高一力学知识系列和解题方法指导

孙其成

一、知识系列

（一）运动学与静力学

高一物理运动学主要研究描述运动的物理量及常见机械运动的规律，静力学主要研究有关力的基础知识和共点力平衡的规律.此是学习高中物理的预备内容，是力学的基础.

1.运动学

（1）描述质点运动的主要物理量有时间、位移、速度、加速度.

（2）直线运动：主要研究最简单、最基本的匀变速直线运动.其基本规律是

作为匀变速直线运动的实例有自由落体运动（可看成v0=0，a=g的匀加速直线运动）和竖直上抛运动（可看成竖直向上的匀减速直线运动和自由落体运动，也可统一看成竖直向上的匀减速运动）.

（3）曲线运动：主要研究抛体运动和圆周运动.

①抛体运动可看成是水平方向匀速直线运动和竖直方向匀变速直线运动（加速度为g）的合运动.

②描述圆周运动的物理量有线速度、角速度、周期、向心加速度等，它们间的关系是

2.静力学

（1）常见的三种力，力的合成与分解.

常见的三种力是重力、弹力和摩擦力.弹力产生于相互接触且发生形变的物体间，方向与自身形变方向相同;摩擦力产生于相互挤压且有相对运动或相对运动趋势的粗糙接触面间，方向与相对运动或相对运动趋势方向相反.力的合成与分解遵循平行四边形定则.

（2）共点力的平衡

研究对象处于静止或匀速直线运动运动状态称为平衡状态，平衡条件是合外力为零.

（二）运动和力

研究运动和力的关系是动力学的内容，牛顿定律是动力学的核心内容，对直线运动、曲线运动都适用.

1.牛顿运动定律

牛顿第一定律揭示了运动和力的定性关系，揭示了物体的惯性.牛顿第三定律反映了作用力与反作用力大小、方向的关系，适用于各种运动状态下相互作用的物体间.

从受力确定运动情况和从运动情况确定受力是用牛顿运动定律解决的两类基本问题，解题的关键是用牛顿第二定律或运动学公式求加速度.

2.曲线运动与万有引力

此是动力学知识在曲线运动上的具体应用，是动力学知识的进一步拓展和延伸.

（三）功和能

通过对功能关系的讨论，完成对能量概念的更深入的认识.既是力学问题的基础和综合，也是学习其他物理学知识的重要基础.

1.功和功率

力和物体在力的方向发生位移是做功的两个必要因素，恒力做功的公式是W=Flcosα.

二、解题方法指导

1.运动学

根据匀变速直线运动的基本公式或推论，已知任意三个物理量可求另外两个.运动学中常用公式和图象描述运动规律.

运动过程较复杂的问题应注意画出过程示意图.弄清各个阶段的运动性质，应用相应的运动规律.解答追及、相遇问题时应注意明确两物体的时间关系、速度关系、位移关系，分析临界状态、找出临界条件是解决这类问题的关键.

研究曲线运动常用方法是运动的合成与分解.合运动与其分运动具有等时性、独立性、等效性，遵循平行四边形定则，通常根据运动的实际效果分解，物体的实际运动为合运动.

2.静力学

可用假设法分析判断弹力或摩擦力，求解合力或分力，解决力的平衡问题.除了应用计算法，还可应用图解法定性地分析研究对象的受力及其变化.

分析共点力平衡问题的基本方法：

（1）合成法或分解法：當物体受三力作用处于平衡时，此三力必共面共点，任意两个力的合力与第三个力等值反向.

（1）确定研究对象（某物体，或物体的一部分，或整体）;

（2）分析对象的受力和运动情况;

（3）建立坐标系或选定正方向;

（4）运用定律和运动学公式列方程求解.

说明：对应用牛顿第二定律解网周运动问题，在对研究对象受力分析后，应弄清什么力提供向心力，作网心、半径、圆弧，取指向同心为正方向，根据向心力公式列方程求解.

4.功和能

应用动能定理解题的基本思路和方法：

（1）确定研究对象及其研究过程;

（2）受力分析，明确各力做功正、负及初、末状态动能;

（3）根据定理列方程求解.

应用机械能守恒定律解题的基本思路和方法：

（1）确定研究对象及其研究过程;

（2）受力分析，考察守恒条件;

（3）选取零势能参考平面，明确初、末状态机械能;

（4）根据定律列方程求解.

说明：应用能量守恒定律解题时，应分清研究过程有多少种形式的能在转化，分别列出初、末状态能量的表达式，或列出减少的能量和增加的能量的表示式，根据其等量关系列方程求解.

对较复杂力学综合问题，应注重分析物理过程，常采用分阶段，两个阶段的交接点受力的变化、状态的特点，往往是解题的关键，对不同的阶段或整个过程灵活选择相关力学规律求解.

力学中常用解题方法有：①正交分解法;②整体法和隔离法;③图象法;④极限分析法（或临界法）;⑤假设法;⑥程序法.