高中物理力学部分知识点归纳以及经典例题探究

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1、高中物理力学部分知识点归纳 以及经典例题 探究1、基本概念： 力、合力、分力、力的平行四边形法则、三种常见类型的力、力的三要素、时间、时刻、位移、路程、速度、速率、瞬时速度、平均速度、平均速率、加速度、共点力平衡（平衡条件）、线速度、角速度、周期、频率、向心加速度、向心力、动量、冲量、动量变化、功、功率、能、动能、重力势能、弹性势能、机械能、简谐运动的位移、回复力、受迫振动、共振、机械波、振幅、波长、波速2、基本规律： 匀变速直线运动的基本规律（12 个方程）； 三力共点平衡的特点； 牛顿运动定律（牛顿第一、第二、第三定律）； 万有引力定律； 天体运动的基本规律（行星、人造地球卫星、万有引力完

2、全充当向心力、近地极地同步三颗特殊卫星、变轨问题）； 动量定理与动能定理（力与物体速度变化的关系 冲量与动量变化的关系 功与能量变化的关系）； 动量守恒定律（四类守恒条件、方程、应用过程）； 功能基本关系（功是能量转化的量度） 重力做功与重力势能变化的关系（重力、分子力、电场力、引力做功的特点）； 功能原理（非重力做功与物体机械能变化之间的关系）； 机械能守恒定律（守恒条件、方程、应用步骤）； 简谐运动的基本规律（两个理想化模型一次全振动四个过程五个物理量、简谐运动的对称性、单摆的振动周期公式）；简谐运动的图像应用； 简谐波的传播特点；波长、波速、周期的关系；简谐波的图像应用；3、基本运动类型

3、： 运动类型 受力特点 备注 直线运动 所受合外力与物体速度方向在一条直线上 一般变速直线运动的受力分析 匀变速直线运动 同上且所受合外力为恒力 1. 匀加速直线运动 2. 匀减速直线运动 曲线运动 所受合外力与物体速度方向不在一条直线上 速度方向沿轨迹的切线方向 合外力指向轨迹内侧 （类）平抛运动 所受合外力为恒力且与物体初速度方向垂直 运动的合成与分解 匀速圆周运动 所受合外力大小恒定、方向始终沿半径指向圆心 （合外力充当向心力） 一般圆周运动的受力特点 向心力的受力分析 简谐运动 所受合外力大小与位移大小成正比，方向始终指向平衡位置 回复力的受力分析4、基本方法： 力的合成与分解（平行四

4、边形、三角形、多边形、正交分解）； 三力平衡问题的处理方法（封闭三角形法、相似三角形法、多力平衡问题正交分解法）； 对物体的受力分析（隔离体法、依据：力的产生条件、物体的运动状态、注意静摩擦力的分析方法假设法）； 处理匀变速直线运动的解析法(解方程或方程组)、图像法（匀变速直线运动的 s-t 图像、v-t 图像）； 解决动力学问题的三大类方法：牛顿运动定律结合运动学方程（恒力作用下的宏观低速运动问题）、动量、能量（可处理变力作用的问题、不需考虑中间过程、注意运用守恒观点）； 针对简谐运动的对称法、针对简谐波图像的描点法、平移法5、常见题型： 合力与分力的关系：两个分力及其合力的大小、方向六个量

5、中已知其中四个量求另外两个量。 斜面类问题：（1）斜面上静止物体的受力分析；（2）斜面上运动物体的受力情况和运动情况的分析（包括物体除受常规力之外多一个某方向的力的分析）；（3）整体（斜面和物体）受力情况及运动情况的分析（整体法、个体法）。 动力学的两大类问题：（1）已知运动求受力；（2）已知受力求运动。 竖直面内的圆周运动问题：（注意向心力的分析；绳拉物体、杆拉物体、轨道内侧外侧问题；最高点、最低点的特点）。 人造地球卫星问题：（几个近似；黄金变换；注意公式中各物理量的物理意义）。 动量机械能的综合题： （1） 单个物体应用动量定理、动能定理或机械能守恒的题型； （2） 系统应用动量定理的题

6、型； （3） 系统综合运用动量、能量观点的题型： 碰撞问题； 爆炸（反冲）问题（包括静止原子核衰变问题）； 滑块长木板问题（注意不同的初始条件、滑离和不滑离两种情况、四个方程）； 子弹射木块问题； 弹簧类问题（竖直方向弹簧、水平弹簧振子、系统内物体间通过弹簧相互作用等）； 单摆类问题： 工件皮带问题（水平传送带，倾斜传送带）； 人车问题；人船问题；人气球问题（某方向动量守恒、平均动量守恒）； 机械波的图像应用题： （1）机械波的传播方向和质点振动方向的互推； （2）依据给定状态能够画出两点间的基本波形图； （3）根据某时刻波形图及相关物理量推断下一时刻波形图或根据两时刻波形图求解相关物理量；

7、（4）机械波的干涉、衍射问题及声波的多普勒效应。例题1、如图 1-1 所示，长为 5 米的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距 为 4 米的两杆顶端 A、B。绳上挂一个光滑的轻质挂钩。它钩着一个 重为 12 牛的物体。平衡时，绳中张力 T= 分析与解：本题为三力平衡问题。其基本思路为：选对象、分析力、 画力图、列方程。对平衡问题，根据题目所给条件，往往可采用不同 的方法，如正交分解法、相似三角形等。所以，本题有多种解法。 解法一：选挂钩为研究对象，其受力如图 1-2 所示，设细绳与水平夹 角为，由平衡条件可知：2TSin=F，其中 F=12 牛，将绳延长，由 图中几何条件得：Sin=3/5，则代

8、入上式可得 T=10 牛。 解法二：挂钩受三个力，由平衡条件可知：两个拉力（大小相等均为 T）的合力 F与 F 大小相等方向相反。以两个拉力为邻边所作的平行 四边形为菱形。如图 1-2 所示，其中力的三角形OEG 与ADC 相似，则： 得：牛。想一想：若将右端绳 A 沿杆适当下移些，细绳上张力是否变化？ （提示：挂钩在细绳上移到一个新位置，挂钩两边细绳与水平方向夹角仍相等，细绳的张力仍不变。 ）2、如图 2-1 所示，轻质长绳水平地跨在相距为 2L 的两个小定滑轮 A、B 上，质量为 m 的物块悬挂在绳上 O 点，O 与 A、B 两滑轮的 距离相等。在轻绳两端 C、D 分别施加竖直向下的恒力

9、F=mg。先托 住物块，使绳处于水平拉直状态，由静止释放物块，在物块下落过 程中，保持 C、D 两端的拉力 F 不变。 （1）当物块下落距离 h 为多大时，物块的加速度为零？ （2）在物块下落上述距离的过程中，克服 C 端恒力 F 做功 W 为多 少？ （3）求物块下落过程中的最大速度 Vm 和最大距离 H？分析与解：物块向下先作加速运动，随着物块的下落，两绳间的夹 角逐渐减小。因为绳子对物块的拉力大小不变，恒等于 F，所以随着 两绳间的夹角减小，两绳对物块拉力的合力将逐渐增大，物块所受 合力逐渐减小，向下加速度逐渐减小。当物块的合外力为零时，速 度达到最大值。之后，因为两绳间夹角继续减小，物

10、块所受合外力 竖直向上，且逐渐增大，物块将作加速度逐渐增大的减速运动。当 物块下降速度减为零时，物块竖直下落的距离达到最大值 H。 当物块的加速度为零时，由共点力平衡条件可求出相应的角，再由角求出相应的距离 h，进而求出 克服 C 端恒力 F 所做的功。对物块运用动能定理可求出物块下落过程中的最大速度 Vm 和最大距离 H。 （1）当物块所受的合外力为零时，加速度为零，此时物块下降距离为 h。因为 F 恒等于 mg，所以绳对物 块拉力大小恒为 mg，由平衡条件知：2=120，所以=60，由图 2-2 知：h=L*tg30= L 1（2）当物块下落 h 时，绳的 C、D 端均上升 h，由几何关系

11、可得：h=-L 2克服 C 端恒力 F 做的功为：W=F*h 3由1、2、3式联立解得：W=（-1）mgL（3）出物块下落过程中，共有三个力对物块做功。重力做正功，两端绳子对物块的拉力做负功。两端绳 子拉力做的功就等于作用在 C、D 端的恒力 F 所做的功。因为物块下降距离 h 时动能最大。由动能定理得：mgh-2W= 4将1、2、3式代入4式解得：Vm= 当物块速度减小为零时，物块下落距离达到最大值 H，绳 C、D 上升的距离为 H。由动能定理得：mgH-2mgH=0，又 H=-L，联立解得：H=。3、如图 3-1 所示的传送皮带，其水平部分 ab=2 米，bc=4 米，bc 与水平面的夹角

12、=37，一小物体 A 与传送皮带的滑动摩擦系数=0.25，皮带沿图示方向运动，速率为 2 米/秒。若把物体 A 轻轻放到 a 点处，它将被皮带送到 c 点，且物体 A 一直没有脱离皮带。求物体 A 从 a 点被传送到 c 点所用的时间。 分析与解：物体 A 轻放到 a 点处，它对传送带的相对运动向后，传送带 对 A 的滑动摩擦力向前，则 A 作初速为零的匀加速运动直到与传送带 速度相同。设此段时间为 t1，则：a1=g=0.25x10=2.5 米/秒2 t=v/a1=2/2.5=0.8 秒设 A 匀加速运动时间内位移为 S1，则：设物体 A 在水平传送带上作匀速运动时间为 t2，则设物体 A

13、在 bc 段运动时间为 t3，加速度为2，则：2=g*Sin37-gCos37=10x0.6-0.25x10x0.8=4 米/秒2解得：t3=1 秒 （t3=-2 秒舍去） 所以物体 A 从 a 点被传送到 c 点所用的时间 t=t1+t2+t3=0.8+0.6+1=2.4 秒。4、如图 4-1 所示，传送带与地面倾角 =37，AB 长为 16 米，传送带以 10 米/秒 的速度匀速运动。在传送带上端 A 无初速地释放一个质量为 0.5 千克的物体，它 与传送带之间的动摩擦系数为 =0.5， 求：（1）物体从 A 运动到 B 所需时间， （2）物体从 A 运动到 B 的过程中，摩 擦力对物体所

14、做的功 （g=10 米/秒2） 分析与解：（1）当物体下滑速度小于传送带时，物体的加速度为 1,（此时滑动摩擦力沿斜面向下）则：t1=v/1=10/10=1 米 当物体下滑速度大于传送带 V=10 米/秒 时，物体的加速度为 2（此时 f 沿斜面向上）则：即：10t2+t22=11 解得：t2=1 秒（t2=-11 秒舍去） 所以，t=t1+t2=1+1=2 秒 （2）W1=fs1=mgcosS1=0.5X0.5X10X0.8X5=10 焦W2=-fs2=-mgcosS2=-0.5X0.5X10X0.8X11=-22 焦 所以，W=W1+W2=10-22=-12 焦。 想一想：如图 4-1 所

15、示，传送带不动时，物体由皮带顶端 A 从静止开始下滑到皮带底 端 B 用的时间为 t，则：（请选择） A.当皮带向上运动时，物块由 A 滑到 B 的时间一定大于 t。 B.当皮带向上运动时，物块由 A 滑到 B 的时间一定等于 t。 C.当皮带向下运动时，物块由 A 滑到 B 的时间可能等于 t。 D.当皮带向下运动时，物块由 A 滑到 B 的时间可能小于 t。 （B、C、D）5、如图 5-1 所示，长 L=75cm 的静止直筒中有一不计大小的小球，筒与球的总质量为 4 千克，现对筒施加一竖直向下、大小为 21 牛的恒力，使筒竖直向下运动，经 t=0.5 秒 时间，小球恰好跃出筒口。求：小球的质量。 （取 g=10m/s2） 分析与解：筒受到竖直向下的力作用后做竖直向下的匀加速运动，且加速度大于重力加速度。而小球则是在筒内做自由落体运动。小球跃出筒口时，筒的位移比小球的位移多一个筒的长度。设筒与小球的总质量为 M，小球的质量为 m，筒在重力及恒力的共同作用下竖直向下做初速为零的匀 加速运动，设加速度为 a；小球做自由落体运动。设在时间 t 内，筒与小球的位移分别为 h1、h2（球可视 为质点）如图 5-2 所示。由运动学公式得：又有：L=h1-h2 代入数据解得：a=16 米/秒2又因为筒受到重力(M-m)g 和向下作用力 F，据牛顿第二定律：F+(M-m)g=(M