第2节 力与运动

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考点一 基本概念

1．机械运动

在物理学中，把一个物体相对于另一个物体位置的变化称作机械运动，简称运动。

2．参照物

要描述某一物体的位置变化，就必须选择另外的一个物体作为标准。这个被选来作为标准的另外的物体，就叫做参照物。

3．运动和静止的相对性

自然界中一切物体都在运动，因为地球本身在自转，所以绝对静止的物体是不存在的。通常所描述的物体的运动或静止都是相对于某一个参照物而言的。同一个物体是运动还是静止，取决于所选的参照物，这就是运动和静止的相对性。

【注意】相对静止的条件是两个物体向同一方向，以同样的速度前进。

选择不同的参考系来观察同一物体的运动，观察结果可能会有所不同。

考点二 速度与加速度

1．速度

公式，速度的单位及换算1m/s=3.6km/h。

变速运动的平均速度。

2．加速度

加速度（Acceleration）是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值，是描述物体速度改变快慢的物理量，通常用a表示，单位是m/s2。

当物体的加速度保持大小和方向不变时，物体就做匀变速运动。如自由落体运动、平抛运动等。

当物体的加速度方向与初速度方向在同一直线上时，物体就做直线运动。如竖直上抛运动。

考点三 惯性及惯性定律

（1）惯性：一切物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质，这种性质叫做惯性。一切物体在任何情况下都具有惯性。

（2）惯性定律（即牛顿第一定律）：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态，这叫做惯性定律。

考点四 二力的平衡

1．二力（或几个力）的平衡

物体受到两个力（或几个力）作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，这两个力（或几个力）相互平衡。

2．二力平衡的条件

（1）条件：大小相等，方向相反，作用于同一物体，在同一直线上。

（2）应用：物体受平衡力，一定处于平衡状态，根据一个已知力，可求另一个力。

考点五 运动和力

1．力对运动的影响

如果力的方向和物体运动的方向在一条直线上，则力对物体的运动速度有加快（同一方向）或阻碍（反方向）作用；如果力的方向和物体运动的方向不在一条直线上，则力会改变物体的运动方向或速率。

2．物体运动状态的改变

物体速度大小和运动方向的改变，都叫做物体运动状态的改变。

真题示例

1．（上海2020A）如图所示，匀速向东行驶的火车车厢中，光滑水平桌面上正中位置放有一个相对静止的小球。右下图是小球的俯视图，A为初始位置，曲线为小球相对桌面的运动轨迹，可以判断（　）。

A．火车向北减速转弯

B．火车向西减速前进

C．火车向东加速前进

D．火车向南减速转弯

[解析] 本题考查物理学惯性和相对运动。小球与水平面间的摩擦可以不计，所以小球在水平面内不受力的作用，始终与列车一起向前做匀速直线运动，发现小球沿如图（俯视图）中的虚线从A点运动到B点，可知列车和桌子的速度慢下来，小球要保持以前的速度继续运行，所以会向前减速运动。出现如图的曲线，是因为桌子跟着列车向北拐弯，而小球要保持匀速直线运动。故A正确。因此，选择A选项。

2．（上海2020B）质量分别为3m和m的两颗恒星A和B组成双星系统，仅在相互之间万有引力的作用下，以两星连线上的某点为圆点，在同一平面内做角速度相同的匀速圆周运动，已知向心力大小与物体质量、轨道半径、角速度平方成正比。下列说法正确的是（　）。

A．两恒星的向心力大小相等

B．两恒星的轨道半径相等

C．两恒星的线速度相等

D．两恒星的周期不等

[解析] 本题考查物理学中的圆周运动。作用力与反作用力大小相等，方向相反，对A、B星，都是万有引力提供向心力，所以A、B两颗恒星的向心力之比FA∶FB=1∶1；同时：=3m·ω2RA=m·ω2RB，其中：d=RA+RB；联立解得：；故。角速度为ω，由万有引力定律和向心力公式：，由v=rω，得：vm1∶vm2=m2∶m1=1∶3。周期为。因此，选择A选项。