關(guān)于高一物理的知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
在我們上學(xué)期間,大家都沒(méi)少背知識(shí)點(diǎn)吧?知識(shí)點(diǎn)就是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。哪些才是我們真正需要的知識(shí)點(diǎn)呢?以下是小編幫大家整理的高一物理的知識(shí)點(diǎn)總結(jié),僅供參考,希望能夠幫助到大家。
一、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(1)——直線運(yùn)動(dòng)
1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)
1、平均速度V平=S/t(定義式)
2、有用推論Vt^2–Vo^2=2as
3、中間時(shí)刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2
4、末速度Vt=Vo+at
5、中間位置速度Vs/2=[(Vo^2+Vt^2)/2]1/2
6、位移S=V平t=Vot+at^2/2=Vt/2t
7、加速度a=(Vt-Vo)/t以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0
8、實(shí)驗(yàn)用推論ΔS=aT^2ΔS為相鄰連續(xù)相等時(shí)間(T)內(nèi)位移之差
9、主要物理量及單位:初速(Vo):m/s
加速度(a):m/s^2末速度(Vt):m/s
時(shí)間(t):秒(s)位移(S):米(m)路程:米速度單位換算:1m/s=3、6Km/h
注:(1)平均速度是矢量。(2)物體速度大,加速度不一定大。(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式。(4)其它相關(guān)內(nèi)容:質(zhì)點(diǎn)/位移和路程/s——t圖/v——t圖/速度與速率/
2)自由落體
1、初速度Vo=0
2、末速度Vt=gt
3、下落高度h=gt^2/2(從Vo位置向下計(jì)算)4、推論Vt^2=2gh
注:(1)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),遵循勻變速度直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
。2)a=g=9、8m/s^2≈10m/s^2重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下。
3)豎直上拋
1、位移S=Vot-gt^2/22、末速度Vt=Vo-gt(g=9、8≈10m/s2)
3、有用推論Vt^2–Vo^2=-2gS4、上升最大高度Hm=Vo^2/2g(拋出點(diǎn)算起)
5、往返時(shí)間t=2Vo/g(從拋出落回原位置的時(shí)間)
注:(1)全過(guò)程處理:是勻減速直線運(yùn)動(dòng),以向上為正方向,加速度取負(fù)值。(2)分段處理:向上為勻減速運(yùn)動(dòng),向下為自由落體運(yùn)動(dòng),具有對(duì)稱性。(3)上升與下落過(guò)程具有對(duì)稱性,如在同點(diǎn)速度等值反向等。
二、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)
。2)——曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力
1)平拋運(yùn)動(dòng)
1、水平方向速度Vx=Vo2、豎直方向速度Vy=gt
3、水平方向位移Sx=Vot4、豎直方向位移(Sy)=gt^2/2
5、運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=(2Sy/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)
6、合速度Vt=(Vx^2+Vy^2)1/2=[Vo^2+(gt)^2]1/2
合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/Vo
7、合位移S=(Sx^2+Sy^2)1/2,
位移方向與水平夾角α:tgα=Sy/Sx=gt/2Vo
注:(1)平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),加速度為g,通?煽醋魇撬椒较虻膭蛩僦本運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合成。(2)運(yùn)動(dòng)時(shí)間由下落高度h(Sy)決定與水平拋出速度無(wú)關(guān)。(3)θ與β的關(guān)系為tgβ=2tgα。(4)在平拋運(yùn)動(dòng)中時(shí)間t是解題關(guān)鍵。(5)曲線運(yùn)動(dòng)的物體必有加速度,當(dāng)速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時(shí)物體做曲線運(yùn)動(dòng)。
2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)
1、線速度V=s/t=2πR/T2、角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3、向心加速度a=V^2/R=ω^2R=(2π/T)^2R4、向心力F心=Mv^2/R=mω^2*R=m(2π/T)^2*R
5、周期與頻率T=1/f6、角速度與線速度的關(guān)系V=ωR
7、角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系ω=2πn(此處頻率與轉(zhuǎn)速意義相同)
8、主要物理量及單位:弧長(zhǎng)(S):米(m)角度(Φ):弧度(rad)頻率(f):赫(Hz)
周期(T):秒(s)轉(zhuǎn)速(n):r/s半徑(R):米(m)線速度(V):m/s
角速度(ω):rad/s向心加速度:m/s2
注:(1)向心力可以由具體某個(gè)力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直。(2)做勻速度圓周運(yùn)動(dòng)的物體,其向心力等于合力,并且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動(dòng)能保持不變,但動(dòng)量不斷改變。
3)萬(wàn)有引力
1、開普勒第三定律T2/R3=K(=4π^2/GM)R:軌道半徑T:周期K:常量(與行星質(zhì)量無(wú)關(guān))
2、萬(wàn)有引力定律F=Gm1m2/r^2G=6、67×10^-11N·m^2/kg^2方向在它們的連線上
3、天體上的重力和重力加速度GMm/R^2=mgg=GM/R^2R:天體半徑(m)
4、衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期V=(GM/R)1/2ω=(GM/R^3)1/2T=2π(R^3/GM)1/2
5、第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=7、9Km/sV2=11、2Km/sV3=16、7Km/s
6、地球同步衛(wèi)星GMm/(R+h)^2=m*4π^2(R+h)/T^2h≈3、6kmh:距地球表面的高度
注:(1)天體運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力提供,F(xiàn)心=F萬(wàn)。(2)應(yīng)用萬(wàn)有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等。(3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空,運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同。(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時(shí),勢(shì)能變小、動(dòng)能變大、速度變大、周期變小。(5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7、9Km/S。
四、機(jī)械能
1、功
。1)做功的兩個(gè)條件:作用在物體上的力。
物體在里的方向上通過(guò)的距離。
。2)功的大。篧=Fscosa功是標(biāo)量功的單位:焦耳(J)
1J=1N*m
當(dāng)0<=a<派 2w="">0F做正功F是動(dòng)力
當(dāng)a=派/2w=0(cos派/2=0)F不作功
當(dāng)派/2<=a<派W<0F做負(fù)功F是阻力
。3)總功的求法:
W總=W1+W2+W3……Wn
W總=F合Scosa
2、功率
。1)定義:功跟完成這些功所用時(shí)間的比值。
P=W/t功率是標(biāo)量功率單位:瓦特(w)
此公式求的是平均功率
1w=1J/s1000w=1kw
。2)功率的另一個(gè)表達(dá)式:P=Fvcosa
當(dāng)F與v方向相同時(shí),P=Fv。(此時(shí)cos0度=1)
此公式即可求平均功率,也可求瞬時(shí)功率
1)平均功率:當(dāng)v為平均速度時(shí)
2)瞬時(shí)功率:當(dāng)v為t時(shí)刻的瞬時(shí)速度
。3)額定功率:指機(jī)器正常工作時(shí)最大輸出功率
實(shí)際功率:指機(jī)器在實(shí)際工作中的輸出功率
正常工作時(shí):實(shí)際功率≤額定功率
。4)機(jī)車運(yùn)動(dòng)問(wèn)題(前提:阻力f恒定)
P=FvF=ma+f(由牛頓第二定律得)
汽車啟動(dòng)有兩種模式
1)汽車以恒定功率啟動(dòng)(a在減小,一直到0)
P恒定v在增加F在減小尤F=ma+f
當(dāng)F減小=f時(shí)v此時(shí)有最大值
2)汽車以恒定加速度前進(jìn)(a開始恒定,在逐漸減小到0)
a恒定F不變(F=ma+f)V在增加P實(shí)逐漸增加最大
此時(shí)的P為額定功率即P一定
P恒定v在增加F在減小尤F=ma+f
當(dāng)F減小=f時(shí)v此時(shí)有最大值
3、功和能
。1)功和能的關(guān)系:做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程功是能量轉(zhuǎn)化的量度
。2)功和能的區(qū)別:能是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定的物理量,即過(guò)程量功是物體狀態(tài)變化過(guò)程有關(guān)的物理量,即狀態(tài)量,這是功和能的根本區(qū)別。
4、動(dòng)能。動(dòng)能定理
。1)動(dòng)能定義:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。用Ek表示
表達(dá)式Ek=1/2mv^2能是標(biāo)量也是過(guò)程量
單位:焦耳(J)1kg*m^2/s^2=1J
(2)動(dòng)能定理內(nèi)容:合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化
表達(dá)式W合=ΔEk=1/2mv^2-1/2mv0^2
適用范圍:恒力做功,變力做功,分段做功,全程做功
5、重力勢(shì)能
。1)定義:物體由于被舉高而具有的能量。用Ep表示
表達(dá)式Ep=mgh是標(biāo)量單位:焦耳(J)
。2)重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系
W重=-ΔEp
重力勢(shì)能的變化由重力做功來(lái)量度
。3)重力做功的特點(diǎn):只和初末位置有關(guān),跟物體運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)
重力勢(shì)能是相對(duì)性的,和參考平面有關(guān),一般以地面為參考平面
重力勢(shì)能的變化是絕對(duì)的,和參考平面無(wú)關(guān)
。4)彈性勢(shì)能:物體由于形變而具有的能量
彈性勢(shì)能存在于發(fā)生彈性形變的物體中,跟形變的大小有關(guān)
彈性勢(shì)能的變化由彈力做功來(lái)量度
6、機(jī)械能守恒定律
。1)機(jī)械能:動(dòng)能,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能的總稱
總機(jī)械能:E=Ek+Ep是標(biāo)量也具有相對(duì)性
機(jī)械能的變化,等于非重力做功(比如阻力做的功)
ΔE=W非重
機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化
。2)機(jī)械能守恒定律:只有重力做功的情況下,物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能保持不變
表達(dá)式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2成立條件:只有重力做功
一、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(1)——直線運(yùn)動(dòng)
1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)
1、平均速度V平=s/t(定義式)2、有用推論Vt2-Vo2=2as
3、中間時(shí)刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24、末速度Vt=Vo+at
5、中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26、位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7、加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0}
8、實(shí)驗(yàn)用推論Δs=aT2{Δs為連續(xù)相鄰相等時(shí)間(T)內(nèi)位移之差}
9、主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時(shí)間(t)秒(s)位移(s):;米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3、6km/h。
2)自由落體運(yùn)動(dòng)
1、初速度Vo=02、末速度Vt=gt
3、下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計(jì)算)
4、推論Vt2=2gh
。1)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),遵循勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律;
。2)a=g=9、8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
。3)豎直上拋運(yùn)動(dòng)
1、位移s=Vot-gt2/22、末速度Vt=Vo-gt(g=9、8m/s2≈10m/s2)
3、有用推論Vt2-Vo2=-2gs4、上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點(diǎn)算起)
5、往返時(shí)間t=2Vo/g(從拋出落回原位置的時(shí)間)
(1)全過(guò)程處理:是勻減速直線運(yùn)動(dòng),以向上為正方向,加速度取負(fù)值;
。2)分段處理:向上為勻減速直線運(yùn)動(dòng),向下為自由落體運(yùn)動(dòng),具有對(duì)稱性;
。3)上升與下落過(guò)程具有對(duì)稱性,如在同點(diǎn)速度等值反向等。
二、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(2)——曲線運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力
1)平拋運(yùn)動(dòng)
1、水平方向速度:Vx=Vo2、豎直方向速度:Vy=gt
3、水平方向位移:x=Vot4、豎直方向位移:y=gt2/2
5、運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)
6、合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7、合位移:s=(x2+y2)1/2,
位移方向與水平夾角α:tgα=y(tǒng)/x=gt/2Vo
8、水平方向加速度:ax=0;豎直方向加速度:ay=g
。1)平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),加速度為g,通?煽醋魇撬椒较虻膭蛩僦本運(yùn)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合成;
。2)運(yùn)動(dòng)時(shí)間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無(wú)關(guān);
。3)θ與β的關(guān)系為tgβ=2tgα;
。4)在平拋運(yùn)動(dòng)中時(shí)間t是解題關(guān)鍵;
。5)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體必有加速度,當(dāng)速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)。
2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)
1、線速度V=s/t=2πr/T
2、角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3、向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r
4、向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合力(常見(jiàn)的力、力的合成與分解)
1)常見(jiàn)的力
1、重力G=mg(方向豎直向下,g=9、8m/s2≈10m/s2,作用點(diǎn)在重心,適用于地球表面附近)
2、胡克定律F=kx{方向沿恢復(fù)形變方向,k:勁度系數(shù)(N/m),x:形變量(m)}
3、滑動(dòng)摩擦力F=μFN{與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,μ:摩擦因數(shù),F(xiàn)N:正壓力(N)}
4、靜摩擦力0≤f靜≤fm(與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反,fm為最大靜摩擦力)
2)力的合成與分解
1、同一直線上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1>F2)
2、互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2時(shí):F=(F12+F22)1/2
3、合力大小范圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4、力的正交分解:Fx=Fcosβ,F(xiàn)y=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)
。1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;
。2)合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作圖法求解,此時(shí)要選擇標(biāo)度,嚴(yán)格作圖;
。4)F1與F2的值一定時(shí),F(xiàn)1與F2的夾角(α角)越大,合力越。
。5)同一直線上力的合成,可沿直線取正方向,用正負(fù)號(hào)表示力的方向,化簡(jiǎn)為代數(shù)運(yùn)算。
第一章力
定義:力是物體之間的相互作用。
理解要點(diǎn):
。1)力具有物質(zhì)性:力不能離開物體而存在。說(shuō)明:①對(duì)某一物體而言,可能有一個(gè)或多個(gè)施力物體。
②并非先有施力物體,后有受力物體
。2)力具有相互性:一個(gè)力總是關(guān)聯(lián)著兩個(gè)物體,施力物體同時(shí)也是受力物體,受力物體同時(shí)也是施力物體。說(shuō)明:①相互作用的物體可以直接接觸,也可以不接觸。
②力的大小用測(cè)力計(jì)測(cè)量。
(3)力具有矢量性:力不僅有大小,也有方向。
(4)力的作用效果:使物體的形狀發(fā)生改變;使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。
。5)力的種類:
、俑鶕(jù)力的性質(zhì)命名:如重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等。
②根據(jù)效果命名:如壓力、拉力、動(dòng)力、阻力、向心力、回復(fù)力等。
說(shuō)明:根據(jù)效果命名的,不同名稱的力,性質(zhì)可以相同;同一名稱的力,性質(zhì)可以不同。
重力
定義:由于受到地球的吸引而使物體受到的力叫重力。
說(shuō)明:①地球附近的物體都受到重力作用。
、谥亓κ怯傻厍虻奈a(chǎn)生的,但不能說(shuō)重力就是地球的吸引力。
、壑亓Φ氖┝ξ矬w是地球。
④在兩極時(shí)重力等于物體所受的萬(wàn)有引力,在其它位置時(shí)不相等。
。1)重力的大。篏=mg
說(shuō)明:①在地球表面上不同的地方同一物體的重力大小不同的,緯度越高,同一物體的重力越大,因而同一物體在兩極比在赤道重力大。
、谝粋(gè)物體的重力不受運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響,與是否還受其它力也無(wú)關(guān)系。
、墼谔幚砦锢韱(wèn)題時(shí),一般認(rèn)為在地球附近的任何地方重力的大小不變。
(2)重力的方向:豎直向下(即垂直于水平面)
說(shuō)明:①在兩極與在赤道上的物體,所受重力的方向指向地心。
、谥亓Φ姆较虿皇芷渌饔昧Φ挠绊懀c運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也沒(méi)有關(guān)系。
。3)重心:物體所受重力的作用點(diǎn)。
重心的確定:①質(zhì)量分布均勻。物體的重心只與物體的形狀有關(guān)。形狀規(guī)則的均勻物體,它的重心就在幾何中心上。
、谫|(zhì)量分布不均勻的物體的重心與物體的形狀、質(zhì)量分布有關(guān)。
、郾“逍挝矬w的重心,可用懸掛法確定。
說(shuō)明:①物體的重心可在物體上,也可在物體外。
、谥匦牡奈恢门c物體所處的位置及放置狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。
、垡胫匦母拍詈,研究具體物體時(shí),就可以把整個(gè)物體各部分的重力用作用于重心的一個(gè)力來(lái)表示,于是原來(lái)的物體就可以用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)來(lái)代替。
。1)形變:物體的形狀或體積的改變,叫做形變。
說(shuō)明:①任何物體都能發(fā)生形變,不過(guò)有的形變比較明顯,有的形變及其微小。
、趶椥孕巫儯撼啡ネ饬竽芑謴(fù)原狀的形變,叫做彈性形變,簡(jiǎn)稱形變。
(2)彈力:發(fā)生形變的物體由于要恢復(fù)原狀對(duì)跟它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用,這種力叫彈力。
說(shuō)明:①?gòu)椓Ξa(chǎn)生的條件:接觸;彈性形變。
、趶椓κ且环N接觸力,必存在于接觸的物體間,作用點(diǎn)為接觸點(diǎn)。
、蹚椓Ρ仨毊a(chǎn)生在同時(shí)形變的兩物體間。
、軓椓εc彈性形變同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失。
。3)彈力的方向:與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向相反。
幾種典型的'產(chǎn)生彈力的理想模型:
①輕繩的拉力(張力)方向沿繩收縮的方向。注意桿的不同。
、邳c(diǎn)與平面接觸,彈力方向垂直于平面;點(diǎn)與曲面接觸,彈力方向垂直于曲面接觸點(diǎn)所在切面。
、燮矫媾c平面接觸,彈力方向垂直于平面,且指向受力物體;球面與球面接觸,彈力方向沿兩球球心連線方向,且指向受力物體。
。4)大。簭椈稍趶椥韵薅葍(nèi)遵循胡克定律F=kx,k是勁度系數(shù),表示彈簧本身的一種屬性,k僅與彈簧的材料、粗細(xì)、長(zhǎng)度有關(guān),而與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、所處位置無(wú)關(guān)。其他物體的彈力應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況,利用平衡條件或運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律計(jì)算。
摩擦力
。1)滑動(dòng)摩擦力:一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相當(dāng)于另一個(gè)物體滑動(dòng)的時(shí)候,要受到另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng)的力,這種力叫做滑動(dòng)摩擦力。
說(shuō)明:①摩擦力的產(chǎn)生是由于物體表面不光滑造成的。
、谀Σ亮哂邢嗷バ浴
、』瑒(dòng)摩擦力的產(chǎn)生條件:A、兩個(gè)物體相互接觸;B、兩物體發(fā)生形變;C、兩物體發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng);D、接觸面不光滑。
ⅱ滑動(dòng)摩擦力的方向:總跟接觸面相切,并跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。
說(shuō)明:①“與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反”不能等同于“與運(yùn)動(dòng)方向相反”
、诨瑒(dòng)摩擦力可能起動(dòng)力作用,也可能起阻力作用。
、;瑒(dòng)摩擦力的大。篎=μFN
說(shuō)明:①FN兩物體表面間的壓力,性質(zhì)上屬于彈力,不是重力。應(yīng)具體分析。
②μ與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān),無(wú)單位。
、刍瑒(dòng)摩擦力大小,與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度大小無(wú)關(guān)。
、ばЧ嚎偸亲璧K物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),但并不總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。
、。滾動(dòng)摩擦:一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦,滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦要小得多。
。2)靜摩擦力:兩相對(duì)靜止的相接觸的物體間,由于存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)而產(chǎn)生的摩擦力。
說(shuō)明:靜摩擦力的作用具有相互性。
ⅰ靜摩擦力的產(chǎn)生條件:A。兩物體相接觸;B。相接觸面不光滑;C。兩物體有形變;D。兩物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
ⅱ靜摩擦力的方向:總跟接觸面相切,并總跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反。
說(shuō)明:①運(yùn)動(dòng)的物體可以受到靜摩擦力的作用。
、陟o摩擦力的方向可以與運(yùn)動(dòng)方向相同,可以相反,還可以成任一夾角θ。
、垤o摩擦力可以是阻力也可以是動(dòng)力。
、lo摩擦力的大小:兩物體間的靜摩擦力的取值范圍0<F≤Fm,其中Fm為兩個(gè)物體間的最大靜摩擦力。靜摩擦力的大小應(yīng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況,利用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行計(jì)算。
說(shuō)明:①靜摩擦力是被動(dòng)力,其作用是與使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力相平衡,在取值范圍內(nèi)是根據(jù)物體的“需要”取值,所以與正壓力無(wú)關(guān)。
、谧畲箪o摩擦力大小決定于正壓力與最大靜摩擦因數(shù)效果:總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。
受力分析的程序是:
1、根據(jù)題意選取適當(dāng)?shù)难芯繉?duì)象,選取研究對(duì)象的原則是要使對(duì)物體的研究處理盡量簡(jiǎn)便,研究對(duì)象可以是單個(gè)物體,也可以是幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)。
2、把研究對(duì)象從周圍的環(huán)境中隔離出來(lái),按照先外力,再接觸力的順序?qū)ξ矬w進(jìn)行受力分析,并畫出物體的受力示意圖,這種方法常稱為隔離法。
3、對(duì)物體受力分析時(shí),應(yīng)注意一下幾點(diǎn):
(1)不要把研究對(duì)象所受的力與它對(duì)其它物體的作用力相混淆。
(2)對(duì)于作用在物體上的每一個(gè)力都必須明確它的來(lái)源,不能無(wú)中生有。
。3)分析的是物體受哪些“性質(zhì)力”,不要把“效果力”與“性質(zhì)力”重復(fù)分析。
力的合成
求幾個(gè)共點(diǎn)力的合力,叫做力的合成。
。1)力是矢量,其合成與分解都遵循平行四邊形定則。
(2)一條直線上兩力合成,在規(guī)定正方向后,可利用代數(shù)運(yùn)算。
。3)互成角度共點(diǎn)力互成的分析
、賰蓚(gè)力合力的取值范圍是|F1-F2|≤F≤F1+F2
、诠颤c(diǎn)的三個(gè)力,如果任意兩個(gè)力的合力最小值小于或等于第三個(gè)力,那么這三個(gè)共點(diǎn)力的合力可能等于零。
、弁瑫r(shí)作用在同一物體上的共點(diǎn)力才能合成(同時(shí)性和同體性)。
④合力可能比分力大,也可能比分力小,也可能等于某一個(gè)分力。
1、加速度a與速度V的關(guān)系符合下式:V==at,t為時(shí)間變量,
我們有a==V/t,表明,加速度a,就是速度V在單位時(shí)間內(nèi)的平均變化率。
2、V==at是一個(gè)直線方程,它相當(dāng)于數(shù)學(xué)上的y=kx(V相當(dāng)于y,t相當(dāng)于x,a相當(dāng)于k)
數(shù)學(xué)知識(shí)指出,k是特定直線y=kx的斜率,
直線斜率有如下性質(zhì):
。1)不同直線(彼此不平行)的斜率,數(shù)值不等
。2)同一直線上斜率的數(shù)值,處處相等(與y和x的數(shù)值無(wú)關(guān))
。3)直線斜率的數(shù)值,可以通過(guò)y和x的數(shù)值來(lái)求算:
k==y/x
。4)雖然k==y/x,但是,y==0,x==0,k不為零。
仿此,
。1)不同運(yùn)動(dòng)的加速度,數(shù)值不等
。2)同一運(yùn)動(dòng)的加速度數(shù)值,處處相等(與V和t的數(shù)值無(wú)關(guān))
(3)運(yùn)動(dòng)的加速度數(shù)值,可以通過(guò)V和t的數(shù)值來(lái)求算:
==V/t
。4)雖然a==V/t,但是V==0(由靜止開始云動(dòng)),t==0,但a不為零。
變加速運(yùn)動(dòng)中的物體加速度在減小而速度卻在增大,以及加速度不為零的物體速度大小卻可能不變。(這兩句怎么理解啊?舉幾個(gè)例子?)
變加速運(yùn)動(dòng)中加速度減小速度當(dāng)然是增大了,只有加速度的方向與速度方向一致那么速度就是增加的,與加速度大小沒(méi)有關(guān)系,例如從一個(gè)半圓形軌道上滑下的一個(gè)木塊,它沿水平方向的加速度是減小的,但速度是增加的。
加速度在與速度方向在同一條直線上時(shí)才改變速度的大小,
有加速度那么速度就得改變,如果想讓速度大小不變,那么就得讓它的方向改變,如勻速圓周運(yùn)動(dòng),加速度的大小不變且不為0,速度方向不斷改變但大小不變。
剎車方面應(yīng)用題:汽車以15米每秒的速度行駛,司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有危險(xiǎn),在0、8s之后才能作出反應(yīng),馬上制動(dòng),這個(gè)時(shí)間稱為反應(yīng)時(shí)間。若汽車剎車時(shí)能產(chǎn)生最大加速度為5米每二次方秒,從汽車司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有危險(xiǎn)馬上制動(dòng)剎車到汽車完全停下來(lái),汽車所通過(guò)的距離叫剎車距離。問(wèn)該汽車的剎車距離為多少?(最好附些過(guò)程,謝謝)
15米/秒加速度是5米/二次方秒那么停止需要3秒鐘
3秒通過(guò)的路程是s=15*3-1/2*5*3^2=22、5
反應(yīng)時(shí)間是0、8秒s=0、8*15=12
總的距離就是22、5+12=34、5
原先“直線運(yùn)動(dòng)”是放在“力”之后的,在力這一章先講矢量及其算法,然后是利用矢量運(yùn)算法則學(xué)習(xí)力的計(jì)算,F(xiàn)在倒過(guò)來(lái)了。建議你還是先學(xué)一下這這章內(nèi)容。
要理解“加速度”,首先要理解“位移”和“速度”概念,位移就是物體運(yùn)動(dòng)前后位置的變化,即由開始位置指向結(jié)束位置的矢量。
速度就是物體位移(物體位置的變化量)與物體運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間的比值,如果物體不是勻速運(yùn)動(dòng)(叫變速運(yùn)動(dòng)),速度就又有瞬時(shí)速度和平均速度之分,平均速度就是作變速運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)(或某段位移上),位移與時(shí)間的比值;瞬時(shí)速度就是物體在某一點(diǎn)或某一時(shí)刻的速度。
加速度就是物體速度的變化量與物體速度變化所用時(shí)間的比值,如果物體不是勻加速運(yùn)動(dòng)(叫變加速運(yùn)動(dòng)),加速度就又有瞬時(shí)加速度和平均加速度之分,平均加速度就是作變速運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)(或某段位移上),速度變化量與時(shí)間的比值;瞬時(shí)加速度就是物體在某一點(diǎn)或某一時(shí)刻的加速度。
對(duì)比上面速度與加速度的概念,你就會(huì)容易理解一點(diǎn)的。
一、運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念
1、參考系:描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),選來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)的的另外的物體。
運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,靜止是相對(duì)的。一個(gè)物體是運(yùn)動(dòng)的還是靜止的,都是相對(duì)于參考系在而言的。
參考系的選擇是任意的,被選為參考系的物體,我們假定它是靜止的。選擇不同的物體作為參考系,可能得出不同的結(jié)論,但選擇時(shí)要使運(yùn)動(dòng)的描述盡量的簡(jiǎn)單。通常以地面為參考系。
2、質(zhì)點(diǎn):
①定義:用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的模型,是科學(xué)的抽象。
②物體可看做質(zhì)點(diǎn)的條件:研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的大小和形狀對(duì)研究結(jié)果的影響可以忽略。且物體能否看成質(zhì)點(diǎn),要具體問(wèn)題具體分析。
③物體可被看做質(zhì)點(diǎn)的幾種情況:
。1)平動(dòng)的物體通?梢暈橘|(zhì)點(diǎn).
(2)有轉(zhuǎn)動(dòng)但相對(duì)平動(dòng)而言可以忽略時(shí),也可以把物體視為質(zhì)點(diǎn).
。3)同一物體,有時(shí)可看成質(zhì)點(diǎn),有時(shí)不能.當(dāng)物體本身的大小對(duì)所研究問(wèn)題的影響不能忽略時(shí),不能把物體看做質(zhì)點(diǎn),反之,則可以.關(guān)鍵一點(diǎn)
(1)不能以物體的大小和形狀為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷物體是否可以看做質(zhì)點(diǎn),關(guān)鍵要看所研究問(wèn)題的性質(zhì).當(dāng)物體的大小和形狀對(duì)所研究的問(wèn)題的影響可以忽略不計(jì)時(shí),物體可視為質(zhì)點(diǎn).
(2)質(zhì)點(diǎn)并不是質(zhì)量很小的點(diǎn),要區(qū)別于幾何學(xué)中的“點(diǎn)”.
3、時(shí)間和時(shí)刻:
時(shí)刻是指某一瞬間,用時(shí)間軸上的一個(gè)點(diǎn)來(lái)表示,它與狀態(tài)量相對(duì)應(yīng);時(shí)間是指起始時(shí)刻到終止時(shí)刻之間的間隔,用時(shí)間軸上的一段線段來(lái)表示,它與過(guò)程量相對(duì)應(yīng)。
4、位移和路程:
位移用來(lái)描述質(zhì)點(diǎn)位置的變化,是質(zhì)點(diǎn)的由初位置指向末位置的有向線段,是矢量;路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,是標(biāo)量。
5、速度:用來(lái)描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量,是矢量。
。1)平均速度:是位移與通過(guò)這段位移所用時(shí)間的比值,其定義式為,方向與位移的方向相同。平均速度對(duì)變速運(yùn)動(dòng)只能作粗略的描述。
。2)瞬時(shí)速度:是質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻或通過(guò)某一位置的速度,瞬時(shí)速度簡(jiǎn)稱速度,它可以精確變速運(yùn)動(dòng)。瞬時(shí)速度的大小簡(jiǎn)稱速率,它是一個(gè)標(biāo)量。
6、加速度:用量描述速度變化快慢的的物理量,其定義式為。加速度是矢量,其方向與速度的變化量方向相同(注意與速度的方向沒(méi)有關(guān)系),大小由兩個(gè)因素決定。易錯(cuò)現(xiàn)象
1、忽略位移、速度、加速度的矢量性,只考慮大小,不注意方向。
2、錯(cuò)誤理解平均速度,隨意使用。
3、混淆速度、速度的增量和加速度之間的關(guān)系。
二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用:
1、定義:在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化都相等的直線運(yùn)動(dòng)
2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,可由下面四個(gè)基本關(guān)系式表示:
(1)速度公式
。2)位移公式
。3)速度與位移式
。4)平均速度公式
3、幾個(gè)常用的推論:
。1)任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移之差為恒量
△x=x2-x1=x3-x2=……=xn-xn-1=aT2
(2)某段時(shí)間內(nèi)時(shí)間中點(diǎn)瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。
。3)一段位移內(nèi)位移中點(diǎn)的瞬時(shí)速度v中與這段位移初速度v0和末速度vt的關(guān)系為
4、初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的比例式
初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的幾個(gè)重要結(jié)論
、1T末,2T末,3T末……瞬時(shí)速度之比為:
v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n
、1T內(nèi),2T內(nèi),3T內(nèi)……位移之比為:
x1∶x2∶x3∶……∶xn=1∶3∶5∶……∶(2n-1)
③第一個(gè)T內(nèi),第二個(gè)T內(nèi),第三個(gè)T內(nèi)……第n個(gè)T內(nèi)的位移之比為:
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶……∶xN=1∶4∶9∶……∶n2
、芡ㄟ^(guò)連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比為:
t1∶t2∶t3∶……∶tn=
易錯(cuò)現(xiàn)象:
1、在一系列的公式中,不注意的v、a正、負(fù)。
2、紙帶的處理,是這部分的重點(diǎn)和難點(diǎn),也是易錯(cuò)問(wèn)題。
3、濫用初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的特殊公式。
三、自由落體運(yùn)動(dòng),豎直上拋運(yùn)動(dòng)
1、自由落體運(yùn)動(dòng):只在重力作用下由靜止開始的下落運(yùn)動(dòng),因?yàn)楹雎粤丝諝獾淖枇,所以是一種理想的運(yùn)動(dòng),是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
2、自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律
、偎俣裙剑
②位移公式:
、鬯俣取灰乒剑
、芟侣涞降孛嫠钑r(shí)間:
3、豎直上拋運(yùn)動(dòng):
可以看作是初速度為v0,加速度方向與v0方向相反,大小等于的g的勻減速直線運(yùn)動(dòng),可以把它分為向上和向下兩個(gè)過(guò)程來(lái)處理。
。1)豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律
①速度公式:
、谖灰乒剑
、鬯俣取灰乒剑
兩個(gè)推論:
上升到最高點(diǎn)所用時(shí)間
上升的最大高度
(2)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性
物體以初速度v0豎直上拋,A、B為途中的任意兩點(diǎn),C為最高點(diǎn),則:
。1)時(shí)間對(duì)稱性
物體上升過(guò)程中從A→C所用時(shí)間tAC和下降過(guò)程中從C→A所用時(shí)間tCA相等,同理tAB=tBA。
。2)速度對(duì)稱性
物體上升過(guò)程經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度與下降過(guò)程經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大小相等.
關(guān)鍵一點(diǎn)
在豎直上拋運(yùn)動(dòng)中,當(dāng)物體經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)上方某一位置時(shí),可能處于上升階段,也可能處于下降階段,因此這類問(wèn)題可能造成時(shí)間多解或者速度多解.
易錯(cuò)現(xiàn)象
1、忽略自由落體運(yùn)動(dòng)必須同時(shí)具備僅受重力和初速度為零
2、忽略豎直上拋運(yùn)動(dòng)中的多解
3、小球或桿過(guò)某一位置或圓筒的問(wèn)題
四、運(yùn)動(dòng)的圖象運(yùn)動(dòng)的相遇和追及問(wèn)題
1、圖象:
圖像在中學(xué)物理中占有舉足輕重的地位,其優(yōu)點(diǎn)是可以形象直觀地反映物理量間的函數(shù)關(guān)系。位移和速度都是時(shí)間的函數(shù),在描述運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),常用x—t圖象和v—t圖象。
。1)x—t圖象
①物理意義:反映了做直線運(yùn)動(dòng)的物體的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。
②表示物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。
③圖線斜率的意義
、軋D線上某點(diǎn)切線的斜率的大小表示物體速度的大。
、輬D線上某點(diǎn)切線的斜率的正負(fù)表示物體方向.
、迌煞N特殊的x-t圖象
。1)勻速直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線.
。2)若x-t圖象是一條平行于時(shí)間軸的直線,則表示物體處于靜止?fàn)顟B(tài)
(2)v—t圖象
、傥锢硪饬x:反映了做直線運(yùn)動(dòng)的物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.
、趫D線斜率的意義
a圖線上某點(diǎn)切線的斜率的大小表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度的大小。
b圖線上某點(diǎn)切線的斜率的正負(fù)表示加速度的方向.
③圖象與坐標(biāo)軸圍成的“面積”的意義
a圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積的數(shù)值表示相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移的大小。
b若此面積在時(shí)間軸的上方,表示這段時(shí)間內(nèi)的位移方向?yàn)檎较;若此面積在時(shí)間軸的下方,表示這段時(shí)間內(nèi)的位移方向?yàn)樨?fù)方向.
③常見(jiàn)的兩種圖象形式
(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是與橫軸平行的直線.
。2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線.
2、相遇和追及問(wèn)題:
這類問(wèn)題的關(guān)鍵是兩物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,速度關(guān)系和位移關(guān)系,要注意尋找問(wèn)題中隱含的臨界條件,通常有兩種情況:
(1)物體A追上物體B:開始時(shí),兩個(gè)物體相距x0,則A追上B時(shí)必有,且
。2)物體A追趕物體B:開始時(shí),兩個(gè)物體相距x0,要使A與B不相撞,則有易錯(cuò)現(xiàn)象:
1、混淆x—t圖象和v-t圖象,不能區(qū)分它們的物理意義
2、不能正確計(jì)算圖線的斜率、面積
3、在處理汽車剎車、飛機(jī)降落等實(shí)際問(wèn)題時(shí)注意,汽車、飛機(jī)停止后不會(huì)后退
五、力重力彈力摩擦力
1、力:
力是物體之間的相互作用,有力必有施力物體和受力物體。力的大小、方向、作用點(diǎn)叫力的三要素。用一條有向線段把力的三要素表示出來(lái)的方法叫力的圖示。
按照力命名的依據(jù)不同,可以把力分為
、侔葱再|(zhì)命名的力(例如:重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力等。)
、诎葱Ч牧Γɡ纾豪、壓力、支持力、動(dòng)力、阻力等)。力的作用效果:
、傩巫儯虎诟淖冞\(yùn)動(dòng)狀態(tài).
2、重力:
由于地球的吸引而使物體受到的力。重力的大小G=mg,方向豎直向下。作用點(diǎn)叫物體的重心;重心的位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)。質(zhì)量均勻分布,形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心處。薄板類物體的重心可用懸掛法確定,
注意:重力是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力,另一個(gè)分力提供物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力,在兩極處重力等于萬(wàn)有引力.由于重力遠(yuǎn)大于向心力,一般情況下近似認(rèn)為重力等于萬(wàn)有引力.
3、彈力:
。1)內(nèi)容:發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,會(huì)對(duì)跟它接觸的且使其發(fā)生形變的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫彈力。
。2)條件:①接觸;②形變。但物體的形變不能超過(guò)彈性限度。
。3)彈力的方向和產(chǎn)生彈力的那個(gè)形變方向相反。(平面接觸面間產(chǎn)生的彈力,其方向垂直于接觸面;曲面接觸面間產(chǎn)生的彈力,其方向垂直于過(guò)研究點(diǎn)的曲面的切面;點(diǎn)面接觸處產(chǎn)生的彈力,其方向垂直于面、繩子產(chǎn)生的彈力的方向沿繩子所在的直線。)
。4)大小:
、?gòu)椈傻膹椓Υ笮∮蒄=kx計(jì)算,
、谝话闱闆r彈力的大小與物體同時(shí)所受的其他力及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),應(yīng)結(jié)合平衡條件或牛頓定律確定.
4、摩擦力:
。1)摩擦力產(chǎn)生的條件:接觸面粗糙、有彈力作用、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)),三者缺一不可.
。2)摩擦力的方向:跟接觸面相切,與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反.但注意摩擦力的方向和物體運(yùn)動(dòng)方向可能相同,也可能相反,還可能成任意角度.
(3)摩擦力的大。
、倩瑒(dòng)摩擦力:
說(shuō)明:a、FN為接觸面間的彈力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G
b、為滑動(dòng)摩擦系數(shù),只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān),與接觸面積大小、接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)快慢以及正壓力FN無(wú)關(guān)。
、陟o摩擦:由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,與正壓力無(wú)關(guān)。
大小范圍0<f靜fm
。╢m為最大靜摩擦力,與正壓力有關(guān))
靜摩擦力的具體數(shù)值可用以下方法來(lái)計(jì)算:一是根據(jù)平衡條件,二是根據(jù)牛頓第二定律求出合力,然后通過(guò)受力分析確定.
。4)注意事項(xiàng):
a、摩擦力可以與運(yùn)動(dòng)方向相同,也可以與運(yùn)動(dòng)方向相反,還可以與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角。
b、摩擦力可以作正功,也可以作負(fù)功,還可以不作功。
c、摩擦力的方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
d、靜止的物體可以受滑動(dòng)摩擦力的作用,運(yùn)動(dòng)的物體可以受靜摩擦力的作用。
易錯(cuò)現(xiàn)象:
1.不會(huì)確定系統(tǒng)的重心位置
2.沒(méi)有掌握彈力、摩擦力有無(wú)的判定方法
3.靜摩擦力方向的確定錯(cuò)誤
六、力的合成和分解
1、標(biāo)量和矢量:
。1)將物理量區(qū)分為矢量和標(biāo)量體現(xiàn)了用分類方法研究物理問(wèn)題.
(2)矢量和標(biāo)量的根本區(qū)別在于它們遵從不同的運(yùn)算法則:標(biāo)量用代數(shù)法;矢量用平行四邊形定則或三角形定則.
。3)同一直線上矢量的合成可轉(zhuǎn)為代數(shù)法,即規(guī)定某一方向?yàn)檎较颍c正方向相同的物理量用正號(hào)代人,相反的用負(fù)號(hào)代人,然后求代數(shù)和,最后結(jié)果的正、負(fù)體現(xiàn)了方向,但有些物理量雖也有正負(fù)之分,運(yùn)算法則也一樣,但不能認(rèn)為是矢量,最后結(jié)果的正負(fù)也不表示方向,如:功、重力勢(shì)能、電勢(shì)能、電勢(shì)等.
2、力的合成與分解:
。1)合力與分力:如果一個(gè)力作用在物體上,它產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用在物體上產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,而那幾個(gè)力叫做這個(gè)力的分力。
。2)共點(diǎn)力的合成:
1、共點(diǎn)力
幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)上,或者它們的作用線相交于同一點(diǎn),這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力。
2、力的合成方法
求幾個(gè)已知力的合力叫做力的合成。
、偃艉驮谕粭l直線上
a、同向:合力方向與、的方向一致
b、反向:合力,方向與、這兩個(gè)力中較大的那個(gè)力向。
、凇⒒コ搔冉恰昧Φ钠叫兴倪呅味▌t
3、平行四邊形定則:
兩個(gè)互成角度的力的合力,可以用表示這兩個(gè)力的有向線段為鄰邊,作平行四邊形,它的對(duì)角線就表示合力的大小及方向,這是矢量合成的普遍法則。
求F、的合力公式:(為F1、F2的夾角)
注意:(1)力的合成和分解都均遵從平行四邊行法則。
。2)兩個(gè)力的合力范圍:F1-F2FF1+F2
(3)合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力
。4)兩個(gè)分力成直角時(shí),用勾股定理或三角函數(shù)。
注意事項(xiàng):
(1)力的合成與分解,體現(xiàn)了用等效的方法研究物理問(wèn)題.
。2)合成與分解是為了研究問(wèn)題的方便而引入的一種方法,用合力來(lái)代替幾個(gè)力時(shí)必須把合力與各分力脫鉤,即考慮合力則不能考慮分力,同理在力的分解時(shí)只考慮分力,而不能同時(shí)考慮合力.
。3)共點(diǎn)的兩個(gè)力合力的大小范圍是|F1-F2|≤F合≤Fl+F2.
。4)共點(diǎn)的三個(gè)力合力的最大值為三個(gè)力的大小之和,最小值可能為零.
。5)力的分解時(shí)要認(rèn)準(zhǔn)力作用在物體上產(chǎn)生的實(shí)際效果,按實(shí)際效果來(lái)分解.
。6)力的正交分解法是把作用在物體上的所有力分解到兩個(gè)互相垂直的坐標(biāo)軸上,分解最終往往是為了求合力(某一方向的合力或總的合力).
易錯(cuò)現(xiàn)象:
1.對(duì)含靜摩擦力的合成問(wèn)題沒(méi)有掌握其可變特性
2.不能按力的作用效果正確分解力
3.沒(méi)有掌握正交分解的基本方法
七、受力分析
1、受力分析:
要根據(jù)力的概念,從物體所處的環(huán)境(與多少物體接觸,處于什么場(chǎng)中)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)著手,其常規(guī)如下:
。1)確定研究對(duì)象,并隔離出來(lái);
(2)先畫重力,然后彈力、摩擦力,再畫電、磁場(chǎng)力;
(3)檢查受力圖,找出所畫力的施力物體,分析結(jié)果能否使物體處于題設(shè)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(靜止或加速),否則必然是多力或漏力;
(4)合力或分力不能重復(fù)列為物體所受的力.
2、整體法和隔離體法
(1)整體法:就是把幾個(gè)物體視為一個(gè)整體,受力分析時(shí),只分析這一整體之外的物體對(duì)整體的作用力,不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力。
(2)隔離法:就是把要分析的物體從相關(guān)的物體系中假想地隔離出來(lái),只分析該物體以外的物體對(duì)該物體的作用力,不考慮物體對(duì)其它物體的作用力。
(3)方法選擇
所涉及的物理問(wèn)題是整體與外界作用時(shí),應(yīng)用整體分析法,可使問(wèn)題簡(jiǎn)單明了,而不必考慮內(nèi)力的作用;當(dāng)涉及的物理問(wèn)題是物體間的作用時(shí),要應(yīng)用隔離分析法,這時(shí)原整體中相互作用的內(nèi)力就會(huì)變?yōu)楦鱾(gè)獨(dú)立物體的外力。
3、注意事項(xiàng):
正確分析物體的受力情況,是解決力學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,在具體操作時(shí)應(yīng)注意:
。1)彈力和摩擦力都是產(chǎn)生于相互接觸的兩個(gè)物體之間,因此要從接觸點(diǎn)處判斷彈力和摩擦力是否存在,如果存在,則根據(jù)彈力和摩擦力的方向,畫好這兩個(gè)力.
。2)畫受力圖時(shí)要逐一檢查各個(gè)力,找不到施力物體的力一定是無(wú)中生有的.同時(shí)應(yīng)只畫物體的受力,不能把對(duì)象對(duì)其它物體的施力也畫進(jìn)去.
易錯(cuò)現(xiàn)象:
1.不能正確判定彈力和摩擦力的有無(wú);
2.不能靈活選取研究對(duì)象;
3.受力分析時(shí)受力與施力分不清。
八、共點(diǎn)力作用下物體的平衡
1、物體的平衡:
物體的平衡有兩種情況:一是質(zhì)點(diǎn)靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng);二是物體不轉(zhuǎn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(此時(shí)的物體不能看作質(zhì)點(diǎn))2、共點(diǎn)力作用下物體的平衡:
、倨胶鉅顟B(tài):靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),物體的加速度為零.
、谄胶鈼l件:合力為零,亦即F合=0或∑Fx=0,∑Fy=0
a、二力平衡:這兩個(gè)共點(diǎn)力必然大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。
b、三力平衡:這三個(gè)共點(diǎn)力必然在同一平面內(nèi),且其中任何兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,即任何兩個(gè)力的合力必與第三個(gè)力平衡
c、若物體在三個(gè)以上的共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),通?刹捎谜环纸,必有:
F合x=F1x+F2x+………+Fnx=0
F合y=F1y+F2y+………+Fny=0(按接觸面分解或按運(yùn)動(dòng)方向分解)
③平衡條件的推論:
。á。┊(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí),它所受的某一個(gè)力與所受的其它力的合力等值反向.
。áⅲ┊(dāng)三個(gè)共點(diǎn)力作用在物體(質(zhì)點(diǎn))上處于平衡時(shí),三個(gè)力的矢量組成一封閉的三角形按同一環(huán)繞方向.
3、平衡物體的臨界問(wèn)題:
當(dāng)某種物理現(xiàn)象(或物理狀態(tài))變?yōu)榱硪环N物理現(xiàn)象(或另一物理狀態(tài))時(shí)的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫臨界狀態(tài)?衫斫獬伞扒『贸霈F(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”。
臨界問(wèn)題的分析方法:極限分析法:通過(guò)恰當(dāng)?shù)剡x取某個(gè)物理量推向極端(“極大”、“極小”、“極左”、“極右”)從而把比較隱蔽的臨界現(xiàn)象(“各種可能性”)暴露出來(lái),便于解答。
易錯(cuò)現(xiàn)象:
。1)不能靈活應(yīng)用整體法和隔離法;
。2)不注意動(dòng)態(tài)平衡中邊界條件的約束;
(3)不能正確制定臨界條件。
九、牛頓運(yùn)動(dòng)三定律
1、牛頓第一定律:
。1)內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.
。2)理解:
、偎f(shuō)明了一切物體都有慣性,慣性是物體的固有性質(zhì).質(zhì)量是物體慣性大小的量度(慣性與物體的速度大小、受力大小、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)).
、谒沂玖肆εc運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(產(chǎn)生加速度)的原因,而不是維持運(yùn)動(dòng)的原因。
、鬯峭ㄟ^(guò)理想實(shí)驗(yàn)得出的,它不能由實(shí)際的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證.
2、牛頓第二定律:
內(nèi)容:物體的加速度a跟物體所受的合外力F成正比,跟物體的質(zhì)量m成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.
公式:
理解:
、偎矔r(shí)性:力和加速度同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失.
、谑噶啃裕杭铀俣鹊姆较蚺c合外力的方向相同。
、弁w性:合外力、質(zhì)量和加速度是針對(duì)同一物體(同一研究對(duì)象)
、芡恍裕汉贤饬、質(zhì)量和加速度的單位統(tǒng)一用SI制主單位
、菹鄬(duì)性:加速度是相對(duì)于慣性參照系的。
3、牛頓第三定律:
。1)內(nèi)容:
兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上.
。2)理解:
、僮饔昧头醋饔昧Φ耐瑫r(shí)性.它們是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失,不是先有作用力后有反作用力.
、谧饔昧头醋饔昧Φ男再|(zhì)相同.即作用力和反作用力是屬同種性質(zhì)的力.
③作用力和反作用力的相互依賴性:它們是相互依存,互以對(duì)方作為自己存在的前提.
、茏饔昧头醋饔昧Φ牟豢莎B加性.作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上,各產(chǎn)生其效果,不可求它們的合力,兩力的作用效果不能相互抵消.
4、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍:
對(duì)于宏觀物體低速的運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速的運(yùn)動(dòng)),牛頓運(yùn)動(dòng)定律是成立的,但對(duì)于物體的高速運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)速度接近光速)和微觀粒子的運(yùn)動(dòng),牛頓運(yùn)動(dòng)定律就不適用了,要用相對(duì)論觀點(diǎn)、量子力學(xué)理論處理.
易錯(cuò)現(xiàn)象:
(1)錯(cuò)誤地認(rèn)為慣性與物體的速度有關(guān),速度越大慣性越大,速度越小慣性越;另外一種錯(cuò)誤是認(rèn)為慣性和力是同一個(gè)概念。
。2)不能正確地運(yùn)用力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度和加速度等參量的變化。
。3)不能把物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其受到的合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系正確運(yùn)用到輕繩、輕彈簧和輕桿等理想化模型上
十、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用(一)
1、運(yùn)用牛頓第二定律解題的基本思路
。1)通過(guò)認(rèn)真審題,確定研究對(duì)象.
。2)采用隔離體法,正確受力分析.
。3)建立坐標(biāo)系,正交分解力。
。4)根據(jù)牛頓第二定律列出方程.
。5)統(tǒng)一單位,求出答案.
2、解決連接體問(wèn)題的基本方法是:
。1)選取最佳的研究對(duì)象.選取研究對(duì)象時(shí)可采取“先整體,后隔離”或“分別隔離”等方法.一般當(dāng)各部分加速度大小、方向相同時(shí),可當(dāng)作整體研究,當(dāng)各部分的加速度大小、方向不相同時(shí),要分別隔離研究.
。2)對(duì)選取的研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,依據(jù)牛頓第二定律列出方程式,求出答案.
3、解決臨界問(wèn)題的基本方法是:
。1)要詳細(xì)分析物理過(guò)程,根據(jù)條件變化或隨著過(guò)程進(jìn)行引起的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化,找到臨界狀態(tài)和臨界條件.
。2)在某些物理過(guò)程比較復(fù)雜的情況下,用極限分析的方法可以盡快找到臨界狀態(tài)和臨界條件.
易錯(cuò)現(xiàn)象:
。1)加速系統(tǒng)中,有些同學(xué)錯(cuò)誤地認(rèn)為用拉力F直接拉物體與用一重力為F的物體拉該物體所產(chǎn)生的加速度是一樣的。
。2)在加速系統(tǒng)中,有些同學(xué)錯(cuò)誤地認(rèn)為兩物體組成的系統(tǒng)在豎直方向上有加速度時(shí)支持力等于重力。
(3)在加速系統(tǒng)中,有些同學(xué)錯(cuò)誤地認(rèn)為兩物體要產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)拉力必須克服它們之間的最大靜摩擦力。
十一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用(二)
1、動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題:
(1)已知物體的受力情況,確定物體的運(yùn)動(dòng)情況.基本解題思路是:
、俑鶕(jù)受力情況,利用牛頓第二定律求出物體的加速度.
、诟鶕(jù)題意,選擇恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解相關(guān)的速度、位移等.
。2)已知物體的運(yùn)動(dòng)情況,推斷或求出物體所受的未知力.基本解題思路是:
①根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況,利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度.
②根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的合外力,從而求出未知力.
(3)注意點(diǎn):
①運(yùn)用牛頓定律解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵是對(duì)物體進(jìn)行受力情況分析和運(yùn)動(dòng)情況分析,要善于畫出物體受力圖和運(yùn)動(dòng)草圖.不論是哪類問(wèn)題,都應(yīng)抓住力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是通過(guò)加速度這座橋梁聯(lián)系起來(lái)的這一關(guān)鍵.
、趯(duì)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受力情況發(fā)生變化,要分段進(jìn)行分析,每一段根據(jù)其初速度和合外力來(lái)確定其運(yùn)動(dòng)情況;某一個(gè)力變化后,有時(shí)會(huì)影響其他力,如彈力變化后,滑動(dòng)摩擦力也隨之變化.
2、關(guān)于超重和失重:
在平衡狀態(tài)時(shí),物體對(duì)水平支持物的壓力大小等于物體的重力.當(dāng)物體在豎直方向上有加速度時(shí),物體對(duì)支持物的壓力就不等于物體的重力.當(dāng)物體的加速度方向向上時(shí),物體對(duì)支持物的壓力大于物體的重力,這種現(xiàn)象叫超重現(xiàn)象.當(dāng)物體的加速度方向向下時(shí),物體對(duì)支持物的壓力小于物體的重力,這種現(xiàn)象叫失重現(xiàn)象.對(duì)其理解應(yīng)注意以下三點(diǎn):
(1)當(dāng)物體處于超重和失重狀態(tài)時(shí),物體的重力并沒(méi)有變化.
(2)物體是否處于超重狀態(tài)或失重狀態(tài),不在于物體向上運(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng),即不取決于速度方向,而是取決于加速度方向.
。3)當(dāng)物體處于完全失重狀態(tài)(a=g)時(shí),平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失,如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等.
易錯(cuò)現(xiàn)象:
。1)當(dāng)外力發(fā)生變化時(shí),若引起兩物體間的彈力變化,則兩物體間的滑動(dòng)摩擦力一定發(fā)生變化,往往有些同學(xué)解題時(shí)仍誤認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力不變。
。2)些同學(xué)在解比較復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)不認(rèn)真審清題意,不注意題目條件的變化,不能正確分析物理過(guò)程,導(dǎo)致解題錯(cuò)誤。
。3)些同學(xué)對(duì)超重、失重的概念理解不清,誤認(rèn)為超重就是物體的重力增加啦,失重就是物體的重力減少啦。
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