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高中物理必修一教学课件目录123运动学基础力与运动合力与分力参考系与质点、位移与路程、速度与速率、力的基本概念、重力、弹力、摩擦力、受力力的合成与分解、共点力平衡条件、平行四加速度概念分析边形定则45牛顿运动定律典型例题与实验惯性定律、、作用与反作用、综合应用F=ma第一章参考系与质点参考系的定义与选择参考系是用来描述物体位置和运动状态的参照物体或坐标系在研究物体运动时，首先要确定参考系，才能描述物体的位置和运动状态参考系的选择应根据具体问题而定，选择合适的参考系可以简化问题的分析质点及其适用条件质点是指忽略物体形状和大小，仅考虑其质量和位置的理想模型当研究物体的整体运动，且物体尺寸远小于其运动范围时，可将物体视为质点生活中的质点实例位移与路程的区别位移的矢量性质路程的标量性质位移是矢量，具有大小和方向，表示物体从起点到终点的有向线段路程是标量，只有大小没有方向，表示物体实际运动轨迹的长度路位移只与起点和终点有关，与运动路径无关程与运动路径有关，与物体运动过程密切相关数学表达路程恒为正值，且路程位移的大小$\vec{s}=\vec{r_2}-\vec{r_1}$≥位移可以为零当物体回到起点时，位移为零只有在直线运动且不改变方向的情况下，路程才等于位移大小例题位移与路程计算一名学生从教学楼出发，向东走了米到达操场，然后向北走了米到达食堂，最后向西走了米到达宿舍楼求学生运动的总路程；学30402012生的位移大小速度与速率平均速度与瞬时速度平均速度平均$\vec{v}_{}=\frac{\Delta\vec{s}}{\Delta t}=\frac{\vec{s}_2-\vec{s}_1}{t_2-t_1}$瞬时速度$\vec{v}=\lim_{\Delta t\to0}\frac{\Delta\vec{s}}{\Delta t}=\frac{d\vec{s}}{dt}$平均速度表示一段时间内的平均运动情况，而瞬时速度表示某一时刻的运动状态瞬时速度的方向与该时刻物体运动轨迹的切线方向一致速率的定义与区别速率是速度的大小，是标量平均速率路程时间，瞬时速率是瞬时速度的大小在=/曲线运动中，速度方向不断变化，但速率可能保持不变速度方向与运动方向关系加速度的概念加速度的定义与物理意义运动图像示意加速度是表示速度变化快慢的物理量，定义为单位时间内速度的变化量平均加速度$\vec{a}_{平均}=\frac{\Delta\vec{v}}{\Delta t}=\frac{\vec{v}_2-\vec{v}_1}{t_2-t_1}$瞬时加速度$\vec{a}=\lim_{\Delta t\to0}\frac{\Delta\vec{v}}{\Delta t}=\frac{d\vec{v}}{dt}$加速度是矢量，既有大小也有方向加速度的单位是米/秒²（m/s²）加速度与速度方向关系当加速度与速度方向相同时，速率增大；当加速度与速度方向相反时，速率减小；当加速度与速度方向垂直时，改变的是速度方向，而速率可能不变运动轨迹示意图图中清晰展示了位移、速度和加速度三者之间的矢量关系位移速度加速度$\vec{s}$$\vec{v}$$\vec{a}$表示物体从起点到终点的有向线段，是路径无方向总是沿着运动轨迹的切线方向，表示物体关的矢量运动方向匀变速直线运动规律运动学基本公式推导匀变速直线运动是指物体沿直线运动，且加速度大小和方向保持不变的运动设初速度为，加速度为，时间为，位移为$v_0$$a$$t$$s$这四个公式被称为匀变速直线运动的运动学公式，是研究匀变速直线运动的基础这些公式相互关联，可以从任意一个公式推导出其他公式位移与时间的平方关系在匀变速直线运动中，位移与时间的平方成正比，其比例系数为从图像上看，图像是一条开口向上（加速度为正）或向下（加速度为负）的抛物线$\frac{1}{2}a$s-t速度与时间的线性关系匀变速运动重要推论瞬时速度与平均速度关系匀变速直线运动中，某段时间内的平均速度等于这段时间内初速度和末速度的算术平均值这一结论可用于简化位移计算$s=\bar{v}t=\frac{v_0+v}{2}t$连续时间点速度比与位移比在匀变速直线运动中，如果以相等的时间间隔取三个时刻、、，则有$t_1$$t_2$$t_3$若初速度为零，则三个相邻等时间间隔内通过的位移比为典型刹车与追及问题解析刹车问题通常已知初速度和加速度（负值），求刹车距离或刹车时间$v_0$$a$刹车距离，与初速度的平方成正比，与加速度的绝对值成反比$s=\frac{v_0^2}{2|a|}$例题飞机着陆匀减速运动计算题目一架飞机着陆时以米秒的速度接触跑道，然后以米秒的加速度匀减速运动求72/2/²飞机在跑道上滑行秒内的位移

1.12飞机完全停下来需要的时间和滑行距离

2.解析步骤与公式应用飞机着陆过程是典型的匀减速直线运动，我们可以用匀变已知初速度，加速度$v_0=72\text{m/s}$$a=-2\text{m/s}^2$速直线运动公式来计算位移和时间图中展示了飞机着陆秒内的位移全过程，包括接触跑道和滑行阶段112$s=v_0t+\frac{1}{2}at^2=72\times12+\frac{1}{2}米\times-2\times12^2$$=864-144=720\text{}$完全停下来时，根据得，解得2$v=0$$v=v_0+at$$0=72+-2t$$t=秒36\text{}$总滑行距离$s=v_0t+\frac{1}{2}at^2=72\times36+\frac{1}{2}米\times-2\times36^2$$=2592-1296=1296\text{}$第二章力的基本概念力的定义与表现形式力的三要素力的分类力是物体之间的相互作用，是改变物体运动力的三要素是描述一个力的完整特性所必需常见的力有状态的原因力可以改变物体的运动速度、的三个方面重力地球对物体的吸引力•运动方向或使物体发生形变大小表示力的强弱，用数值和单位表•弹力弹性物体受到变形后产生的恢复•力是一种矢量，既有大小也有方向力的单示力位是牛顿，牛顿定义为使千克质量的N11方向表示力的作用方向，用箭头表示•摩擦力两个接触面之间相对运动或趋•物体产生米秒加速度的力1/²作用点力作用在物体上的具体位置于相对运动时产生的阻碍力•电磁力带电物体或磁体之间的相互作•用力重力与弹力详解重力计算公式G=mg重力是地球对物体的吸引力，方向总是竖直向下重力大小与物体的质量成正比，与地球的引力加速度有关其中，表示重力大小（单位牛顿），表示物体质量（单位千克），表示重力加速度（单位米秒，地G Nm kgg/²球表面约为米秒）

9.8/²重力作用点在物体的重心对于均匀物体，重心通常在几何中心；对于非均匀物体，重心位置需要通过计算或实验确定弹力的产生与方向弹力是弹性物体受到变形后产生的恢复力当弹性物体被压缩、拉伸或扭曲时，会产生使其恢复原状的力，这就是弹力弹力的方向弹力的方向总是与物体变形的方向相反例如，物体压在弹簧上，弹簧被压缩，弹力方向向上；物体悬挂在弹簧上，弹簧被拉伸，弹力方向向下弹簧弹力示意F=kx对于理想弹簧，弹力大小与弹簧的形变量成正比受力分析方法受力分析步骤画受力示意图技巧典型受力分析案例确定研究对象，明确边界箭头表示用不同颜色或样式的箭头表斜面上的物体物体受到重力、支持面

1.•G示不同性质的力，箭头长度表示力的大提供的支持力和摩擦力将重力分解为识别所有作用在研究对象上的外力N f

2.小平行于斜面和垂直于斜面两个分量，平行明确每个力的性质、大小、方向和作用

3.分量使物体沿斜面滑动，垂直分量被支持起点与方向箭头起点应在力的作用点，点•力平衡箭头方向表示力的方向正确绘制受力示意图

4.符号标注在箭头旁标注力的符号（如电梯内的人人受到重力和地面支持力•G N应用力学规律（如牛顿运动定律）分析

5.表示重力，表示弹力，表示摩擦力）当电梯加速上升时，，人感到变重；G Ff NG物体的运动状态当电梯加速下降时，N注意研究对象必须明确，不要将作用在简化处理可以将物体简化为质点，但•其他物体上的力错误地计入研究对象所受要注意力矩问题时不能简化的力坐标系选择选择合适的坐标系可以简•化问题的分析和计算物体受力示意图重力弹力摩擦力$\vec{G}$$\vec{F}$$\vec{f}$物体受到的重力总是垂直向下，大小为弹力方向与物体变形方向相反，大小与变形程摩擦力方向与相对运动或可能的相对运动方向，作用点在物体的重心度有关，符合胡克定律相反，大小与正压力成正比$G=mg$$F=kx$第三章力的合成与分解平行四边形定则平行四边形定则是求两个共点力合力的方法将两个力以共同作用点为起点画出，然后以这两个力为邻边作平行四边形，平行四边形的对角线即为合力合力的大小可以通过以下公式计算其中，是两个力的夹角当两力方向相同时，合力等于两力之和；当两力方向相反时，合力等于两力之差$\alpha$三角形定则三角形定则是平行四边形定则的简化形式将两个力按次序首尾相连，从第一个力的起点到最后一个力的终点的向量即为合力对于多个共点力，可以用多边形定则，即将所有力按次序首尾相连，从第一个力的起点到最后一个力的终点的向量即为合力力的正交分解方法力的分解是力的合成的逆过程，即将一个力分解为两个或多个力最常用的是正交分解，即将一个力分解为两个互相垂直的分力对于力，其在轴和轴上的分量分别为$\vec{F}$x y共点力的平衡条件静止与匀速直线运动状态合力为零的数学表达平衡问题的求解技巧根据牛顿第一定律，当物体处于静止状态或共点力平衡的数学表达式为画出物体的受力图，明确各个力的方向

1.匀速直线运动状态时，作用在物体上的合力和性质为零这就是共点力平衡的物理条件选择合适的坐标系，通常将坐标轴选择

2.共点力平衡并不意味着物体一定静止，它也为与某些力平行或垂直的方向，以简化分解在二维平面内，可以将其分解为和两个方x y可能做匀速直线运动判断物体是静止还是向的分量平衡将各个力分解到坐标轴方向，并列出平

3.匀速直线运动，需要根据初始条件确定衡方程解方程组求解未知量

4.这两个方程也是解决平衡问题的基本方程对于三力平衡问题，还可以利用三力平衡，两两共线的特性简化解题过程平衡状态的工程应用典型合力计算例题1三力共点平衡三角形2不等力合成计算3力的分解应用题题目三个力、、题目两个大小分别为和的力作用在同题目一个质量为的物体放在倾角为°$\vec{F}_1$$\vec{F}_2$6N8N2kg30作用在一点上，使该点处于平衡状一点上，它们的夹角为°，求它们的合力大小的光滑斜面上，求物体受到的重力沿斜面方向的$\vec{F}_3$60态已知，和方向分力$F_1=3\text{N}$$F_2=4，与的夹\text{N}$$\vec{F}_1$$\vec{F}_2$解设两个力分别为和解物体的重力$\vec{F}_1$$G=mg=2\text{kg}角为°，求的大小和方向90$\vec{F}_3$，根据平行四边形定则，合力大小$\vec{F}_2$\times

9.8\text{m/s}^2=

19.6解根据平衡条件，为$\vec{F}_1+\vec{F}_2+\将t重ex力t{分N解}$为平行于斜面和垂直于斜面两个分量，即\vec{F}_3=\vec{0}$$\vec{F}_3=-沿斜面方向的分力为$F=\sqrt{F_1^2+F_2^2+\vec{F}_1+\vec{F}_2$2F_1F_2\cos\alpha}$$G_\parallel=G\sin\alpha=

19.6由于与垂直，根据勾股$\vec{F}_1$$\vec{F}_2$°$=\sqrt{6^2+8^2+2\times6\times\text{N}\times\sin30=

19.6\text{N}定理$|\vec{F}_1+\vec{F}_2|=°8\times\cos60}$\times

0.5=

9.8\text{N}$\sqrt{F_1^2+F_2^2}=\sqrt{3^2+4^2}垂直于斜面的分力为$=\sqrt{36+64+96\times

0.5}==5\text{N}$\sqrt{148}\approx

12.17\text{N}$因此，，方向与$G_\perp=G\cos\alpha=

19.6\text{N}$F_3=5\text{N}$合力与的夹角满足°相反$\vec{F}_1$$\theta$\times\cos30=

19.6\text{N}\times$\vec{F}_1+\vec{F}_2$$\tan\theta=\frac{F_2\sin\alpha}{F_1+

0.866=

17.0\text{N}$与的夹角为$\vec{F}_3$$\vec{F}_1$$\theta=°F_2\cos\alpha}=\frac{8\sin60}{6+\arctan\frac{F_2}{F_1}=°8\cos60}=\frac{8\times

0.866}{6+°\arctan\frac{4}{3}\approx

53.1$8\times

0.5}=\frac{

6.93}{10}\approx

0.693$因此，°$\theta\approx

34.7$第四章牛顿第一定律（惯性定律）惯性概念生活中的惯性现象牛顿第一定律（惯性定律）一切物体在没有外力作用的情况下，总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止惯性是物体保持原有运动状态不变的性质静止的物体倾向于保持静止，运动的物体倾向于保持匀速直线运动牛顿第一定律揭示了力和运动状态变化之间的关系力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因惯性质量与运动状态惯性质量是物体惯性大小的量度，质量越大，惯性越大，物体运动状态改变越困难惯性参考系是指相对于该参考系，自由物体（不受外力作用的物体）总是保持静止或匀速直线运动的参考系牛顿第一定律只在惯性参考系中成立牛顿第二定律的含义F=ma牛顿第二定律物体的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同数学表达式为或写成更常见的形式这个公式意味着合外力是物体质量与加速度的乘积单位牛顿N定义为使1千克质量的物体产生1米/秒²加速度的力牛顿第二定律是经典力学的核心定律，它建立了力、质量和加速度之间的定量关系力与加速度的关系根据牛顿第二定律，加速度与力成正比，与质量成反比当力保持不变时•物体质量越大，产生的加速度越小•物体质量越小，产生的加速度越大当质量保持不变时•力越大，产生的加速度越大•力越小，产生的加速度越小加速度的方向始终与合外力的方向相同当合外力方向改变时，加速度方向也随之改变受力与运动状态判断根据牛顿第二定律，我们可以通过物体所受合力判断其运动状态•合力为零物体保持静止或匀速直线运动状态•合力不为零物体做加速运动，加速度方向与合力方向相同，大小与合力成正比，与质量成反比反之，我们也可以通过观察物体的运动状态来判断其所受的合力•物体静止或匀速直线运动合力为零•物体做加速运动存在沿加速度方向的合力，大小为$F=ma$牛顿第三定律（作用与反作用）力的相互性牛顿第三定律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，作用在同一直线上这一定律揭示了力的相互性力总是成对出现的，不可能存在孤立的力当物体对物体施加力时，A B物体必然对物体施加一个大小相等、方向相反的力B A作用力与反作用力实例人站在地面上，人对地面施加向下的力，地面对人施加向上的支持力•划船时，船桨对水施加向后的力，水对船桨施加向前的力，推动船前进•火箭发射时，火箭喷出高速气体，气体对火箭施加向上的反冲力•磁铁之间的吸引或排斥，两个磁铁相互作用的力大小相等、方向相反•误区澄清作用力和反作用力虽然大小相等、方向相反，但它们作用在不同的物体上，因此不能相互抵消例如，人对地面的作用力和地面对人的反作用力分别作用在地面和人身上，不能相互抵消牛顿定律综合应用受力确定运动情况已知物体受到的所有力，求解物体的运动情况基本步骤分析物体受到的所有力，确定合力

1.应用牛顿第二定律，计算加速度

2.$\vec{F}=m\vec{a}$根据加速度和初始条件（初始位置和初速度），使用运动学公式求解物体的位置和速度

3.例如一个质量为的物体受到大小为的恒定水平力作用，如果物体初速度为，求秒后物体的速度和位移2kg10N03解$a=\frac{F}{m}=\frac{10\text{N}}{2\text{kg}}=5\text{m/s}^2$秒后的速度3$v=v_0+at=0+5\text{m/s}^2\times3\text{s}=15\text{m/s}$秒内的位移3$s=v_0t+\frac{1}{2}at^2=0+\frac{1}{2}\times5\text{m/s}^2\times3\text{s}^2=

22.5\text{m}$运动情况反推受力已知物体的运动情况，求解物体受到的力基本步骤根据物体的运动情况，确定加速度

1.应用牛顿第二定律，计算物体所受的合力

2.$\vec{F}=m\vec{a}$根据题目条件，分析合力可能由哪些分力组成，求解各个分力

3.例如一个质量为的物体做匀变速直线运动，秒内速度从增加到，求物体受到的合力5kg23m/s7m/s解$a=\frac{v-v_0}{t}=\frac{7\text{m/s}-3\text{m/s}}{2\text{s}}=2\text{m/s}^2$$F=ma=5\text{kg}\times2\text{m/s}^2=10\text{N}$连结体与传送带问题解析连结体是指由绳索、杆等连接在一起的物体系统解决连结体问题的关键是分别分析每个物体的受力情况，并考虑连接件的约束关系对于理想绳索（无质量、不可伸长），绳索上各点的张力大小相同，方向沿绳索对于理想杆（无质量、不可伸缩），杆可以传递沿杆方向的拉力或推力传送带问题常见于工业生产中，涉及物体在传送带上的运动解决此类问题需要考虑物体与传送带之间的摩擦力、传送带的速度和加速度等因素例如质量为的物体放在水平传送带上，传送带以加速度向右运动，求物体与传送带之间的摩擦力m a典型例题解析123追击问题刹车问题相遇问题题目一辆汽车以的速度匀速行驶，一辆摩托车题目一辆汽车以的速度行驶，司机看到前方有题目两个小球和分别位于距地面高度为和处，5m/s20m/s A B h2h在距离汽车后方处开始以的加速度匀加障碍物后立即刹车，汽车做匀减速运动，已知汽车的最同时释放下落（忽略空气阻力）求它们相遇时距120m2m/s²1速追赶汽车求多少时间后摩托车追上汽车；大减速度为，求汽车完全停下来需要的最地面的高度；相遇时两球的速度之比125m/s²12追上时摩托车的速度短距离；如果障碍物距离发现点不到，是否能240m解两球做自由落体运动，加速度均为设相遇时间为g避免碰撞解设摩托车追上汽车的时间为，相遇点距地面高度为t ty解完全停下来时，末速度，已知初速度1v=0$v_0汽车的位移球的位移$s_1=v_1t=5t$A$h-y=\frac{1}{2}gt^2$，加速度=20\text{m/s}$$a=-5摩托车的位移球的位移$s_2=\frac{1}{2}at^2=B$2h-y=\frac{1}{2}gt^2$\text{m/s}^2$使用公式，代入得$v^2-v_0^2=2as$\frac{1}{2}\times2\times t^2=t^2$两式相减得，矛盾！这说明题目条件有问题$h=0$，解得追上时，，即$0-20^2=2\times-5\times s$$s=如果两球同时释放，它们不会相遇$s_1+120=s_2$$5t+120=t^2$\frac{400}{10}=40\text{m}$整理得，解得（舍修正如果球先释放，一段时间后球再释放，则可能$t^2-5t-120=0$$t=15$AB最短刹车距离为，如果障碍物距离发现点不到去负值）240m相遇，即使立即刹车也无法避免碰撞40m追上时摩托车的速度假设球先释放，秒后球释放，再经过秒两球相遇$v_2=at=2\times15=A tB T30\text{m/s}$球下落总时间为，位移为A t+T$h-y=\frac{1}{2}gt+T^2$球下落时间为，位移为B T$2h-y=\frac{1}{2}gT^2$实验演示与数据分析迈克耳孙莫雷实验简介运动学实验数据处理-迈克耳孙-莫雷实验是19世纪末进行的一项著名物理实验，旨在测量地球相对于以太的运动速度实验结果意外地表明光速在各个方在物理实验中，数据处理是至关重要的环节对于运动学实验，常用的数据处理方法包括向上都相同，这一发现后来成为爱因斯坦相对论的实验基础之一•图像法绘制位移-时间图、速度-时间图或加速度-时间图，通过图像斜率或面积计算相关物理量这个实验使用了迈克耳孙干涉仪，通过测量不同方向光束的干涉图样变化，来判断地球运动的效应实验的重要性在于它打破了绝对参•线性拟合对于满足线性关系的数据（如匀变速运动中的v-t关系），可以使用最小二乘法进行线性拟合，得到斜率和截距考系的概念，为现代物理学的发展奠定了基础•误差分析计算实验数据的标准差、相对误差，评估实验结果的可靠性力学实验示范常见的力学实验包括•自由落体实验测量物体在重力作用下的加速度，验证g值•匀变速直线运动实验使用电子计时器或光电门测量物体运动的时间和位置，验证匀变速运动规律•摩擦力实验测量不同接触面间的静摩擦力和滑动摩擦力，验证摩擦力规律•弹簧振动实验测量弹簧振子的周期，验证胡克定律和简谐运动规律复习总结运动学核心公式回顾力学基本概念梳理牛顿定律重点提示位移、速度和加速度关系力的基本类型牛顿第一定律（惯性定律）重力物体在没有外力作用下，保持静止或匀速直线运动状态•$G=mg$弹力弹簧弹力•$F=kx$摩擦力静滑牛顿第二定律•$f_\leq\mu_s N$,$f_=\mu_k N$匀变速直线运动基本公式力的合成与分解平行四边形定则•物体的加速度与所受合力成正比，与质量成反比，方向三角形定则•与合力方向相同正交分解•$F_x=F\cos\theta$,$F_y=牛顿第三定律F\sin\theta$平衡条件作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在不同物体上平均速度与瞬时速度应用要点先分析受力，再应用$\vec{F}=m\vec{a}$建立方程，结合运动学求解致谢与下载资源推荐免费课件下载网站PPT中国教育资源网提供各版本教材配套的课件和教学资源•-PPT全国中小学教师教育资源网官方教育资源平台，有丰富的物理教学资源•-物理教学资源网专注于物理学科的教学资源分享平台•-人教网人教版教材配套资源的官方网站•-人教版、粤教版资源链接鼓励自主学习与探究人教版物理必修一教学课件涵盖了本课件所讲内容的全部知识点，包括更丰富的例题和练习物理学习不仅限于课堂和教材，建议学生粤教版物理必修一教学课件也有类似的内容结构，但在某些章节的编排和重点上有所不同动手做实验，验证物理规律，培养实验技能和科学思维•多做习题，提高解题能力和应用物理知识的能力•请在各省市教育资源网站或学校提供的教学平台上下载正版资源，尊重知识产权关注物理学在现实生活中的应用，培养物理学科素养•参加物理竞赛或科技活动，拓展物理视野，提高综合能•力。