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文檔簡介
1、物理必修一知識點一、運動學(xué)的基本概念1、參考系:描述一個物體的運動時,選來作為標(biāo)準(zhǔn)的的另外的物體。運動是絕對的,靜止是相對的。一個物體是運動的還是靜止的,都是相對于參考系在而言的。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,但選擇時要使運動的描述盡量的簡單。通常以地面為參考系。2、質(zhì)點: 定義:用來代替物體的有質(zhì)量的點。質(zhì)點是一種理想化的模型,是科學(xué)的抽象。 物體可看做質(zhì)點的條件:研究物體的運動時,物體的大小和形狀對研究結(jié)果的影響可以忽略。且物體能否看成質(zhì)點,要具體問題具體分析。物體可被看做質(zhì)點的幾種情況:(1)平動的物體通??梢?/p>
2、為質(zhì)點(2)有轉(zhuǎn)動但相對平動而言可以忽略時,也可以把物體視為質(zhì)點(3)同一物體,有時可看成質(zhì)點,有時不能當(dāng)物體本身的大小對所研究問題的影響不能忽略時,不能把物體看做質(zhì)點,反之,則可以關(guān)鍵一點(1)不能以物體的大小和形狀為標(biāo)準(zhǔn)來判斷物體是否可以看做質(zhì)點,關(guān)鍵要看所研究問題的性質(zhì)當(dāng)物體的大小和形狀對所研究的問題的影響可以忽略不計時,物體可視為質(zhì)點(2)質(zhì)點并不是質(zhì)量很小的點,要區(qū)別于幾何學(xué)中的“點”3、時間和時刻:時刻是指某一瞬間,用時間軸上的一個點來表示,它與狀態(tài)量相對應(yīng);時間是指起始時刻到終止時刻之間的間隔,用時間軸上的一段線段來表示,它與過程量相對應(yīng)。4、位移和路程:位移用來描述質(zhì)點位置的變
3、化,是質(zhì)點的由初位置指向末位置的有向線段,是矢量;路程是質(zhì)點運動軌跡的長度,是標(biāo)量。5、速度:用來描述質(zhì)點運動快慢和方向的物理量,是矢量。(1)平均速度:是位移與通過這段位移所用時間的比值,其定義式為,方向與位移的方向相同。平均速度對變速運動只能作粗略的描述。(2)瞬時速度:是質(zhì)點在某一時刻或通過某一位置的速度,瞬時速度簡稱速度,它可以精確變速運動。瞬時速度的大小簡稱速率,它是一個標(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有關(guān)系),大小由兩個因素決定。易錯現(xiàn)象1、忽略位移、速度、加速度的矢量性,只考慮大小,不注意
4、方向。2、錯誤理解平均速度,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、勻變速直線運動的規(guī)律及其應(yīng)用:1、定義:在任意相等的時間內(nèi)速度的變化都相等的直線運動2、勻變速直線運動的基本規(guī)律,可由下面四個基本關(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、幾個常用的推論:(1)任意兩個連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移之差為恒量 x=x2-x1=x3-x2=xn-xn-1=aT2(2)某段時間內(nèi)時間中點瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度,。 (3)一段位移內(nèi)位移中點的瞬時速度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動的比例式(2)初
5、速度為零的勻變速直線運動中的幾個重要結(jié)論1T末,2T末,3T末瞬時速度之比為:v1v2v3vn123n1T內(nèi),2T內(nèi),3T內(nèi)位移之比為:x1x2x3xn135(2n1)第一個T內(nèi),第二個T內(nèi),第三個T內(nèi)第n個T內(nèi)的位移之比為:xxxxN149n2通過連續(xù)相等的位移所用時間之比為:t1t2t3tn 易錯現(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,是這部分的重點和難點,也是易錯問題。3、濫用初速度為零的勻加速直線運動的特殊公式。三、自由落體運動,豎直上拋運動1、自由落體運動:只在重力作用下由靜止開始的下落運動,因為忽略了空氣的阻力,所以是一種理想的運動,是初速度為零、加速度為
6、g的勻加速直線運動。2、自由落體運動規(guī)律速度公式: 位移公式: 速度位移公式:下落到地面所需時間:3、豎直上拋運動: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的勻減速直線運動,可以把它分為向上和向下兩個過程來處理。(1)豎直上拋運動規(guī)律速度公式:位移公式:速度位移公式:兩個推論:上升到最高點所用時間上升的最大高度(2)豎直上拋運動的對稱性 如圖122,物體以初速度v0豎直上拋, A、B為途中的任意兩點,C為最高點,則:(1)時間對稱性 物體上升過程中從AC所用時間tAC和下降過程中從CA所用時間tCA相等,同理tABtBA.(2)速度對稱性 物體上升過程經(jīng)過A點的速度與下降
7、過程經(jīng)過A點的速度大小相等關(guān)鍵一點 在豎直上拋運動中,當(dāng)物體經(jīng)過拋出點上方某一位置時,可能處于上升階段,也可能處于下降階段,因此這類問題可能造成時間多解或者速度多解易錯現(xiàn)象1、忽略自由落體運動必須同時具備僅受重力和初速度為零2、忽略豎直上拋運動中的多解3、小球或桿過某一位置或圓筒的問題四、運動的圖象 運動的相遇和追及問題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。位移和速度都是時間的函數(shù),在描述運動規(guī)律時,常用xt圖象和vt圖象.(1) xt圖象物理意義:反映了做直線運動的物體的位移隨時間變化的規(guī)律。表示物體處于靜止?fàn)顟B(tài)圖線斜率的意義 圖線上某點
8、切線的斜率的大小表示物體速度的大小 圖線上某點切線的斜率的正負(fù)表示物體方向兩種特殊的xt圖象(1)勻速直線運動的xt圖象是一條過原點的直線(2)若xt圖象是一條平行于時間軸的直線,則表示物體處 于靜止?fàn)顟B(tài)(2)vt圖象物理意義:反映了做直線運動的物體的速度隨時間變化 的規(guī)律圖線斜率的意義 a圖線上某點切線的斜率的大小表示物體運動的加速度的大小. b圖線上某點切線的斜率的正負(fù)表示加速度的方向圖象與坐標(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)時間內(nèi)的位移的大小。 b若此面積在時間軸的上方,表示這段時間內(nèi)的位移方向為正方向;若此面積在時間軸的下方,表示這段時間內(nèi)的位移方向為負(fù)方
9、向常見的兩種圖象形式(1)勻速直線運動的vt圖象是與橫軸平行的直線(2)勻變速直線運動的vt圖象是一條傾斜的直線2、相遇和追及問題:這類問題的關(guān)鍵是兩物體在運動過程中,速度關(guān)系和位移關(guān)系,要注意尋找問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,兩個物體相距x0,則A追上B時必有,且(2)物體A追趕物體B:開始時,兩個物體相距x0,要使A與B不相撞,則有易錯現(xiàn)象:1、混淆xt圖象和v-t圖象,不能區(qū)分它們的物理意義2、不能正確計算圖線的斜率、面積3、在處理汽車剎車、飛機降落等實際問題時注意,汽車、飛機停止后不會后退五、力 重力 彈力 摩擦力1、力:力是物體之間的相互作用,
10、有力必有施力物體和受力物體。力的大小、方向、作用點叫力的三要素。用一條有向線段把力的三要素表示出來的方法叫力的圖示。按照力命名的依據(jù)不同,可以把力分為按性質(zhì)命名的力(例如:重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力等。)按效果命名的力(例如:拉力、壓力、支持力、動力、阻力等)。力的作用效果:形變;改變運動狀態(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:重力是萬有引力的一個分力,另一個分力提供物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力,在兩極處
11、重力等于萬有引力由于重力遠(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,會對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:接觸;形變。但物體的形變不能超過彈性限度。(3)彈力的方向和產(chǎn)生彈力的那個形變方向相反。(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,其方向垂直于過研究點的曲面的切面;點面接觸處產(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?。簭椈傻膹椓Υ笮∮蒄=kx計算,一般情況彈力的大小與物體同時所受的其他力及物體的運動狀態(tài)有關(guān),應(yīng)結(jié)合平衡條件或牛頓定律確
12、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、有相對運動(或相對運動趨勢),三者缺一不可(2)摩擦力的方向:跟接觸面相切,與相對運動或相對運動趨勢方向相反但注意摩擦力的方向和物體運動方向可能相同,也可能相反,還可能成任意角度(3)摩擦力的大小: 滑動摩擦力:說明: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Gb、為滑動摩擦系數(shù),只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān),與接觸面 積大小、接觸面相對運動快慢以及正壓力FN無關(guān)。 靜摩擦:由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,與正壓力無關(guān). 大小范圍0f靜fm (fm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
13、計算:一是根據(jù)平衡條件,二是根據(jù)牛頓第二定律求出合力,然后通過受力分析確定(4) 注意事項:a、摩擦力可以與運動方向相同,也可以與運動方向相反,還可以與運動方向成一定夾角。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運動的方向或相對運動趨勢的方向相反。d、靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用,運動的物體可以受靜摩擦力的作用。易錯現(xiàn)象:1不會確定系統(tǒng)的重心位置2沒有掌握彈力、摩擦力有無的判定方法3靜摩擦力方向的確定錯誤六、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題(2)矢量和標(biāo)量的根本區(qū)別在于它們遵從不同的運算法則:標(biāo)量
14、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)定某一方向為正方向,與正方向相同的物理量用正號代人,相反的用負(fù)號代人,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、重力勢能、電勢能、電勢等2、力的合成與分解:(1)合力與分力:如果一個力作用在物體上,它產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用在物體上產(chǎn)生的效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力,而那幾個力叫做這個力的分力。(2)共點力的合成:1、共點力幾個力如果都作用在物體的同一點上,或者它們的作用線相交于同一點,這幾個力叫共點力
15、。2、力的合成方法 求幾個已知力的合力叫做力的合成。若和在同一條直線上OF1F2F圖151a.、同向:合力方向與、的方向一致b.、反向:合力,方向與、這兩個力中較大的那個力向。、互成角用力的平行四邊形定則3、平行四邊形定則:兩個互成角度的力的合力,可以用表示這兩個力的有向線段為鄰邊,作平行四邊形,它的對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) 兩個力的合力范圍: F1F2 F F1 +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)兩個分力成直角時,用勾股定理
16、或三角函數(shù)。注意事項:(1)力的合成與分解,體現(xiàn)了用等效的方法研究物理問題(2)合成與分解是為了研究問題的方便而引入的一種方法,用合力來代替幾個力時必須把合力與各分力脫鉤,即考慮合力則不能考慮分力,同理在力的分解時只考慮分力,而不能同時考慮合力(3)共點的兩個力合力的大小范圍是 |F1F2|F合Fl+F2(4)共點的三個力合力的最大值為三個力的大小之和,最小值可能為零(5)力的分解時要認(rèn)準(zhǔn)力作用在物體上產(chǎn)生的實際效果,按實際效果來分解(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)易錯現(xiàn)象:1對含靜摩擦力的合成問題沒
17、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,處于什么場中)和運動狀態(tài)著手,其常規(guī)如下:(1)確定研究對象,并隔離出來;(2)先畫重力,然后彈力、摩擦力,再畫電、磁場力;(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)的運動狀態(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:就是把幾個物體視為一個整體,受力分析時,只分析這一整體之外的物體對整體的作用力,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
18、的物體從相關(guān)的物體系中假想地隔離出來,只分析該物體以外的物體對該物體的作用力,不考慮物體對其它物體的作用力。(3)方法選擇所涉及的物理問題是整體與外界作用時,應(yīng)用整體分析法,可使問題簡單明了,而不必考慮內(nèi)力的作用;當(dāng)涉及的物理問題是物體間的作用時,要應(yīng)用隔離分析法,這時原整體中相互作用的內(nèi)力就會變?yōu)楦鱾€獨立物體的外力。3、注意事項:正確分析物體的受力情況,是解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,在具體操作時應(yīng)注意:(1)彈力和摩擦力都是產(chǎn)生于相互接觸的兩個物體之間,因此要從接觸點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,畫好這兩個力 (2)畫受力圖時要逐一檢查各個力,找不到施力物體的
19、力一定是無中生有的同時應(yīng)只畫物體的受力,不能把對象對其它物體的施力也畫進(jìn)去易錯現(xiàn)象:1不能正確判定彈力和摩擦力的有無;2不能靈活選取研究對象;3受力分析時受力與施力分不清。八、共點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)點靜止或做勻速直線運動;二是物體不轉(zhuǎn)動或勻速轉(zhuǎn)動(此時的物體不能看作質(zhì)點)2、共點力作用下物體的平衡:平衡狀態(tài):靜止或勻速直線運動狀態(tài),物體的加速度為零平衡條件:合力為零,亦即F合=0或Fx=0,F(xiàn)y=0a、二力平衡:這兩個共點力必然大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。b、三力平衡:這三個共點力必然在同一平面內(nèi),且其中任何兩個力的合力與第三個力大小相等
20、,方向相反,作用在同一條直線上,即任何兩個力的合力必與第三個力平衡c、若物體在三個以上的共點力作用下處于平衡狀態(tài),通常可采用正交分解,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動方向分解)平衡條件的推論:()當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時,它所受的某一個力與所受的其它力的合力等值反向()當(dāng)三個共點力作用在物體(質(zhì)點)上處于平衡時,三個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)
21、”。臨界問題的分析方法: 極限分析法:通過恰當(dāng)?shù)剡x取某個物理量推向極端(“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,便于解答。易錯現(xiàn)象:(1)不能靈活應(yīng)用整體法和隔離法;(2)不注意動態(tài)平衡中邊界條件的約束;(3)不能正確制定臨界條件。九、牛頓運動三定律1、牛頓第一定律:(1)內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運動狀態(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:它說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、運動狀態(tài)無關(guān))它揭示了力與運動的關(guān)系:力是改變物體運動狀態(tài)(產(chǎn)生加速度)的原因
22、,而不是維持運動的原因 。它是通過理想實驗得出的,它不能由實際的實驗來驗證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:瞬時性:力和加速度同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失矢量性:加速度的方向與合外力的方向相同。同體性:合外力、質(zhì)量和加速度是針對同一物體(同一研究對象)同一性:合外力、質(zhì)量和加速度的單位統(tǒng)一用SI制主單位相對性:加速度是相對于慣性參照系的。3、牛頓第三定律:(1)內(nèi)容:兩個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:作用力和反作用力的同時性它們是同時產(chǎn)生,同時變化,同
23、時消失,不是先有作用力后有反作用力作用力和反作用力的性質(zhì)相同即作用力和反作用力是屬同種性質(zhì)的力作用力和反作用力的相互依賴性:它們是相互依存,互以對方作為自己存在的前提作用力和反作用力的不可疊加性作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上,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、牛頓運動定律的適用范圍:對于宏觀物體低速的運動(運動速度遠(yuǎn)小于光速的運動),牛頓運動定律是成立的,但對于物體的高速運動(運動速度接近光速)和微觀粒子的運動,牛頓運動定律就不適用了,要用相對論觀點、量子力學(xué)理論處理易錯現(xiàn)象:(1)錯誤地認(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?。涣硗?/p>
24、一種錯誤是認(rèn)為慣性和力是同一個概念。(2)不能正確地運用力和運動的關(guān)系分析物體的運動過程中速度和加速度等參量的變化。(3)不能把物體運動的加速度與其受到的合外力的瞬時對應(yīng)關(guān)系正確運用到輕繩、輕彈簧和輕桿等理想化模型上十、牛頓運動定律的應(yīng)用(一)1、運用牛頓第二定律解題的基本思路(1)通過認(rèn)真審題,確定研究對象(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、解決連接體問題的基本方法是:(1)選取最佳的研究對象選取研究對象時可采取“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,可當(dāng)作整體研究,當(dāng)各
25、部分的加速度大小、方向不相同時,要分別隔離研究(2)對選取的研究對象進(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、解決臨界問題的基本方法是:(1)要詳細(xì)分析物理過程,根據(jù)條件變化或隨著過程進(jìn)行引起的受力情況和運動狀態(tài)變化,找到臨界狀態(tài)和臨界條件(2)在某些物理過程比較復(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)和臨界條件易錯現(xiàn)象:(1)加速系統(tǒng)中,有些同學(xué)錯誤地認(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支持力等于重力。(3)在加速系統(tǒng)中,有些同學(xué)錯誤地認(rèn)為兩物體要產(chǎn)生相對滑
26、動拉力必須克服它們之間的最大靜摩擦力。十一、牛頓運動定律的應(yīng)用(二)1、動力學(xué)的兩類基本問題:(1)已知物體的受力情況,確定物體的運動情況基本解題思路是:根據(jù)受力情況,利用牛頓第二定律求出物體的加速度根據(jù)題意,選擇恰當(dāng)?shù)倪\動學(xué)公式求解相關(guān)的速度、位移等(2)已知物體的運動情況,推斷或求出物體所受的未知力基本解題思路是:根據(jù)運動情況,利用運動學(xué)公式求出物體的加速度根據(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:運用牛頓定律解決這類問題的關(guān)鍵是對物體進(jìn)行受力情況分析和運動情況分析,要善于畫出物體受力圖和運動草圖不論是哪類問題,都應(yīng)抓住力與運動的關(guān)系是通過加速度這座橋梁聯(lián)系起來的
27、這一關(guān)鍵對物體在運動過程中受力情況發(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確定其運動情況;某一個力變化后,有時會影響其他力,如彈力變化后,滑動摩擦力也隨之變化2、關(guān)于超重和失重: 在平衡狀態(tài)時,物體對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,物體對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,物體對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,物體對支持物的壓力小于物體的重力,這種現(xiàn)象叫失重現(xiàn)象對其理解應(yīng)注意以下三點:(1)當(dāng)物體處于超重和失重狀態(tài)時,物體的重力并沒有變化(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
28、運動還是向下運動,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,平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失,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)生向下的壓強等易錯現(xiàn)象:(1)當(dāng)外力發(fā)生變化時,若引起兩物體間的彈力變化,則兩物體間的滑動摩擦力一定發(fā)生變化,往往有些同學(xué)解題時仍誤認(rèn)為滑動摩擦力不變。(2)些同學(xué)在解比較復(fù)雜的問題時不認(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程,導(dǎo)致解題錯誤。(3)些同學(xué)對超重、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。物理必修2知識點一、力 物體的平衡1.力是
29、物體對物體的作用,是物體發(fā)生形變和改變物體的運動狀態(tài)(即產(chǎn)生加速度)的原因. 力是矢量。 2.重力 (1)重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的. 注意重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生,但不能說重力就是地球的吸引力,重力是萬有引力的一個分力.但在地球表面附近,可以認(rèn)為重力近似等于萬有引力 (2)重力的大小:地球表面G=mg,離地面高h(yuǎn)處G/=mg/,其中g(shù)/=R/(R+h)2g (3)重力的方向:豎直向下(不一定指向地心)。 (4)重心:物體的各部分所受重力合力的作用點,物體的重心不一定在物體上. 3.彈力 (1)產(chǎn)生原因:由于發(fā)生彈性形變的物體有恢復(fù)形變的趨勢而產(chǎn)生的. (2)產(chǎn)生條件:直接接觸;有彈
30、性形變. (3)彈力的方向:與物體形變的方向相反,彈力的受力物體是引起形變的物體,施力物體是發(fā)生形變的物體.在點面接觸的情況下,垂直于面;在兩個曲面接觸(相當(dāng)于點接觸)的情況下,垂直于過接觸點的公切面.繩的拉力方向總是沿著繩且指向繩收縮的方向,且一根輕繩上的張力大小處處相等. 輕桿既可產(chǎn)生壓力,又可產(chǎn)生拉力,且方向不一定沿桿. (4)彈力的大小:一般情況下應(yīng)根據(jù)物體的運動狀態(tài),利用平衡條件或牛頓定律來求解.彈簧彈力可由胡克定律來求解. 胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈簧彈力的大小和彈簧的形變量成正比,即F=kx.k為彈簧的勁度系數(shù),它只與彈簧本身因素有關(guān),單位是N/m. 4.摩擦力 (1)產(chǎn)生的條件
31、:相互接觸的物體間存在壓力;接觸面不光滑;接觸的物體之間有相對運動(滑動摩擦力)或相對運動的趨勢(靜摩擦力),這三點缺一不可. (2)摩擦力的方向:沿接觸面切線方向,與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反,與物體運動的方向可以相同也可以相反. (3)判斷靜摩擦力方向的方法: 假設(shè)法:首先假設(shè)兩物體接觸面光滑,這時若兩物體不發(fā)生相對運動,則說明它們原來沒有相對運動趨勢,也沒有靜摩擦力;若兩物體發(fā)生相對運動,則說明它們原來有相對運動趨勢,并且原來相對運動趨勢的方向跟假設(shè)接觸面光滑時相對運動的方向相同.然后根據(jù)靜摩擦力的方向跟物體相對運動趨勢的方向相反確定靜摩擦力方向. 平衡法:根據(jù)二力平衡條件可以
32、判斷靜摩擦力的方向. (4)大小:先判明是何種摩擦力,然后再根據(jù)各自的規(guī)律去分析求解.滑動摩擦力大小:利用公式f=F N 進(jìn)行計算,其中FN 是物體的正壓力,不一定等于物體的重力,甚至可能和重力無關(guān).或者根據(jù)物體的運動狀態(tài),利用平衡條件或牛頓定律來求解. 靜摩擦力大小:靜摩擦力大小可在0與f max 之間變化,一般應(yīng)根據(jù)物體的運動狀態(tài)由平衡條件或牛頓定律來求解. 5.物體的受力分析 (1)確定所研究的物體,分析周圍物體對它產(chǎn)生的作用,不要分析該物體施于其他物體上的力,也不要把作用在其他物體上的力錯誤地認(rèn)為通過“力的傳遞”作用在研究對象上. (2)按“性質(zhì)力”的順序分析.即按重力、彈力、摩擦力、
33、其他力順序分析,不要把“效果力”與“性質(zhì)力”混淆重復(fù)分析. (3)如果有一個力的方向難以確定,可用假設(shè)法分析.先假設(shè)此力不存在,想像所研究的物體會發(fā)生怎樣的運動,然后審查這個力應(yīng)在什么方向,對象才能滿足給定的運動狀態(tài). 6.力的合成與分解 (1)合力與分力:如果一個力作用在物體上,它產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力,而那幾個力就叫做這個力的分力.(2)力合成與分解的根本方法:平行四邊形定則. (3)力的合成:求幾個已知力的合力,叫做力的合成. 共點的兩個力(F 1 和F 2 )合力大小F的取值范圍為:|F 1 -F 2 |FF 1 +F 2 . (4)力的分
34、解:求一個已知力的分力,叫做力的分解(力的分解與力的合成互為逆運算). 在實際問題中,通常將已知力按力產(chǎn)生的實際作用效果分解;為方便某些問題的研究,在很多問題中都采用正交分解法. 7.共點力的平衡 (1)共點力:作用在物體的同一點,或作用線相交于一點的幾個力. (2)平衡狀態(tài):物體保持勻速直線運動或靜止叫平衡狀態(tài),是加速度等于零的狀態(tài). (3)共點力作用下的物體的平衡條件:物體所受的合外力為零,即F=0,若采用正交分解法求解平衡問題,則平衡條件應(yīng)為:Fx =0,F(xiàn)y =0. (4)解決平衡問題的常用方法:隔離法、整體法、圖解法、三角形相似法、正交分解法等等. 二、直線運動 1.機械運動:一個物
35、體相對于另一個物體的位置的改變叫做機械運動,簡稱運動,它包括平動,轉(zhuǎn)動和振動等運動形式.為了研究物體的運動需要選定參照物(即假定為不動的物體),對同一個物體的運動,所選擇的參照物不同,對它的運動的描述就會不同,通常以地球為參照物來研究物體的運動. 2.質(zhì)點:用來代替物體的只有質(zhì)量沒有形狀和大小的點,它是一個理想化的物理模型.僅憑物體的大小不能做視為質(zhì)點的依據(jù)。 3.位移和路程:位移描述物體位置的變化,是從物體運動的初位置指向末位置的有向線段,是矢量.路程是物體運動軌跡的長度,是標(biāo)量. 路程和位移是完全不同的概念,僅就大小而言,一般情況下位移的大小小于路程,只有在單方向的直線運動中,位移的大小才
36、等于路程. 4.速度和速率 (1)速度:描述物體運動快慢的物理量.是矢量. 平均速度:質(zhì)點在某段時間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值叫做這段時間(或位移)的平均速度v,即v=s/t,平均速度是對變速運動的粗略描述. 瞬時速度:運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度,方向沿軌跡上質(zhì)點所在點的切線方向指向前進(jìn)的一側(cè).瞬時速度是對變速運動的精確描述. (2)速率:速率只有大小,沒有方向,是標(biāo)量.平均速率:質(zhì)點在某段時間內(nèi)通過的路程和所用時間的比值叫做這段時間內(nèi)的平均速率.在一般變速運動中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在單方向的直線運動,二者才相等. 5.加速度 (1)加速度是描述速度變化
37、快慢的物理量,它是矢量.加速度又叫速度變化率. (2)定義:在勻變速直線運動中,速度的變化v跟發(fā)生這個變化所用時間t的比值,叫做勻變速直線運動的加速度,用a表示. (3)方向:與速度變化v的方向一致.但不一定與v的方向一致. 注意加速度與速度無關(guān).只要速度在變化,無論速度大小,都有加速度;只要速度不變化(勻速),無論速度多大,加速度總是零;只要速度變化快,無論速度是大、是小或是零,物體加速度就大. 6.勻速直線運動 (1)定義:在任意相等的時間內(nèi)位移相等的直線運動叫做勻速直線運動. (2)特點:a=0,v=恒量. (3)位移公式:S=vt. 7.勻變速直線運動 (1)定義:在任意相等的時間內(nèi)速
38、度的變化相等的直線運動叫勻變速直線運動. (2)特點:a=恒量 (3)公式: 速度公式:V=V0+at 位移公式:s=v0t+ at2 速度位移公式:vt2-v02=2as 平均速度V= 以上各式均為矢量式,應(yīng)用時應(yīng)規(guī)定正方向,然后把矢量化為代數(shù)量求解,通常選初速度方向為正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值. 8.重要結(jié)論 (1)勻變速直線運動的質(zhì)點,在任意兩個連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移差值是恒量,即S=Sn+l Sn=aT2 =恒量 (2)勻變速直線運動的質(zhì)點,在某段時間內(nèi)的中間時刻的瞬時速度,等于這段時間內(nèi)的平均速度,即:9.自由落體運動 (1)條件:初速度為零,只
39、受重力作用. (2)性質(zhì):是一種初速為零的勻加速直線運動,a=g. (3)公式: 10.運動圖像 (1)位移圖像(s-t圖像):圖像上一點切線的斜率表示該時刻所對應(yīng)速度; 圖像是直線表示物體做勻速直線運動,圖像是曲線則表示物體做變速運動; 圖像與橫軸交叉,表示物體從參考點的一邊運動到另一邊. (2)速度圖像(v-t圖像):在速度圖像中,可以讀出物體在任何時刻的速度; 在速度圖像中,物體在一段時間內(nèi)的位移大小等于物體的速度圖像與這段時間軸所圍面積的值. 在速度圖像中,物體在任意時刻的加速度就是速度圖像上所對應(yīng)的點的切線的斜率. 圖線與橫軸交叉,表示物體運動的速度反向. 圖線是直線表示物體做勻變速
40、直線運動或勻速直線運動;圖線是曲線表示物體做變加速運動. 三、牛頓運動定律 1.牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種運動狀態(tài)為止. (1)運動是物體的一種屬性,物體的運動不需要力來維持. (2)定律說明了任何物體都有慣性. (3)不受力的物體是不存在的.牛頓第一定律不能用實驗直接驗證.但是建立在大量實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)之上,通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的.它告訴了人們研究物理問題的另一種新方法:通過觀察大量的實驗現(xiàn)象,利用人的邏輯思維,從大量現(xiàn)象中尋找事物的規(guī)律. (4)牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ),不能簡單地認(rèn)為它是牛頓第二定律不受外力時的特例,牛頓第一
41、定律定性地給出了力與運動的關(guān)系,牛頓第二定律定量地給出力與運動的關(guān)系. 2.慣性:物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì). (1)慣性是物體的固有屬性,即一切物體都有慣性,與物體的受力情況及運動狀態(tài)無關(guān).因此說,人們只能“利用”慣性而不能“克服”慣性.(2)質(zhì)量是物體慣性大小的量度. 3.牛頓第二定律:物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表達(dá)式F 合 =ma (1)牛頓第二定律定量揭示了力與運動的關(guān)系,即知道了力,可根據(jù)牛頓第二定律,分析出物體的運動規(guī)律;反過來,知道了運動,可根據(jù)牛頓第二定律研究其受力情況,為設(shè)計運動,控制運動提供了理論
42、基礎(chǔ). (2)對牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F 合 =ma,F(xiàn) 合 是力,ma是力的作用效果,特別要注意不能把ma看作是力. (3)牛頓第二定律揭示的是力的瞬間效果.即作用在物體上的力與它的效果是瞬時對應(yīng)關(guān)系,力變加速度就變,力撤除加速度就為零,注意力的瞬間效果是加速度而不是速度. (4)牛頓第二定律F 合 =ma,F(xiàn)合是矢量,ma也是矢量,且ma與F 合 的方向總是一致的.F 合 可以進(jìn)行合成與分解,ma也可以進(jìn)行合成與分解. 4. 牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上. (1)牛頓第三運動定律指出了兩物體之間的作用是相互的,因而力總是成對出現(xiàn)的,
43、它們總是同時產(chǎn)生,同時消失.(2)作用力和反作用力總是同種性質(zhì)的力. (3)作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上,各產(chǎn)生其效果,不可疊加. 5.牛頓運動定律的適用范圍:宏觀低速的物體和在慣性系中.6.超重和失重 (1)超重:物體有向上的加速度稱物體處于超重.處于超重的物體對支持面的壓力F N (或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w的重力mg,即F N =mg+ma.(2)失重:物體有向下的加速度稱物體處于失重.處于失重的物體對支持面的壓力FN(或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w的重力mg.即FN=mg-ma.當(dāng)a=g時F N =0,物體處于完全失重.(3)對超重和失重的理解應(yīng)當(dāng)注意的問題 不管物體處于失重
44、狀態(tài)還是超重狀態(tài),物體本身的重力并沒有改變,只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┎坏扔谖矬w本身的重力.超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān),只決定于加速度的方向.“加速上升”和“減速下降”都是超重;“加速下降”和“減速上升”都是失重. 在完全失重的狀態(tài)下,平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失,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)生壓強等. 6、處理連接題問題-通常是用整體法求加速度,用隔離法求力。 四、曲線運動 萬有引力 1.曲線運動 (1)物體作曲線運動的條件:運動質(zhì)點所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直線 (2)曲線運動的特點:質(zhì)點在某一點的速
45、度方向,就是通過該點的曲線的切線方向.質(zhì)點的速度方向時刻在改變,所以曲線運動一定是變速運動. (3)曲線運動的軌跡:做曲線運動的物體,其軌跡向合外力所指一方彎曲,若已知物體的運動軌跡,可判斷出物體所受合外力的大致方向,如平拋運動的軌跡向下彎曲,圓周運動的軌跡總向圓心彎曲等. 2.運動的合成與分解 (1)合運動與分運動的關(guān)系:等時性;獨立性;等效性. (2)運動的合成與分解的法則:平行四邊形定則. (3)分解原則:根據(jù)運動的實際效果分解,物體的實際運動為合運動. 3. 平拋運動 (1)特點:具有水平方向的初速度;只受重力作用,是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運動. (2)運動規(guī)律:平拋運動可以
46、分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動. 建立直角坐標(biāo)系(一般以拋出點為坐標(biāo)原點O,以初速度vo方向為x軸正方向,豎直向下為y軸正方向); 由兩個分運動規(guī)律來處理(如右圖). 4.圓周運動 (1)描述圓周運動的物理量 線速度:描述質(zhì)點做圓周運動的快慢,大小v=s/t(s是t時間內(nèi)通過弧長),方向為質(zhì)點在圓弧某點的線速度方向沿圓弧該點的切線方向 角速度:描述質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢,大小=/t(單位rad/s),是連接質(zhì)點和圓心的半徑在t時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度.其方向在中學(xué)階段不研究. 周期T,頻率f -做圓周運動的物體運動一周所用的時間叫做周期. 做圓周運動的物體單位時間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過
47、的圈數(shù)叫做頻率. 向心力:總是指向圓心,產(chǎn)生向心加速度,向心力只改變線速度的方向,不改變速度的大小.大小 注意向心力是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運動的質(zhì)點受力情況時,千萬不可在物體受力之外再添加一個向心力. (2)勻速圓周運動:線速度的大小恒定,角速度、周期和頻率都是恒定不變的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不變的,是速度大小不變而速度方向時刻在變的變速曲線運動. (3)變速圓周運動:速度大小方向都發(fā)生變化,不僅存在著向心加速度(改變速度的方向),而且還存在著切向加速度(方向沿著軌道的切線方向,用來改變速度的大?。?一般而言,合加速度方向不指向圓心,合力不一定等于向心力.合外力在指向
48、圓心方向的分力充當(dāng)向心力,產(chǎn)生向心加速度;合外力在切線方向的分力產(chǎn)生切向加速度. 如右上圖情景中,小球恰能過最高點的條件是vv臨 v臨由重力提供向心力得v臨 如右下圖情景中,小球恰能過最高點的條件是v0。5.萬有引力定律 (1)萬有引力定律:宇宙間的一切物體都是互相吸引的.兩個物體間的引力的大小,跟它們的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比.公式: (2)應(yīng)用萬有引力定律分析天體的運動 基本方法:把天體的運動看成是勻速圓周運動,其所需向心力由萬有引力提供.即 F引=F向得: 應(yīng)用時可根據(jù)實際情況選用適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行分析或計算.天體質(zhì)量M、密度的估算: (3)三種宇宙速度 第一宇宙速度:v
49、1 =7.9km/s,它是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度,也是地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度. 第二宇宙速度(脫離速度):v 2 =11.2km/s,使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度. 第三宇宙速度(逃逸速度):v 3 =16.7km/s,使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度. (4)地球同步衛(wèi)星 所謂地球同步衛(wèi)星,是相對于地面靜止的,這種衛(wèi)星位于赤道上方某一高度的穩(wěn)定軌道上,且繞地球運動的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期,即T=24h=86400s,離地面高度 同步衛(wèi)星的軌道一定在赤道平面內(nèi),并且只有一條.所有同步衛(wèi)星都在這條軌道上,以大小相同的線速度,角速度和周期運行著. (5)衛(wèi)星的超重和失重 “超重”是衛(wèi)星進(jìn)入
50、軌道的加速上升過程和回收時的減速下降過程,此情景與“升降機”中物體超重相同.“失重”是衛(wèi)星進(jìn)入軌道后正常運轉(zhuǎn)時,衛(wèi)星上的物體完全“失重”(因為重力提供向心力),此時,在衛(wèi)星上的儀器,凡是制造原理與重力有關(guān)的均不能正常使用. 五、動量 1.動量和沖量 (1)動量:運動物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動量,即p=mv.是矢量,方向與v的方向相同.兩個動量相同必須是大小相等,方向一致. (2)沖量:力和力的作用時間的乘積叫做該力的沖量,即I=Ft.沖量也是矢量,它的方向由力的方向決定. 2. 動量定理:物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化.表達(dá)式:Ft=p-p 或 Ft=mv-mv (1)上述公式是一矢
51、量式,運用它分析問題時要特別注意沖量、動量及動量變化量的方向. (2)公式中的F是研究對象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力. (3)動量定理的研究對象可以是單個物體,也可以是物體系統(tǒng).對物體系統(tǒng),只需分析系統(tǒng)受的外力,不必考慮系統(tǒng)內(nèi)力.系統(tǒng)內(nèi)力的作用不改變整個系統(tǒng)的總動量. (4)動量定理不僅適用于恒定的力,也適用于隨時間變化的力.對于變力,動量定理中的力F應(yīng)當(dāng)理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值. 3.動量守恒定律:一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變. 表達(dá)式:m 1 v 1 +m 2 v 2 =m 1 v 1 +m 2 v 2 (1)動量守恒定律成立的條件 系統(tǒng)不受
52、外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零. 系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多,如碰撞問題中的摩擦力,爆炸過程中的重力等外力比起相互作用的內(nèi)力來小得多,可以忽略不計. 系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動量的分量保持不變. (2)動量守恒的速度具有“四性”:矢量性;瞬時性;相對性;普適性. 4.爆炸與碰撞 (1)爆炸、碰撞類問題的共同特點是物體間的相互作用突然發(fā)生,作用時間很短,作用力很大,且遠(yuǎn)大于系統(tǒng)受的外力,故可用動量守恒定律來處理. (2)在爆炸過程中,有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動能,系統(tǒng)的動能爆炸后會增加,在碰撞過程中,系統(tǒng)的總動能不可能增加,一
53、般有所減少而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能. (3)由于爆炸、碰撞類問題作用時間很短,作用過程中物體的位移很小,一般可忽略不計,可以把作用過程作為一個理想化過程簡化處理.即作用后還從作用前瞬間的位置以新的動量開始運動. 5.反沖現(xiàn)象:反沖現(xiàn)象是指在系統(tǒng)內(nèi)力作用下,系統(tǒng)內(nèi)一部分物體向某方向發(fā)生動量變化時,系統(tǒng)內(nèi)其余部分物體向相反的方向發(fā)生動量變化的現(xiàn)象.噴氣式飛機、火箭等都是利用反沖運動的實例.顯然,在反沖現(xiàn)象里,系統(tǒng)的動量是守恒的. 六、機械能 1.功 (1)功的定義:力和作用在力的方向上通過的位移的乘積.是描述力對空間積累效應(yīng)的物理量,是過程量. 定義式:W=F?s?cos,其中F是力,s是力的作用點位移(對地
54、),是力與位移間的夾角. (2)功的大小的計算方法: 恒力的功可根據(jù)W=F?S?cos進(jìn)行計算,本公式只適用于恒力做功.根據(jù)W=P?t,計算一段時間內(nèi)平均做功. 利用動能定理計算力的功,特別是變力所做的功.根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度反過來可求功. (3)摩擦力、空氣阻力做功的計算:功的大小等于力和路程的乘積. 發(fā)生相對運動的兩物體的這一對相互摩擦力做的總功:W=fd(d是兩物體間的相對路程),且W=Q(摩擦生熱) 2.功率 (1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是標(biāo)量.求功率時一定要分清是求哪個力的功率,還要分清是求平均功率還是瞬時功率. (2)功率的計算 平均功率:P=W/t(定義式)
55、 表示時間t內(nèi)的平均功率,不管是恒力做功,還是變力做功,都適用. 瞬時功率:P=F?v?cos P和v分別表示t時刻的功率和速度,為兩者間的夾角. (3)額定功率與實際功率 : 額定功率:發(fā)動機正常工作時的最大功率. 實際功率:發(fā)動機實際輸出的功率,它可以小于額定功率,但不能長時間超過額定功率. (4)交通工具的啟動問題通常說的機車的功率或發(fā)動機的功率實際是指其牽引力的功率. 以恒定功率P啟動:機車的運動過程是先作加速度減小的加速運動,后以最大速度v m=P/f 作勻速直線運動, . 以恒定牽引力F啟動:機車先作勻加速運動,當(dāng)功率增大到額定功率時速度為v1=P/F,而后開始作加速度減小的加速運
56、動,最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運動。 3.動能:物體由于運動而具有的能量叫做動能.表達(dá)式:Ek=mv2/2 (1)動能是描述物體運動狀態(tài)的物理量.(2)動能和動量的區(qū)別和聯(lián)系 動能是標(biāo)量,動量是矢量,動量改變,動能不一定改變;動能改變,動量一定改變. 兩者的物理意義不同:動能和功相聯(lián)系,動能的變化用功來量度;動量和沖量相聯(lián)系,動量的變化用沖量來量度.兩者之間的大小關(guān)系為EK=P2/2m 4. 動能定理:外力對物體所做的總功等于物體動能的變化.表達(dá)式 (1)動能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運動的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲線運動的情況. (2)功和動能都是標(biāo)量,不
57、能利用矢量法則分解,故動能定理無分量式. (3)應(yīng)用動能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時間的動力學(xué)問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷. (4)當(dāng)物體的運動是由幾個物理過程所組成,又不需要研究過程的中間狀態(tài)時,可以把這幾個物理過程看作一個整體進(jìn)行研究,從而避開每個運動過程的具體細(xì)節(jié),具有過程簡明、方法巧妙、運算量小等優(yōu)點. 5.重力勢能 (1)定義:地球上的物體具有跟它的高度有關(guān)的能量,叫做重力勢能, . 重力勢能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的,而不是物體單獨具有的
58、.重力勢能的大小和零勢能面的選取有關(guān).重力勢能是標(biāo)量,但有“+”、“-”之分. (2)重力做功的特點:重力做功只決定于初、末位置間的高度差,與物體的運動路徑無關(guān).WG =mgh. (3)做功跟重力勢能改變的關(guān)系:重力做功等于重力勢能增量的負(fù)值.即WG = - . 6.彈性勢能:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量. 7.機械能守恒定律 (1)動能和勢能(重力勢能、彈性勢能)統(tǒng)稱為機械能,E=E k +E p . (2)機械能守恒定律的內(nèi)容:在只有重力(和彈簧彈力)做功的情形下,物體動能和重力勢能(及彈性勢能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機械能的總量保持不變. (3)機械能守恒定律的表達(dá)式 (4)系統(tǒng)機械能守恒
59、的三種表示方式: 系統(tǒng)初態(tài)的總機械能E 1 等于末態(tài)的總機械能E 2 ,即E1 =E2 系統(tǒng)減少的總重力勢能E P減 等于系統(tǒng)增加的總動能E K增 ,即E P減 =E K增 若系統(tǒng)只有A、B兩物體,則A物體減少的機械能等于B物體增加的機械能,即E A減 =E B增 注意解題時究竟選取哪一種表達(dá)形式,應(yīng)根據(jù)題意靈活選取;需注意的是:選用式時,必須規(guī)定零勢能參考面,而選用式和式時,可以不規(guī)定零勢能參考面,但必須分清能量的減少量和增加量. (5)判斷機械能是否守恒的方法 用做功來判斷:分析物體或物體受力情況(包括內(nèi)力和外力),明確各力做功的情況,若對物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功,沒有其他力做功或
60、其他力做功的代數(shù)和為零,則機械能守恒. 用能量轉(zhuǎn)化來判定:若物體系中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化,則物體系統(tǒng)機械能守恒. 對一些繩子突然繃緊,物體間非彈性碰撞等問題,除非題目特別說明,機械能必定不守恒,完全非彈性碰撞過程機械能也不守恒. 8.功能關(guān)系 (1)當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時,物體的機械能守恒. (2)重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2 . (3)合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動能定理) (4)除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機械能的變化:W F =E 2
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