高一力學知識系列和解題方法指導

孫其成

一、知識系列

（一）運動學與靜力學

高一物理運動學主要研究描述運動的物理量及常見機械運動的規律，靜力學主要研究有關力的基礎知識和共點力平衡的規律.此是學習高中物理的預備內容，是力學的基礎.

1.運動學

（1）描述質點運動的主要物理量有時間、位移、速度、加速度.

（2）直線運動：主要研究最簡單、最基本的勻變速直線運動.其基本規律是

作為勻變速直線運動的實例有自由落體運動（可看成v0=0，a=g的勻加速直線運動）和豎直上拋運動（可看成豎直向上的勻減速直線運動和自由落體運動，也可統一看成豎直向上的勻減速運動）.

（3）曲線運動：主要研究拋體運動和圓周運動.

①拋體運動可看成是水平方向勻速直線運動和豎直方向勻變速直線運動（加速度為g）的合運動.

②描述圓周運動的物理量有線速度、角速度、周期、向心加速度等，它們間的關系是

2.靜力學

（1）常見的三種力，力的合成與分解.

常見的三種力是重力、彈力和摩擦力.彈力產生于相互接觸且發生形變的物體間，方向與自身形變方向相同;摩擦力產生于相互擠壓且有相對運動或相對運動趨勢的粗糙接觸面間，方向與相對運動或相對運動趨勢方向相反.力的合成與分解遵循平行四邊形定則.

（2）共點力的平衡

研究對象處于靜止或勻速直線運動運動狀態稱為平衡狀態，平衡條件是合外力為零.

（二）運動和力

研究運動和力的關系是動力學的內容，牛頓定律是動力學的核心內容，對直線運動、曲線運動都適用.

1.牛頓運動定律

牛頓第一定律揭示了運動和力的定性關系，揭示了物體的慣性.牛頓第三定律反映了作用力與反作用力大小、方向的關系，適用于各種運動狀態下相互作用的物體間.

從受力確定運動情況和從運動情況確定受力是用牛頓運動定律解決的兩類基本問題，解題的關鍵是用牛頓第二定律或運動學公式求加速度.

2.曲線運動與萬有引力

此是動力學知識在曲線運動上的具體應用，是動力學知識的進一步拓展和延伸.

（三）功和能

通過對功能關系的討論，完成對能量概念的更深入的認識.既是力學問題的基礎和綜合，也是學習其他物理學知識的重要基礎.

1.功和功率

力和物體在力的方向發生位移是做功的兩個必要因素，恒力做功的公式是W=Flcosα.

二、解題方法指導

1.運動學

根據勻變速直線運動的基本公式或推論，已知任意三個物理量可求另外兩個.運動學中常用公式和圖象描述運動規律.

運動過程較復雜的問題應注意畫出過程示意圖.弄清各個階段的運動性質，應用相應的運動規律.解答追及、相遇問題時應注意明確兩物體的時間關系、速度關系、位移關系，分析臨界狀態、找出臨界條件是解決這類問題的關鍵.

研究曲線運動常用方法是運動的合成與分解.合運動與其分運動具有等時性、獨立性、等效性，遵循平行四邊形定則，通常根據運動的實際效果分解，物體的實際運動為合運動.

2.靜力學

可用假設法分析判斷彈力或摩擦力，求解合力或分力，解決力的平衡問題.除了應用計算法，還可應用圖解法定性地分析研究對象的受力及其變化.

分析共點力平衡問題的基本方法：

（1）合成法或分解法：當物體受三力作用處于平衡時，此三力必共面共點，任意兩個力的合力與第三個力等值反向.

（1）確定研究對象（某物體，或物體的一部分，或整體）;

（2）分析對象的受力和運動情況;

（3）建立坐標系或選定正方向;

（4）運用定律和運動學公式列方程求解.

說明：對應用牛頓第二定律解網周運動問題，在對研究對象受力分析后，應弄清什么力提供向心力，作網心、半徑、圓弧，取指向同心為正方向，根據向心力公式列方程求解.

4.功和能

應用動能定理解題的基本思路和方法：

（1）確定研究對象及其研究過程;

（2）受力分析，明確各力做功正、負及初、末狀態動能;

（3）根據定理列方程求解.

應用機械能守恒定律解題的基本思路和方法：

（1）確定研究對象及其研究過程;

（2）受力分析，考察守恒條件;

（3）選取零勢能參考平面，明確初、末狀態機械能;

（4）根據定律列方程求解.

說明：應用能量守恒定律解題時，應分清研究過程有多少種形式的能在轉化，分別列出初、末狀態能量的表達式，或列出減少的能量和增加的能量的表示式，根據其等量關系列方程求解.

對較復雜力學綜合問題，應注重分析物理過程，常采用分階段，兩個階段的交接點受力的變化、狀態的特點，往往是解題的關鍵，對不同的階段或整個過程靈活選擇相關力學規律求解.

力學中常用解題方法有：①正交分解法;②整體法和隔離法;③圖象法;④極限分析法（或臨界法）;⑤假設法;⑥程序法.