高中物理必修一第四章知识点整理.pdf

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高中物理必修一第四章知识点整理
高中物理必修一第四章知识点整
理
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知识点整理的全部内容。
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高中物理必修一第四章知识点整理
第四章知识点整理3)指出一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止
状态的性质。
4。1牛顿第一定律
说明:一切物体都具有惯性.
1。亚里士多德:力是维持物体运动的原因。
惯性:一切物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止
:如果运动物体不受力,它将永远的运动下去。状态的性质。
:补充了伽利略的认识,指出:如果运动中的惯性是一切物体所固有的一种属性。无论物体是否运动、
物体没有收到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直是否受力,都具有惯性。
线运动,既不停下来也不偏离原来的方向.
惯性只与物体的质量大小有关,与物体的运动状态无关.
4。牛顿:伽利略和迪卡儿的正确结论在隔了一代人以后,质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。所以说,★质
由牛顿总结成动力学的一条基本定律。量是惯性的唯一量度。惯性表现为:运动状态改变的难易
程度.
牛顿第一定律(惯性定律):一切物体总保持匀速直线运
动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变注意:把物体惯性的表现说成是物体受到“惯性力”或
这种状态。者说“物体受到了惯性”是错误的。
物体不受力时,总保持匀速直线运动或静止.
1)
4。2实验:探究加速度与力、质量
说明:力不是维持物体运动的原因。
的关系
m
2)力迫使物体改变这种状态。
:定量分析a、F、m的关系
说明:力是改变运动状态的原因。
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高中物理必修一第四章知识点整理
:控制变量法(2)按实验装置图把实验器材安装好
A、m一定时,a与F的定量关系(3)平衡摩擦力
M
B、F一定时,a与m的定量关系(4)把细绳系在小车上,并绕过定滑轮,先接通电源再放
开小车,取下纸带,并标注牵引力
实验一:探究加速度a与合外力F的关系
(5)保持小车质量不变,在绳子一端逐渐挂上钩码,重
★解决问题1:为什么要把木板的一侧垫高?
复上述实验
(1)作用:平衡摩擦力和其他阻力。
4。数据处理:
(2)方法:调节木板的倾斜度,使小车在不受牵引时能
拖动纸带沿木板做匀速直线运动。记住:平衡摩擦力时
不要挂钩码。
解决问题2:测量小车的质量:用天平测出.
解决问题3:测量小车的加速度:逐差法求加速度。★特殊情况:
解决问题4:测量和改变小车受到的合外力:当钩码和小
盘的质量m<<小车质量M的情况下,可以认为小桶和砂
的重力近似等于小车所受的拉力。
:
没有满足钩码和
(1)用天平测出小车质量m,并把数据记录下来
的质量m远小于
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(3)瞬时性:F和a时刻对应:同时产生、同时消失、
同时变化。
(4)因果性:力是产生加速度的原因,没有力就没有加
速度。
长木板倾角过大未平衡摩擦力或长木板倾角太小(5)独立性:每个力各自独立地使物体产生一个加速度。
(6)相对性:牛顿定律只在惯性参考系中才成立。
4。3牛顿第二定律
典型例题:如图所示,A、B两球用细线悬挂于天花板上
1。内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,且静止不动,两球质量m=2m,两球间是一个轻质弹簧,
AB
跟它的质量成反比,加速度方向跟作用力的方向相同。如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬间(B)
F=maF3
:★指的是物体受到的合外力。
g
,B球的加速度为g
:物理学上把能够使质量是m=1kg的物体产
3
生a=1m/s2的加速度的这么大的力定义为1N,即g
,B球的加速度为0
1N=1kg·m/s2。(说明k的数值由质量、加速度和力的单
,B球的加速度为0
位决定)
1
g
4。对牛顿第二定律的理解:,B球的加速度为g
(1)同体性:F、m、:剪断悬线瞬间,绳子的拉力立马消失,弹簧的弹
力暂时不变。
(2)矢量性:a的方向与F的方向一定相同。
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高中物理必修一第四章知识点整理
合外力、加速度、速度的关系用牛顿第二定律解题,离不开对物体的受力情况和运动
情况的分析。
1、力与加速度的因果关系:只要物体所受合外力不为零,
就会产生加速度。加速度与合外力方向相同,大小与合外解题方法:合成法、正交分解
力成正比。
典型例题:如右图所示,沿水平方向做匀变速直线运动
2、力与速度无因果关系:合外力方向与速度方向无必然的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°
,物体做加速运动,反之减速。角,球和车厢相对静止,球的质量为1kg(g=
10m/s2,sin37°=,cos37°=0。8)
3、两个加速度公式的区别:
(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情
v
a
况
t是加速度的定义式,是比值定义法定义的物理量,a
与v、△v、△t均无关;F=ma是加速度的决定式,加速度
(2)求悬线对球的拉力
由其受到的合外力和质量决定。
解法一:合成法
★用牛顿第二定律解题的一般和步骤方法:
(1)小球和车厢相对静止,它们的加速度相
1、明确研究对象
同。以小球为研究对象,对小球受力分析如
图:
2、进行受力分析和运动状态分析,画出示意图
由牛顿第二定律得F=mgtan37°
3、由F=ma列方程求解合
解得a=7。5m/s2
4、解方程(组)
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则小球的加速度为7。5m/s2方向水平向右。线运动,也可能水平向左做匀减速直线运动。
车厢加速度与小球相同,因此可能水平向右做匀加速直线(2)由(1)可知,悬线对小球的拉力大小为
运动,也可能水平向左做匀减速直线运动。mg
F
Tcos37
mg
F
T
(2)由图可知,悬线对小球的拉力大小为cos37

解法二:正交分解法1。只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间
的关系推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量
(1)小球和车厢相对静止,它们的加速
叫做基本量,它们的单位叫基本单位
度相同。
2。由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位
以小球为研究对象,对小球受力分析如图:
叫做导出单位。
由牛顿第二定律得
。1960年第11
Fsin37°=ma届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量
T
领域的单位制,叫做国际单位制,简称SI。
Fcos37°=mg
T
解得a=7。5m/s2
。
车厢加速度与小球相同,因此可能水平向右做匀加速直
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力与反作用力。
(2)特性:
①相等性-—作用力与反作用力的大小相等。
②反向性--作用力与反作用力的方向相反。
③同直线——作用在同一直线上.
注意:
④同时性-—作用力与反作用力总是成对出现同时产生、
1、在解题计算时,已知量均采用国际单位制,计算过程
同时变化、同时消失。
中不用写出各个量的单位,只要在式子末尾写出所求量
的单位即可。⑤异物性——作用力与反作用力作用在不同物体上,因
此不能相互抵消。
2、物理公式既反映了各物理量间的数量关系,同时也确
,解题中可用单位制来粗⑥同类型——作用力与反作用力的总是同一种类的力。
略判断结果是否正确,如单位制不对,结果一定错误。
2。牛顿第三定律
4。5牛顿第三定律
(1)内容:两个物体间的作用力与反作用力总是大小相
等,方向相反,作用在同一条直线上。

(2)数学表达式:F=—F’(负号表示方向相反)
(1)概念:
另一个物体施加了力,后一物体一定同时对前一物体也
★3。判断:一对作用力与反作用力和一对平衡力
施加了力。物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用
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一对作用力与反作用力一对平衡力解得a=
相同点等大、反向、共线
vvat4m/s2
4s末的速度0
具有同时性不一定具有同时性
作用在两个物体上作用在一个物体上11
xvtat242m
4s内的位移022
不同点不能求合力能求合力
(效果不能抵消)(效果能抵消)
拓展:一个静止在水平地面上的物体,质量是2kg,
力的性质相同力的性质不一定相同
的拉力F作用下沿水平地面向右运动。已知F与水平地
面的夹角为37°,物体与地面的动摩擦因数为0。25,求
(一)物体在4s末的速度和4s内的位移。(cos37°=0。8,
g=10m/s2)
两类基本问题:
解:对物体受力分析如图所示
(1)从受力确定运动情况:在受力情况已知的条件下,
要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。由牛顿第二定律,可得:
例1:一个静止在水平面上的物体,质量是2kg,-F=ma
N
的水平拉力作用下沿水平面向右运动,物体与水平地面
F+Fsinθ=mg
N
。求物体4s末的速度和4s内发
生的位移。联立,解得a=
解:对物体受力分析如图:vvat4m/s2
4s末的速度
0
由牛顿第二定律可得F-f=ma
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11即滑雪人受到的阻力是67。5N.
22
xvtat4m
4s内的位移022
拓展:滑雪者以v=20m/s的初速度沿直线冲上一倾角为
0
30°的山坡,从刚上坡即开始计时,至3。
(2)从运动情况确定受力:在运动情况(知道三个运动8s末,滑雪者速度变为0。如雪橇与人
学量)已知的条件下,要求得出物体所受的力或者相关的总质量为m=80kg,求雪橇与山坡间的
物理量(如动摩擦因数等).摩擦力为多少?g=10m/s2
例2:一个滑雪的人,质量m=75kg,以v=2m/s的初速度沿解:对人进行受力分析如图:
0
山坡匀加速滑下,山坡的倾角θ=30°,在t=5s的时间
根据牛顿第二定律得
内滑下的路程x=60m,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和
空气阻力)。-mgsinθ-f=ma
解:对人进行受力分析如图:根据运动学公式得
根据运动学公式得vvat
0
1f=
xvtat2联立,解得
02
即滑雪人受到的阻力是20。8N。
根据牛顿第二定律得
mgsinθ-f=ma
动力学问题的解题步骤:
联立,解得f=
(1)确定研究对象;
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(2)分析受力情况和运动情况,画示意图(受力和运动
过程);
例题:在升降机中测人的体重,已知人的质量为40kg,
①,台秤的示数
(3)用牛顿第二定律或运动学公求加速度;
是多少?②若升降机自由下落,台秤的示数又是多少?
(4)用运动学公式或牛顿第二定律求所求量。
解:当升降机匀加速下降时,
由牛顿第二定律得:mg-F=ma
4。7用牛顿运动定律解决问题(二)
即F=mg-ma
:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于
①当a=2。5m/s2,F=300N
物体所受到的重力的情况称为超重现象。
11
失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小②当自由下落时,a=g,F=0N

于物体所受到的重力的情况称为失重现象。
由牛顿第三定律可知:台秤的示数分别为300N和0N。
超重失重完全失重
视重>实重视重<实重
专题1:连接体问题
F=m(g+a)F=m(g—a)F=0
条件向上的a向下的a向下的a,且a=g
运动情加速向上/减速向加速向下/减速向自由落体/竖直上
况下上抛
:
mF
F2
重力不变,物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力发生12mm
两物体间的相互作用力为12
变化。
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(1)静摩擦力达到最大值,是物体和传送带恰好保持相对
静止的临界状态;
(2)滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间,因此两
物体的速度达到相同时,滑动摩擦力要发生突变(滑动摩
擦力为0或变为静摩擦力)。
mF
F1
12mm例题:如图所示,传送带保持以1m/s的速度顺时针转
两物体间的相互作用力为12
动。现将一质量m=0。5kg的物体从离传送带很近的a
总结:当整个连接体处于相同的环境时,物体间的相互作用力大
点轻轻地放上去,设物体与传送带间的动摩擦因数μ=0。
小不变。
1,a、b间的距离L=,则物体从a点运动到b点所
经历的时间为多少?(g取10m/s2)
专题2:传送带问题
解:对物体,根据题意容易得:a=
错误!
1、水平传送带(匀速运动)
=μg=1m/s2
(1)若物体到达传送带的另一端时速度还没有达到传送
当速度达到1m/s时,所用的时间t=
带的速度,则该物体一直做匀变速直线运动。1
错误!=错误!s=1s通过的位移x=错误!m=<
1
(2)若物体到达传送带的另一端之前速度已经和传送带
m
相同,则物体先做匀变速直线运动,后做匀速直线运动。
注意:
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在剩余位移x=L-x=2。5m-0。5m=2m中,因为物带,传送带与水平面成θ=30°角,轮子转动方向如图
21
体与传送带间无摩擦力,所以物体以1m/s的速度随传所示,使传送带始终以2m/s的速度运行,将一物体无初
送带做匀速运动,所用时间t=错误!=2s速度的放到A轮处的传送带上,物体与传送带间的动摩
2
因此共需时间t=t+t=3s擦因数μ=错误!,求物体从A运动到B所需的时间。
12
2、倾斜传送带(取g=10m/s2)
解:将物体由静止放上传送带时,受力情况如图甲所示。
(1)一个关键点:对于倾斜传送带,分析物体受到的最
大静摩擦力和重力沿斜面方向的分力的关系是关键。
(2)两种情况
①如果最大静摩擦力小于重力沿斜面的分力,传送带只能
下传物体,两者共速前的加速度大于共速后的加速度,方
向沿传送带向下。
②如果最大静摩擦力大于重力沿斜面的分力,不论上传
还是下传物体,物体都是先做匀加速直线运动,共速后做由牛顿第二定律得
匀速直线运动。
mgsinθ+Ff=ma①
1
F-mgcosθ=0②
N
例题:如图6所示,A、B两轮间距l=,套有传送
其中F=μF③
fN
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:.
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由①②③式得a=g(sinθ+μcosθ)=8m/s2由位移公式得x2=vt2+错误!at错误!
12
解得t=-3s(舍去)或t=1s
其速度增加到2m/s所用时间为22
故所用时间t=t+t=+1s=1。25s
t=错误!=错误!s=
1
v2
此时的位移为x==错误!m=0。25m专题3:滑板-滑块问题
12a1
板块模型的三个基本关系:
当物体与传送带具有共同速度后,由于mgsinθ>
μmgcosθ,(1)加速度关系:如果滑块与滑板之间没有发生相对运
动,可以用“整体法”求出它们一起运动的加速度;如果
故物体仍继续加速下滑,而摩擦力方向变为沿斜面向上。
滑块与滑板之间发生相对运动,应采用“隔离法"求出滑
受力如图乙所示,
相对运动等隐含条件。
mgsinθ-F=ma④
f′2
F-mgcosθ=0(2)速度关系:滑块与滑板之间发生相对运动时,认清滑
⑤
N
块与滑板的速度关系,从而确定滑块与滑板受到的摩擦
其中F=μF⑥
f′N力。应注意当滑块与滑板的速度相同时,摩擦力会发生
由④⑤⑥式得a=g(sinθ-μcosθ)=2m/s2
2突变的情况.
即此后物体以初速度v=2m/s、加速度a=2m/s2做匀
2(3)位移关系:滑块与滑板叠放在一起运动时,应仔细分
加速直线运动,析滑块与滑板的运动过程,认清滑块与滑板对地的位移
和滑块与滑板之间的相对位移之间的关系。
其位移为x=l-x=3。25m-0。25m=3m
21
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在接下来的0。5s物块与长木板相对静止,一起做加速
例题:如图7所示,质量M=8kg的长木板放在光滑的运动,加速度为a=错误!=0。8m/s2
水平面上,在长木板左端加一水平恒推力F=8N,当长木
=vt+错误!at2=
2
,在长木板前端轻轻
通过的总位移x=x+x=
地放上一个大小不计,质量为m=2kg的小物块,物块12
与长木板间的动摩擦因数μ=,长木板足够长。(g
取10m/s2)
(1)小物块放在长木板上后,小物块及长木板的加速度各
为多大?
(2)经多长时间两者达到相同的速度?
(3)从小物块放上长木板开始,经过t=
位移大小为多少?
解析(1)物块的加速度a=μg=2m/s2
m
长木板的加速度a=错误!=
M
(2)由at=v+at可得t=1s
m0M
(3)在开始1s内小物块的位移x=错误!at2=1m,1s
1m
末速度为v=at=2m/s
m
-14-