这个公式表明，在匀变速直线运动这个公式也称为不含时间的运动学公式，它直接建中，速度随时间线性变化立了速度与位移之间的关系，不需要考虑运动的具体时间这在解决一些特定问题时非常有用自由落体运动自由落体运动的定义重力加速度g的数值及意义自由落体运动规律及公式自由落体运动是指物体仅在重力作用下，从静重力加速度g是表示物体在重力作用下获得的自由落体运动遵循匀变速直线运动的规律，但止开始沿竖直方向向下运动的过程它是一种加速度，其方向竖直向下在地球表面附近，由于其特殊性（初速度为零，加速度为g），特殊的匀变速直线运动，其特点是初速度为g的标准值约为

9.8m/s²重力加速度的大小与其运动学公式可以简化为零，加速度为重力加速度在理想情况下，自地球表面的位置有关，在不同纬度和高度上略•速度-时间关系$v=gt$由落体运动不考虑空气阻力的影响有不同在赤道处约为

9.78m/s²，在极地约为•位移-时间关系$h=\frac{1}{2}gt^2$

9.83m/s²随着高度增加，g值会略微减小•速度-位移关系$v^2=2gh$这些公式表明，在自由落体运动中，物体的速度随时间线性增加，位移随时间的平方增加这种运动模式是地球引力作用的直接体现牛顿第一定律（惯性定律）惯性的概念惯性是物体保持其运动状态不变的性质具体来说，物体总是倾向于保持静止状态或匀速直线运动状态，除非有外力作用改变这种状态惯性的大小与物体的质量成正比，质量越大，惯性越大，即物体运动状态的改变越困难牛顿第一定律内容牛顿第一定律，也称为惯性定律，其内容为一个物体，如果没有外力作用，要么保持静止状态，要么保持匀速直线运动状态用数学语言表达为若$\sum\vec{F}=0$，则$\vec{a}=0$牛顿第一定律揭示了物体运动状态变化的根本原因是外力的作用，而不是维持运动的原因这一观点彻底颠覆了亚里士多德维持运动需要持续作用力的错误观点，建立了现代力学的基础牛顿第二定律力与加速度的关系公式F=ma及其应用牛顿第二定律揭示了力与加速度之间的关系物体获得的加速牛顿第二定律的数学表达式为度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比，且加速度的方向与合外力的方向相同这是力学中最基本、最重要的定律之一力与加速度关系的特点其中，$\vec{F}$是合外力，$m$是物体质量，$\vec{a}$是物•力是加速度的原因，加速度是力的结果体获得的加速度在国际单位制中，力的单位是牛顿N，1N是使质量为1kg的物体获得1m/s²加速度的力•力的大小决定了加速度的大小牛顿第二定律的应用•力的方向决定了加速度的方向•在相同的力作用下，质量大的物体获得的加速度小•计算物体在已知力作用下的加速度•计算产生已知加速度所需的力•通过测量加速度来确定力的大小•分析复杂力学系统中的运动规律力的合成与分解在实际问题中，物体往往同时受到多个力的作用根据力的矢量性质，可以将多个力合成为一个合力，也可以将一个力分解为几个分力力的合成方法•平行四边形法则适用于两个力的合成•三角形法则先将两个力合成，再与第三个力合成•多边形法则适用于多个力的合成•分解法将力分解为坐标轴方向的分量，再分别求和牛顿第三定律作用力与反作用力牛顿第三定律描述了物体之间相互作用的关系当一个物体对另一个物体施加力（作用力）时，另一个物体也会对第一个物体施加大小相等、方向相反的力（反作用力）作用力与反作用力的特点•大小相等，方向相反•同时产生，同时消失•作用在不同物体上•作用力与反作用力不能相互抵消，因为它们作用在不同的物体上力的相互性力的相互性是指力总是成对出现的，不存在孤立的力任何力都是物体之间相互作用的结果，不可能有一个物体单方面对另一个物体施加力而不受到反作用力的相互性反映了物质世界的基本特性，是物理学中的重要原理这一原理在微观世界和宏观世界都适用，从原子间的相互作用到天体之间的引力，都遵循这一规律生活中的第三定律实例牛顿第三定律在日常生活中的应用非常广泛•行走人脚向后推地面，地面向前推人，使人向前运动•游泳游泳者向后推水，水向前推游泳者，使游泳者向前运动•火箭发射火箭向后喷射气体，气体向前推火箭，使火箭向前运动•枪炮后座子弹向前射出，枪炮向后运动•跳水运动员向下压水，水向上托运动员，使运动员向上弹起力的种类及测量重力弹力摩擦力重力是地球对物体的吸引力，其方向指向地心，大小为$G=mg$，其中$m$是物体质弹力是物体因弹性形变而产生的恢复力，其方向与形变方向相反对于理想弹簧，弹摩擦力是两个接触面之间相对运动或有相对运动趋势时产生的阻碍相对运动的力摩量，$g$是重力加速度重力是地球引力在地表附近的表现形式，是一种基本力重力大小与形变量成正比，遵循胡克定律$F=kx$，其中$k$是弹性系数，$x$是形变擦力可分为静摩擦力和滑动摩擦力静摩擦力最大值与正压力成正比$F_{静}\leq力使物体具有重量，是产生压力和支持力的根源量弹力是接触力的一种，是分子间相互作用力的宏观表现\mu_{静}N$；滑动摩擦力与正压力成正比$F_{滑}=\mu_{滑}N$，其中$\mu$是摩擦系数，$N$是正压力力的测量工具力的测量主要通过弹簧测力计（弹簧秤）实现弹簧测力计的工作原理是基于弹簧的弹性形变与所受力成正比通过测量弹簧的形变量，可以确定作用在弹簧上的力的大小现代力的测量还可以通过电子传感器实现，如应变片、压电传感器等这些设备可以将力转换为电信号，实现高精度的力测量在科学实验中，力的测量需要考虑多种因素，如测量范围、精度、灵敏度等不同类型的力测量可能需要不同的测量工具和方法力的矢量表示力是矢量，具有大小和方向，可以用带箭头的线段表示在力的矢量表示中•箭头的长度表示力的大小•箭头的方向表示力的方向•箭头的起点表示力的作用点力的合成与分解合力的概念合力是指多个力共同作用的效果，它可以替代这些力产生相同的运动效果合力是一个物理量，而不是实际存在的力计算合力是分析物体运动的重要步骤力的平行四边形法则平行四边形法则是合成两个力的基本方法将两个力的起点重合，以这两个力为邻边作平行四边形，则对角线表示的力就是这两个力的合力数学上，如果两个力$\vec{F}_1$和$\vec{F}_2$的夹角为$\theta$，则合力大小为合力与$\vec{F}_1$的夹角$\alpha$满足运动的合成与分解速度的合成与分解运动合成原理速度作为矢量量，可以进行合成与分解速度的合成遵循矢量加法规则，即$\vec{v}=\vec{v}_1+运动合成原理是指当物体同时参与两个或多个运动\vec{v}_2$在二维平面内，如果两个速度时，其实际运动是这些运动的矢量合成这一原理是$\vec{v}_1$和$\vec{v}_2$的夹角为$\theta$，则合速建立在伽利略相对性原理基础上的，适用于经典力学度大小为$v=\sqrt{v_1^2+v_2^2+范围内的各种运动2v_1v_2\cos\theta}$速度分解则是将一个速度分解为不同方向上的分量相对运动独立性原理相对运动是指物体相对于不同参考系的运动如果物独立性原理是指物体在参与复合运动时，各个分运体相对于参考系A的速度为$\vec{v}_{PA}$，参考系A动之间相互独立，互不影响例如，在平抛运动中，相对于参考系B的速度为$\vec{v}_{AB}$，则物体相对物体的水平运动是匀速直线运动，垂直运动是自由落于参考系B的速度为$\vec{v}_{PB}=\vec{v}_{PA}+体运动，这两个运动相互独立，可以分别处理这一\vec{v}_{AB}$这一关系是速度合成原理的直接应原理大大简化了复杂运动的分析用运动的合成与分解在实际生活中有广泛应用例如，船只在有水流的河中航行，需要考虑船相对于水的速度和水相对于岸的速度；飞机在有风的空中飞行，需要考虑飞机相对于空气的速度和空气相对于地面的速度；投掷物体时，物体的运动是水平方向匀速运动和垂直方向加速运动的合成动量的定义动量的物理意义动量是描述物体运动状态的物理量，它综合考虑了物体的质量和速度动量可以理解为物体运动量的度量，反映了物体运动的强度或剧烈程度从物理意义上看，动量具有以下特点•动量表示物体运动状态的惯性，即物体保持运动状态的能力•动量反映了改变物体运动状态所需的作用强度•在没有外力作用的系统中，总动量保持不变•动量是相互作用传递的物理量动量的计算公式动量的计算公式为其中，$\vec{p}$是动量，$m$是物体质量，$\vec{v}$是物体速度动量的国际单位是千克·米/秒kg·m/s从公式可以看出•质量大的物体，即使速度不高，也可能有较大的动量•速度高的物体，即使质量不大，也可能有较大的动量•质量和速度同时变化时，动量的变化更为显著动量的矢量性质动量是一个矢量，具有大小和方向动量的方向与速度方向相同，大小为质量与速度大小的乘积作为矢量，动量具有以下性质•动量可以分解为不同方向的分量•多个动量可以按照矢量加法规则合成•动量的变化包括大小的变化和方向的变化在二维平面中，物体的动量可以表示为在三维空间中，物体的动量可以表示为冲量的概念冲量的定义冲量是力在时间上的积累效应，它是力与作用时间的乘积冲量描述了力对物体运动状态改变的总体效果，是一个矢量量冲量的数学定义为1对于恒力，冲量可以简化为其中，$\vec{I}$是冲量，$\vec{F}$是力，$\Delta t$是力的作用时间冲量的国际单位是牛顿·秒N·s，也可表示为千克·米/秒kg·m/s冲量与动量变化的关系冲量与动量变化之间存在直接关系，这种关系通过动量定理表达物体所受冲量等于物体动量的变化量2这一关系表明•冲量是改变物体动量的原因•冲量的大小决定了动量变化的大小•冲量的方向决定了动量变化的方向•相同的冲量对不同质量的物体产生不同的速度变化F-t图像下冲量计算在F-t图像中，冲量等于曲线与时间轴之间的面积通过计算这一面积，可以确定冲量的大小对于不同形状的F-t图像，冲量计算方法如下•恒力作用矩形面积，$I=F\Delta t$•线性变化的力三角形或梯形面积•任意变化的力曲线下面积，需要通过积分或数值方法计算动量定理动量定理的表达式动量定理是描述力、时间与动量变化关系的基本定理，它建立了力的作用与动量变化之间的定量关系动量定理可以表示为或者写成微分形式其中，$\vec{F}$是合外力，$\vec{p}$是动量，$\vec{v}_1$和$\vec{v}_2$分别是初速度和末速度，$\Delta t$是时间间隔动量定理的物理意义动量定理揭示了力、时间与动量变化之间的关系，它表明•力是动量变化率的度量•物体动量的变化量等于物体所受的冲量•相同的力作用不同时间会产生不同的动量变化•相同时间内，力越大，动量变化越大动量守恒定律动量守恒定律内容系统内力与外力区分动量守恒定律是物理学中的基本守恒定律之一，它描述了在没有在应用动量守恒定律时，正确区分系统内力和外力至关重要外力作用的系统中，总动量保持不变的规律动量守恒定律可以内力系统内部各部分之间的相互作用力，如分子间力、引力、表述为电磁力、碰撞力等内力总是成对出现，它们对系统总动量的贡如果一个系统不受外力作用，或者外力的合力为零，则系统的总献为零动量保持不变用数学形式表示为外力系统外部物体对系统施加的力，如地球引力、空气阻力、外部施加的推力等外力会改变系统的总动量在选择系统时，应尽量包含相互作用的所有物体，使相互作用力或者对于多个物体成为内力，这样可以应用动量守恒定律如果不可避免地存在外力，则需要考虑外力对系统总动量的影响动量守恒定律是自然界最基本的守恒定律之一，它反映了空间均匀性的物理本质动量守恒的条件与应用动量守恒的条件•系统不受外力作用，或外力合力为零•系统是封闭的，没有物质的进出•系统内的相互作用不改变总动量动量守恒的典型应用•碰撞问题完全弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞•爆炸问题炮弹爆炸、原子核裂变等•反冲运动火箭发射、枪炮后座等•分裂和组合问题物体分裂或组合时的动量分析动量守恒定律在微观物理和天体物理中都有广泛应用，是分析复杂物理系统的强大工具弹性碰撞与非弹性碰撞碰撞类型定义碰撞是指两个或多个物体在短时间内相互作用，导致它们的运动状态发生变化的过程根据碰撞过程中能量的保持情况，碰撞可分为以下几类完全弹性碰撞碰撞过程中系统的机械能完全保持不变，即动能和势能的总和保持不变非弹性碰撞碰撞过程中系统的部分机械能转化为内能（如热能），导致系统机械能减少完全非弹性碰撞碰撞后物体粘在一起运动，是非弹性碰撞的极端情况，通常损失最大的机械能碰撞中动量与能量变化在任何碰撞中，如果忽略外力（如重力、摩擦力等），系统的总动量都保持不变，符合动量守恒定律能量变化则取决于碰撞类型•完全弹性碰撞动能守恒，$\frac{1}{2}m_1v_{1,前}^2+\frac{1}{2}m_2v_{2,前}^2=\frac{1}{2}m_1v_{1,后}^2+\frac{1}{2}m_2v_{2,后}^2$•非弹性碰撞动能损失，$\frac{1}{2}m_1v_{1,前}^2+\frac{1}{2}m_2v_{2,前}^2\frac{1}{2}m_1v_{1,后}^2+\frac{1}{2}m_2v_{2,后}^2$•完全非弹性碰撞碰撞后物体一起运动，$\vec{v}_{1,后}=\vec{v}_{2,后}$碰撞系数碰撞系数（恢复系数）是表征碰撞弹性程度的物理量，定义为碰撞后相对速度与碰撞前相对速度之比的负值碰撞系数的取值范围为0到1•$e=1$完全弹性碰撞•$0e1$非弹性碰撞•$e=0$完全非弹性碰撞典型碰撞实例分析反冲现象反冲的物理原理火箭发射的反冲应用生活中的反冲实例反冲现象是动量守恒定律的直接应用当一个火箭推进是反冲原理最典型的应用火箭通过反冲现象在日常生活中比比皆是系统的一部分以高速喷出时，根据动量守恒，高速喷射燃烧产物（气体），获得相反方向的•枪炮射击时的后座力，射弹向前，枪炮向系统的其余部分将获得相反方向的动量，从而推力火箭推进的特点是不需要依靠外部介质后产生反冲运动（如空气），因此可以在真空中工作，是目前•软管浇水时的反推力，水向前喷射，软管人类进入太空的主要动力来源反冲原理可以通过以下方式表述在没有外力向后推动作用的系统中，如果系统的一部分质量获得某火箭推进遵循齐奥尔科夫斯基方程•游泳时向后推水，身体向前移动方向的速度，则系统的其余部分必然获得相反•气球放气时，气体喷出，气球在空中飞行方向的速度，使得系统总动量保持不变•跳水运动员从跳板跃起，跳板向下弯曲数学上，对于初始静止的系统，如果质量这些例子都体现了动量守恒定律的普遍适用$m_1$以速度$\vec{v}_1$喷出，则剩余质量其中，$\Delta v$是火箭速度变化，$v_e$是喷性理解反冲原理对于解释自然现象和设计工$m_2$将获得速度$\vec{v}_2$，满足气速度，$m_0$是初始质量，$m_f$是燃料耗尽后的质量这个方程表明，为了获得较大的程应用（如喷气推进、火箭技术等）具有重要速度变化，火箭需要高喷气速度和大质量比意义运动实验设计与数据分析动量守恒实验方案设计一个验证动量守恒定律的典型实验包括以下步骤实验目的验证碰撞过程中动量守恒定律的适用性实验器材•气垫导轨或低摩擦轨道•两个滑块（质量可测量）•弹簧撞击器或磁性撞击装置•光电门或高速摄像装置•计时器或数据采集系统•测量工具（尺、天平等）实验步骤

1.测量两个滑块的质量$m_1$和$m_2$

2.将滑块放置在轨道上，使一个滑块以一定初速度运动，与静止的另一滑块碰撞

3.通过光电门或高速摄像测量碰撞前后两滑块的速度

4.计算碰撞前后系统的总动量，验证动量守恒

5.改变滑块质量或初速度，重复实验收集更多数据实验数据采集与处理实验数据采集需要关注以下方面•测量的精确性和准确性•多次重复测量，计算平均值•记录完整的实验条件和参数数据处理方法

1.整理原始数据，计算碰撞前后的动量值

2.计算动量相对误差$\delta=\frac{|p_{前}-p_{后}|}{p_{前}}\times100\%$

3.绘制碰撞前后动量对比图表

4.对不同实验条件下的结果进行比较分析实验误差分析实验误差来源主要包括•系统误差轨道摩擦、空气阻力、仪器零点误差等运动图像的分析12位移-时间图像解读速度-时间图像解读位移-时间（s-t）图像直观显示物体位置随时间的变化通过分析s-t图速度-时间（v-t）图像展示物体速度随时间的变化通过分析v-t图像，像，可以获取以下信息可以获取以下信息•曲线的斜率表示物体的速度$v=\frac{ds}{dt}$•曲线的斜率表示物体的加速度$a=\frac{dv}{dt}$•直线段表示匀速运动，曲线段表示变速运动•曲线与时间轴围成的面积表示物体的位移$s=\int vdt$•斜率越大，速度越大；斜率为零，表示静止•水平直线表示匀速运动，斜直线表示匀变速运动•曲线的凹凸性反映加速度方向凹向上表示加速度为正，凹向下•正值表示物体沿坐标轴正方向运动，负值表示沿负方向运动表示加速度为负典型的v-t图像典型的s-t图像•水平直线匀速直线运动•直线匀速直线运动•斜直线匀变速直线运动•抛物线匀变速直线运动•正弦曲线简谐振动•正弦曲线简谐振动3加速度-时间图像解读加速度-时间（a-t）图像展示物体加速度随时间的变化通过分析a-t图像，可以获取以下信息•曲线与时间轴围成的面积表示物体的速度变化$\Delta v=\int adt$•水平直线表示匀变速运动，零值线表示匀速运动•正值表示加速，负值表示减速（相对于坐标轴方向）•曲线的变化反映力的变化情况典型的a-t图像•零值线匀速直线运动•水平非零直线匀变速直线运动•正弦曲线简谐振动典型例题讲解

（一）例题1质点运动描述题目一个质点沿x轴运动，其位置随时间变化的关系式为$x=2t^2-3t+5$（x的单位是米，t的单位是秒）求1t=2s时质点的位置、速度和加速度；2质点何时速度为零？解析1位置$x=2t^2-3t+5=2\times2^2-3\times2+5=8-6+5=7$m速度$v=\frac{dx}{dt}=4t-3=4\times2-3=5$m/s加速度$a=\frac{dv}{dt}=4$m/s²2速度为零时$v=4t-3=0\Rightarrow t=\frac{3}{4}$s例题2速度与加速度计算题目一个物体做匀变速直线运动，初速度为5m/s，2秒后速度变为13m/s求1物体的加速度；2物体在这2秒内的位移解析1加速度$a=\frac{v-v_0}{t}=\frac{13-5}{2}=4$m/s²例题3自由落体问题2位移$s=v_0t+\frac{1}{2}at^2=5\times2+\frac{1}{2}\times4\times2^2=10+8=18$m题目一个小球从100米高的塔顶自由落下，忽略空气阻力求或者$s=\frac{v+v_0}{2}t=\frac{13+5}{2}\times2=9\times2=18$m1小球落到地面需要多长时间；2小球落地时的速度；3小球下落50米时的速度和所用的时间解析自由落体运动，初速度$v_0=0$，加速度$g=

9.8$m/s²1落到地面的时间$h=\frac{1}{2}gt^2\Rightarrow t=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2\times100}{

9.8}}\approx

4.5$s2落地速度$v=gt=

9.8\times

4.5\approx

44.1$m/s或者$v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\times

9.8\times100}\approx

44.1$m/s3下落50米时时间$h_1=\frac{1}{2}gt^2\Rightarrow t=\sqrt{\frac{2h_1}{g}}=\sqrt{\frac{2\times50}{

9.8}}\approx

3.2$s速度$v=gt=

9.8\times

3.2\approx

31.4$m/s典型例题讲解

（二）例题1牛顿第二定律应用例题2动量守恒计算题例题3复合运动分析题目一个质量为2kg的物体放在水平桌面上，受到一个大小为10N的题目质量为1kg的物体A以速度5m/s向右运动，与静止的质量为2kg题目一个物体以初速度30m/s、与水平方向成37°角抛出不考虑空水平拉力如果物体与桌面之间的动摩擦系数为

0.2，求物体的加速的物体B发生完全非弹性碰撞求碰撞后两物体的共同速度和碰撞过气阻力，求度程中损失的机械能1物体运动的最大高度；解析解析2物体落地时的水平距离首先分析物体受力情况根据动量守恒定律解析•水平拉力$F=10$N分解初速度•重力$G=mg=2\times

9.8=

19.6$N水平分量$v_{0x}=v_0\cos37°=30\times

0.8=24$m/s•支持力$N=G=

19.6$N代入数值$1\times5+2\times0=1+2\times v\Rightarrow v=\frac{5}{3}\approx

1.67$m/s垂直分量$v_{0y}=v_0\sin37°=30\times

0.6=18$m/s•摩擦力$f=\mu N=

0.2\times

19.6=

3.92$N碰撞前的动能$E_{k1}=\frac{1}{2}m_A v_A^2=\frac{1}{2}\times11最大高度物体受到的合外力$F_{合}=F-f=10-

3.92=

6.08$N\times5^2=

12.5$J垂直上升过程中，初速度为$v_{0y}$，末速度为0，加速度为$-g$根据牛顿第二定律$a=\frac{F_{合}}{m}=\frac{

6.08}{2}=

3.04$m/s²碰撞后的动能$E_{k2}=\frac{1}{2}m_A+m_B v^2=\frac{1}{2}利用公式$v^2-v_0^2=2as$，得\times3\times\frac{5}{3}^2=\frac{1}{2}\times3\times所以，物体的加速度为

3.04m/s²$0^2-18^2=2\times-

9.8\times h\Rightarrow h=\frac{18^2}{2\frac{25}{9}=\frac{25}{6}\approx

4.17$J\times

9.8}=\frac{324}{

19.6}\approx

16.5$m损失的机械能$\Delta E=E_{k1}-E_{k2}=

12.5-

4.17=

8.33$J2水平距离物体回到原高度的总时间$t=\frac{2v_{0y}}{g}=\frac{2\times18}{

9.8}\approx

3.7$s水平距离$s=v_{0x}\times t=24\times

3.7\approx

88.8$m物理学习方法指导物理思维培养物理思维是理解和解决物理问题的关键能力，包括以下几个方面模型化思维将复杂问题简化，抓住主要矛盾，建立适当的物理模型例如，将复杂物体简化为质点，将复杂运动分解为基本运动的合成定量分析能力物理学是一门定量的科学，需要养成用数学描述物理现象的习惯通过建立方程、进行计算，获得精确的结论批判性思维对物理现象和结论保持质疑态度，通过实验验证或理论分析来检验假设的正确性例如，对计算结果进行量纲分析，检查是否合理联系与迁移将不同的物理概念和规律联系起来，形成完整的知识网络能够将已掌握的知识应用到新的情境中解决问题物理学科核心素养培养科学思维物理观念科学思维是指运用科学方法进行逻辑推理和创造性思考的能物理观念是指用物理学的视角和方法观察、思考和解释自然力培养科学思维需要现象的能力培养物理观念需要•发展抽象思维能力，能够从具体到抽象•建立正确的物质观，理解物质的结构和运动规律•培养逻辑推理能力，进行严密的因果分析•形成能量观念，认识能量的各种形式及其转化•提高假设-演绎能力，建立假设并验证•掌握场的概念，理解远距离相互作用的本质•锻炼批判性思维，对结论保持理性质疑•建立系统思想，从整体和联系的角度分析问题•发展创造性思维，提出新的解决方案科学态度与责任科学探究科学态度与责任是指以科学精神对待知识和社会的态度培科学探究是指通过实验和观察获取证据、建立和检验模型的养科学态度需要能力培养科学探究能力需要•保持求真求实的态度，尊重事实和证据•学会提出科学问题，发现研究价值的现象•培养严谨认真的习惯，追求精确和准确•设计和实施实验，控制变量获取有效数据•形成开放包容的心态，接受不同观点•进行数据处理和分析，提取有用信息•建立科学伦理意识，认识科技发展的社会责任•建立物理模型，用数学语言描述物理规律•增强环保意识，关注科技发展与可持续发展的关系•验证和修正理论，形成闭环的科学研究过程物理学科核心素养的培养是一个长期过程，需要在日常学习和生活中不断积累和实践通过理论学习、实验探究、问题解决和科技应用等多种途径，全面提升物理学科核心素养，形成科学的世界观和方法论，为终身学习和未来发展奠定基础课程总结与知识框架运动的描述知识体系运动的描述是力学的基础，主要包括以下内容参考系与坐标系•参考系的选择•坐标系的建立•运动的相对性运动学基本量•位置与位移•速度（平均速度、瞬时速度）•加速度（平均加速度、瞬时加速度）基本运动类型•匀速直线运动•匀变速直线运动•自由落体运动•平抛运动•圆周运动运动的合成与分解•速度的合成与分解•运动的独立性原理•相对运动分析力学基础知识体系力学基础是理解物体运动规律的核心，主要包括牛顿运动定律•第一定律（惯性定律）•第二定律（F=ma）•第三定律（作用力与反作用力）力的种类与性质•重力、弹力、摩擦力等•力的合成与分解•力的测量与表示物体的受力分析课后练习与复习建议123重点知识点回顾典型习题推荐复习计划建议在复习过程中，应重点关注以下核心内容以下类型的习题有助于加深对物理概念和规律的理解制定科学的复习计划，提高学习效率概念理解确保对基本物理概念有准确理解，如位移与路程的区别，速度与加概念辨析题考查对基本概念的理解，如辨析位移与路程、速度与速率等阶段一概念梳理速度的矢量性质，力与运动的关系等•系统回顾课本内容，整理笔记定律应用牢固掌握牛顿三大定律的内容和应用条件，理解动量守恒定律的适图像分析题通过分析s-t图、v-t图、a-t图，理解运动学量之间的关系•制作知识结构图，明确概念间联系用范围计算应用题综合应用运动学公式和动力学定律解决实际问题•解决基础概念性问题运动学公式熟练应用匀变速直线运动的基本公式，能够灵活选择合适的公式受力分析题分析物体在不同条件下的受力情况，应用牛顿定律预测运动阶段二公式应用解决问题•整理常用公式及其适用条件受力分析能够准确分析物体的受力情况，正确绘制受力图，确定合外力动量守恒题分析碰撞、爆炸等过程中的动量守恒，计算相关物理量•通过简单例题练习公式应用综合应用题结合多个知识点解决复杂问题，培养综合分析能力•分析公式之间的联系与区别数学工具复习相关的数学知识，如矢量运算、求导、微积分初步等，提高解题能力阶段三问题解决•练习各类型习题，形成解题思路•分析错题，总结解题误区•尝试设计物理问题，加深理解阶段四综合提升•进行模拟测试，检验学习成果•研究拓展性问题，扩展知识面•参与小组讨论，交流学习心得结束语物理学习的重要性物理学是自然科学的基础，它不仅是一门学科，更是一种认识世界的方法通过学习物理，我们能够•理解自然界的基本规律，认识物质世界的本质•培养科学思维方式，提高逻辑推理和问题解决能力•发展创新精神，为科技创新和社会发展做准备•形成科学的世界观和方法论，理性看待自然和社会现象物理学的学习不仅对于理工科专业的学生至关重要，对于每个公民的科学素养培养也具有重要意义在信息爆炸的时代，具备基本的物理知识和科学思维，有助于我们辨别科学与伪科学，做出理性的判断和决策鼓励持续探索与实践物理学的学习是一个持续探索和实践的过程•保持好奇心，对自然现象提出问题•通过实验和观察验证物理规律•将物理知识应用到实际问题中•关注物理学的前沿发展和新发现预告下一章节内容在完成运动学和动力学的学习后，我们将在下一章节中学习以下内容•功和能的概念•功能关系及能量守恒定律•机械能的转化与守恒•能量守恒在实际问题中的应用。