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文档简介
1、精选学习资料 - - - 欢迎下载一.基本概念1. 质点:在讨论物体运动的过程中,假如物体的大小和外形在所讨论问题中可以忽视时,把物体简化为一个点,认为物体的质量都集中在这个点上,这个点称为质点;2. 参考系:任何运动都为相对于某个参照物而言的,这个参照物称为参考系;3. 坐标系:定量的描述运动,采纳坐标系;4. 时刻和时间间隔:1. 钟表指示的一个读数对应着某一个瞬时,就为时刻,时刻在时间轴上对应某一点;两个时刻之间的间隔称为时间,时间在时间轴上对应一段;2. 时间和时刻的单位都为秒,符号为s,常见单位仍有min, h 5. 路程:物体运动轨迹的长度6. 位移:表示物体位置的变动;可用从起点
2、到末点的有向线段来表示,为矢量;位移的大小小于或等于路程;7. 速度:物理意义:表示物体位置变化的快慢程度;分类平均速度:物体通过的位移与所用的时间之比;瞬时速度:某一时刻(或某一位置)的速度;与速率的区分和联系速度为矢量,而速率为标量平均速度 =位移 / 时间,平均速率=路程 / 时间瞬时速度的大小等于瞬时速率8. 加速度物理意义:表示物体速度变化的快慢程度定义:物体的加速度等于物体速度变化(vt v0)与完成这一变化所用时间的比值 a=( vt v0) /t(即等于速度的变化率)a 不由 v.t 打算,而为由f.m打算;方向:与速度变化量的方向相同,与速度的方向不确定;(或与合力的方向相同
3、) 二.运动图象1.x t 图象(即位移图象)(1).纵截距表示物体的初始位置;(2).倾斜直线表示物体作匀变速直线运动,水平直线表示物体静止,曲线表示物体作变速直线运动;(3).斜率表示速度;斜率的确定值表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向;2.v t 图象(速度图象)(1).纵截距表示物体的初速度;(2).倾斜直线表示物体作匀变速直线运动,水平直线表示物体作匀速直线运动,曲线表示物体作变加速直线运动(加速度大小发生变化);(3).纵坐标表示速度;纵坐标的确定值表示速度的大小,纵坐标的正负表示速度的方向;(4).斜率表示加速度;斜率的确定值表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向;(
4、5).面积表示位移;横轴上方的面积表示正位移,横轴下方的面积表示负位移;三.试验:用打点计时器测速度1.两种打点计时器的异同点电磁打点计时器:振针复写纸工作电压为4-6v电源的频率50 hz 时,每隔0.02s打一次点电火花打点计时器:电火花墨粉盒电压 220v电源的频率50 hz 时,每隔0.02 s打一次点2.纸带分析;(1).从纸带上可直接判定时间间隔,用刻度尺可以测量位移;精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(2).可运算出经过某点的瞬时速度(3).可运算出加速度其次章匀变速直线运动的讨论一.基本关系式v=v0+atx=v0t+1/2at2v2-vo2=2axv=x/t=v0
5、+v/2二.推论1. vt/2=v=v0+v/22. x=at2 xm-xn=m-nat23.初速度为零的匀变速直线运动的比例式(1) 初速度为0 的 n 个连续相等的时间末的速度之比:v1:v2:v3:vn=1:2:3:n(2) 初速度为0 的 n 个连续相等时间内全位移x 之比: x1: x2: x3:xn=1 :23 )初速度为0 的 n 个连续相等的时间内s 之比:s1: s2: s3: sn=1:3: 5:( 2n1) 4 )初速度为0 的 n 个连续相等的位移内全时间t 之 比t1: t2 : t3 : tn=1 : 2: 3: n(5)初速度为0 的 n 个连续相等的位移内t 之
6、比:t1 : t2 : t3 : tn=1 :( 21):( 3 2):( n n1)应用基本关系式和推论时留意:(1).确定讨论对象在哪个运动过程,并依据题意画出示意图;(2).求解运动学问题时一般都有多种解法,并探求正确解法;三.两种运动特例(1).自由落体运动:v0=0a=gv=gth=1/2gt2v2=2gh(2).竖直上抛运动;v0=0a=-g四.关于追及与相遇问题1.查找三个关系:时间关系,速度关系,位移关系;两物体速度相等为两物体有最大或最小距离的临界条件;2.处理方法:物理法,数学法,图象法;第三章相互作用一.三种常见的力精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1. 重力
7、:由于地球对物体的吸引而产生的;大小:g=m,g作用点:重心(重力的等效作用点) 2.弹力(1).形变.弹性形变.定义等;方向:竖直向下,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载(2).产生条件:接触弹性形变方向:弹性形变复原的方向(3).拉力.支持力.压力; (依据力的作用成效来命名的)(4).弹簧的弹力的大小和方向,胡克定律f=kx(5) .可用假设法来判定为否存在弹力;3.摩擦力(1).静摩擦力:.产生条件:粗糙接触面接触面间弹力相对运动趋势.方向判定:与相对运动趋势方向相反.大小:要用“力的平稳”或“牛顿运动定律”来解;(2)滑动摩擦力:.产生条件:粗糙接触面接触面间弹力相对运动
8、精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载.方向判定:与相对运动方向相反.大小: f=u;也可用“力的平稳”或“牛顿运动定律”来解;(3).可用假设法来判定为否存在摩擦力;二.力的合成1.定义;由分力求合力的过程;2.合成法就:平行四边形定就或三角形定就;3.求合力的方法.作图法(用刻度尺和量角器).运算法(通常为利用直角三角形)2. 合力与分力的大小关系三.力的分解1. 分解法就:平行四边形定就或三角形定就.2. 分解原就:依据实际作用成效分解(即已知两分力的方向)3. 把一个已知力分解为两个分力.已知两个分力的方向,求两个分力的大小;(解为唯独的).已知一个分力的大小和方向,求另一个分
9、力的大小和方向,(解为唯独的)(留意:通过作平行四边形或三角形判定)4. 合力和分力为“等效替代”的关系;三.试验:探究求合力的方法(或“验证平行四边形定就”)第四章牛顿运动定律一.牛顿第肯定律1. 内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它转变这种状态为止;物体的运动并不需要力来维护;(揭示物体不受力或合力为零的情形)2. 两个概念:.力.惯性:(一切物体都具有惯性,质量为惯性大小的唯独量)二.牛顿其次定律1.内容:(不能从纯数学的角度表述)2.公式: f=ma3.懂得牛顿其次定律的要点:.式中f 为物体所受的一切外力的合力;.矢量性.瞬时性.独立性.相对性三.牛顿第三
10、定律作用力和反作用力的概念1. 内容:一个物体对另一个物体有作用力时,同时也受到另一物体对它的作用力,这种相互作用力称为作用力和反作用力;2. 作用力和反作用力的特点:等值.反向.共线.两物体瞬时对应性质相同各自产生其作用成效3. 一对相互作用力与一对平稳力的异同点同:等大,反向,共线异:相互作用力具有同时性(产生.变化.消逝),异体性(作用成效不同,不行抵消),二力同性质;平稳力不具备同时性,可相互抵消,二力性质可不同;四.力学单位制1. 力学基本物理量:长度(l )质量( m)时间( t )力学基本单位:米( m)千克( kg)秒( s)2. 应用:用单位判定结果表达式,能确定错误(但不能
11、确定正确)精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载五.动力学的两类问题;1.已知物体的受力情形,求物体的运动情形(v0 v t x)2.已知物体的运动情形,求物体的受力情形(f 合或某个分力)3.应用牛顿其次定律解决问题的一般思路(1)明确讨论对象;(2)对讨论对象进行受力情形分析,画出受力示意图;(3)建立直角坐标系,以初速度的方向或运动方向为正方向,与正方向相同的力为正, 与正方向相反的力为负;在y 轴和 x 轴分别列牛顿其次定律的方程;(4)解方程时,全部物理量都应统一单位,一般统一为国际单位;4.分析两类问题的基本方法(1)抓住受力情形和运动情形之间联系的桥梁加速度;(2)分析流
12、程图六.平稳状态.平稳条件.推论1. 处理方法:解三角形法(合成法.分解法.相像三角形法.封闭三角形法)和正交分解法2. 如物体受三力平稳,封闭三角形法最简捷;如物体受四力或四力以上平稳,用正交分解法七.超重和失重1. 超重现象和失重现象2. 超重指加速度向上(加速上升和减速下降),超了 f=ma大的弹力;失重指加速度向下(加速下降和减速上升),失了 f=ma大的弹力;自由落体运动.太空行走等现象时,弹力为0,处于完全失重状态;考试重点内容:曲线运动.动量.功和能.机械振动(一)曲线运动.万有引力学问结构1. 曲线运动肯定为变速运动!速度沿轨迹切线方向fangxiang,加速度方向fangxi
13、ang沿合外力方向指向轨道内侧;物体做曲线运动的条件为合外力与速度不在一条直线上;2. 曲线运动的讨论方法:矢量合成与分解法,切线方向的分力ft 只转变质点的运动速率大小;法线方向的分力fn 只转变质点运动的方向;3. 运动的合成和分解:速度.位移.加速度等都为矢量,都可以依据需要和实际情形,用平行四边形定就合成和分解;两个匀速直线运动的合成,两个初速度为0 的匀变速运动的合成肯定为直线运动;两个直线运动的合成不肯定为直线运动;4. 平抛运动:加速度:ag,方向竖直向下,与质量无关,与初速度大小无关;速度:vx v0,vy gt ,vt ( v02+vy2)1/2 ,方向与水平方向成角,tg
14、gt/v0;位移: x v0t ,y gt2/2 ,s( x2+y2)1/2 ,方向与水平方向成 角, tg y/x. 轨迹方程: y gx2/2v02为抛物线;在空中飞行时间:t ( 2h/g ) 1/2 , 与质量和初速度大小无关,只由高度打算;水平最大射程:x v0t v0(2h/g ) 1/2由初速度和高度打算,与质量无关;曲线运动的位移.速度.加速度都不在同一方向上;精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载5. 匀速圆周运动:1)周期 t.质点运动一周所用的时间;为描述质点转动快慢的物理量;2)线速度v.质点通过的弧长s 与所用时间 t 之比为肯定值,该比值为匀速圆周运动的速率
15、v s/ t ,数值上等于质点在单位时间内通过的弧长;线速度的方向在圆周的切线方向上;线速度为描述质点转动快慢和方向的物理量;3)角速度.连接质点与圆心的半径转过的角度与所用时间t 之比为肯定值,该比值为匀速圆周运动的角速度 / t ,数值上等于在单位时间内半径转过的 角度;单位为弧度/ 秒( rad/s ),角速度也为描述质点转动快慢的物理量周期.线速度.角速度之间有的关系:质点转一周弧长s 2 r ,时间为t, 就 v2 r/t角度为 2 2 /t由上两公式有v r , v/r圆周运动为曲线运动, 它的速度方向时刻在变化着,匀速圆周运动肯定为变速运动, “匀速”仅为速率不变的意思;4)匀速
16、圆周运动的加速度a.加速度的方向指向圆心向心加速度,其方向时时刻刻指向圆心,即方向时时刻刻在变化着,所以匀速圆周运动为变加速运动;向心加速度的大小: anv2/r 2r ;5)向心力f ma mv2/r , 或 fmam 2r,方向总指向圆心;向心力为依据力的作用成效命名的;6. 万有引力与天体.卫星的轨道运动万有引力定律: 宇宙间任何两个有质量的物体间都为相互吸引的,引力大小与两物体的质量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比;设物体质量分别为m1.m2,物体之间距离为r , 就 fgm1m2/r2万有引力定律在天文学上的应用天体质量及运动分析,宇宙速度与卫星轨道运动问题分析依据:万有引力定
17、律.牛顿运动定律.f mv2/r .匀速圆周运动规律;常用近似条件:将有关轨道运动看作匀速圆周运动,引力fmg mv2/r (g 随高度.纬度等因素变化而变化) ;7. 宇宙速度:(1)线速度:设卫星到地心的距离为r , r 就为卫星轨道半径,围绕线速度为v,卫星质量为m;设地球质量为m,地球半径为r.依据万有引力定律和牛顿运动定律有gmm/r2 mv2/r由此得到围绕速度v( gm/r)1/2对全部地球卫星, 围绕速度由轨道半径打算,与卫星质量, 性能因素无关; r r+h,h 为卫星距地面的高度,r ( h)越大,围绕速度越小;(2)角速度:由v/r有( gm/r3) 1/2(3)周期:由
18、2 /t得 t 2( r3/ gm )1/2角速度和周期均由轨道半径打算,半径越大,角速度越小,周期越长;宇宙速度:第一宇宙速度:由围绕速度公式v( gm/r)1/2r r+h,当高度 h 远远小于地球半径时, 即卫星在地面邻近绕地球做匀速圆周运动;近似有 v( gm/r)1/2这为地球卫星的最大围绕速度;精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载又在地球表面邻近,地球对卫星的引力近似等于重力mgmg mv2/r 可得v( gr) 1/2把 g 9.8 ×103km/s2 和 r 6.4x103km 代入上公式, 得到 v 7.9km/s ,这为地球卫星在地面邻近绕地球做匀速圆周
19、运动的围绕速度,为最大的围绕速度,也为使一个物体成为人造地球卫星所必需的最小发射速度. 我们称之为第一宇宙速度;vi 7.9km/s其次宇宙速度:当发射速度小于第一宇宙速度时,物体将落回地面;当发射速度大于 v 7.9km/s ,卫星将在不同圆轨道或椭圆轨道运动;当发生速度大于等于11.2km/s 时,物体将摆脱地球引力束缚,成为人造行星或飞向其它行星;所以11.2km/s 为 其次宇宙速度;vii 11.2km/s第三宇宙速度:当物体的速度达到16.7km/s时,物体将摆脱太阳引力的束缚飞向太阳系以外的宇宙空间,16.7km/s为第三宇宙速度;viii 16.7km/s(二)动量与动量守恒学
20、问结构1. 力的冲量定义:力与力作用时间的乘积冲量i ft矢量:方向当力的方向不变时,冲量的方向就为力的方向;过程量:力在时间上的累积作用,与力作用的一段时间相关单位:牛秒. n.s2. 动量定义:物体的质量与其运动速度的乘积动量p mv矢量:方向速度的方向状态量:物体在某位置.某时刻的动量单位:千克米每秒.kgm/s3. 动量定理 ft mvtmv0动量定理讨论对象为一个质点,讨论质点在合外力作用下. 在一段时间内的一个运动过程; 定理表示合外力的冲量为物体动量变化的缘由, 合外力的冲量打算并量度了物体动量变化的大小和方向;矢量性: 公式中每一项均为矢量,公式本身为一矢量式,在同一条直线上处
21、理问题,可先确定正方向,可用正负号表矢量的方向,按代数方法运算;当讨论的过程作用时间很短,作用力急剧变化(打击.碰撞)时,f 可懂得为平均力;动量定理变形为f p/ t ,说明合外力的大小方向打算物体动量变化率的大小方向,这为牛顿其次定律的另一种表述;4. 动量守恒:一个系统不受外力或所受到的合外力为零,这个系统的动量就保持 不变,可用 数学公式 表达为 p p'系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量; p1 p2 相互作用的两个物体组成的系统,两物体动量的增量大小相等方向相反;p 0 系 统 总 动 量 的 变 化 为 零“守衡”定律的讨论对象为一个系统,上式均为矢量运算,一维
22、情形可用正负表示方向;精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载留意把握变与不变的关系,相互作用过程中,每一个参加作用的成员的动量均可能在变化着,但只要合外力为零,各物体动量的矢量合总保持不变;留意各状态的动量均为对同一个参照系的动量;而相互作用的系统可以为两个或多个物体组成;5. 怎样判定系统动量为否守衡?动量守衡条件为系统不受外力,或合外力为零;一般讨论问题,假如相互作用的内力比外力大许多,就可认为系统动量守衡;依据力的独立作用原理,假如在某方向上合外力为零,就在该方向上动量守衡;留意守衡条件对内力的性质没有任何限制,可以为电场力.磁场力.核力等等;对系统状态没有任何限制,可以为微观.
23、高速系统,也可以为宏观.低速系统;而力的作用过程可以为连续的作用,可以为间断的作用,如二人在光滑平面上的抛接球过程;综上有:物体运动状态为否变化取决于物体所受的合外力;物体运动状态变化得快慢取决于物体所受到的合外力和质量大小; 物体究竟做什么形式的运动取决于物体所受到的合外力和初始状态;物体运动状态变化了多少取决于(1)力的大小和方向;(2)力作用时间的长短;试验说明只要力与其作用时间的乘积肯定,它引起同一个物体的速度变化相同,力与力作用时间的乘积,可以打算和量度力的某种作用成效冲量;系统的内力转变了系统内物体的动量,但系统外力才为转变系统总动量的缘由;(三)能量和能量守恒学问结构功为一个过程
24、量,与力在空间的作用过程相关;恒力功的运算公式与物体运动过程无关;重力功.弹力功与路径无关;功为一个标量,但有正负之分;2. 功率 p:功率为表征力做功快慢的物理量.为标量:p w/t;如做功快慢程度不同,上式为平均功率;留意恒力的功率不肯定恒定,如初速为零的匀加速运动,第一秒.其次秒.第三秒内合力的平均功率之比为1: 3: 5;已知功率可以求力在一段时间内所做的功w pt ,这时可能为变力再做功;上式经常用于分析解决机车牵引功率问题,常设有以下两种约束条件:1)发动机功率肯定:牵引力与速度成反比,只要速度转变, 牵引力 f p/v 将转变,这时的运动肯定为变加速运动;2)机车以恒力启动:牵引
25、力f 恒定,由 pfv 可知,如车做匀加速运动,就功率p将增加,这种过程直到p 达到机车的额定功率为止(留意不为达到最大速度为止);3. 能:自然界有多种运动形式,与不同运动形式相应的存在不同形式的能量:机械运动机械能;热运动内能;电磁运动电磁能;化学运动化学能;生物运动生物能;原子及原子核运动原子能.核能 ;动能:物体由于有机械运动速度而具有的能量ek mv2/2能,包括动能和势能,都为标量;都为状态量,如动能由速度打算,重力势能由高度打算,弹性势能由形变状态打算;都具有相对性,物体速度相对于不同的参照物有不同的结果, 相应的动能相对于不同的参照物有不同的动能;势能相对于不同的零势能参考面有不同的结果,势能有可能取负值,它意味着此时物体的势能比零势能低;4. 动能定理:讨论对象:质点,数学表达公式:wmv2/2 mv02/2;公式中w为质点受到的全部的作用力在所讨论的过程中做的总功,它可以为恒力功, 可以为变力功,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载可以为分阶段由不同的力做功累积(代数和)而得到的结果;动能定理对力的性质没有任何限制,可以为重力.弹力.摩擦力.也可以为电场力.磁场力或其它力;等式右边为所讨论的过程(初.末状态)中质点的动能的变化;动能定理说明,力对物体所做的总功,为物体动能变化的缘由
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