力的概念
定义 力是物体对物体的作用。所以每一个实在的力都有施力物体和受力物体
三要素 大小、方向、作用点
矢量性 力的矢量性表现在它不仅有大小和方向,而且它的运算符合平行四边形定则。
效果 力的作用效果表现在,使物体产生形变以及改变物体的运动状态两个方面。
力的合成与分解 一个力的作用效果,如果与几个力的效果相同,则这个力叫那几个力的合力,那几个力叫这个力的分力。
由分力求合力的运算叫力的合成;由合力求分力的运算叫力的分解。
力的合成与分解符合平行四边形定则。
重力 由地球对物体的吸引而产生。方向:总是竖直向下。大小G=mg。g为重力加速度,由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响,地球周围各地g值不同。在地球表面,南极与北极g值较大,赤道g值较小;通常取g=9.8米/秒2。
重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。
任何两个物体之间的吸引力叫万有引力,� EMBED Equation.3 ��� 。通常取引力常量G=6.67×10-11牛·米2/千克2。物体的重力可以认为是地球对物体的万有引力。
弹力 弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面;绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。
胡克定律F=kx,k称弹簧劲度系数。
滑动摩擦力 物体间发生相对滑动时,接触面间产生的阻碍相对滑动的力,其方向与接触面相切,与相对滑动的方向相反;其大小f=μN。N为接触面间的压力。μ为动摩擦因数,由两接触面的材料和粗糙程度决定。
静摩擦力 相互接触的物体间产生相对运动趋势时,沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力。静摩擦力的大小随两物体相对运动的“趋势”强弱,在零和“最大静摩擦力”之间变化。“最大静摩擦力”的具体值,因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异。
摩擦力
三种常见的力
牛顿第一定律 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
物体的这种性质叫做惯性。惯性是物体的固有属性,衡量惯性的大小的物理量是质量。
牛顿第二定律 物体加速度的大小跟它所受合外力的大小成正比,跟物体的质量成反比。加速度的方向与合外力方向相同。表达式F合=ma,其中F单位:牛(N);m单位:千克(kg);a单位:米/秒2(m/s2)。意义:力是改变物体运动状态的原因。
牛顿第三定律 两个物体间相互作用力与反作用力,总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。 (作用力与反作用力同时产生,同时消失,是同种性质的力,它们分别作用在不同的物体上,不存在“平衡’问题。)
牛顿运动定律
功 功是能量转换的量度,即:有功必有能量形式的转换.做了多少功就有多少能量发生了形式转换。大小:W=FScosα� EMBED Equation.3 ��� (两个要素: ①力 ②力方向上有位移)单位:焦(J)
正功 :表示动力功(即力与位移夹角小于900。) 负功:表示阻力功(即力与位移夹角大于900。)
功率 平均功率� EMBED Equation.3 ��� 单位:瓦(焦/秒) 即时功率P=FVcosα,单位:瓦(焦/秒)
动能 物体由于运动所具有的能� EMBED Equation.3 ���。 (动能是运动状态的函数,是标量)
动能定理 合外力所做的功等于物体动能的变化。表达式
W=EK2—EK1 (动能定理适用于变力做功的过程)
势能 由于物体之间相对位置和物体各部分间相对位置决定的能叫势能。
重力势能 EP=mgh h为物体距零势能位置的高度。零势能位置可依具体问题解题方便而定,故重力势能的大小只有相对的意义。重力势能的变化表示了重力做功的多少。
弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能。
机械能守恒定律(动能和势能统称机械能)
在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
同样,在只有弹力做功的情形下,物体的动能和弹性势能发生相互转化,机械能总量也保持不变。
冲量 力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量 单位 牛·秒。冲量的方向,即力的方向。
动量 物体的质量和速度的乘积叫做动量 单位:千克·米/秒。动量的方向,即速度的方向。
功和能
动量定理 物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。
表达式Ft=P末-P初
(动量定理适用于变力作用的过程)
系统动量守恒定律 系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变
冲量和动量
运动和力
力学知识结构图
匀变速直线运动
基本公式:Vt=V0+at
S=V0t+� EMBED Equation.3 ���at2
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
运动的合成与分解 已知分运动求合运动叫运动的合成,已知合运动求分运动叫运动的分解。运动的合成与分解遵守平行四边形定则
平抛物体的运动
特点:初速度水平,只受重力。
分析
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:水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动。
规律:水平方向 Vx = V0,X=V0t
竖直方向 Vy = gt,y = � EMBED Equation.3 ���
合 速 度 Vt = � EMBED Equation.3 ���与x正向夹角tgθ=� EMBED Equation.3 ���
匀速率圆周运动
特点:合外力总指向圆心(又称向心力)。
描述量:线速度V,角速度ω,向心加速度α,圆轨道半径r,圆运动周期T。
规律:F= m � EMBED Equation.3 ���=mω2r = m � EMBED Equation.3 ���
简谐运动 物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动,叫做简谐振动。
振动图线
描述量:振幅A,周期T,频率f (=� EMBED Equation.3 ���)。
相关物理量的周期性变化:位移、回复力、即时速度、即时加速度,动能与势能等。
单摆周期公式:T=2π� EMBED Equation.3 ���
机械波 振动在媒质中传播形成波;媒质各点都在各自平衡位置附近振动但不随波形一起迁移,波是能量传递的一种形式。
波形图线
描述量:波幅A,波长λ,波速V,周期T,频率f。
描述公式:V= � EMBED Equation.3 ���=λf
波的形式:横波和纵波。
阻尼振动、受迫振动
振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。
振幅保持不变的振动叫无阻尼振动或等幅振动。
物体在周期性外力(驱动力)作用下的振动叫受迫振动。
受迫振动,稳定后的频率等于驱动力的频率,而当驱动力的频率接近振动物体的固有频率时,受迫振动振幅增大的现象叫共振。
干涉 波的叠加:两列波重叠区域,任何一点的位移等于两列波引起的位移的矢量和。
二列频率相同、振动方向相同的波相遇,使媒质中有的地方振动加强,有的地方振动减弱,且加强与减弱部分相间隔的现象叫波的干涉。
干涉是波特有的现象。
衍射 波传播过程中遇到孔和障碍物时,绕过孔和障碍物的现象叫波的衍射。发生明显衍射的条件是孔、障碍物的尺寸与波长可比拟。
衍射是波特有的现象。
物 体 的 运 动
A
0
t/s
X/cm
T
λ� EMBED Equation.3 ���T
x/cm
y/cm
A
0
V� EMBED Equation.3 ���T
天体运动问题分析
� EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ���
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