高一物理人教版必修一4.7解决瞬时加速度问题的方法
瞬时加速度问题和动力学图象问题(解析版)—2024-2025学年高一物理(人教版2019必修第一册)
瞬时加速度问题和动力学图象问题1、学会瞬时加速度的分析,绳子模型和弹簧模型瞬时加速度的计算。
2、通过动力学的图像,分析物体的运动。
一、瞬时加速度问题物体的加速度与合力存在瞬时对应关系,所以分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,解决此类问题时,要注意两类模型的特点:(1)刚性绳(或接触面)模型:这种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,恢复形变几乎不需要时间,故认为弹力立即改变或消失.(2)弹簧(或橡皮绳)模型:此种物体的特点是形变量大,恢复形变需要较长时间,在瞬时问题中,其弹力往往可以看成是不变的.二、动力学的图象问题1.常见的图象形式在动力学与运动学问题中,常见、常用的图象是位移-时间图象(x-t图象)、速度-时间图象(v-t 图象)和力的图象(F-t图象)等,这些图象反映的是物体的运动规律、受力规律,而绝非代表物体的运动轨迹.2.图象问题的分析方法(1)把图象与具体的题意、情景结合起来,明确图象的物理意义,明确图象所反映的物理过程.(2)特别注意图象中的一些特殊点,如图线与横、纵坐标轴的交点,图线的转折点,两图线的交点等所表示的物理意义.题型1瞬时加速度问题[例题1](2023秋•福田区校级期末)如图所示,两根轻弹簧下面均连接一个质量为m的小球,上面一根弹簧的上端固定在天花板上,两小球之间通过一不可伸长的细绳相连接,细绳受到的拉力大小等于4mg。
在剪断两球之间细绳的瞬间,以下关于球A的加速度大小a、球B的加速度大小a B正确的是( )A.0、2g B.4g、2g C.4g、4g D.0、g【解答】解:在剪断绳子之前,绳子的拉力为F=4mg对两球整体,由平衡条件可知上边弹簧对物体A的拉力为:F′=2mg,方向向上;对B球,由平衡条件可知下面弹簧对B的作用力为:F″=4mg﹣mg=3mg,方向向下;剪断绳子瞬间,对A球受力分析可知A球的合力F A=F′+F″﹣mg=2mg+3mg﹣mg=4mg 由牛顿第二定律得:F A=ma解得:a=F Am=4mgm=4g,方向向上;对B球分析,B球的合力F B=F″+mg=4mg 由牛顿第二定律得:F B=ma B解得:a B=F Bm=4g,故ABD错误,C正确。
第26讲 瞬时加速度的求解技巧(解题技巧类)
第26讲瞬时加速度的求解技巧【技巧点拨】牛顿第二定律的核心是加速度a与其所受得合外力F有瞬时对应关系,每一瞬时得加速度只取决于这一瞬时的合外力,而与这一瞬时之前或这一瞬时之后得力无关,不等于零得合外力作用在物体上,物体立即产生加速度,如果合外力得大小或方向改变,加速度得大小或方向也立即改变,如果合外力变为零,加速度也立即变为零,也就是说物体运动的加速度可以发生突然得变化,这就是牛顿第二定律的瞬时性。
关于瞬时加速度问题,涉及最多的是剪绳、杆或弹簧问题,那么绳和弹簧有什么特点呢?中学物理中得“绳”和“线”,是理想化模型,具有如下特性:(1)轻,即绳或线的质量和重力均可视为等于零,由此特点可知,同一根绳或线得两端及中间各点得张力大小相等。
(2)软,即绳或线只能承受拉力,不能承受压力。
(3)不可伸长,无论承受拉力多大,绳子的长度不变,由此特点,绳子中得张力可以突变。
中学物理中的弹簧或橡皮绳,也是理想化模型,有下面几个特性:(1)轻,弹簧或橡皮绳的质量和重力均可视为零,由此可知,同一弹簧的两端及中间各点得弹力大小相等。
(2)弹簧技能承受拉力,也能承受压力,方向沿弹簧得轴线,橡皮绳只能承受拉力,不能承受压力。
(3)由于弹簧和橡皮绳受力时,发生明显形变,所以,形变恢复需要一段时间,故弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变,但是当弹簧或橡皮绳被剪断时,他们所受得弹力立即消失。
【对点题组】1.如图所示,质量分别为m和2m的A和B两球用轻弹簧连接,A球用细线悬挂起来,两球均处于静止状态,如果将悬挂A球的细线剪断,此时A和B两球的瞬时加速度a A,a B的大小分别是()A.a A=0,a B=0B.a A=g,a B=gC .a A =3g ,a B =gD .a A =3g ,a B =02.如图所示,两小球悬挂在天花板上,A ,b 两小球用细线连接,上面是一轻质弹簧,A ,b两球的质量分别为m 和2m ,在细线烧断瞬间,A ,b 两球的加速度为(取向下为正方向)( )A .0,gB .-g ,gC .-2g ,gD .2g,03.如图所示,质量为m 的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB 托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( )A .0B. g C .g D.g 4.如图所示,A ,B 两球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑.系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,已知重力加速度为g .在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是( )A .两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为g sin θB .B 球的受力情况未变,瞬时加速度为零C .A 球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为g sin θD .弹簧有收缩趋势,B 球的瞬时加速度向上,A 球的瞬时加速度向下,瞬时加速度都不为零5.如图所示,轻弹簧竖直放置在水平面上,其上放置质量为2kg 的物体A ,A 处于静止状态,现将质量为3kg 的物体B 轻放在A 上,则B 与A 刚要一起运动的瞬间,B 对A 的压力大小为(取g=10m/s 2)( )A . 20NB . 30NC . 25ND . 12N6.如图所示,在光滑的水平面上,质量分别为m 1和m 2的木块A 和B 之间用轻弹簧相连,在拉力F 作用下,以加速度a 做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F ,此瞬间A 和B 的加速度为a 1和a 2,则( )A .a 1=a 2=0B .a 1=a ,a 2=0C .a 1=112m a m m +,a 2=212m a m m + D .a 1=a ,a 2=-12m a m 【高考题组】7.(2011·北京卷)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处,从几十米高处跳下的一种极限运动.某人做蹦极运动,所受绳子拉力F 的大小随时间t 变化的情况如图所示.将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为g .据图可知,此人在蹦极过程中最大加速度约为( )A .gB .2gC .3gD .4g8.(2011·山东卷)如图所示,将两相同的木块a 、b 置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳系于墙壁.开始时a 、b 均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a 所受摩擦力F f a ≠0,b 所受摩擦力F f b =0.现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( )A .F f a 大小不变B .F f a 方向改变C .F f b 仍然为零D .F f b 方向向右答案精析【对点题组】1.【答案】D【解析】分析B球原来受力如图甲所示F′=2mg剪断细线后弹簧形变瞬间不会恢复,故B球受力不变,a B=0.分析A球原来受力如图乙所示F T=F+mg,F′=F,故F T=3mg.剪断细线,F T变为0,F大小不变,物体A受力如图丙所示由牛顿第二定律得:F+mg=ma A,解得a A=3g.2.【答案】C【解析】在细线烧断之前,A,b可看成一个整体,由二力平衡知,弹簧弹力等于整体重力,故弹力向上且大小为3mg.当细线烧断瞬间,弹簧的形变量不变,故弹力不变,故a受向上3mg的弹力和向下mg的重力,故a的加速度a1=3mg mgm=2g,方向向上.对b而言,细线烧断后只受重力作用,故b的加速度为a2=22mgm,方向向下.取向下方向为正,有a1=-2g,a2=g.3.【答案】B【解析】未撤离木板时,小球受重力G、弹簧的拉力F和木板的弹力F N的作用处于静止状态,通过受力分析可知,木板对小球的弹力大小为3mg.在撤离木板的瞬间,弹簧的弹力大小和方向均没有发生变化,而小球的重力是恒力,故此时小球受到重力G、弹簧的拉力F g.4.【答案】B【解析】因为细线被烧断的瞬间,弹簧的弹力不能突变,所以B的瞬时加速度为0,A的瞬时加速度为2g sin θ,5.【答案】D【解析】释放B 之前,物体A 保持静止状态,重力和弹簧的弹力平衡,有:F =m A g =20N 释放B 瞬间,先对AB 整体研究,受重力和弹簧的支持力,根据牛顿第二定律有: (m A +m B )g ﹣F =(m A +m B )a ,解得:a =6m/s 2,对物体B 受力分析,受重力、A 对B 的支持力N ,根据牛顿第二定律有:m B g ﹣N =m B a 解得:N =12N根据牛顿第三定律,物体B 对物体A 的压力等于物体A 对物体B 的压力,即释放B 瞬间,B 对A 的压力大小为12N ;故ABC 错误,D 正确;6.【答案】D【解析】 两木块在光滑的水平面上一起以加速度a 向右做匀加速运动时,弹簧的弹力F 弹=m 1a ,在力F 撤去的瞬间,弹簧的弹力来不及改变,大小仍为m 1a ,因此木块A 的加速度此时仍为a ,以木块B 为研究对象,取向右为正方向,-m 1a =m 2a 2,a 2=-12m a m , 【高考题组】7.【答案】B【解析】 从图中可以看出,当人静止时,所受到的拉力为0.6F 0,即0.6F 0=mg .当合力最大时,加速度最大.最大的拉力从图中可知为1.8F 0=3mg ,由牛顿第二定律可得F -mg =ma ,代入数据可知,a =2g ,B 项正确.8.【答案】AD【解析】将右侧绳子剪断的瞬间,弹簧的长度不发生变化,对a 来说,还处于平衡状态,摩擦力的大小和方向都不发生变化,A 项正确,B 项错误.对b 来说,这时有向左运动的趋势,所以摩擦力不为零,方向向右,C 项错误,D 项正确.。
高中物理加速度题解题技巧
高中物理加速度题解题技巧在高中物理学习中,加速度是一个重要的概念,也是解题过程中经常涉及的内容之一。
掌握解决加速度题目的技巧,对于学生来说是非常重要的。
本文将介绍一些解决加速度题目的技巧,并通过具体题目的举例来说明考点和解题思路,帮助学生更好地应对这类题目。
一、初速度为零的匀加速直线运动问题在初速度为零的匀加速直线运动问题中,常常需要求解物体的加速度、位移、速度等。
其中,最常见的题型是已知物体的位移和时间,求解物体的加速度。
例如,已知一个物体在10秒内的位移为100米,求物体的加速度。
解题思路:根据匀加速直线运动的位移公式:s = 0.5 * a * t^2,可以得到 a = 2s/t^2。
将已知的位移和时间代入公式,即可求得加速度。
在这个例子中,a = 2 * 100 / 10^2 = 2 m/s^2。
通过这个例子,我们可以看出解决这类题目的关键在于熟练掌握匀加速直线运动的位移公式,以及将已知的数值代入公式进行计算。
二、自由落体问题自由落体是指物体在重力作用下自由下落的运动。
在解决自由落体问题时,常常需要求解物体的加速度、时间、速度等。
例如,已知一个物体自由落体10秒后的速度为98 m/s,求物体的加速度。
解题思路:根据自由落体的速度公式:v = g * t,可以得到 g = v / t。
将已知的速度和时间代入公式,即可求得加速度。
在这个例子中,g = 98 / 10 = 9.8 m/s^2。
通过这个例子,我们可以看出解决自由落体问题的关键在于熟练掌握自由落体的速度公式,以及将已知的数值代入公式进行计算。
三、斜抛运动问题斜抛运动是指物体在抛体运动中,既有初速度又有竖直向下的加速度,同时还受到水平方向的阻力。
在解决斜抛运动问题时,常常需要求解物体的加速度、时间、水平方向速度等。
例如,已知一个物体以30 m/s的初速度与45°的角度斜抛,求物体的垂直方向加速度。
解题思路:根据斜抛运动的初速度分解公式:v0y = v0 * sinθ,可以得到a = g * sinθ。
重难点06加速度瞬时问题专题高一物理题组法突破重难点(人教版2019必修第一册)(解析版)
人教版新教材高中物理必修第一册 第四章 运动和力的关系牛顿运动定律---加速度瞬时性专题(题组分类训练)题组特训特训内容 题组一力、加速度和速度的关系 题组二轻弹簧瞬时问题模型 题组三刚性绳瞬时问题模型(杆、细线、接触面等) 题组四 超重和失重现象的理解及应用1.加速度与合力的关系由牛顿第二定律F =ma ,加速度a 与合力F 具有瞬时对应关系,合力增大,加速度增大,合力减小,加速度减小;合力方向变化,加速度方向也随之变化.2.速度与加速度(合力)的关系速度与加速度(合力)方向相同或夹角为锐角,物体做加速运动;速度与加速度(合力)方向相反或夹角为钝角,物体做减速运动.3.合力、加速度、速度的关系(1)物体的加速度由所受合力决定,与速度无必然联系.(2)合力与速度夹角为锐角,物体加速;合力与速度夹角为钝角,物体减速.(3)a =Δv Δt 是加速度的定义式,a 与v 、Δv 无直接关系;a =F m是加速度的决定式. 题组特训一:力、加速度和速度的关系1. 一个做直线运动的物体受到的合外力的方向与物体运动的方向相同,当合外力减小时,物体运动的加速度和速度的变化是( )A .加速度增大,速度增大B .加速度减小,速度减小C .加速度增大,速度减小D .加速度减小,速度增大【答案】D【解析】当合外力减小时,根据牛顿第二定律a =Fm 知,加速度减小,因为合外力的方基础知识清单向与速度方向相同,则加速度方向与速度方向相同,故速度增大,D 正确.2. (多选)雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒,这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关.一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向下落,雨滴下落过程中所受重力保持不变,其速度-时间图像如图所示,则雨滴下落过程中( )A .速度先增大后减小B .加速度先减小后不变C .受到的合力先减小后不变D .受到的空气阻力不变【答案】BC【解析】由题图可知,雨滴的速度先增大后不变,故A 错误;因为v -t 图像的斜率表示加速度,可知加速度先减小后不变,根据F =ma 可知雨滴受到的合力先减小后不变,故B 、C 正确;根据mg -F f =ma 可知雨滴受到的空气阻力先增大后不变,故D 错误.3. 如图所示,一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落,在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度和加速度的变化情况是( )A .加速度越来越大,速度越来越小B .加速度和速度都是先增大后减小C .速度先增大后减小,加速度方向先向下后向上D .速度一直减小,加速度大小先减小后增大【答案】C【解析】在接触的第一个阶段mg >kx ,F 合=mg -kx ,合力方向竖直向下,小球向下运动,x 逐渐增大,所以F 合逐渐减小,由a =F 合m 得,a =mg -kx m ,方向竖直向下,且逐渐减小,又因为这一阶段a 与v 都竖直向下,所以v 逐渐增大.当mg =kx 时,F 合=0,a =0,此时速度达到最大.之后,小球继续向下运动,mg <kx ,合力F 合=kx -mg ,方向竖直向上,小球向下运动,x 继续增大,F 合增大,a =kx -mg m ,方向竖直向上,随x 的增大而增大,此时a 与v 方向相反,所以v 逐渐减小.综上所述,小球向下压缩弹簧的过程中,F 合的方向先向下后向上,大小先减小后增大;a 的方向先向下后向上,大小先减小后增大;v 的方向向下,大小先增大后减小.故C 正确.4. 有一轻质橡皮筋下端挂一个铁球,手持橡皮筋的上端使铁球竖直向上做匀加速运动,若某时刻手突然停止运动,则下列判断正确的是( )A.铁球立即停止上升,随后开始向下运动B.铁球立即开始向上做减速运动,当速度减到零后开始下落C.铁球立即开始向上做减速运动,当速度达到最大值后开始下落D.铁球继续向上做加速运动,当速度达到最大值后才开始做减速运动【答案】 D【解析】铁球匀加速上升,受到拉力和重力的作用,且拉力的大小大于重力,手突然停止运动瞬间,铁球由于惯性继续向上运动,开始阶段橡皮条的拉力还大于重力,合力竖直向上,铁球继续向上加速运动,当拉力等于重力后,速度达到最大值,之后拉力小于重力,铁球开始做减速运动,故A、B、C错误,D正确.5.一质点受多个力的作用,处于静止状态.现使其中一个力的大小逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小.在此过程中,其他力保持不变,则质点的加速度大小a 和速度大小v的变化情况是( )A.a和v都始终增大B.a和v都先增大后减小C.a先增大后减小,v始终增大D.a和v都先减小后增大【答案】 C【解析】质点受多个力的作用,处于静止状态,则多个力的合力为零,其中任意一个力与剩余所有力的合力大小相等、方向相反,使其中一个力的大小逐渐减小到零再恢复到原来大小的过程中,则所有力的合力先变大后变小,但合力的方向不变,根据牛顿第二定律知,a先增大后减小,v始终增大,C正确.基础知识清单1.加速度瞬时问题的两种关键模型①轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等)明显形变产生的弹力,在两端连接有物体时,形变恢复需较长时间,其弹力不能突变。
高一物理上学期人教版必修1加速度教学设计说课稿教案
5.速度变化快慢的描述—加速度教材:人教版《普通高中课程标准实验教科书物理①》【教材分析】加速度一节是人教版《高中物理新课标必修1》第一章第五节,也是本章最后一节。
加速度是继质点、位移、矢量、速度后学习的又一非常重要的概念,是学生在以前学习了匀速直线运动相关基础知识的基础上一个较大的知识跨度,其在匀变速直线运动中的重要性不言而喻,在牛顿运动定律中,是联系力和运动关系的桥梁和纽带,真正起到了承上启下的作用。
教材用去繁就简的方法,从学生实际出发,增强了学生对加速度的感性认识。
教材仿照速度的引入方法,引入加速度这一概念,这样就能顺应学生的理解水平。
之后教材展示飞机起飞等具体的事例,然后借用速度图示法,分析加速度方向与速度方向的关系。
用v—t图像描述运动物体的速度变化,可以直观、形象地认识速度的变化规律。
学生通过教材设置的“思考与讨论”和“科学漫步”栏目的内容,在图像中认识变化率,可以加深对加速度的认识。
【学情分析】由于教学的对象是高一学生,他们精力旺盛,好奇好动,并且已经掌握了运动快慢的描述,初步体会用比值法定义物理量的方法,对于变化快慢也有感性的认识。
在多数情况下,学生比较容易接受运动了多少路程、位移、运动的快慢,对于速度的快慢缺少感性认识;其次学生的抽象思维能力不高,在头脑中很难形成“加速度”的概念。
【教学目标】1.知识与技能理解加速度的概念和物理意义;知道匀变速直线运动,理解变化率概念。
2.过程与方法由速度的概念到加速度的概念,是深入研究机械运动的思维上的更精确的深化;由平均加速度到瞬时加速度概念,同样用了极限的思维方法;比值定义法是物理学中经常采用的方法,学生在学生过程中掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法。
3.情感态度与价值观加速度的概念的引入,不仅仅是为了在物理理论上更精确地描述机械运动的需要,在具体的工农业生产和日常生活中都是极为有用的概念,从速度的概念到加速度的概念的学习说明了物理学不是僵化的,它不仅是严密的而且是和谐的。
高一物理必修一《位置变化快慢的描述速度》教案
高一物理必修一《位置变化快慢的描述速度》教案一、教学目标培养学生通过测量数据计算速度的能力,包括平均速度和瞬时速度的计算方法。
通过实例分析和问题解决,提高学生将理论知识应用于实际问题的能力。
引导学生理解速度概念在日常生活、工业生产、科技发展等领域的重要性,增强应用意识。
通过本节课的学习,学生应能够达到对速度概念的全面理解,并具备一定的计算和应用能力,为之后的学习打下坚实的基础。
1. 知识与理解:使学生理解速度的概念,知道速度的物理意义及其在描述物体运动快慢中的作用在自然界中,物体的位置随着时间不断变化,这种位置的变化体现了物体的运动状态。
为了定量描述物体运动的状态,我们引入了速度这一概念。
速度是描述物体运动快慢的物理量,它等于物体在一段时间内发生的位移与所用时间的比值。
数学上表示为v s t,其中v是速度,s是位移的变化量,t是时间的变化量。
速度表示物体运动的快慢程度,当速度较大时,表示物体在单位时间内移动的距离较远,运动较快;反之,速度较小则表示物体运动较慢。
速度是矢量,既有大小又有方向,方向由物体运动的方向决定。
速度是反映物体位置变化快慢的关键物理量,在实际应用中,我们可以通过测量物体的速度来了解其运动状态,预测其未来的位置变化,或者比较不同物体的运动性能。
例如赛车比赛中赛车的速度决定了其竞赛成绩。
通过日常生活中的实例(如跑步、汽车行驶等)来帮助学生理解速度概念的应用,使学生能够将理论知识与实际应用相结合。
引导学生通过小组讨论的方式,探讨速度在生活中的应用场景,加深对速度概念和物理意义的理解。
速度的定义及其物理意义,理解速度是描述物体位置变化快慢的重要物理量。
2. 技能与操作:掌握速度的计算方法,并能进行简单的速度计算本节课旨在帮助学生理解并掌握位置变化快慢的物理量——速度。
通过理论与实验的结合,使学生初步掌握速度的计算方法,并能够进行简单的速度计算。
在生活中我们常常需要描述物体位置变化的快慢,这就是速度的作用。
高中物理 速度变化快慢的描述──加速度说课稿 新人教版必修1
《速度变化快慢的描述──加速度》说课教案一、教学目标知识目标:理解加速度的概念,知道加速度是表示速度变化快慢的物理量,知道它的定义、公式、符号和单位。
能力目标:发现问题和解决问题的能力──加速度的引入;获取信息和处理信息的能力──图表、v-t图、及思考与讨论;理论联系实际的能力。
二、教学重点、难点加速度是力学中的重要概念之一,它是运动学与动力学的桥梁,也是高中一年级物理课中比较难懂的概念,它比速度的概念还抽象。
对加速度的概念的建立过程及物理意义的理解,是本节课的重点。
学生对"速度的大小与加速度的大小没有直接的关系,速度变化大,加速度不一定大"的理解有一定的困难,这是本节的难点。
三、几点想法1.关于概念的建立过程在建立加速度概念过程时,基于加速度太抽象,让学生首先感受。
让他们感受的第一层是运动物体有速度,第二层是运动物体速度有变化,第三层是运动物体的速度变化有快有慢。
从而自然地引入描述运动物体的速度变化快慢的必要性。
要得出加速度概念遇到的第一个问题是,分析所需的一系列速度值从何而来?提供现有数据给学生,还是学生自己做实验获得?我兼顾了两者。
本节课的关键是对加速度的理解,开始不宜通过实验来自己获取数据,否则会喧宾夺主。
在提供数据时考虑到学生对数据的可信度,提供了身边的学生感觉到的百米起跑和电动车起步,去消了学生的对数据的质疑。
而在最后又通过纸带让学生自己来获取和处理数据,以期他们对加速度有更深入的理解。
2.问题的设置思考与讨论1:主要是引导学生建立和理解加速度的概念,关于表格我没有自己填入,是想引导学生养成对多数据的对比和处理列表和做图的习惯。
在练习3中让学生自己列表和填表,进一步渗透这种思想。
练习1:主要是加深学生对加速度的理解,以区别加速度与速度和速度变化量的意义。
这是本节课的难点。
思考与讨论2:引导学生体会图象在反映加速度的优点,加深对v-t图象的理解,如何从图象中获取信息和处理信息。
高一物理人教版必修一 4.7解决瞬时加速度问题的方法
解决瞬时加速度问题的方法重/难点重点:解决瞬时加速度问题的方法。
难点:解决瞬时加速度问题的方法。
重/难点分析重点分析:两种基本模型:1、刚性绳模型(细钢丝、细线等):认为是一种不发生明显形变即可产生弹力的物体,它的形变的发生和变化过程历时极短,在物体受力情况改变(如某个力消失)的瞬间,其形变可随之突变为受力情况改变后的状态所要求的数值。
2、轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等):此种形变明显,其形变发生改变需时间较长,在瞬时问题中,其弹力的大小可看成是不变。
难点分析:解决此类问题的基本方法:1、分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,求出各力大小(若物体处于平衡状态,则利用平衡条件;若处于加速状态则利用牛顿运动定律);2、分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等),哪些力变化,哪些力不变,哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力,发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失);3、求物体在状态变化后所受的合外力,利用牛顿第二定律,求出瞬时加速度。
突破策略在高中物理中,求瞬时加速度问题是一个比较重要的知识点, 教师都把其列为一个专题来处理。
一、高中物理中涉及到的弹簧和绳, 均为“轻质弹簧”(没有质量的理想化模型) 和“刚性绳”(受力但无形变的理想化模型。
后文中的“弹簧”和“绳子”均指“轻质弹簧”和“刚性绳”) 。
首先要清楚二者在情况突然变化时的相同与不同之处;二者相同之处为:当二者其中一端解除限制(例如从一端剪断)时,力都突变为零;二者不同之处为:当二者两端均有限制而力发生变化时,弹簧的弹力不会突变,而刚性绳的力将会突变。
例如:在图1、图2中小球m1、m2、原来均静止。
现如果均从图中B 处剪断,则图1中的弹簧和图2中的下段绳子的拉力均立即突变为零。
如果均从图中A 处剪断, 则图1中的弹簧的弹力不能突变为零, 而图2中的下段绳子的拉力在剪断瞬间就立即突变为零。
二、要讲清楚“瞬时”的特点。
对于力而言, 在开始变化的这一瞬间,能突变的力可以突变(例如图2 中当从B处剪断时下段绳子的拉力) , 而不能突变的力将和未变化前相同, 即这一瞬时这个力还未来得及改变(例如图1中的弹簧的弹力在A处剪断瞬间和未剪断前一样等于m2g) 。
人教版高一必修1物理4.2实验:探究加速度与力_质量的关系
a次,数横坐牵标引表力示F牵/N引力加F速度a
1
0.20
0.10
0.30
2 0.30
0.15
3 0.40
0.21
0.20
4 0.50
0.26
0.10
5
0.60
0.30
a ∝F 0 0.20 0.40 0.60 F/N
a — F 图象是一条过原点的倾斜直线
实验探究
加速度 a 与物体质量m 的关系
实验设计
3. 在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验 时,计算出各纸带的加速度后,将测得的反应加 速度a和力F关系的有关资料记录在表一中.将测得 的反应加速度a和质量M关系的有关资料记录在表 二中.
表一
a / (m s2) F/ N
1.98 4.06 5.95 8.12 1.00 2.00 3.00 4.00
1 控制变量 2保装持置小设车计所受合外力不变,改变小车的质量 m, 分析加速度 a 与质量 m 的关系
实验探究
数据处理
1 数据采集 牵引力 F = N
次数 1 2 3 4 5
小车质量m = (M+mi )/Kg
加速度 a / m·s-2
数据处理
数据分析
当 次数
m/kg
a/m ·s -2
1
m
/kg-1
表二
a / (m s2) 1 / kg1 M
2.04 2.66 3.23 3.98 0.50 0.67 0.80 1.00
(1)根据表中所列数据,分别画出a-F图象和a- 1 图象.
M
(2)由图象可以判定:当M一定时,a与F的关系为_____
______;当F一定时,a与M的关系为_____________.
新教材高中物理 微专题四 瞬时加速度问题和动力学图像问题教案 新人教版必修第一册
微专题四瞬时加速度问题和动力学图像问题专题探究主题一瞬时加速度问题【探究总结】物体的加速度与合力存在瞬时对应关系,所以分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,解决此类问题时,要注意两类模型的特点:1.细线(接触面):形变量极小,可以认为不需要形变恢复时间,在瞬时问题中,弹力能瞬时变化.2.弹簧(橡皮绳):形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,认为弹力不变.【典例示范】例1 如图所示,天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球,两小球均保持静止.当突然剪断细绳的瞬间,上面小球A与下面小球B的加速度分别为(以向上为正方向) ( )A.a1=g a2=g B.a1=2g a2=0C.a1=-2g a2=0 D.a1=0 a2=g解析:分别以A、B为研究对象,分析剪断前和剪断时的受力.剪断前A、B静止,A球受三个力:绳子的拉力F T、重力mg和弹簧力F,B球受两个力:重力mg和弹簧弹力F′.A球:F T-mg-F=0 B球:F′-mg=0 F=F′解得F T=2mg,F=mg.剪断瞬间,A球受两个力,因为绳无弹性,剪断瞬间拉力不存在,而弹簧瞬间形状不可改变,弹力不变.如图2,A球受重力mg、弹簧的弹力F,同理B球受重力mg和弹力F′.A球:-mg-F=ma1,B球:F′-mg=ma2,解得a1=-2g,a2=0,故C正确.答案:C方法技巧抓住“两关键”、遵循“四步骤”(1)分析瞬时加速度的“两个关键”:①明确绳或线类、弹簧或橡皮条类模型的特点;②分析瞬时前、后的受力情况和运动状态.(2)“四个步骤”:第一步:分析原来物体的受力情况.第二步:分析物体在突变时的受力情况.第三步:由牛顿第二定律列方程.第四步:求出瞬时加速度,并讨论其合理性.训练1 [2019·厦门高一检测]如图所示,质量为m的光滑小球A被一轻质弹簧系住,弹簧另一端固定于水平天花板上,小球下方被一梯形斜面B托起保持静止不动,弹簧恰好与梯形斜面平行,已知弹簧与天花板夹角为30°,重力加速度g取10 m/s2,若突然向下撤去梯形斜面,则小球的瞬间加速度为( )A.0B.大小为10 m/s2,方向竖直向下C.大小为5 3 m/s2,方向斜向右下方D.大小为5 m/s2,方向斜向右下方解析:小球原来受到重力、弹簧的弹力和斜面的支持力,斜面的支持力大小为:F N=mg c os 30°;突然向下撤去梯形斜面,弹簧的弹力来不及变化,重力也不变,支持力消失,所以此瞬间小球的合力与原来的支持力F N大小相等、方向相反,由牛顿第二定律得:mg cos 30°=ma,解得a=5 3 m/s2,方向斜向右下方,选项C正确.答案:C主题二动力学中的图像问题1.常见的图像形式在动力学与运动学问题中,常见、常用的图像是位移图像(x t图像)、速度图像(v t图像)和力的图像(F t图像)等,这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律,而绝非代表物体的运动轨迹.2.图像问题的分析方法遇到带有物理图像的问题时,要认真分析图像,先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图像给出的信息,再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式解题.【典例示范】例2 粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动,水平拉力F及运动速度v 随时间变化的图像如图甲、乙所示.取重力加速度g=10 m/s2,求:(1)前2 s 内物体运动的加速度和位移;(2)物体的质量m 和物体与地面间的动摩擦因数μ.【解析】 (1)由v t 图像可知,前2 s 内物体运动的加速度为a =Δv Δt =42 m/s 2=2 m/s 2前2 s 内物体运动的位移为x =12at 2=12×2×22m =4 m.(2)物体受力如图所示.对于前2 s ,由牛顿第二定律得F 1-F f =ma ,其中F f =μmg 2 s 后物体做匀速直线运动,由二力平衡条件得F 2=F f 由F t 图像知F 1=15 N ,F 2=5 N 代入数据解得m =5 kg ,μ=0.1.【答案】 (1)2 m/s 24 m (2)5 kg 0.1方法技巧解决图像综合问题的关键(1)把图像与具体的题意、情境结合起来,明确图像的物理意义,明确图像所反映的物理过程.(2)特别注意图像中的一些特殊点,如图线与横、纵坐标轴的交点,图线的转折点,两图线的交点等所表示的物理意义.训练2 质量为4 kg 的物体在一恒定水平外力F 作用下,沿水平面做直线运动,其速度与时间关系图像如图所示.g 取10 m/s 2,试求: (1)恒力F 的大小;(2)物体与地面间的动摩擦因数μ.解析:由图像可知物体0~2 s 做匀减速直线运动,设加速度大小为a 1,2 s ~4 s 做反向匀加速直线运动,设加速度大小为a 2.且恒力F 与初速度方向相反.由v t 图像得加速度大小分别为:a 1=5 m/s 2,a 2=1 m/s 2由牛顿第二定律得:F +μmg =ma 1 F -μmg =ma 2联立解得:F =m (a 1+a 2)2=12 N动摩擦因数μ=a 1-a 22g=0.2 答案:(1)12 N (2)0.2课 堂 达 标1.若货物随升降机运动的v t 图像如图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力F 与时间t 关系的图像可能是( )解析:由题图可知,升降机运动过程分为加速下降、匀速下降、减速下降、加速上升、匀速上升、减速上升,故升降机所处的状态依次为失重、正常、超重、超重、正常、失重,所以货物所受升降机的支持力与时间的关系为选项B.答案:B2.如图所示,用手提一轻弹簧,弹簧下端挂一金属球.在将整个装置匀加速上提的过程中,手突然停止不动,则在此后一小段时间内( )A .小球立即停止运动B .小球继续向上做减速运动C .小球的速度与弹簧的形变量都要减小D .小球的加速度减小解析:以球为研究对象,小球只受到重力G 和弹簧对它的拉力F T ,由题可知小球向上做匀加速运动,即G <F T .当手突然停止不动时,在一小段时间内弹簧缩短一点,即F T 减小,且F T仍然大于G ,由牛顿第二定律可得F T -G =ma ,a =F T -Gm,即在一小段时间内小球向上做加速度减小的加速运动,故D 正确.答案:D3.静止在光滑水平面上的物体在水平推力F 作用下开始运动,推力随时间的变化如图所示,关于物体在0~t 1时间内的运动情况,正确的描述是( )A .物体先做匀加速运动,后做匀减速运动B .物体的加速度一直增大C .物体的速度先增大后减小D .物体的速度一直增大解析:由题可知,物体的合力等于推力F ,方向始终沿正方向,根据牛顿第二定律分析可知:物体先从静止开始做加速直线运动,推力F 减小时,其方向仍与速度相同,继续做加速直线运动,故C 错误、D 正确.物体的合力等于推力F ,推力先增大后减小,根据牛顿第二定律得知:加速度先增大,后减小,选项A 、B 错误.答案:D4.(多选)A 、B 两球的质量均为m ,两球之间用轻弹簧相连,放在光滑的水平地面上,A 球左侧靠墙,弹簧原长为L 0,用恒力F 向左推B 球使弹簧压缩,如图所示,整个系统处于静止状态,此时弹簧长为L ,下列说法正确的是( )A .弹簧的劲度系数为F LB .弹簧的劲度系数为FL 0-LC .若突然将力F 撤去,撤去瞬间,A 、B 两球的加速度均为0D .若突然将力F 撤去,撤去瞬间,A 球的加速度为0,B 球的加速度大小为F m 解析:以B 为研究对象受力分析,根据平衡条件:F =k (L 0-L ),得:k =FL 0-L,故A 错误、B 正确;若突然将力F 撤去,撤去瞬间,弹簧来不及发生形变,则弹力不能瞬间改变,故A 所受合力仍然为0,加速度为0;B 水平方向只受弹簧的弹力,大小为F ,根据牛顿第二定律:a =Fm,故C 错误、D 正确. 答案:BD 5.把弹力球从一定高处由静止释放,碰地反弹到最高点时接住,过程中的速度大小与时间关系图像如图所示,空气阻力恒定,g 取10 m/s 2.下列说法正确的是( )A .过程中球的位移为0B .球释放时的高度为2.25 mC .过程中球的运动路程为1.62 mD .球上升过程的加速度大小为9 m/s 2解析:A 错:下降过程和上升过程的位移不相等,总位移不为0;B 错:图线与坐标轴围成的面积表示位移的大小,下降的位移大小为1.125 m ;C 对、D 错:下降过程有mg -F f =ma 1,上升过程有mg +F f =ma 2,得出a 1=9 m/s 2,a 2=11 m/s 2,运动的总路程为下降和上升的位移大小之和x =v 212a 1+v 222a 2=1.125 m +0.495 m =1.62 m.答案:C6.[2019·南宁高一检测]如图所示,A 、B 两小球分别连在轻绳两端,A 球的一端与轻弹簧相连,弹簧的另一端固定在倾角为30°的光滑斜面顶端,A 球的质量是B 球的2倍,重力加速度大小为g ,剪断轻绳的瞬间,下列说法正确的是( )A .A 的加速度大小为14g ,B 的加速度大小为12gB .A 的加速度大小为0,B 的加速度大小为gC .A 的加速度大小为12g ,B 的加速度大小为12gD .A 的加速度大小为g ,B 的加速度大小为g解析:设A 球质量为2m ,B 球质量为m ;在剪断轻绳之前,轻绳的拉力为F T1=mg sin 30°=0.5mg ;弹簧的拉力F T2=3mg sin 30°=1.5mg ;剪断轻绳的瞬间,弹簧的弹力不变,此时A的加速度为a A ==F T12m =14g ;B 的加速度a B =F T1m =12g ,选项A 正确.答案:A7.质量为60 kg 的消防队员,从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下,经2.5 s 落地.轻绳上端有一力传感器,它记录的轻绳受到的拉力变化情况如图甲所示,g 取10 m/s 2,则:(1)消防队员下滑过程中最大速度和落地速度各是多少? (2)在图乙中画出消防队员下滑过程中的v t 图像.解析:(1)该队员在t 1=1 s 内以加速度a 1匀加速下滑(mg >F 1),然后在t 2=2.5 s -1 s =1.5 s 内以加速度a 2匀减速下滑(mg <F 2).第一个过程,mg -F 1=ma 1,v max =a 1t 1,得v max =4 m/s 第二个过程,mg -F 2=ma 2,v =v max +a 2t 2,得v =1 m/s. (2)v t 图像如图所示.答案:(1)4 m/s 1 m/s (2)如图所示.。
高一物理速度和加速度的教案(优秀5篇)
高一物理速度和加速度的教案(优秀5篇)高一物理必修一速度教案怎么设计篇一物理学是一门以实验为基础的自然科学。
本节课为实验课,目的是让学生自主探究学习打点计时器的使用方法,测定物体牵引纸带的速度,并尝试用图象的方法来表示速度随时间变化的关系。
根据瞬时速度是在无限短时间内的平均速度的思想方法,让学生用求平均速度的方法,粗略表示物体运动的瞬时速度。
教材这样处理更进一步加深了上节课对平均速度和瞬时速度概念的理解。
当然这种用平均速度代替瞬时速度的方法,在匀变速直线运动中有它的准确性,这要在下一章中学习,在此可不必要向学生介绍这种结论性的知识,以免冲淡学习重点,加重学生负担。
本节课旨在让学生学到科学实验中探究的方法,而不是注重探究的结果多么完美,所以千万不能让学生养成不尊重实验事实、拼凑实验结果的习惯。
要让学生在亲身体验描点法作图象的思想方法,向学生讲清图象的横、纵坐标,描点法,图象的物理意义。
要充分发挥学生的主观能动性,让学生积极参与。
教师要补充一些更为典型的、学生非常熟悉的、不一定是物理方面的图象,要突出图象的直观性,使学生对图象的作用有更多、更深入的了解,为本节建立物理图象来分析、寻找物体运动的规律打下基础。
高一物理速度的教案有哪些篇二高一物理《运动快慢的描述速度》教案教学目标知识目标1、理解平均速度的概念:(1)知道平均速度是粗略描述变速运动的快慢的物理量。
(2)理解平均速度的定义,知道在不同的时间内或不同的位移上的平均速度一般是不同的。
(3)会用平均速度的公式解答有关的问题。
2、理解瞬时速度的概念(1)知道瞬时速度是精确描述变速运动快慢和方向的物理量。
(2)知道瞬时速度是物体在某一时刻的速度或在某一位置时的速度。
3、理解用比值法定义物理量的方法。
能力目标培养学生自主学习的能力。
情感目标培养学生认真思考问题的习惯。
教学建议教材分析速度的定义是高中物理中一次向学生介绍用比值定义物理量的方法,教材的讲述比较详细,通过两种通俗的比较运动快慢的方法,过渡到一个统一标准,自然地给出比值法定义速度。
高一物理必修一人教版4.7.2第2课时 牛顿第二定律的应用
1 2
课堂导学·探究 分层达标·训练
瞬时性问题
1.a与F的瞬时对应关系 由牛顿第二定律知,a与F具有瞬时对应关系,因此分析瞬时加 速度的关键是分析物体此时的受力。一般情况下,为了分析此 时的受力,既要分析运动状态变化前的受力,又要分析运动状
态变化瞬间的受力,从而确定瞬间加速度。
F mA mB B-μmBg=mBa,因此A对B的弹力:FAB=mB(a+μg)=
【规律方法】 牛顿定律解题口诀 牛顿定律来解题,
力变a变要牢记,
正交分解最常用, 基本方法是隔离。 整体隔离好求a, 单独隔离求内力, 弄清过程是关键, 临界状态须注意。
若题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时,一般
都有临界现象出现,分析时,可用极端分析法,即把问题(物 理过程)推到极端(临界),分析在极端情况下的方程,从而暴 露出临界条件。
【知识点拨】 临界问题的特点和解决方法 (1)特点:是物体运动变化过程中的一个临界点或衔接点 ,此时 隐含着一些关键量,如物体从连接到分离的临界,FN=0, 静摩擦 力F静=0时是力的方向变化的临界点等。
动,A和B与水平面间的动摩擦因数均为0.2,求A对B的弹力。(g取
10 m/s2)
F
A
B
【思路点拨】解答本题时应把握以下两点:
(1)用整体法求A、B的加速度。 (2)用隔离法求A对B的弹力。
【解析】以物体A、B整体为研究对象,由牛顿第二定律得: F-μ(mA+mB)g=(mA+mB)a,所以 a 8 N 答案:8 N
(2)由临界状态的加速度判定小球的状态。
【解析】处于临界状态时小球受力如图所示,
则有mg 1 =ma0,a0=g 1 =7.5 m/s2。
高一物理必修一4.7用牛顿定律解决问题(二) - 副本
4.7 用牛顿运动定律解决问题 (二)
细 节 决 定 成 败 , 态 度 决 定 一 切
制作人:王怀龙
高一物理备课组
1、超重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力(视 重)大于物体所受重力的现象。 2、失重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力(视 重)小于物体所受重力的现象。
细 节 决 定 成 败 , 态 度 决 定 一 切
制作人:王怀龙
x正
细 节 决 定 成 败 , 态 V0 度 决 定 一 切
x
Vt
高一物理备课组
牛顿运动定律
牛顿第一定律
指出了物体具有惯 性。揭示了运动和 力的关系: 力是改变物体 运动状态的原因
牛顿第二定律
牛顿第三定律
F=-F'
揭示力作用的相 互性和对等性。 指出: 力是物体间 的相互作用
a=F/m 或F = ma
制作人:王怀龙
高一物理备课组
3、完全失重
细 当升降机以加速度 a = g 竖直加速下降时,物体对支持 节 决 物的压力或对悬挂物的拉力(视重)为零的现象。 定 成 败 , 应用: 态 度 试分析当瓶子自由 决 定 下落时,瓶子中的 一 切 水是否喷出?
Hale Waihona Puke 解:当瓶子自由下落时,瓶子中的水处于完全失重状 态,水的内部没有压力,故水不会喷出。但瓶子中水 的重力仍然存在,其作用效果是用来产生重力加速度。
0.6s、1.6s时 物体的速度?
制作人:王怀龙
例与练
高一物理备课组
1、从塔上以20m/s的初速度竖直向上抛 一个石子,不考虑空气阻力,求5s末石子 速度和5s内石子位移。(g=10m/s2)。 以向上方向为正方向,则a= -g=-10m/s2
人教版高中物理必修1-4.7高一物理必修1考点归纳
物理(必修一)——知识考点归纳
第一章.运动的描述
考点一:时刻与时间间隔的关系
时间间隔能展示运动的一个过程,时刻只能显示运动的一个瞬间。
对一些关于时间间隔和时刻的表述,能够正确理解。
如:
第4s末、4s时、第5s初……均为时刻;4s内、第4s、第2s至第4s内……均为时间间隔。
区别:时刻在时间轴上表示一点,时间间隔在时间轴上表示一段。
考点二:路程与位移的关系
位移表示位置变化,用由初位置到末位置的有向线段表示,是矢量。
路程是运动轨迹的长度,是标量。
只有当物体做单向直线运动时,位移的大小
..等于路程。
一般情况下,路程≥
位移的大小
..。
考点三:速度与速率的关系
考点四:速度、加速度与速度变化量的关系
考点五:运动图象的理解及应用
由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系,所以在解题的过程中被广泛应用。
在运动学中,经常用到的有x-t图象和v—t图象。
1.理解图象的含义
(1) x-t图象是描述位移随时间的变化规律
(2)v—t图象是描述速度随时间的变化规律
2.明确图象斜率的含义
(1) x-t图象中,图线的斜率表示速度
(2)v—t图象中,图线的斜率表示加速度
第二章.匀变速直线运动的研究
考点一:匀变速直线运动的基本公式和推理
1.基本公式。
牛顿第二定律专题——连接体和瞬时性问题+课件-高一上学期物理人教版(2019)必修第一册+
当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等),哪些力 变化,哪些力不变,哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力,发生在被撤去物 接触面上的弹力都立即消失)。 3.求物体在状态变化后所受的合外力
CD.根据题意,若将绳 OA 换为轻质弹簧,以结点O 为研究对象,受灯笼的拉力G 、弹簧 OA 的拉力FA 和绳 OB 的
拉力 FB ,如图所示
由平衡条件可得 FA
cos 60
G
,
FA
sin 60
FB
,解得 FA
mg cos 60
, FB
mg
tan 60
将绳OB 割断,绳 OB 的拉力消失,轻弹簧OA 弹力不发生突变,则灯笼所受合外力为 F合2 mg tan 60
T
mA gsin
mA gcos
mAa
mA F mA mB
=F 1+ mB
要增加T,可增大A物的质量,或减小B物的质量。改变倾m角Aθ和改变动
摩擦因数不能改变细线上的拉力,故A正确。
03 规律总结
连接体的动力分配原理:两个物体(系 统的两部分)在外力(总动力)的作用下以共 同的加速度运动时,单个物体分得的动力与 自身的质量成正比,与系统的总质量成反比。 相关性:两物体间的内力与接触面是否光滑 无关,与物体所在接触面倾角无关。
“摩擦力”连接在一起。
01 典例
例1.用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如图1—2所示,今对小球 a持续施加一个向左偏下30°的恒力,并对小球b持续施加一个向右偏上30° 的同样大小的恒力,最后达到平衡,表示平衡状态的图可能是 ()
A
新课标人教版高中高一物理必修一知识点总结归纳【最新整理】
物理(必修一)——知识考点考点一:时刻与时间间隔的关系时间间隔能展示运动的一个过程,时刻只能显示运动的一个瞬间。
对一些关于时间间隔和时刻的表述,能够正确理解。
如:第4s末、4s时、第5s初……均为时刻;4s内、第4s、第2s至第4s内……均为时间间隔。
区别:时刻在时间轴上表示一点,时间间隔在时间轴上表示一段。
考点二:路程与位移的关系位移表示位置变化,用由初位置到末位置的有向线段表示,是矢量。
路程是运动轨迹的长度,是标量。
只有当物体做单向直线运动时,位移的大小..。
..等于路程。
一般情况下,路程≥位移的大小考点三:速度与速率的关系考点四:速度、加速度与速度变化量的关系考点五:运动图象的理解及应用由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系,所以在解题的过程中被广泛应用。
在运动学中,经常用到的有x -t 图象和v —t 图象。
1. 理解图象的含义:(1)x -t 图象是描述位移随时间的变化规律 (2)v —t 图象是描述速度随时间的变化规律 2. 明确图象斜率的含义:(1) x -t 图象中,图线的斜率表示速度 (2) v —t 图象中,图线的斜率表示加速度考点一:匀变速直线运动的基本公式和推理1. 基本公式:(1) 速度—时间关系式:at v v +=0 (2) 位移—时间关系式:2021at t v x += (3) 位移—速度关系式:ax v v 2202=-三个公式中的物理量只要知道任意三个,就可求出其余两个。
利用公式解题时注意:x 、v 、a 为矢量及正、负号所代表的是方向的不同。
解题时要有正方向的规定。
2. 常用推论:(1) 平均速度公式:()v v v +=021(2) 一段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度:()v v v v t +==0221(3) 一段位移的中间位置的瞬时速度:22202v v v x +=(4) 任意两个连续相等的时间间隔(T )内位移之差为常数(逐差相等):()2aT n m x x x n m -=-=∆考点二:对运动图象的理解及应用1. 研究运动图象:(1) 从图象识别物体的运动性质(2) 能认识图象的截距(即图象与纵轴或横轴的交点坐标)的意义 (3) 能认识图象的斜率(即图象与横轴夹角的正切值)的意义 (4) 能认识图象与坐标轴所围面积的物理意义 (5) 能说明图象上任一点的物理意义2. x -t 图象和v —t 图象的比较:如图所示是形状一样的图线在x -t 图象和v —t 图象中,考点三:追及和相遇问题 1.“追及”、“相遇”的特征:“追及”的主要条件是:两个物体在追赶过程中处在同一位置。
高一物理(人教版)必修第一册精品讲义—牛顿第二定律
高一物理(人教版)必修第一册精品讲义—牛顿第二定律课程标准课标解读1.能准确表述牛顿第二定律,并理解牛顿第二定律的概念及含义。
2.知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。
3.能运用牛顿第二定律解释生产、生活中的有关现象,解决有关问题。
4.初步体会牛顿第二定律在认识自然过程中的有效性和价值。
1、通过分析探究实验的数据,能够得出牛顿第二定律的数学表达式,并准确表达牛顿第二定律的内容,培养学生分析数据、从数据获取规律的能力。
2、能根据1N的定义,理解牛顿第二定律的数学表达式是如何从F=kma变成F=ma的,体会单位的产生过程。
3、能够从合力与加速度的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律,理解牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁。
4、会运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的简单问题,体会物理的实用价值,培养学生关注生活、关注实际的态度。
知识点01牛顿第二定律的表达式1、内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比。
加速度的方向跟作用力的方向相同。
2、表达式为F=kma。
知识点02力的单位由1N=1m/s2可得F=ma【即学即练1】竖直向上抛出一物块,物块在运动过程中受到的阻力大小与速度大小成正比,则物块从抛出到落回抛出点的过程中,加速度随时间变化的关系图像正确的是(设竖直向下为正方向)()解析:选C 物块在上升过程中加速度大小为a =mg +kv m,因此在上升过程中,速度不断减小,加速度不断减小,速度减小得越来越慢,加速度减小得越来越慢,到最高点加速度大小等于g 。
在下降的过程中加速度a =mg -kv m,随着速度增大,加速度越来越小,速度增大得越来越慢,加速度减小得越来越慢,加速度方向始终向下,因此C 正确。
知识点03对牛顿第二定律的理解1.牛顿第二定律的五个特性2.合力、加速度、速度之间的决定关系(1)不管速度是大是小,或是零,只要合力不为零,物体都有加速度。
(2)a =Δv Δt 是加速度的定义式,a 与Δv 、Δt 无必然联系;a =F m是加速度的决定式,a ∝F ,a ∝1m。
高一物理(人教版)必修第一册精品讲义—实验:探究加速度与力、质量的关系
高一物理(人教版)必修第一册精品讲义—实验:探究加速度与力、质量的关系课程标准课标解读1.明确影响物体加速度的两个因素——力和质量。
2.学会测量物体的质量、加速度和受到的力,通过实验探究加速度与力、质量的关系。
3.会运用图像法处理实验数据,得出实验结论。
4.体会“控制变量法”对研究问题的意义。
1、经历探究加速度与力、质量的关系的设计过程,能够依据要求进行实验设计,学会选择合理的实验方案进行探究实验。
2、经历用图像法处理数据的过程,从图像中发现物理规律,培养学生收集信息、获取证据的能力。
3、经历实验操作和测量的过程,知道如何平衡摩擦力、减小系统误差等操作方法,体会探究过程的科学性和严谨性,培养与人合作、学会分享的团队精神。
知识点01实验原理(1)保持质量不变,探究加速度跟合外力的关系.(2)保持合外力不变,探究加速度与质量的关系.(3)作出a-F图象和a-1m图象,确定a与F、m的关系.【即学即练1】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤中,下列做法中正确的是()A.同时改变拉力F和小车质量m的大小B.先保持小车质量m不变,研究加速度a与拉力F的关系,再保持F不变,研究a与m的关系,最后导出a与m及F的关系C.只改变拉力F的大小,小车质量m的大小始终保持不变D.只改变小车质量m的大小,拉力F的大小始终保持不变解析:该实验采用的是“控制变量法”,即保持小车质量不变,研究加速度与力的关系;保持小车受力不变,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者间的关系,B选项正确,A、C、D选项错误.答案:B知识点02实验器材小车、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、导线、纸带、天平、刻度尺、坐标纸.知识点03实验过程1、测量:用天平测量槽码的质量m′和小车的质量m.2、安装:按照如图所示装置把实验器材安装好,只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上(即不给小车牵引力).3、平衡摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,使小车能匀速下滑.4、操作:①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上,先接通电源后放开小车,断开电源,取下纸带,编号码.②保持小车的质量m不变,改变槽码的质量m′,重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分,计算加速度a.④描点作图,作a-F的图象.⑤保持槽码的质量m′不变,改变小车质量m,重复步骤①和③,作a-1m图象.【即学即练2】几位同学在研究加速度a和力F、质量m的关系时,设小车质量和车上砝码质量之和为M,砂及砂桶的总质量为m,分别得出如图中四条图线,其中图A、B、C是a-F图线,图D是a-1M图线,其中没有平衡摩擦力的是()解析:分析图A可知,当拉力不为零时,加速度为零,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,A选项正确;图B中,图象不过坐标原点,在纵轴上有截距,说明木板垫起的太高,平衡摩擦力过度,B选项错误;图C中,随着拉力的增大,即砂和砂桶质量的增大,不再满足砂和砂桶远小于小车的质量时,图象上部会出现弯曲现象,C选项错误;同理,小车总质量M逐渐减小,不满足M远大于m,图象上部出现弯曲现象,D选项错误.答案:A知识点04数据处理1、利用逐差法或v-t图象法求a.2、)以a为纵坐标,F为横坐标,描点、画线,如果该线为过原点的直线,说明a 与F 成正比.3、以a 为纵坐标,1m 为横坐标,描点、画线,如果该线为过原点的直线,就能判定a 与m 成反比.【即学即练3】若已知两个物体间的某种力F 与两物体间距离r 的平方成反比,即F =kr 2(k 是与r 无关的常数).现要设计实验验证该关系,实验后利用得到的数据作图,利用图象研究F 与r 的关系,下列四种坐标系应选用的最佳坐标系是()解析:因为F 与两物体间的距离r 的平方成反比,即F =kr 2,所以F 与r 的关系在图象D 中应该是过原点的直线,故最佳坐标系应该是D 图.答案:D 知识点05注意事项1、开始实验前首先平衡摩擦阻力:适当垫高木板不带定滑轮的一端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力.在平衡摩擦阻力时,不要把悬挂槽码的细绳系在小车上,让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动.2、实验过程中不用重复平衡摩擦力.3、实验必须保证的条件:m ≫m ′.4、一先一后一按:改变拉力或小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后释放小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.【即学即练4】用打点计时器测量加速度,探究加速度与力、质量的关系时,需要平衡摩擦力.平衡摩擦力时,应该让小车()A.挂上钩码,拖上纸带,开动打点计时器B.不挂钩码,拖上纸带,开动打点计时器C.挂上钩码,不拖纸带D.不挂钩码,不拖纸带解析:在调整小车是否能匀速运动时是不挂钩码,拖上纸带,打点来判定,点迹均匀等距离即可.答案:B知识点06误差分析1、实验原理不完善:本实验用槽码的总重力m′g代替小车的拉力,而实际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力.2、平衡摩擦阻力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.【即学即练5】某次“探究加速度a跟物体所受合力F和质量m的关系”实验过程是:(1)图甲所示为实验装置图。
第四章运动和力的关系复习-2023学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
的大小就能确定列车的加速度。在某次测定中,悬线与竖直方向的夹角为θ,
求(1)列车的加速度。
(2)若木块的质量为m,摩擦因数为,求木块所受的摩擦力?
3、物体在力F的作用下沿水平面向右作匀加速直线运动。已知F、α、
m、μ(Ff≠0),求加速度。
间.(取g=/ ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
七、滑块-木板模型
16、如图所示,长L=1m,质量M=2kg的木板B静止放在水平面上,一质量为
m=1kg的物体A(可视为质点),以初速v0=3m/s,滑上B的上表面,A与B之间
的动摩擦因数为μ1=0.25,B与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1,g取10m/s2。
15、 某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上,传送
带与地面的夹角 θ=37°,传送带两端 A 、B 之间的长度 L=11 m,传送带以 v
=2 m/s的恒定速度向上运动.在传送带底端A轻轻放上一质量m=2 kg的货物,
货物与传送带间的动摩擦因数 μ =0.8.求货物从 A 端运送到 B 端所需的 时
第四章 运动和力的关系复习
知识梳理
内容: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
牛顿
它上面的力迫使它改变这种状态
第一
力是改变物体
定律
运
动
和
力
的
关
系
理解
运动状态
的原因
一切物体在任何情况下都具有惯性,
质量 是惯性大小的唯一量度
内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成
牛顿
第二
定律
正比 ,跟它的质量成
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高一物理人教版必修一 4.7解决瞬时加速度问题的方法
解决瞬时加速度问题的方法
重/难点
重点:解决瞬时加速度问题的方法。
难点:解决瞬时加速度问题的方法。
重/难点分析
重点分析:两种基本模型:
1、刚性绳模型(细钢丝、细线等):认为是一种不发生明显形变即可产生
弹力的物体,它的形变的发生和变化过程历时极短,在物体受力情况改变(如某
个力消失)的瞬间,其形变可随之突变为受力情况改变后的状态所要求的数值。
2、轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等):此种形变明显,其形变发
生改变需时间较长,在瞬时问题中,其弹力的大小可看成是不变。
难点分析:解决此类问题的基本方法:
1、分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,求出各力大小(若物体处
于平衡状态,则利用平衡条件;若处于加速状态则利用牛顿运动定律);
2、分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等),哪些力变化,哪些力不变,哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力,发生在被
撤去物接触面上的弹力都立即消失);
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