高中一年級物理綜合復習

1、高中一年級物理-綜合復習一.教學內(nèi)容二. 基礎知識復習（一）力、物體的平衡1. 力的概念：物體間的相互作用理解：（1）任何一個力都有施力者和受力者，力不能離開物體而獨立存在；（2）力具有相互性和同時性；（3）一些不直接接觸的物體也能產(chǎn)生力；（4）力的作用效果：使物體發(fā)生形變或改變物體的運動狀態(tài)。例1：關于力的概念說法正確的是（ ）A. 力是使物體產(chǎn)生形變和改變運動狀態(tài)的原因B. 一個力必定聯(lián)系著兩個物體，其中每個物體既是受力物體又是施力物體C. 只要兩個力的大小相同，它們產(chǎn)生的效果一定相同D. 兩個物體相互作用，其相互作用力可以是不同性質(zhì)的力解析：兩個力相同的條件是滿足力的三要素，若僅僅大小相

2、等，它們所產(chǎn)生的效果不一定相同。兩個物體間的相互作用力，性質(zhì)必相同。2. 三種常見力考查熱點：（1）重力：主要針對其概念和重心，重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的，但它并不是物體與地球之間的萬有引力，而是萬有引力的一個分力。重力的作用點重心，并不是物體上最重的點，而是一個等效合力的作用點，可在物體上，也可在物體外，它的位置是由其幾何形狀和質(zhì)量分布共同決定的。（2）彈力和摩擦力的有無及方向的判定：a. 彈力 對于形變明顯的情況，根據(jù)形變情況直接判定。 對于形變不明顯的情況，常用“假設法”判定?；舅悸罚杭僭O將與研究對象接觸的物體解除接觸，判斷研究對象的運動狀態(tài)是否發(fā)生改變，若運動狀態(tài)不變，則此處

3、不存在彈力。b. 摩擦力 由摩擦力的產(chǎn)生條件來判斷。 對于較難直接判定的情況，常用假設法判定：假設沒有摩擦力，看兩物體會發(fā)生怎樣的相對運動。 根據(jù)物體的運動狀態(tài)，用牛頓定律或平衡條件來判斷。注：摩擦力（靜摩擦力和滑動摩擦力）的方向，與物體間的相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反，而與物體的運動方向可能相同，也可能相反。摩擦力既可能成為物體運動的動力也有可能成為物體運動的阻力。例2：如圖1，球與兩面接觸并處于靜止狀態(tài)，試分析球與兩接觸面間有無彈力。圖1解析：球雖然與斜面接觸，但不相互擠壓，因為解除斜面后，小球仍能靜止，故小球B處無彈力，小球與水平面A處接觸，但解除水平面后小球不能靜止，故A處一定

4、產(chǎn)生彈力。例3：如圖2，物體A放在物體B上，力F作用在物體B上，兩者相對靜止以相同的速度v向前運動。試分析A、B間的摩擦力情況。圖2解析：由于A、B一起以相同的速度v向前運動，即均處于平衡狀態(tài)。對A：如圖3，只能受到兩個力作用：重力G和支持力FN。若A物體受到摩擦力作用，就不能保證物體平衡。圖3對B：如圖4，物體B必然會受到地面給它的摩擦力來與力F平衡，否則就不能保證物體平衡。圖4 摩擦力大小的求解。a. 靜摩擦力：利用牛頓定律或共點力平衡知識求解。b. 滑動摩擦力：既可利用公式求解，也可以利用牛頓定律或共點力平衡知識求解。注：在解決摩擦力大小時，一定要分清是靜摩擦力還是滑動摩擦力。例4：長直

5、木板的上表面的一端放有一鐵塊，木板此端由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動（即木板與水平面的夾角變大），另一端不動，如圖5。則鐵塊受到的摩擦力隨角度的變化圖象可能正確的是（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）：圖5 A B C D解析：首先應將木板自水平位置緩慢上轉(zhuǎn)過程中鐵塊的受力情況及運動狀態(tài)分析清楚，由于整個過程較為復雜，我們可以將整個過程劃分為以下幾個階段：（1）鐵塊從水平位置隨木板逐漸上升，但始終對木板靜止；（2）鐵塊剛要由靜止變?yōu)檫\動，此為臨界態(tài)，利用平衡條件：，可求出木板在此狀態(tài)下與水平面的夾角，其中為鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)；（3）鐵塊沿木板下滑，木板傾角由逐漸增大到90°。利用力的分解、

6、平衡條件及滑動摩擦力的大小，分別求出鐵塊在不同階段所受的摩擦力大小，最后結(jié)合圖象進行判斷。 當木板從水平位置緩慢上轉(zhuǎn)，時，鐵塊始終相對木板靜止，此階段鐵塊必受沿木板向上的靜摩擦力，利用平衡條件可求出摩擦力的大小，由此關系可以看出，隨角的增大而增大，兩者滿足正弦關系。 當時，鐵塊處于臨界狀態(tài)，此時木板對鐵塊的靜摩擦力達到了最大值，即為最大靜摩擦力。 當，鐵塊相對木板向下滑動，鐵塊受到滑動摩擦力作用，根據(jù)，可求出。可見隨著的增大，逐漸減小，兩者滿足余弦關系，當時，。3. 力的合成與分解（1）合力與分力的關系：等效替代關系a. 位置關系：分力分居合力的兩側(cè)b. 大小關系：注：合力可能大于、小于或等于

7、每個分力，當然需要一定的條件。兩分力同向時，合力最大；反向時合力最小，當兩分力大小一定時，合力大小會隨兩分力夾角的增大而減小。例5：作用在同一物體上的下列幾組力中，不能使物體做勻速直線運動的是（ ）A. 3N、4N、5N B. 2N、3N、6N C. 4N、6N、9N D. 5N、6N、1N解析：三力中任意一組只要符合，則三力平衡，物體做勻速直線運動。（2）力的合成與分解解決動態(tài)變化：根據(jù)平行四邊形定則，利用鄰邊及其夾角跟對角線長短的關系分析力的大小變化情況的方法，通常叫做圖解法，也可將平行四邊形定則簡化成三角形定則處理，更簡單。圖解法具有直觀、簡便的特點，多用于定性研究，應用圖解法時應注意正

8、確判斷某個分力方向的變化情況及其空間范圍。例6：如圖6，質(zhì)量為m的球放在傾角的光滑斜面上，試分析擋板AO與斜面間的傾角多大時，AO所受的壓力最小。圖6解析：雖然題目要求擋板AO的受力情況，但若直接以擋板為研究對象，將無法得出結(jié)論。以球為研究對象，球所受重力mg產(chǎn)生的效果有兩個：對擋板產(chǎn)生的壓力，其大小等于F2，對斜面產(chǎn)生的壓力，其大小等于F1，根據(jù)重力產(chǎn)生的效果將重力分解如圖，當擋板與斜面夾角為，由圖示位置變化時，F(xiàn)1的大小改變，但方向不變，始終垂直斜面；F2的大小方向均變化，由圖可知：F1一直減小，F(xiàn)2是先減小后增大。當F1與F2垂直時，即時，擋板OA所受壓力最小為。圖74. 共點力作用下的

9、平衡問題（1）臨界問題與極值問題：a. 臨界問題：某種物理現(xiàn)象變化為另一種物理現(xiàn)象或物體從某種特性變化為另一種特性時，發(fā)生質(zhì)的飛躍的轉(zhuǎn)折狀態(tài)為臨界狀態(tài)，臨界狀態(tài)也可理解為“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”某種現(xiàn)象的狀態(tài)，解決這類問題的關鍵是抓住“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件。b. 極值問題：指研究平衡問題中某物理量變化情況時出現(xiàn)的最大值或最小值。例7：如圖8，能承受最大拉力為10N的細繩OA與豎直方向成45°角，能承受最大拉力為5N的細繩OB水平，細繩OC能承受足夠大的拉力，為使OA、OB均不被拉斷，OC下端所懸掛物體的最大重力是多少？圖8解析：當OC下端所懸掛物重不斷增大時，細繩OA

10、、OB所受的拉力同時增大，為了判斷哪根細繩先斷，可選O點為研究對象，其受力分析如圖9，假設OB不會被拉斷，且OA上的拉力先達到最大值，即，根據(jù)平衡條件有。由于F2大于OB能承受的最大拉力，所以在物體重力不斷增加時，OA被拉斷前細繩OB先被拉斷。則假設OB繩上的拉力剛好達到最大值，處于被拉斷的臨界狀態(tài)，根據(jù)平衡條件有，再選重物為研究對象，由平衡條件得以上三式聯(lián)立解得。圖9（2）數(shù)學方法的應用：在共點力平衡問題中常常用到的數(shù)學方法有：拉密原理、勾股定理、相似三角形、余弦定理等。注：當三個共點力的合力為零時，其中任一個力與其它兩個力夾角正弦的比值相等。例8：如圖10，三角形支架三邊長度之比為，頂端C

11、懸掛100N的重物G時，BC桿受到的壓力為 N，AC桿受到的拉力為 N（桿的重力不計）。圖10解析：如圖11，分析C點的受力，將重力G向和的反方向分解，則與兩三角形相似，對應邊成比例：，BC桿受到的壓力為200N，AC桿受到的拉力為150N。圖11（3）整體法和隔離法：對物體進行受力分析時，常常采用整體法和隔離法，有時整體法與隔離法綜合使用。a. 隔離法：為了研究系統(tǒng)（連接體）內(nèi)某個物體的受力和運動情況，一般可采用隔離法。b. 整體法：當只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的力和運動時，一般可采用整體法。例9：如圖12，用輕質(zhì)細線把兩個質(zhì)量不等的小球懸掛起來，今對小球a施加一個向左偏下30&

12、#176;的恒力F1，并對b小球施加一個向右偏上30°的恒力F2，且F1= F2，最后達到平衡，則表示平衡狀態(tài)的圖可能是（ ） A B C D圖12解析：此題若采用隔離法分析計算會很麻煩，且難以得出結(jié)論?？蓪、b球及細線看作一個整體，這個整體處于平衡狀態(tài)，而F1和F2的合力為零，另外兩個力便是整個的重力和a上面的懸線的拉力。由于重力方向豎直向下，可知a上面的懸線必沿著豎直方向，至于a、b之間的線如何，可通過對b小球進行受力分析便可知道其位置。 （二）直線運動1. 幾個重要物理量（1）位移與路程位移是描述物體位置變化的物理量，這可以用由始點指向終點的有向線段來表示，是一個矢

13、量，大小是由始點到終點的距離，方向是由始點指向終點，與物體運動的路徑無關。當物體運動的始點與終點重合時位移為零。路程是描述物體運動軌跡的物理量，是一標量，與物體運動的路徑有關。當物體運動的始點與終點重合時路程不為零。位移和路程都屬于過程量，它們都需要經(jīng)歷一段時間。當物體做定向直線運動時，位移的大小等于路程；當物體做曲線運動或往返的直線運動時，位移的大小小于路程。例1：一個電子在勻強磁場中沿半徑為R的圓周運動，轉(zhuǎn)了3圈回到原位置，運動過程中位移的最大值和路程的最大值分別是（ ）A.， B. ， C. ， D. ，分析與解答：由位移和路程的概念和表示進行確定。由起點指向終點的有向線段表示位移，其大

14、小為起點到終點的距離，在電子做圓周運動的過程中，離開起點的最遠距離就是直徑，所以位移的最大值為2R；運動的路程是指運動軌跡的實際長度，運動了3圈時的路程就是3個圓周長。（2）平均速度與瞬時速度平均速度和瞬時速度都是描述物體做運動時運動快慢的物理量。平均速度是發(fā)生的位移與所用時間之比，即：。它能粗略地描述物體在一段時間內(nèi)運動的快慢（嚴格地說應為物體位置變化的快慢）；瞬時速度是指物體運動中某時刻或某位置時的速度，它能精確地反映物體在運動中各點處運動的快慢。平均速度和瞬時速度都是矢量。平均速度的方向與一段時間內(nèi)的位移方向相同；瞬時速度的方向就是物體在某點處運動的方向，當物體做曲線運動時就是運動軌跡某

15、點處的切線方向。在勻速直線運動中，物體在任意時間內(nèi)的平均速度和任意時刻的瞬時速度都相同，因而只提一個速度就可以了；在變速運動中，物體在各段時間內(nèi)的平均速度不一定相同，物體在各個時刻的瞬時速度不一定相同，因而必須指明是哪一段時間內(nèi)的平均速度和哪一時刻的瞬時速度。在定向直線運動中，平均速度的大小等于物體運動的平均速率，在往返的直線運動或曲線運動中，平均速度的大小并不等于物體運動的平均速率；不論物體做什么運動，瞬時速度的大小總等于瞬時速率。例2：騎自行車的人沿直線以速度v行進了三分之二的路程，接著以5m/s的速度跑完其余的三分之一路程。若全程的平均速度為3m/s，則v的大小為 。解析：由平均速度的定

16、義式，即可得出v。設總位移為s，前一段運動所需時間為t1，后一段運動所需時間為t2，則，。又，解得。（3）速度、速度變化量和加速度速度、速度變化量和加速度比較 速度速度變化量加速度定義或概念物體做勻速直線運動時，位移與所用時間之比，就叫做勻速直線運動的速度。物體做變速運動時，末速度與初速度的矢量差，就叫做速度的變化量。物體做勻變速直線運動時，速度的變化量與所用時間之比，就叫做勻變速直線運動的加速度。表示式單位物理意義1. 描述物體運動快慢及其方向的物理量。2. 在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)位移的大小（速率）。描述物體速度變化的大小和方向的物理量。1. 描述物體速度變化快慢的大小和方向的物理

17、量。2. 在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)速度變化量的大小。性質(zhì)矢量，其方向為物體運動的方向矢量，加速（減速）直線運動中的方向與v的方向相同（相反）。矢量，其方向與速度變化量的方向總相同。瞬時速度為狀態(tài)量，必須指明哪一時刻或哪一位置。為過程量，需指明哪一過程，與初速度和末速度有關。對于給定的勻變速直線運動而言，加速度a為定值，與速度v、速度變化量和時間t無關。說明：（1）速度、速度變化量和加速度在大小上無確定的數(shù)量關系也無直接的必然聯(lián)系，所以不能由一個量的大小來判斷另兩個量的大小情況，也不能由一個量的大小變化情況來判斷另兩個的大小變化情況，如速度大的物體其速度變化量和加速度不一定大，加速度大的物體其速度

18、和速度變化量可能很小，速度為零時其加速度不一定為零，加速度增大的物體其速度和速度變化量不一定增大。當然，當加速度時，速度就保持不變，在任一段時間內(nèi)速度變化量；當加速度時，速度v就一定變化，在任一段時間內(nèi)的速度變化量。（2）速度、速度變化量和加速度在方向上一般無確定的關系，但在給定的運動中，它們的方向可有一定的關系。如在加速直線中，速度、速度變化量和加速度三者的方向都相同；在減速直線運動中，速度變化量和加速度的方向相同與速度的方向相反。例3：關于加速度、速度變化量和速度的關系，下列說法正確的是（ ）A. 速度變化越大，加速度一定越大B. 速度等于零時，加速度也等于零C. 速度變化越快，加速度一定

19、越大D. 加速度減小時，速度也減小解析：加速度是表示物體速度變化快慢的物理量，它等于速度的變化量與所用時間的比值，由它們二者的比值來決定，但與速度的變化量和所需時間無關；速度是表示物體運動快慢的物理量；速度變化量是一段時間內(nèi)末速度與初速度的矢量差。它們?nèi)咴诖笮∩蠠o直接的必然的聯(lián)系。所以，速度變化大時，加速度不一定大，但速度變化越快，加速度越大；速度等于零時，加速度不一定等于零，加速度減小時，速度不一定減小。例4：下列描述的運動中，可能存在的有（ ）A. 速度變化很大，加速度很小B. 速度變化方向為正，加速度方向為負C. 速度變化越快，加速度越小D. 速度越來越大，加速度越來越小解析：對于一個

20、加速度很小的加速度運動，只要時間取得足夠長，速度的變化就可以很大。由加速度的定義式知，加速度表示速度對時間的變化率，表示速度變化快慢，速度變化越快，加速度越大；加速度的方向與速度變化量的方向總相同，速度變化為正方向時，加速度的方向也為正方向。當物體做加速度逐漸減小的加速運動時，盡管加速度逐漸減小，但加速度方向與速度相同，物體的速度仍在逐漸增大。2. 勻變速直線運動的規(guī)律物體在一條直線上運動，如果在相等的時間內(nèi)速度的變化相同，這樣的運動叫做勻變速直線運動，勻變速運動包括勻加速運動、勻減速直線運動和先勻減速直線運動后反向勻加速直線運動三種類型。當物體做勻變速直線運動時，由于速度隨時間均勻變化，其加

21、速度恒定，基本規(guī)律可以用數(shù)學關系式來表示。（1）四個速度關系任意時刻的速度公式 平均速度公式 中間時刻的瞬時速度公式 位移中點時的瞬時速度公式 公式表示勻變速直線運動的速度隨時間變化的規(guī)律，只要已知勻變速直線運動的初速和加速度a，就可以求出任意時刻的速度。公式只適用于勻變速直線運動，對其它變加速變動，不能用此公式求平均速度。公式說明了勻變速運動中，一段時間的平均速度與這段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度是相等的，它們都等于初速度和末速度的算術平均數(shù)（但要注意到速度方向用正負號表示）。公式則表示了勻變速運動中，一段位移中點處的瞬時速度與這段位移初末速度的關系，它等于初速度與末速度的“方均根”（先平方后求

22、算術平均值，最后再求平方根）。對于一段勻變速直線運動，中間時刻的瞬時速度和中間位置的瞬時速度哪個大？你能證明嗎？例5：物體沿一直線運動，在時間t內(nèi)通過的路程為s，它在中間位置處的速度為，在中間時刻的速度為，則和的關系為（ ）A. 當物體做勻加速直線運動時，B. 當物體做勻減速直線運動時，C. 當物體做勻速直線運動時，D. 當物體做勻減速直線運動時，解法一（定性分析法）：做勻加速直線運動的物體其運動越來越快，速度在不斷增大，因此前一半時間內(nèi)發(fā)生的位移小于后一半時間內(nèi)發(fā)生的位移，即時間過半時還沒有運動到位移的中點，所以位移中點處的瞬時速度v1大于時間中點時的瞬時速度v2；做勻減速直線運動的物體其運

23、動越來越慢，速度在不斷減小，因此前一半時間內(nèi)發(fā)生的位移大于后一半時間內(nèi)發(fā)生的位移，即時間一半時已超過中間位置，所以位移中點處的瞬時速度v1仍大于時間中點時的瞬時速度v2；當物體做勻速直線運動時，由于其速度大小不變，始終有v1= v2。解法二（計算法）：當物體做勻變速直線運動時，一段時間的初速度為v0，末速度為，則有，顯然。當物體做勻速直線運動時，。解法三（圖象法）：圖13是物體做勻加速直線運動的vt圖象，時間中點的時刻t2所對應的速度可從圖中直接看出，而位移中點所對應的時刻t1，根據(jù)vt圖象與時間軸所圍的面積值等于位移的大小，要使左斜部分的面積與右斜部分的面積相等，有，t1對應的速度；圖14是

24、物體做勻減速直線運動的vt圖象，同理由圖可得出。當物體做勻速度直線運動時，t1與t2重合，有。 圖13 圖14解法四（特殊設值法）：若某個結(jié)論對于一般的勻變速直線運動適用時，對一段特殊給定的勻變速直線運動也應成立。由此我們設定一個初速度為0，末速度為2m/s的勻加速運動，有，得出。同理我們也可設定一個初速度為2m/s，末速度為0的勻減速直線運動，也可得出。(2). 四個位移公式 上述四個公式分別是用、中的三個來表示物體位移的。公式表示物體做勻變速直線運動時位移隨時間變化的規(guī)律，只要已知初速度和加速度，就可以求出對應任一時間內(nèi)的位移；公式是利用位移公式和速度公式消去，初速度后推出的，對于末速度已

25、知的運動求位移時較為方便；公式是利用勻變速直線運動的平均速度和勻速運動的位移公式推出的，在不知道物體運動的加速度時就可求得物體運動的位移，因而，應用此公式求解一般較為簡捷；公式中不涉及時間，所以在不知道時間的情況下求位移要用此公式。例6 一汽車在水平公路上以20m/s的速度運動。從某時刻開始關閉油門后做勻減速運動，加速度大小是0.5m/s2，求：（1）汽車減速運動的總路程；（2）汽車停止運動前5s內(nèi)的位移；（3）汽車減速運動10s和50s內(nèi)的位移。解析：（1）已知了、時應用位移公式可得（2）已知了、時應用位移公式可得（3）汽車減速運動的總時間可由公式求得，當時，可由位移公式求得當時，汽車已在此

26、前停止運動，所以在內(nèi)運動的位移與內(nèi)運動的位移相同，應用以上各個位移公式都可求解：不妨應用位移公式得(3). 兩個等間隔的特殊規(guī)律初速度為零的勻加速運動還具有以下兩種等間隔的特點：（1）等時間間隔的特點 1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)、T內(nèi)位移之比為 1T末、2T末、3T末、T末速度之比為 第一個T內(nèi)、第二個T內(nèi)、第三個T內(nèi)、第N個T內(nèi)的位移之比為 相鄰相等時間間隔內(nèi)的位移之差相等，且都等于加速度與時間間隔平方的乘積，即（適用于一切勻變速直線運動）（2）等位移間隔的特點 處、處、處、處的速度之比為 從靜止開始通過連續(xù)相等的位移所用時間之比為例7 一小球沿一斜面由靜止開始做勻加速運動，它在第末的速度為，則

27、它在第末的速度為 m/s，它在第3s內(nèi)的位移是 m。解：設小球在第1s末和第5s末的速度分別為和，則，設小球第1s內(nèi)和第3s內(nèi)的位移分別為和，則，例8 一小球自4樓樓頂由靜止開始做自由落體運動，若每層樓的高度相同，小球經(jīng)過第一層、第二層、第三層和第四層所需時間之比為（ ）A. B. C. D. 解析：本例題表面上只給出了兩個物理量，即初速度為0，加速度為。知道每層樓高相同，但不知道每層樓的高度，因而應用基本公式求解相當冗繁，若用初速度為零的等位移間隔的特點來考慮問題時較為簡捷。 3. 運動圖象（1）速度時間圖象以橫軸表示時間，縱軸表示速度，作出速度隨時間變化的關系圖線就是速度時間圖象，簡稱速度

28、圖象，或圖。它表示物體做直線運動時，速度隨時間變化的規(guī)律。對于勻速直線運動，因，其速度圖象是一條平行于軸的直線。如圖1所示，A圖線表示速度大小是、向正方向的勻速直線運動；B圖線表示速度大小是2m/s、向負方向的勻速直線運動。圖1對于勻變速直線運動的物體在時刻的速度為，其圖線是一條傾斜直線，縱截距表示初速度，直線的斜率表示速度的變化率加速度。如圖2所示，圖線A表示初速度為，加速度為的勻加速直線運動；圖線B表示初速度為，加速度為的勻減速直線運動。圖2在速度圖象中，由圖線與軸及兩時刻線所圍的“面積”表示對應時間內(nèi)的位移。如圖3甲、乙中，斜線區(qū)域面積值，分別表示勻速直線運動和勻變速直線運動物體在時間內(nèi)

29、的位移。圖3當物體做變加速直線運動時，其圖線為一條曲線，曲線上某點處的切線的斜率表示此時刻的加速度的大小，圖4為加速度逐漸減小的加速直線運動，A、B兩點處的加速度大小比較為。圖4（2）位移時間圖象以橫軸表示時間，縱軸表示位移，作出物體的位移隨時間變化的關系圖線，就是位移時間圖象，簡稱位移圖象，或圖象。它表示物體做直線運動時，位移隨時間變化的規(guī)律。對勻速直線運動來說，由知，位移圖線是一條傾斜直線，其斜率表示位移隨時間的變化率速度。如圖5所示，圖線A、B分別表示兩物體做勻速直線運動的位移圖線，請你計算一下，它們的速度分別是多少？圖5對勻變速直線運動，由可知，其位移圖象是一條拋物線。如圖6所示，圖線

30、A表示勻加速直線運動，圖線B表示先勻減速后反向勻加速直線運動。圖6當物體做變速直線運動時，位移圖線是一條曲線，圖線上某點切線的斜率就表示對應時刻的瞬時速度，如圖7所示圖線中的P點的切線的斜率就表示時刻的瞬時速度。圖線上任兩點的連線的斜率就表示對應時間內(nèi)的平均速度，如圖7中的AB線的斜率就表示時間內(nèi)的平均速度。圖7（三）牛頓運動定律牛頓運動定律是力學乃至整個物理學的基本規(guī)律，是動力學的基礎。正確理解和熟練運用牛頓運動定律特別是牛頓第二定律，是進一步學習其它物理知識的關鍵。1. 正確而全面地理解牛頓運動定律（1）理解牛頓第一定律及慣性概念恩格斯說過“力學是從慣性開始的”，可見慣性是一個很重要的概念

31、，同時慣性也是一個較難理解的概念。希望大家能正確而全面地理解牛頓第一定律及慣性。 牛頓第一定律不是由實驗直接總結(jié)出來的在實際中不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用實驗直接驗證，但牛頓第一定律是建立在大量的實驗現(xiàn)象的基礎上，通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的，例如伽俐略的理想實驗。 牛頓第一定律不是牛頓第二定律的特例牛頓第一定律定性地指出了力與運動的關系（力是改變物體運動的原因），特別是指出了物體在不受力的理想情況下物體的運動狀態(tài)（靜止或勻速運動）；牛頓第二定律定量地指出了力與運動的關系（）。因此牛頓第一定律不是牛頓第二定律的特例，它們是兩個不同的定律。 力不是維持物體運動的原因牛頓第一定律指出“

32、一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力改變這種狀態(tài)為止”，因此物體在不受力時仍然可以做勻速運動（或靜止），并不需要力來維持，力是“改變這種狀態(tài)”，即力是改變物體運動狀態(tài)的原因，這就是力與運動的關系。 慣性不是維持物體運動狀態(tài)的力，它的作用是阻礙物體運動狀態(tài)的變化慣性是一切物體保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)，而力是物體間的相互作用，因此慣性不是一種力。力是使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的外部因素，慣性則是維持物體運動狀態(tài)、阻礙物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的內(nèi)部因素。 速度大或受力大的物體慣性不一定大慣性的大小表示物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的難易程度。根據(jù)牛頓第二定律可知，質(zhì)量是物體慣性大小的惟一量度，與物體運動

33、的速度大小、受力大小無關。通常質(zhì)量相同的物體，速度越大越難停下來，是由于在相同大小的合外力下，速度大的物體停下來時速度改變量大，所需時間長。（2）正確理解牛頓第二定律的“三性”對于牛頓第二定律，應著重理解以下幾點： 瞬時性：物體運動的加速度與物體受到的合外力F具有瞬時對應關系：物體在每一瞬時的加速度只決定于這一瞬時的合外力，而與這一瞬時之前或這一瞬時之后的力無關。若不等于零的合外力作用在物體上，物體立即產(chǎn)生加速度；若合外力的大小或方向改變，加速度的大小或方向也立即改變；若合外力為零，加速度也立即為零。這就是牛頓第二定律的瞬時性。 矢量性：物體受到的合外力的方向就是物體運動的加速度的方向，即合外

34、力的方向和加速度的方向始終相同。這就是牛頓第二定律的矢量性。 獨立性：若為物體的實際加速度，則F應為物體受到的合外力。作用于物體上的每一個力各自獨立產(chǎn)生的加速度也都遵從牛頓第二定律，與其它力無關。物體實際的加速度則是每個力單獨作用時產(chǎn)生的加速度的矢量和，這就是力的獨立作用原理。根據(jù)這個原理，可以把物體所受的各力分解在相互垂直的方向，在這兩個方向上分別列出牛頓第二定律方程，這就是牛頓第二定律的正交分解。（3）平衡力與作用力和反作用力的比較根據(jù)牛頓第三定律，兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在一條直線上；根據(jù)平衡條件，一個物體受到兩個力作用而處于平衡狀態(tài)時（即二力平衡），這

35、兩個力一定大小相等、方向相反、作用在一條直線上。可見，一對作用力和反作用力與一對平衡力的相同之處為：每一對力中的兩個力，大小相等、方向相反、作用在一條直線上。它們之間的不同之處，如下表所示： 作用力和反作用力一對平衡力對象不同分別作用在兩個物體上作用在一個物體上性質(zhì)不同兩個力同種性質(zhì)兩個力性質(zhì)不一定相同條件不同兩個力相等沒有任何條件物體處于平衡狀態(tài)變化不同同時產(chǎn)生、同時消失、同時變化一個力變化，另一個力不一定變化效果不同分別產(chǎn)生各自狀態(tài)變化物體處于平衡狀態(tài) 一對作用力和反作用力與一對平衡力的根本區(qū)別在于作用力和反作用力分別作用在兩個物體上，兩個力產(chǎn)生的效果不能抵消，而平衡力作用在一個

36、物體上，兩個力產(chǎn)生的效果相互抵消。2. 牛頓第二定律的應用（1）用牛頓第二定律解題的兩種常用方法用牛頓第二定律解題時，通常有以下兩種方法。 合成法若物體只受兩個力作用而產(chǎn)生加速度時，根據(jù)牛頓第二定律可知，利用平行四邊形定則求出的兩個力的合外力方向就是加速度方向。特別是兩個力互相垂直或相等時，應用力的合成法比較簡單。例1 如圖1所示，動力小車沿傾角為的斜面做勻加速直線運動。小車支架上有一單擺，在運動過程中，擺線保持水平，則小車運動的加速度大?。?）A. B. C. D. 圖1解析：以擺球為研究對象，擺球受到細線的水平拉力和重力的作用，如圖2所示。由于擺球只受兩個力作用而做勻加速運動，則這兩個力的

37、合外力方向即為小車運動的加速度的方向。根據(jù)牛頓第二定律可得，所以 圖2 正交分解法當物體受到兩個以上的力作用而產(chǎn)生加速度時，常用正交分解法解題。通常是分解力，但在有些情況下分解加速度更簡單。<1> 分解力：一般將物體受到的各個力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，則（沿加速度方向），0（垂直于加速度方向）。例2 如圖3所示，質(zhì)量的環(huán)套在傾斜放置的桿上，受到豎直向上的拉力F=20N作用而沿桿加速上滑。已知環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)，桿與水平面間的夾角，求環(huán)運動的加速度。圖3解析：設環(huán)運動的加速度為，環(huán)受到重力、桿對環(huán)的壓力、摩擦力和豎直方向上的拉力F四個力的作用，如圖4所示。以沿桿的方向為軸和垂直桿的方向為軸，建立直角坐標系，根據(jù)牛頓第二定律，有由以上三式，可得，方向沿桿向上。圖4<2> 分解加速度：當物體受到力相互垂直時，沿這兩個相互垂直的方向分解加速度，再應用牛頓第二定律列方程求解，有時更簡