高三物理教案.pdf

学好物理要记住：最恭本的知识“、.方法才是最重罢的。秘诀：“想”学好物理重在理解（概念、规律的确切含义，能用不同的形式进行表达，理解其适用条件）A（成功）=X（艰苦的劳动）十Y（正确的方法）十Z（少说空话多干实事）（最基础的概念，公式，定理，定律最重要）；每一题中要弄清楚（对象、条件、状态、过程）是解题关健对联：概念、公式、定理、定律。（学习物理心备基础知识）对象、条件、状态、过程。（解答物理题心须明确的内容）r容易题不丢分2.难题丕得霎分&“该得的分一分不丢，难得的分每分必争”,“会做一做对n不扣分”在学习物理概念和规律时不能只记结论，还须弄清其中的道理，知道物理概念和规律的由来。物理解题中的审题技巧审题过程，就是破解题意的过程，它是解题的第一步，而且是关键的一步，通过审题分析，能在头脑里形成生动而清晰的物理情景，找到解决问题的简捷办法，才能顺利地、准确地完成解题的全过程。在未寻求到解题方法之前，要审题不止，而且题目愈难，愈要在审题上下功夫，以寻求突破；即使题目容易,也不能掉以轻心，否则也会导致错误。在审题过程中，要特别注意这样儿个方面；第一、题中给出什么；第二、题中要求什么；第三、题中隐含什么；第四、题中考查什么；第五、规律是什么；1.认真审题，捕捉关键词句审题过程是分析加工的.过.程：在读题时不能只注意那些给出具体数字或字母的显形条件，而应扣住物理题中常用一些关键用语，如：“最 多”、“至少”、“刚好”、“缓 慢”、“瞬 间”等。充分理解其内涵和外 延。2.认真审题，挖掘隐含条件物理问题的条件，不少是间接或隐含的，需要经过分析把它们挖掘 出 来。隐含条件在题设中有时候就息二旬话或一个词，甚至是几个字，如“刚好匀速下滑”说明摩擦力等于重力沿斜面下滑的分力；“恰 好到某点”意味着到该点时速率变为零；“恰 好不滑出木板”，就 表 示 小 物 体“恰好滑到木板边缘处且具有了与木板相同的速度”，等 等。但还有些隐含条件埋藏较深，挖掘起来有一定困难。而有些问题看似一筹莫展，但一旦寻找出隐含条件，问题就会应刃而解。3.审题过程要注意画好情景示意图，展示物理图景画好分析图形，是审题的重要手段，它有助于建立清晰有序的物理过程，确立物理量间的关系，把问题具体化、形象化，分析图可以是运动过程图、受力分析图、状态变化图等 等。4.审题过程应建立正确的物理模型物理模型的基.本形.式有.“对象模型”和“过程模型”。“对 象 模 型”是:实际物体在某种条件下的近似与抽象，如质点、光滑 平 面、理想气体、理想电表等；“过 程 模 型”是:理想化了的物理现象或过程，如匀速直线运动、自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动等。有些题目所设物理模型是不清晰的，不宜直接处理，但只要抓住问题的主要因素，忽略次要因素，恰当的将复杂的对象或过程向隐含的理想化模型转化,就 能 使 问 题 得 以 解 决。5.审题过程要重视对基本过程的分析力学部分涉及到的过程有匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛 运 动、圆周运动、机械振动等。除了这些运动过程外还有两类重要的过程，一个是碰撞过程，另一个是先变加速最终匀速过程（如恒定功率汽车的启动问题）。电学中的变化过程主要有电容器的充电与放电等。以上的这些基本过程都是非常重要的，在平时的学习中都必须进行认真分析，掌握每个过程的特点和每个过程遵循的基本规律。6.在审题过程中要特别注意题目中的临界条件问题1.所谓临界问题：是指一种物理过程或物理状态转变为另一种物理过程或物理状态的时候，存在着分界限的现象。还有些物理量在变化过程中遵循不同的变化规律，处在不同规律交点处的取值即是临界值。临界现象是量变到质变规律在物理学中的生动表现。这种界限，通常以临界状态或临界值的形式表现出来。2.物理学中的临界条件有：两接触物体脱离与不脱离的临界条件是：相互作用力为零。绳子断与不断的临界条件为：作用力达到最大值，绳子弯曲与不弯曲的临界条件为：作用力为零靠摩擦力连接的物体间发生与不发生相对滑动的临界条件为：静摩擦力达到最大值。追及问题中两物体相距最远的临界条件为：速度相等，相遇不相碰的临界条件为：同一时刻到达同一地点，V,V2两物体碰撞过程中系统动能损失最大即动能最小的临界条件为：两物体的速度相等。物体在运动过程中速度最大或最小的临界条件是：加速度等于零。光发生全反射的临界条件为：光从光密介质射向光疏介质；入射角等于临界角。3.解决临界问题的方法有两种：第一种方法是：以定理、定律作为依据，首先求出所研究问题的一般规律和一般解，然后分析、讨论其特殊规律和特殊解。第二种方法是：直接分析讨论临界状态和相应的临界条件，求解出研究的问题。解决动力学问题的三个基本观点：1、力 的 观 点（牛顿定律结合运动学）；2、动 量 观 点（动量定理和动量守恒定律）；3、能 量 观 点（动能定理和能量守恒定律。一般来说，若考查有关物理学量的瞬时对应关系，需用牛顿运动定律;若研究对象为单一物体，可优先考虑两大定理，特别是涉及时间问题时应优先考虑动量定理；涉及功和位移问题时，就优先考虑动能定理。若研究对象为一系统，应优先考虑两大守恒定律。物理审题核心词汇中的隐含条件一.物理模型（16个）中的隐含条件1质点：物体只有质量，不考虑体积和形状。2点电荷：物体只有质量、电荷量，不考虑体积和形状3轻绳：不计质量，力只能沿绳子收缩的方向，绳子上各点的张力相等4轻杆：不计质量的硬杆，可以提供各个方向的力（不一定沿杆的方向）5轻弹簧：不计质量，各点弹力相等，可以提供压力和拉力，满足胡克定律6光滑表面：动摩擦因数为零，没有摩擦力7单摆：悬点固定，细线不会伸缩，质量不计，摆球大小忽略，秒摆;周期为2 s的单摆8通讯卫星或同步卫星：运行角速度与地球自转角速度相同，周期等与地球自转周期，即24h9理性气体:不计分子力，分子势能为零;满足气体实验定律PV/T=C（C为恒量）10绝热容器：与外界不发生热传递11理想变压器：忽略本身能量损耗（功率P输 入=输 出），磁感线被封闭在铁芯内（磁通量。=。2）12理想安培表：内阻为零13理想电压表：内阻为无穷大14理想电源：内阻为零，路端电压等于电源电动势15理想导线：不计电阻，可以任意伸长或缩短1 6静电平衡的导体：必是等势体，其内部场强处处为零，表面场强的方向和表面垂直二.运动模型中的隐含条件1自由落体运动：只受重力作用，V（）=0,a=g2竖直上抛运动：只受重力作用，a=g,初速度方向竖直向上3平抛运动：只受重力作用，a=g,初速度方向水平4碰撞，爆炸，动量守恒；弹性碰撞，动能，动量都守恒；完全非弹性碰撞;动量守恒,动能损失最大5直线运动：物体受到的合外力为零，后者合外力的方向与速度在同一条直线上，即垂直于速度方向上的合力为零6相对静止：两物体的运动状态相同，即具有相同的加速度和速度7简谐运动：机械能守恒，回复力满足F=-kx8用轻绳系小球绕固定点在竖直平面内恰好能做完整的圆周运动；小球在最高点时，做圆周运动的向心力只有重力提供，此时绳中张力为零，最 高 点 速 度 为 丫=版（R为半径）9用皮带传动装置（皮带不打滑）；皮带轮轮圆上各点线速度相等；绕同一固定转轴的各点角速度相等1 0初速度为零的匀变速直线运动；连续相等的时间内通过的位移之比：S ：Su：Sin：Sw=1：3:5:7通过连续相等位移所需时间之比：L：t2：t3：=1：（J2 1）：(J3 V2)三.物理现象和过程中的隐含条件1完全失重状态：物体对悬挂物体的拉力或对支持物的压力为零2一个物体受到三个非平行力的作用而处于平衡态；三个力是共点力3物体在任意方向做匀速直线运动：物体处于平衡状态，F合=04物体恰能沿斜面下滑；物体与斜面的动摩擦因数u =t a n 05机动车在水平里面上以额定功率行驶：P =F牵引力V当F牵引力=f阻力，Vm a x=P额/f阻力6平行板电容器接上电源，电压不变；电容器断开电源，电量不变7从水平飞行的飞机中掉下来的物体；做平抛运动8从竖直上升的气球中掉出来的物体；做竖直上抛运动9带电粒子能沿直线穿过速度选择器：F洛仑兹力=F电场力，出来的各粒子速度相同1 0导体接地；电势比为零(带电荷量不一定为零)1考纲要求基本概念匀速直线运动第一章直线运动1、机械运动，参考系，质点 I2、位移和路程I I3、匀速直线运动，速度，速率，位 移 公 式$=，s-t 图，u-t 图 I I4、变速直线运动，平均速度 I I5、瞬时速度（简 称 速 度）I6、匀变速直线运动。加速度公式v =Vo+a t,s=v（）t+a t2,v2-v =2a s.v-t 图。I I2知识网络:f 参考系、质点、时间和时刻、位移和路程 运 动 的 描 述 J速度、速率、平均速度直加速度线I直线运动的条件：V。共线运|（匀速直线运动动、典型的直线运动v,2-Vo =las,s=V0+V,t匀变速直线运动（v-f图 2C自由落体（a=g）特 例 竖直上抛（a=g）s=v t ,s-t 图，（a=0）1 2vt-v0+at,s=vot+a t单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：基本概念、匀速直线运动；匀变速直线运动；运动图象。其中重点是匀变速直线运动的规律和应用。难点是对基本概念的理解和对研究方法的把握。一、基本概念1、质点：用来代替物体、只有质量而无形状、体积的点。它是一种理想模型，物体简化为质点的条件是物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略。2、时刻：表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初，几秒末，几秒时。时间：前后两时刻之差。时间坐标轴上用线段表示时间，例如，前几秒内、第几秒内。3、位置：表示空间坐标的点;位移：由起点指向终点的有向线段，位移是末位置与始位置之差，是矢量。路程：物体运动轨迹之长，是标量。注意：位移与路程的区别.4、速度：描述物体运动快慢和运动方向的物理量，是位移对时间的变化率，是矢量。平均速度：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，v =s/f（方向为位移的方向）瞬时速度：对应于某一时刻（或某一位置）的速度，方向为物体的运动方向。速率：瞬时速度的大小即为速率；平均速率：质点运动的路程与时间的比值，它的大小与相应的平均速度之值可能不相同。注意：平均速度的大小与平均速率的区别.【例 1 物体M 从 A运动到B,前半程平均速度为V,后半程平均速度为v2,那么全程的平均速度是：（）A.（v）+v2）/2 B./C.”+-口.2吁2Vj 4-v2 V+v2解析：本题考查平均速度的概念。全程的平均速度 =-=3国，故t S|S Vj+v22Vj 2y2正确答案为D5、加速度：描述物体速度变化快慢的物理量，a=/vl/t（又叫速度的变化率），是矢量。a的方向只与Av 的方向相同（即与合外力方向相同）。点评1：（1）加速度与速度没有直接关系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；（2）加速度与速度的变化量没有直接关系：加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”表示变化的快慢，不表示变化的大小。点评2：物体是否作加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关。加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小，不表示速度增大或减小。（1）当加速度方向与速度方向相同时，物体作加速运动，速度增大；若加速度增大，速度增大得越来越快；若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）。（2）当加速度方向与速度方向相反时，物体作减速运动，速度减小；若加速度增大，速度减小得越来越快：若加速度减小，速度减小得越来越慢（仍然减小）。【例 2】-物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s,经 过 1 s后的速度的大小为 1 0 m/s,那么在这1 s内，物体的加速度的大小可能为解析：本题考查速度、加速度的矢量性。经 过 1 s后的速度的大小为1 0 m/s,包括两种可能的情况，一是速度方向和初速度方向仍相同，二是速度方向和初速度方向已经相反。取初速度方向为正方向，则 1 s后的速度为V t=1 0 m/s或叫=-1 0 m/sV V 1 0 4.由加速度的定义可得=6 m/s 或t 1v,-v0-1 0-4 .,a-=-=1 4 m/sot 1答案：6 m/s 或 1 4m/s点评：对于一条直线上的矢量运算，要注意选取正方向，将矢量运算转化为代数运算。6、运动的相对性：只有在选定参考系之后才能确定物体是否在运动或作怎样的运动。一般以地面上不动的物体为参照物。【例 3】甲向南走1 0 0 米的同时，乙从同地点出发向东也行走1 0 0 米，若以乙为参考系，求甲的位移大小和方向？解析：如图所示，以乙的矢量末端为起点，向甲的矢量末端作一条有向线段，即为甲相对乙的位移，由图可知，甲相对乙的位移大小为1 0 0 底 m,方向，南偏西45。点评：通过该例可以看出，要准确描述物体的运动，就必须选择参考系，参考系选择不同，物体的运动情况就不同。参考系的选取要以解题方便为原则。在具体题目中，要依据具体情况灵活选取。下面再举一例。【例 4】某人划船逆流而上，当船经过一桥时，船上一小木块掉在河水里，但一直航行至上游某处时此人才发现，便立即返航追赶，当他返航经过1 小时追上小木块时，发现小木块距离桥有5400米远，若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等。试求河水的流速为多大？解析：选水为参考系，小木块是静止的；相对水，船以恒定不变的速度运动，到 船“追上”小木块，船往返运动的时间相等，各 为 1 小时；小桥相对水向上游运动，到 船“追上”小木块，小桥向上游运动了位移5400m,时间为2 小时。易得水的速度为0.75m/s。二、匀速直线运动：v=-,即在任意相等的时间内物体的位移相等.它是速度为恒矢t量的运动，加速度为零的直线运动.匀速直线运动的s-t图像为一直线：图线的斜率在数值上等于物体的速度。三、综合例析【例 5】关于位移和路程，下列说法中正确的是()A.物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B.物体沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小C.物体通过段路程，其位移可能为零D.物体通过的路程可能不等，但位移可能相同解析：位移是矢量，路程是标量，不能说这个标量就是这个矢量，所以A 错，B 正确 路程是物体运动轨迹的实际长度，而位移是从物体运动的起始位置指向终止位置的有向线段,如果物体做的是单向直线运动，路程就和位移的大小相等.如果物体在两位置间沿不同的轨迹运动，它们的位移相同，路程可能不同.如果物体从某位置开始运动，经一段时间后回到起始位置，位移为零，但路程不为零，所以，CD 正确.【例 6】关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是()A.速度变化越大，加速度就越大B.速度变化越快，加速度越大C.加速度大小不变，速度方向也保持不变C.加速度大小不断变小，速度大小也不断变小解析：根据。=手可知，A v越大，加速度不一定越大，速度变化越快，则 表 示 手 越大，故加速度也越大，B正确.加速度和速度方向没有直接联系，加速度大小不变，速度方向可能不变，也可能改变.加速度大小变小，速度可以是不断增大.故此题应选B.【例7】在与x轴平行的匀强电场中,场强为E=1.0 X d v/m,一带电量q=L O X 1 0出、质量/M=2.5 X 1 0 3kg的物体在粗糙水平面上沿着x轴作匀速直线运动，其位移与时间的关系是x=5-2t,式中x以m为单位，t以s为单位。从开始运动到5 s末物体所经过的路程为m,位移为 m。解析：须注意：本题第一响要求的是路程；第二问要求的是位移。将苫=52和s =对照，可知该物体的初位置x（）=5m,初速度=-2m/s,运动方向与位移正方向相反，即沿x轴负方向，因此从开始运动到5 s末物体所经过的路程为1 0 m,而位移为一 5 m。【例8】某游艇匀速滑直线河流逆水航行，在某处丢失了一个救生圈，丢失后经t秒才发现，于是游艇立即返航去追赶，结果在丢失点下游距丢失点s米处追上，求水速.（水流速恒定，游艇往返的划行速率不变）。解析：以水为参照物（或救生圈为参照物），则游艇相对救生圈往返的位移大小相等，且游艇相对救生圈的速率也不变，故返航追上救生圈的时间也为t秒，从丢失到追上的时间2s为2 t秒，在2 t秒时间内，救生圈随水运动了 s米，故水速丫 =t思考：若游艇上的人发现丢失时，救生圈距游艇s米，此时立即返航追赶，用了 t秒钟追上，求船速.【例9】如图所示为高速公路上用超声测速仪测车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到信号间的时间差，测出被测物体速度，图 中P、P?是测速仪发出的超声波信号，川、分别是尸卜尸2被汽车反射回来的信号，设测速仪匀速扫描，Py,Pl之间的时间间隔A u l.O s,超声波在空气中传播的速度是3 4 0 m/s,若汽车是匀速行驶的，则根据图8可知汽车在接收修、P 2两个信号之间的时间内前进的距离是_ _ _ _ _m,汽车的速度是_ _ _ _ _m/s.解析：本题首先要看懂B图中标尺所记录的时间每一小格相当于多少：由 于 修P2之间时间间隔为1.0 s,标尺记录有3 0小格，故每小格为l/3 0 s,其次应看出汽车两次接收（并反射）超声波的时间间隔：P i发出后经1 2/3 0 s接收到汽车反射的超声波，故在P发出后经6/3 0 s被车接收，发出P i后,经1 s发射尸2,可知汽车接到P i后,经力=l-6/3 0=2 4/3 0 s发出尸2，而从发出巳 到汽车接收到尸2并反射所历时间为h=4.5/3 0 s,故汽车两次接收到超声波的时间间隔为f=L+h=28.5/30s,求出汽车两次接收超声波的位置之间间隔：s=(6/30-4.5/30)v 声=(1.5/30)x340=17m,故可算出 v 汽=s=17+(28.5/30)=17.9m/s.【例 10 天文观测表明，几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度远离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度(称为退行速度)越大；也就是说，宇宙在膨胀，不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r 成正比，即v=Hr,式中H为一恒量,称为哈勃常数，已由天文观测测定。为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个爆炸的大火球开始形成的，大爆炸后各星体即以各自不同的速度向外匀速运动，并设想我们 就 位 于 其 中 心。由上 述 理 论 和天 文观测结果，可 估 算 宇 宙 年 龄T,其计算式为T=o 根据近期观测，哈勃常数”=3X10-2m/s.光年，由此估算宇宙的年龄约为年。解析：本题涉及关于宇宙形成的大爆炸理论，是天体物理学研究的前沿内容，背景材料非常新颖，题中还给出了不少信息。题目描述的现象是：所有星体都在离我们而去，而且越远的速度越大。提供的一种理论是：宇宙是一个大火球爆炸形成的，爆炸后产生的星体向各个方向匀速运动。如何用该理论解释呈现的现象？可以想一想：各星体原来同在一处，现在为什么有的星体远，有的星体近？显然是由于速度大的走得远，速度小的走的近。所以距离远是由于速度大，片H r只是表示v 与 r 的数量关系，并非表示速度大是由于距离远。对任一星体，设速度为丫，现在距我们为r,则该星体运动r 这一过程的时间T 即为所要求的宇宙年龄，T=r/v将 题 给 条 件 代 入 上 式 得 宇 宙 年 龄 T=/H将哈勃常数”=3X IO-2m/s 光年代入上式，得年。点评：有不少考生遇到这类完全陌生的、很前沿的试题，对自己缺乏信心，认为这样的问题自己从来没见过，老师也从来没有讲过，不可能做出来，因而采取放弃的态度。其实只要静下心来，进入题目的情景中去，所用的物理知识却是非常简单的。这类题搞清其中的因果关系是解题的关键。2 匀变速直线运动一、匀变速直线运动公式i.常用公式有以下四个匕=%+a t1 2s =%，+/v,2-V y =2a s2点评:（1）以上四个公式中共有五个物理量：S、h%丫0、匕，这五个物理量中只有三个是独立的，可以任意选定。只要其中三个物理量确定之后，另外两个就唯一确定了。每个公式中只有其中的四个物理量，当已知某三个而要求另一个时，往往选定一个公式就可以了。如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等，那么另外的两个物理量也一定对应相等。（2）以上五个物理量中，除 时 间，外，s、心 打、a均为矢量。一般以功的方向为正方向，以 仁0时刻的位移为零，这 时s、和a的正负就都有了确定的物理意义。2 .匀变速直线运动中几个常用的结论 4=仃2,即任意相邻相等时间内的位移之差相等。可以推广到加匕/2 =止&=e,某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。2 t,某段位移的中间位置的即时速度公式（不等于该段位移内的平均速 度）。可以证明，无论匀加速还是匀减速，都 有 匕/2 匕/2。点评：运用匀变速直线运动的平均速度公式匕=上 =解 题，往往会使求解过2 t程变得非常简捷，因 此，要对该公式给与高度的关注。3 .初 速 度 为 零（或末速度为零）的匀变速直线运动做匀变速直线运动的物体，如果初速度为零，或者末速度为零，那么公式都可简化为：1 n 2 c Uv-et，s=at,v =las,s=t2 2以上各式都是单项式，因此可以方便地找到各物理量间的比例关系。4.初速为零的匀变速直线运动 前1秒、前2秒、前3秒 内 的 位 移 之 比 为1 ：4：9：第1秒、第2秒、第3秒 内 的 位 移 之 比 为1 ：3 ：5 ：前1米、前2米、前3米所 用 的 时 间 之 比 为1 ：V2 ：V3 ：第1米、第2米、第3米 所 用 的 时 间 之 比 为1 ：（加-1）：（V 3-V 2）:对末速为零的匀变速直线运动，可以相应的运用这些规律。5.一种典型的运动经常会遇到这样的问题：物体由静止开始先做匀加速直线运动，紧接着又做匀减速直线运动到静止。用右图描述该过程，可以得出以下结论：|-y S 0 c J，SOC,匕=叱=于 心一做 22I-1-1A B C6、解题方法指导：解题步骤：(1)根据题意，确定研究对象。(2)明确物体作什么运动，并且画出运动示意图。(3)分析研究对象的运动过程及特点，合理选择公式，注意多个运动过程的联系。(4)确定正方向，列方程求解。(5)对结果进行讨论、验算。解题方法：(1)公式解析法：假设未知数，建立方程组。本章公式多，且相互联系，一题常有多种解法。要熟记每个公式的特点及相关物理量。(2)图象法：如用Vt 图可以求出某段时间的位移大小、可以比较V g 与 Vs/2,以及追及问题。用 S-t 图可求出任意时间内的平均速度。(3)比例法：用已知的讨论，用比例的性质求解。(4)极值法：用二次函数配方求极值，追赶问题用得多。(5)逆向思维法：如匀减速直线运动可视为反方向的匀加速直线运动来求解。综合应用例析【例 1 在光滑的水平面上静止一物体，现以水平恒力甲推此物体，作用一段时间后换成相反方向的水平恒力乙推物体，当恒力乙作用时间与恒力甲的作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的速度为也，若撤去恒力甲的瞬间物体的速度为V”则 也：v 尸？1丫 2 v s【解析】解决此题的关键是：弄清过程中两力的位移关系，因此画出过程草图（如图5）,标明位移，对解题有很大帮助。通过上图，很容易得到以下信息：S=s,而-S，=1 I+（1 2）/得 也：也=2 :2 2思考：在 例 1 中，Fi、F 2 大小之比为多少？（答案：1：3）点评：特别要注意速度的方向性。平均速度公式和加速度定义式中的速度都是矢量，要考虑方向。本题中以返回速度0方向为正，因此，末速度也为负。例 2两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知t t“h，5 t（t11 1 F l F i 11 1 11 1 1 1 1 F l h（2，3 14 h ，6 hA.在时刻t2以及时刻，5 两木块速度相同B.在时刻两木块速度相同C.在时刻f 3 和时刻 4 之间某瞬间两木块速度相同D.在时刻以和时刻4 之间某瞬时两木块速度相同解析：首先由图看出：上.边那个物体相邻相等时间内的位移之差为恒量，可以判定其做匀变速直线运动；下边那个物体明显地是做匀速运动。由 于 h及 4时刻两物体位置相同，说明这段时间内它们的位移相等，因此其中间时刻的即时速度相等，这个中间时刻显然在打、久之间，因此本题选C。【例 3】在与x 轴平行的匀强电场中，-带电量q=1.0 X I 0 鼠、质量?=2.5 X 1 0%g 的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动，其位移与时间的关系是x=（M&-0.0 2 ，式中工以m 为单位，r 以 s 为单位。从开始运动到5 s 末物体所经过的路程为 m,克服电场力所做的功为 J。解析：须注意：本题第一问要求的是路程；第二问求功，要用到的是位移。将 尸 0.1 6 1 一0.0 2 和 s =y .+对照，可知该物体的初速度y o H x iG m/s,加速度大2=0.0 4 m/s2,方向跟速度方向相反。由叩=4,可知在4 s 末物体速度减小到零，然后反向做匀加速运动，末速度大小也=0.0 4 m/s。前 4 s 内位移大小s =i =0.3 2 m,第 5 s 内位移大小/=丫，=0.0 2 m ,因此从开始运动到5 s 末物体所经过的路程为0.3 4 m,而位移大小为0.3 0 m,克服电场力做的功W=m a s 5=3 X 1 0 寸。【例 4】一辆汽车沿平直公路从甲站开往乙站，起动加速度为2 m/s 2,加速行驶5秒，后匀速行驶2分钟，然后刹车，滑行5 0 m,正好到达乙站，求汽车从甲站到乙站的平均速度？解析：起动阶段行驶位移为：1 2s -a tx.(1)2匀速行驶的速度为：v=a t (2)匀速行驶的位移为：52=V t2.(3)V刹车段的时间为：S 3 =-J (4)2匀 加 速 匀 速 一包减速I S|S2 S3 甲 t t l 3乙汽车从甲站到乙站的平均速度为：25+1200+505+120+10ml s3/s135=9.44/n/s【例 5 汽车以加速度为2 m/s 2 的加速度由静止开始作匀加速直线运动，求汽车第5秒内的平均速度？解析：此题有三解法：(1)用平均速度的定义求：第 5 秒内的位移为：s =gaj (m)第 5 秒内的平均速度为：v=s =-9/n/.v=9 m/s，5 1、E3、A、o Ki+八 。乙+。2 2x4+2x5(2)用推论(v0+vt)/2 求：v=-=-=-m/s=9m/s(3)用推论片匕/2求。第 5 秒内的平均速度等于4.5 s 时的瞬时速度：V=V4,5=+at1-2 2(2)y =4/(3)解(1)(2)(3)得相同结果。二、匀变速直线运动的特例1 .自由落体运动物体由静止开始，只在重力作用下的运动。(1)特点：加速度为g,初速度为零的匀加速直线运动。(2)规律：v，t=g f,1 2h=28 tV t2=2gh2.竖直上抛运动物体以某一初速度竖直向上抛出，只在重力作用下的运动。(1)特点：初速度为功，加速度为-g 的匀变速直线运动。(2)规 律:vt=h=vot-grvt2-vo=2gh上升时间和=坛，下降到抛出点的时间以=也，上升最大高度g8（3）处理方法：一是将竖直上抛运动全过程分为上升和下降两个阶段来处理，要注意两个阶段运动的对称性。二是将竖直上抛运动全过程视为初速度为v o,加速度为*的匀减速直线运动综合应用例析【例 1 1】（1 9 9 9 年高考全国卷）一跳水运动员从离水面1 0m 高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.4 5 m 达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是 s （计算时，可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点，g 取 1 0m/s 2,结果保留二位数）2g解析：运动员的跳水过程是个很复杂的过程，主要是竖直方向的上下运动，但也有水平方向的运动，更有运动员做的各种动作。构建运动模型，应抓主要因素。现在要讨论的是运动员在空中的运动时间，这个时间从根本上讲与运动员所作的各种动作以及水平运动无关，应由竖直运动决定，因此忽略运动员的动作，把运动员当成一个质点，同时忽略他的水平运动。当然，这两点题目都作了说明，所以一定程度上“建模”的要求已经有所降低，但我们应该理解这样处理的原因。这样，我们把问题提炼成了质点作竖直上抛运动的物理模型。在定性地把握住物理模型之后，应把这个模型细化，使之更清晰。可画出如图所示的示意图。由图可知，运动员作竖直上抛运动，上升高度近即题中的0.45m；从最高点下降到手触到水面，下降的高度为“，由图中，、1 0 m 三者的关系可知”=1 0.45m。由 于 初 速 未 知，所 以 应 分 段 处 理 该 运 动。运 动 员 跃 起 上 升 的 时 间 为：从最高点下落至手触水面，所需的时间为:所以运动员在空中用于完成动作的时间约为：t =入+Z2=1.7S点评：构建物理模型时，要重视理想化方法的应用，要养成化示意图的习惯。【例 1 2 如图所示是我国某优秀跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿.跳台距水面高度为 1 0 m,此时她恰好到达最高位置，估计此时她的重心离跳台台面的高度为1m,当她下降到手触及水面时要伸直双臂做一个翻掌压水花的动作，这 时 她 的 广 二重心离水面也是1 m.（取 g=1 0 m/s 2）求：V 厂（1）从最高点到手触及水面的过程中其重心可以看作是自由落体/运动，她在空中完成一系列动作可利用的时间为多长？（2）忽略运动员进入水面过程中受力的变化，入水之后，她的重心能下沉到离水面约2.5m处，试估算水对她的平均阻力约是她自身重力的几倍？解（1）这段时间人重心下降高度为1 0 m代 入 数 据 得 s=1.4s（2）运动员重心入水前下降高度h+h=m据动能定理 陪（+h+h =f h K整理并代入数据得工=5.4m g 53 运动图象追赶问题一、运动图象 S V用图像研究物理现象、描述物理规律是物理学的重要/I/I方法，运动图象问题主要有：s-r、丫小等图像。1/：L s-f 图象。能读出s、h V的 信 息（斜率表示速度）。t O2.1 M 图象。能读出S、3 V、。的 信 息（斜率表示加速度，曲线下的面积表示位移）。可见目图象提供的信息最多，应用也最广。位移图象3）速度图象（V-/）加速度图象（a-/）匀速直线运动宣,CA t0 t匀加速直线运动（a0,s 有最小值）抛 物 线（不要求）,0户常数匀减速宜线运动（a tm常数备注位移图线的斜率表示速度斜率表示加速度图线与横轴所围面积表示位移，横轴上方“面积”为正，下方为负【例 1】一 一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面A B,右侧面是曲面AC。已知A B和A C的长度相同。两个小球p、g 同时从4 点分别沿A B和AC由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间A.p小球先到B/小球先到C.两小球同时到D.无法确定解：可以利用VY图象（这里的u 是速率，曲线下的面积表示路程s）定性地进行比较。在同一个v-t图象中做出p、q的速率图线，显然开始时q的加速度较大，斜率较大；由于机械能守恒，末速率相同，即曲线末端在同一水平图线上。为使路程相同（曲线和横轴所围的面积相同），显然g 用的时间较少。【例 2】两支完全相同的光滑直角弯管（如图所示）现有两只相同小球a和/同时从管口由静止滑下，问谁先从下端的出口掉出？（假设通过拐角处时无机械能损失）解析：首先由机械能守恒可以确定拐角处也 也，而两小球到达出口时的速率u相等。又由题慧可知两球经历的总路程s相等。由牛顿第二定律，小球的加速度大小a=g s i n a,小球。第一阶段的加速度跟小球/第二阶段的加速度大小相同（设为内）;小 球a第二阶段的加速度跟小球/第一阶段的加速度大小相同（设为做），根据图中管的倾斜程度，显然有a “2。根据这些物理量大小的分析，在 同一个VY图象中两球速度曲线下所围的面积应该相同，且末状态速度大小也相同（纵坐标相同）。开 始 时 球曲线的斜率大。由于两球两阶段加速度对应相等，如 果 同 时 到 达（经历时间为八）则必然有SS 2,显然不合理。考虑到两球末速度大小相等（图中外）,球/的速度图象只能如蓝线所示。因此有t Ao B.尸。2 C.a k色 k脱2 7四、摩擦力1.摩擦力产生条件摩擦力的产生条件为：两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势。这四个条件缺一不可。两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。（没有弹力不可能有摩擦力）2.滑动摩擦力大小在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力。只有滑动摩擦力才能用公式尸=入，其中的尺表示正压力，不一定等于重力G。【例 6】如图所示，用跟水平方向成a 角的推力尸推重量为G 的木块沿天花板向右运动，木块和天花板间的动摩擦因数为，求木块所受的摩擦力大小。解析：由竖直方向合力为零可得FN=Fsina-G,因此有：/=（Fsina-G）3.静摩擦力大小必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律尸=八计算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既居后 尸N静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是0 Ff 蟹,在摩擦力作用下，v、Ff、FN、/都逐渐减小，当 v 减小到等于超时达到q B q B平衡而做匀速运动；Y 螫，在摩擦力作用下，v、Ff逐渐减小，而FN、/逐渐增大，故q Bv将一 直 减小到零；v=,F f=G,外、/均为零，小球保q B持匀速运动。【例 1 1 1 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动。探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是力。以下关于喷气方向的描述中正确的是A.探测器加速运动时,沿直线向后喷气B.探测器加速运动时,竖直向下喷气C.探测器匀速运动时,竖直向下喷气D.探测器匀速运动时，不需要喷气解析：探测器沿直线加速运动时，所受合力尸价方向与运动方向相同，而重力方向竖直向下，由平行四边形定则知推力方向必须斜向上方，因此喷气方向斜向下方。匀速运动时，所受合力为零，因此推力方向必须竖直向上，喷气方向竖直向下。选 C2 力的合成和分解一、标量和矢量1.将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题的思想。2.矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则：标量用代数法；矢量用平行四边形定则或三角形定则。矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则（可简化成三角形定则）。平行四边形定则实质上是一种等效替换的方法。个矢量（合矢量）的作用效果和另外几个矢量（分矢量）共同作用的效果相同，就可以用这一个矢量代替那几个矢量，也可以用那几个矢量代替这一个矢量，而不改变原来的作用效果。3.同一直线上矢量的合成可转为代数法，即规定某一方向为正方向。与正方向相同的物理量用正号代入.相反的用负号代入，然后求代数和，最后结果的正、负体现了方向，但有些物理量虽也有正负之分，运算法则也一样.但不能认为是矢量，最后结果的正负也不表示方向如：功、重力势能、电势能、电势等。二、力的合成与分解力的合成与分解体现了用等效的方法研究物理问题。合成与分解是为了研究问题的方便而引人的一种方法.用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱钩，即考虑合力则不能考虑分力，同理在力的分解时只考虑分力而不能同时考虑合力。1.力的合成(1)力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作用，这个力就是那几个力的“等效力”(合力)。力的平行四边形定则是运用“等效”观点，通过实验总结出来的共点力的合成法则，它给出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。(2)平行四边形定则可简化成三角形定则。由三角形定则还可以得到一个有用的推论:如果个力首尾相接组成一个封闭多边形，.I则这