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物理公式总结

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/16 12:09:54
能不能请老师帮忙总结一下物理必修一,必修二和选修1—1的重要公式以及需要重点掌握的知识?
解题思路: 物理必修一,必修二和选修1—1的重要公式
解题过程:
第一章运动的描述
第一节认识运动
机械运动:物体在空间中所处位置发生变化,这样的运动叫做机械运动。
运动的特性:普遍性,永恒性,多样性
参考系
1.任何运动都是相对于某个参照物而言的,这个参照物称为参考系。
2.参考系的选取是自由的。
1)比较两个物体的运动必须选用同一参考系。
2)参照物不一定静止,但被认为是静止的。
质点
1.在研究物体运动的过程中,如果物体的大小和形状在所研究问题中可以忽略是,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.质点条件:
1)物体中各点的运动情况完全相同(物体做平动)
2)物体的大小(线度)<<它通过的距离
3.质点具有相对性,而不具有绝对性。
4.理想化模型:根据所研究问题的性质和需要,抓住问题中的主要因素,忽略其次要因素,建立一种理想化的模型,使复杂的问题得到简化。(为便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体)
第二节时间位移
时间与时刻
1.钟表指示的一个读数对应着某一个瞬间,就是时刻,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。
△t=t2—t1
2.时间和时刻的单位都是秒,符号为s,常见单位还有min,h。
3.通常以问题中的初始时刻为零点。
路程和位移
1.路程表示物体运动轨迹的长度,但不能完全确定物体位置的变化,是标量。
2.从物体运动的起点指向运动的重点的有向线段称为位移,是矢量。
3.物理学中,只有大小的物理量称为标量;既有大小又有方向的物理量称为矢量。
4.只有在质点做单向直线运动是,位移的大小等于路程。两者运算法则不同。
第三节记录物体的运动信息
打点记时器:通过在纸带上打出一系列的点来记录物体运动信息的仪器。(电火花打点记时器——火花打点,电磁打点记时器——电磁打点);一般打出两个相邻的点的时间间隔是0.02s。
第四节物体运动的速度
物体通过的路程与所用的时间之比叫做速度。
平均速度(与位移、时间间隔相对应)
物体运动的平均速度v是物体的位移s与发生这段位移所用时间t的比值。其方向与物体的位移方向相同。单位是m/s。
v=s/t
瞬时速度(与位置时刻相对应)
瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度。其方向是物体在运动轨迹上过该点的切线方向。瞬时速率(简称速率)即瞬时速度的大小。
速率≥速度
第五节速度变化的快慢加速度
1.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
2.a不由△v、t决定,而是由F、m决定。
3.变化量=末态量值—初态量值……表示变化的大小或多少
4.变化率=变化量/时间……表示变化快慢
5.如果物体沿直线运动且其速度均匀变化,该物体的运动就是匀变速直线运动(加速度不随时间改变)。
6.速度是状态量,加速度是性质量,速度改变量(速度改变大小程度)是过程量。
第六节用图象描述直线运动
匀变速直线运动的位移图象
1.s-t图象是描述做匀变速直线运动的物体的位移随时间的变化关系的曲线。(不反映物体运动的轨迹)
2.物理中,斜率k≠tanα(2坐标轴单位、物理意义不同)
3.图象中两图线的交点表示两物体在这一时刻相遇。
匀变速直线运动的速度图象
1.v-t图象是描述匀变速直线运动的物体岁时间变化关系的图线。(不反映物体运动轨迹)
2.图象与时间轴的面积表示物体运动的位移,在t轴上方位移为正,下方为负,整个过程中位移为各段位移之和,即各面积的代数和。
第二章探究匀变速直线运动规律
第一、二节探究自由落体运动/自由落体运动规律
记录自由落体运动轨迹
1.物体仅在中立的作用下,从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动(理想化模型)。在空气中影响物体下落快慢的因素是下落过程中空气阻力的影响,与物体重量无关。
2.伽利略的科学方法:观察→提出假设→运用逻辑得出结论→通过实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广
自由落体运动规律
自由落体运动是一种初速度为0的匀变速直线运动,加速度为常量,称为重力加速度(g)。g=9.8m/s²
重力加速度g的方向总是竖直向下的。其大小随着纬度的增加而增加,随着高度的增加而减少。
vt²=2gs

竖直上抛运动
1.处理方法:分段法(上升过程a=-g,下降过程为自由落体),整体法(a=-g,注意矢量性)
1.速度公式:vt=v0—gt位移公式:h=v0t—gt²/2
2.上升到最高点时间t=v0/g,上升到最高点所用时间与回落到抛出点所用时间相等
3.上升的最大高度:s=v0²/2g
第三节匀变速直线运动
匀变速直线运动规律
1.基本公式:s=v0t+at²/2
2.平均速度:vt=v0+at
3.推论:1)v=vt/2
2)S2—S1=S3—S2=S4—S3=……=△S=aT²
3)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:……:(2n—1)
4)初速度为0的n个连续相等的位移内t之比:
t1:t2:t3:……:tn=1:(√2—1):(√3—√2):……:(√n—√n—1)
5)a=(Sm—Sn)/(m—n)T²(利用上各段位移,减少误差→逐差法)
6)vt²—v0²=2as
第四节汽车行驶安全
1.停车距离=反应距离(车速×反应时间)+刹车距离(匀减速)
2.安全距离≥停车距离
3.刹车距离的大小取决于车的初速度和路面的粗糙程度
4.追及/相遇问题:抓住两物体速度相等时满足的临界条件,时间及位移关系,临界状态(匀减速至静止)。可用图象法解题。
第三章研究物体间的相互作用
第一节探究形变与弹力的关系
认识形变
1.物体形状回体积发生变化简称形变。
2.分类:按形式分:压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。
按效果分:弹性形变、塑性形变
3.弹力有无的判断:1)定义法(产生条件)
2)搬移法:假设其中某一个弹力不存在,然后分析其状态是否有变化。
3)假设法:假设其中某一个弹力存在,然后分析其状态是否有变化。
弹性与弹性限度
1.物体具有恢复原状的性质称为弹性。
2.撤去外力后,物体能完全恢复原状的形变,称为弹性形变。
3.如果外力过大,撤去外力后,物体的形状不能完全恢复,这种现象为超过了物体的弹性限度,发生了塑性形变。
探究弹力
1.产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。
2.弹力方向垂直于两物体的接触面,与引起形变的外力方向相反,与恢复方向相同。
绳子弹力沿绳的收缩方向;铰链弹力沿杆方向;硬杆弹力可不沿杆方向。
弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。
3.在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量x成正比,即胡克定律。
F=kx
4.上式的k称为弹簧的劲度系数(倔强系数),反映了弹簧发生形变的难易程度。
5.弹簧的串、并联:串联:1/k=1/k1+1/k2并联:k=k1+k2
第二节研究摩擦力
滑动摩擦力
1.两个相互接触的物体有相对滑动时,物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦。
2.在滑动摩擦中,物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力,叫做滑动摩擦力。
3.滑动摩擦力f的大小跟正压力N(≠G)成正比。即:f=μN
4.μ称为动摩擦因数,与相接触的物体材料和接触面的粗糙程度有关。0<μ<1。
5.滑动摩擦力的方向总是与物体相对滑动的方向相反,与其接触面相切。
6.条件:直接接触、相互挤压(弹力),相对运动/趋势。
7.摩擦力的大小与接触面积无关,与相对运动速度无关。
8.摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
9.计算:公式法/二力平衡法。
研究静摩擦力
1.当物体具有相对滑动趋势时,物体间产生的摩擦叫做静摩擦,这时产生的摩擦力叫静摩擦力。
2.物体所受到的静摩擦力有一个最大限度,这个最大值叫最大静摩擦力。
3.静摩擦力的方向总与接触面相切,与物体相对运动趋势的方向相反。
4.静摩擦力的大小由物体的运动状态以及外部受力情况决定,与正压力无关,平衡时总与切面外力平衡。0≤F=f0≤fm
5.最大静摩擦力的大小与正压力接触面的粗糙程度有关。fm=μ0·N(μ≤μ0)
6.静摩擦有无的判断:概念法(相对运动趋势);二力平衡法;牛顿运动定律法;假设法(假设没有静摩擦)。
第三节力的等效和替代
力的图示
1.力的图示是用一根带箭头的线段(定量)表示力的三要素的方法。
2.图示画法:选定标度(同一物体上标度应当统一),沿力的方向从力的作用点开始按比例画一线段,在线段末端标上箭头。
3.力的示意图:突出方向,不定量。
力的等效/替代
1.如果一个力的作用效果与另外几个力的共同效果作用相同,那么这个力与另外几个力可以相互替代,这个力称为另外几个力的合力,另外几个力称为这个力的分力。
2.根据具体情况进行力的替代,称为力的合成与分解。求几个力的合力叫力的合成,求一个力的分力叫力的分解。合力和分力具有等效替代的关系。
3.实验:平行四边形定则:P58
第四节力的合成与分解
力的平行四边形定则
1.力的平行四边形定则:如果用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形,则这两个邻边的对角线表示合力的大小和方向。
2.一切矢量的运算都遵循平行四边形定则。
合力的计算
1.方法:公式法,图解法(平行四边形/多边形/△)
2.三角形定则:将两个分力首尾相接,连接始末端的有向线段即表示它们的合力。
3.设F为F1、F2的合力,θ为F1、F2的夹角,则:
F=√F1²+F2²+2F1F2cosθtanθ=F2sinθ/(F1+F2cosθ)
当两分力垂直时,F=F1²+F2²,当两分力大小相等时,F=2F1cos(θ/2)
4.1)|F1—F2|≤F≤|F1+F2|
2)随F1、F2夹角的增大,合力F逐渐减小。
3)当两个分力同向时θ=0,合力最大:F=F1+F2
4)当两个分力反向时θ=180°,合力最小:F=|F1—F2|
5)当两个分力垂直时θ=90°,F²=F1²+F2²
分力的计算
1.分解原则:力的实际效果/解题方便(正交分解)
2.受力分析顺序:G→N→F→电磁力
第五节共点力的平衡条件
共点力
如果几个力作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于同一点(该点不一定在物体上),这几个力叫做共点力。
寻找共点力的平衡条件
1.物体保持静止或者保持匀速直线运动的状态叫平衡状态。
2.物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态,就叫做共点力的平衡。
3.二力平衡是指物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,其平衡条件是这两个离的大小相等、方向相反。多力亦是如此。
4.正交分解法:把一个矢量分解在两个相互垂直的坐标轴上,利于处理多个不在同一直线上的矢量(力)作用分解。
第六节作用力与反作用力
探究作用力与反作用力的关系
1.一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.力的性质:物质性(必有施/手力物体),相互性(力的作用是相互的)
3.平衡力与相互作用力:
同:等大,反向,共线
异:相互作用力具有同时性(产生、变化、小时),异体性(作用效果不同,不可抵消),二力同性质。平衡力不具备同时性,可相互抵消,二力性质可不同。
牛顿第三定律
1.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。
2.牛顿第三定律适用于任何两个相互作用的物体,与物体的质量、运动状态无关。二力的产生和消失同时,无先后之分。二力分别作用在两个物体上,各自分别产生作用效果。
第四章力与运动
第一节伽利略理想实验与牛顿第一定律
伽利略的理想实验(见P76、77,以及单摆实验)
牛顿第一定律
1.牛顿第一定律(惯性定律):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。——物体的运动并不需要力来维持。
2.物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。
3.惯性是物体的固有属性,与物体受力、运动状态无关,质量是物体惯性大小的唯一量度。
4.物体不受力时,惯性表现为物体保持匀速直线运动或静止状态;受外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度不同。
第二、三节影响加速度的因素/探究物体运动与受力的关系
加速度与物体所受合力、物体质量的关系(实验设计见B书P93)
第四节牛顿第二定律
牛顿第二定律
1.牛顿第二定律:物体的加速度跟所受合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2.a=k·F/m(k=1)→F=ma
3.k的数值等于使单位质量的物体产生单位加速度时力的大小。国际单位制中k=1。
4.当物体从某种特征到另一种特征时,发生质的飞跃的转折状态叫做临界状态。
5.极限分析法(预测和处理临界问题):通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端,从而把临界现象暴露出来。
6.牛顿第二定律特性:1)矢量性:加速度与合外力任意时刻方向相同
2)瞬时性:加速度与合外力同时产生/变化/消失,力是产生加速度的原因。
3)相对性:a是相对于惯性系的,牛顿第二定律只在惯性系中成立。
4)独立性:力的独立作用原理:不同方向的合力产生不同方向的加速度,彼此不受对方影响。
5)同体性:研究对象的统一性。
第五节牛顿第二定律的应用
解题思路:物体的受力情况⇋牛顿第二定律⇋a⇋运动学公式⇋物体的运动情况
第六节超重与失重
超重和失重
1.物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象(视重>物重),物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象(物重<视重)。
2.只要竖直方向的a≠0,物体一定处于超重或失重状态。
3.视重:物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力(仪器称值)。
4.实重:实际重力(来源于万有引力)。
5.N=G+ma(设竖直向上为正方向,与v无关)
6.完全失重:一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零,达到失重现象的极限的现象,此时a=g=9.8m/s²。
7.自然界中落体加速度不大于g,人工加速使落体加速度大于g,则落体对上方物体(如果有)产生压力,或对下方牵绳产生拉力。
第七节力学单位
单位制的意义
1.单位制是由基本单位和导出单位组成的一系列完整的单位体制。
2.基本单位可任意选定,导出单位则由定义方程式与比例系数确定的。基本单位选取的不同,组成的单位制也不同。
国际单位制中的力学单位
1.国际单位制(符号~单位):时间(t)~s,长度(l)~m,质量(m)~kg,电流(I)~A,物质的量(n)~mol,热力学温度~K,发光强度~cd(坎培拉)
2.1N:使1kg的物体产生单位加速度时力的大小,即1N=1kg·m/s²。
3.常见单位换算:1英尺=12英寸=0.3048m,1英寸=2.540cm,1英里=1.6093km。
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附:力学知识点归纳
第一章..定义:力是物体之间的相互作用。
理解要点:
(1) 力具有物质性:力不能离开物体而存在。
说明:①对某一物体而言,可能有一个或多个施力物体。
②并非先有施力物体,后有受力物体
(2)力具有相互性:一个力总是关联着两个物体,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。
说明:①相互作用的物体可以直接接触,也可以不接触。
②力的大小用测力计测量。
(3)力具有矢量性:力不仅有大小,也有方向。
(4)力的作用效果:使物体的形状发生改变;使物体的运动状态发生变化。
(5)力的种类:
①根据力的性质命名:如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。
②根据效果命名:如压力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等。
说明:根据效果命名的,不同名称的力,性质可以相同;同一名称的力,性质可以不同。
重力
定义:由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
说明:①地球附近的物体都受到重力作用。
②重力是由地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力。
③重力的施力物体是地球。
④在两极时重力等于物体所受的万有引力,在其它位置时不相等。
(1)重力的大小:G=mg
说明:①在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的,纬度越高,同一物体的重力越大,因而同一物体在两极比在赤道重力大。
②一个物体的重力不受运动状态的影响,与是否还受其它力也无关系。
③在处理物理问题时,一般认为在地球附近的任何地方重力的大小不变。
(2) 重力的方向:竖直向下(即垂直于水平面)
说明:①在两极与在赤道上的物体,所受重力的方向指向地心。
②重力的方向不受其它作用力的影响,与运动状态也没有关系。
(3)重心:物体所受重力的作用点。
重心的确定:①质量分布均匀。物体的重心只与物体的形状有关。形状规则的均匀物体,它的重心就在几何中心上。
②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关。
③薄板形物体的重心,可用悬挂法确定。
说明:①物体的重心可在物体上,也可在物体外。
②重心的位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关。
③引入重心概念后,研究具体物体时,就可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力来表示,于是原来的物体就可以用一个有质量的点来代替。
弹力
(1) 形变:物体的形状或体积的改变,叫做形变。
说明:①任何物体都能发生形变,不过有的形变比较明显,有的形变及其微小。
②弹性形变:撤去外力后能恢复原状的形变,叫做弹性形变,简称形变。
(2)弹力:发生形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹力。
说明:①弹力产生的条件:接触;弹性形变。
②弹力是一种接触力,必存在于接触的物体间,作用点为接触点。
③弹力必须产生在同时形变的两物体间。
④弹力与弹性形变同时产生同时消失。
(3)弹力的方向:与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。
几种典型的产生弹力的理想模型:
① 轻绳的拉力(张力)方向沿绳收缩的方向。注意杆的不同。
② 点与平面接触,弹力方向垂直于平面;点与曲面接触,弹力方向垂直于曲面接触点所在切面。
③ 平面与平面接触,弹力方向垂直于平面,且指向受力物体;球面与球面接触,弹力方向沿两球球心连线方向,且指向受力物体。
(4)大小:弹簧在弹性限度内遵循胡克定律F=kx,k是劲度系数,表示弹簧本身的一种属性,k仅与弹簧的材料、粗细、长度有关,而与运动状态、所处位置无关。其他物体的弹力应根据运动情况,利用平衡条件或运动学规律计算。
摩擦力
(1) 滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时候,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
说明:①摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的。
②摩擦力具有相互性。
ⅰ滑动摩擦力的产生条件:A.两个物体相互接触;B.两物体发生形变;C.两物体发生了相对滑动;D.接触面不光滑。
ⅱ滑动摩擦力的方向:总跟接触面相切,并跟物体的相对运动方向相反。
说明:①“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”
②滑动摩擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用。
ⅲ滑动摩擦力的大小:F=μFN
说明:①FN两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力。应具体分析。
②μ与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,无单位。
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
ⅳ效果:总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动。
ⅴ滚动摩擦:一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦,滚动摩擦比滑动摩擦要小得多。
(2)静摩擦力:两相对静止的相接触的物体间,由于存在相对运动的趋势而产生的摩擦力。
说明:静摩擦力的作用具有相互性。
ⅰ静摩擦力的产生条件:A.两物体相接触;B.相接触面不光滑;C.两物体有形变;D.两物体有相对运动趋势。
ⅱ静摩擦力的方向:总跟接触面相切,并总跟物体的相对运动趋势相反。
说明:①运动的物体可以受到静摩擦力的作用。
②静摩擦力的方向可以与运动方向相同,可以相反,还可以成任一夹角θ。
③静摩擦力可以是阻力也可以是动力。
ⅲ静摩擦力的大小:两物体间的静摩擦力的取值范围0<F≤Fm,其中Fm为两个物体间的最大静摩擦力。静摩擦力的大小应根据实际运动情况,利用平衡条件或牛顿运动定律进行计算。
说明:①静摩擦力是被动力,其作用是与使物体产生运动趋势的力相平衡,在取值范围内是根据物体的“需要”取值,所以与正压力无关。
②最大静摩擦力大小决定于正压力与最大静摩擦因数(选学)Fm=μsFN。
ⅳ效果:总是阻碍物体间的相对运动的趋势。

对物体进行受力分析是解决力学问题的基础,是研究力学的重要方法,受力分析的程序是:
1. 根据题意选取适当的研究对象,选取研究对象的原则是要使对物体的研究处理尽量简便,研究对象可以是单个物体,也可以是几个物体组成的系统。
2. 把研究对象从周围的环境中隔离出来,按照先场力,再接触力的顺序对物体进行受力分析,并画出物体的受力示意图,这种方法常称为隔离法。
3. 对物体受力分析时,应注意一下几点:
(1)不要把研究对象所受的力与它对其它物体的作用力相混淆。
(2)对于作用在物体上的每一个力都必须明确它的来源,不能无中生有。
(3)分析的是物体受哪些“性质力”,不要把“效果力”与“性质力”重复分析。
力的合成
求几个共点力的合力,叫做力的合成。
(1) 力是矢量,其合成与分解都遵循平行四边形定则。
(2) 一条直线上两力合成,在规定正方向后,可利用代数运算。
(3) 互成角度共点力互成的分析
①两个力合力的取值范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2
②共点的三个力,如果任意两个力的合力最小值小于或等于第三个力,那么这三个共点力的合力可能等于零。
③同时作用在同一物体上的共点力才能合成(同时性和同体性)。
④合力可能比分力大,也可能比分力小,也可能等于某一个分力。
力的分解
求一个已知力的分力叫做力的分解。
(1) 力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则。
(2) 已知两分力求合力有唯一解,而求一个力的两个分力,如不限制条件有无数组解。
要得到唯一确定的解应附加一些条件:
①已知合力和两分力的方向,可求得两分力的大小。
②已知合力和一个分力的大小、方向,可求得另一分力的大小和方向。
③已知合力、一个分力F1的大小与另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小:
若F1=Fsinθ或F1≥F有一组解
若F>F1>Fsinθ有两组解
若F<Fsinθ无解
(3) 在实际问题中,一般根据力的作用效果或处理问题的方便需要进行分解。
(4) 力分解的解题思路
力分解问题的关键是根据力的作用效果画出力的平行四边形,接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题。因此其解题思路可表示为:

必须注意:把一个力分解成两个力,仅是一种等效替代关系,不能认为在这两个分力方向上有两个施力物体。
矢量与标量
既要由大小,又要由方向来确定的物理量叫矢量;
只有大小没有方向的物理量叫标量
矢量由平行四边形定则运算;标量用代数方法运算。
一条直线上的矢量在规定了正方向后,可用正负号表示其方向。
思维升华——规律•方法•思路
一、物体受力分析的基本思路和方法
物体的受力情况不同,物体可处于不同的运动状态,要研究物体的运动,必须分析物体的受力情况,正确分析物体的受力情况,是研究力学问题的关键,是必须掌握的基本功。
分析物体的受力情况,主要是根据力的概念,从物体的运动状态及其与周围物体的接触情况来考虑。具体的方法是:
1. 确定研究对象,找出所有施力物体
确定所研究的物体,找出周围对它施力的物体,得出研究对象的受力情况。
(1)如果所研究的物体为A,与A接触的物体有B、C、D……就应该找出“B对A”、“C对A”、“D对A”、的作用力等,不能把“A对B”、“A对C”等的作用力也作为A的受力;
(2)不能把作用在其它物体上的力,错误的认为可通过“力的传递”而作用在研究的对象上;
(3) 物体受到的每个力的作用,都要找到施力物体;
(4) 分析出物体的受力情况后,要检查能否使研究对象处于题目所给出的运动状态(静止或加速等),否则会发生多力或漏力现象。
2. 按步骤分析物体受力
为了防止出现多力或漏力现象,分析物体受力情况通常按如下步骤进行:
(1)先分析物体受重力。
(2)其研究对象与周围物体有接触,则分析弹力或摩擦力,依次对每个接触面(点)分析,若有挤压则有弹力,若还有相对运动或相对运动趋势,则有摩擦力。
(3)其它外力,如是否有牵引力、电场力、磁场力等。
3. 画出物体力的示意图
(1)在作物体受力示意图时,物体所受的某个力和这个力的分力,不能重复的列为物体的受力,力的合成与分解过程是合力与分力的等效替代过程,合力和分力不能同时认为是物体所受的力。
(2)作物体是力的示意图时,要用字母代号标出物体所受的每一个力。
二、力的正交分解法
在处理力的合成和分解的复杂问题上的一种简便的方法:正交分解法。
正交分解法:是把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解,其目的是便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算。
力的正交分解法步骤如下:
(1)正确选定直角坐标系。通常选共点力的作用点为坐标原点,坐标轴方向的选择则应根据实际情况来确定,原则是使坐标轴与尽可能多的力重合,即是使需要向两坐标轴分解的力尽可能少。
(2)分别将各个力投影到坐标轴上。分别求x轴和y轴上各力的投影合力Fx和Fy,其中:
Fx=F1x+F2x+F3x+…… ;Fy=F1y+F2y+F3y+……
注意:如果F合=0,可推出Fx=0,Fy=0,这是处理多个作用下物体平衡物体的好办法,以后会常常用到。第2章的...高中物理‘加速度’,一般都是指‘匀加速度’,即,加速度是一个常量
1、加速度a与速度V的关系符合下式:V==at,t为时间变量,
我们有
a==V/t
表明,加速度a,就是速度V在单位时间内的平均变化率。
2、V==at是一个直线方程,它相当于数学上的y=kx(V相当于y,t相当于x,a相当于k)
数学知识指出,k是特定直线y=kx的斜率,
直线斜率有如下性质:
(1)不同直线(彼此不平行)的斜率,数值不等
(2)同一直线上斜率的数值,处处相等(与y和x的数值无关)
(3)直线斜率的数值,可以通过y和x的数值来求算:
k==y/x
(4)虽然k==y/x,但是,y==0,x==0,k不为零。
仿此,
(1)不同运动的加速度,数值不等
(2)同一运动的加速度数值,处处相等(与V和t的数值无关)
(3)运动的加速度数值,可以通过V和t的数值来求算:
==V/t
(4)虽然a==V/t,但是V==0(由静止开始云动),t==0,但a不为零。
.变加速运动中的物体加速度在减小而速度却在增大,以及加速度不为零的物体速度大小却可能不变.(这两句怎么理解啊??举几个例子?
变加速运动中加速度减小速度当然是增大了,只有加速度的方向与速度方向一致那么速度就是增加的,与加速度大小没有关系,例如从一个半圆形轨道上滑下的一个木块,它沿水平方向的加速度是减小的,但速度是增加的。
加速度在与速度方向在同一条直线上时才改变速度的大小,
有加速度那么速度就得改变,如果想让速度大小不变,那么就得让它的方向改变,如匀速圆周运动,加速度的大小不变且不为0,速度方向不断改变但大小不变。
刹车方面应用题:汽车以15米每秒的速度行驶,司机发现前方有危险,在0.8s之后才能作出反应,马上制动,这个时间称为反应时间.若汽车刹车时能产生最大加速度为5米每二次方秒,从汽车司机发现前方有危险马上制动刹车到汽车完全停下来,汽车所通过的距离叫刹车距离.问该汽车的刹车距离为多少?(最好附些过程,谢谢)
15米/秒 加速度是5米/二次方秒 那么停止需要3秒钟
3秒通过的路程是s=15*3-1/2*5*3^2=22.5
反应时间是0.8秒 s=0.8*15=12
总的距离就是22.5+12=34.5
原先“直线运动”是放在“力”之后的,在力这一章先讲矢量及其算法,然后是利用矢量运算法则学习力的计算。现在倒过来了。建议你还是先学一下这这章内容。
要理解“加速度”,首先要理解“位移”和“速度”概念,位移就是物体运动前后位置的变化,即由开始位置指向结束位置的矢量。
速度就是物体位移(物体位置的变化量)与物体运动所用时间的比值,如果物体不是匀速运动(叫变速运动),速度就又有瞬时速度和平均速度之分,平均速度就是作变速运动的物体在某段时间内(或某段位移上),位移与时间的比值;瞬时速度就是物体在某一点或某一时刻的速度。
加速度就是物体速度的变化量与物体速度变化所用时间的比值,如果物体不是匀加速运动(叫变加速运动),加速度就又有瞬时加速度和平均加速度之分,平均加速度就是作变速运动的物体在某段时间内(或某段位移上),速度变化量与时间的比值;瞬时加速度就是物体在某一点或某一时刻的加速度。
对比上面速度与加速度的概念,你就会容易理解一点的。
再附:高一 必修一 力学知识结构图

4楼要的知识结构图。

物体运动
````````速度
````````加速度

````````摩擦力
````````````````静摩擦力
````````````````滑动摩擦力
````````弹力
````````````````压力
````````````````支持力
力和运动
````````牛顿第二定律
````````超重,失重
静摩擦力的判断相对来讲难一点。
一个是用假设法,假设接触面光滑,看物体怎么相对于接触面怎么运动。摩擦力方向跟相对运动趋势的方向相反。如果没有相对运动趋势,自然就没有静摩擦力。
另外一个是受力分析,根据状态来判断,这个方法是通用的,而且相对来讲能力的要求高一点。对物体受力分析,如果有静摩擦力,符不符合条件所说的状态,如果没有呢。
静摩擦力的大小要根据物体的状态,通过受力分析得到。静摩擦力大小千万不要用滑动摩擦力的公式fN来算。
12.力的合成
合力范围:1212FFFFF
两个分力大小固定,则合力的大小随着两分力夹角的增大而减小。
当两个分力相等,12FF且=120°时,合力大小与分力相等即12FF=F,这是个特例,应该记住。当大于120°,合力小于分力;当小于120°,合力大于分力。
分力夹角固定,(1)<90°,合力大小随着分力的增大而增大;(2)>90°,分力增大,合力大小的变化不一定。
验证平行四边形定则实验: 注意:
(1)拉力要确定大小、方向;
(2)两次都要把节点拉到O,这样才有相同的作用效果; (3)做力的图示要用相同的标度。 13.力的分解
力分解是力合成的逆过程,同样遵守平行四边形定则。关键是按效果分解、正交分解、以及力分解的唯一性条件。
正交分解:坐标系的建立一般是水平竖直,或者平行接触面垂


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直接触面建立坐标系。到牛顿第二定律之后,一般是沿着运动方向建立直角坐标系。
建立完坐标系之后,将不在坐标轴上的力进行分解,对边就是sin、邻边就是cos(在正交分解里才是这样,如果用合成的方法对边不一定就是sin,也可能是tan)。
注:分力的性质与被分解力的性质一样,合成就不要求一样了 14.平衡问题、牛顿第二定律
所学的一切力都归结于平衡的分析,如果不平衡则应用牛顿第二定律。解力学题的一搬步骤:
(1)受力分析。先分析非接触力,一般就一个重力;再分析接触力,先找接触,看有几个接触。再从简单的开始分析,比如外界的拉力、推力等等。简单接触分析完之后,再分析接触面。一个接触面就可能存在两个力:弹力、摩擦力。受力分析一定要正确,分析完之后,最好再检查一遍。这里要是错了,就全军覆没了!
(2)建立坐标系,找角度、列方程。要是平衡的话,就列平衡方程。x轴上的一堆力合力为零,即正半轴的力=负半轴的力。y轴同理。如果不平衡,那就求出合力,根据牛顿第二定律列方程。F合=ma。列方程的时候,注意不要遗漏一些力,除了在坐标轴上的力,还要加上一些坐标轴上的分力。关于合力谁减去谁,就看加速度沿那个方向。加速度那个方向减去另外一个方向,则合力为正的。求出的加速度就是正的。反之,为负。
(3)求解
关于整体法、隔离法。如果是研究外界对这个系统的作用力的时候,用整体法很方便。

总结:
运动学一定要画草图,并把已知量标上去。这样通过草图就可以清楚看出没一段过程的已知量。“知三求一”,如果不能求,则设一些参数。但是这个参数尽量用的范围要广。
力学受力分析,按照我说的步骤一步一步来,分析错了,就基本没戏了。一般可以自己在旁边另外画一个草图分析,没必要都画在原图上。画在原图上反而有时候不好表示。把所有的力的箭尾都画在重心,否则自己会混淆,画完之后标上符号比如G、F。
不管是运动学还是力学,列方程时,一定要列表达式,不要列一堆的数值方程。同时如果有几个相同的物理量,一定要区分开来。比如:v1、v2、a1、a2、F1、F2等等。不要都用v、a、F。

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牛顿第二定律的运用就是围绕一个加速度展开的。分析力求得加速度,用到运动。或通过运动得到加速度,分析力。

15.动态平衡分析:
就是平衡的一个扩展,通过受力分析得到平衡。然后改变条件,问什么力怎么变。
(1)作图法
这种情况一般就是受到三个力平衡情况,通过受力分析,三个力平衡可以得到一个矢量三角形。然后在这个三角形里面,找出不变量,及变化量。进行分析就可。一般不变的有:一个力(一般为重力,大小方向都确定),另外一个力的方向;变化的有:第三个力的方向;问随着第三个力方向的改变,其他力怎么变,或求最小值。
(2)计算法
同样是受力分析,假设出一个角度(有时题目本身就有角度)。把几个力都用一个不变的力表示出来(一般就是重力),改变之后
角度变化引起那几个力的变化。这里有一些数学知识:
sintancos

、coscotsin

、22sincos1
 9
牛顿第二定律的运用就是围绕一个加速度展开的。分析力求得加速度,用到运动。或通过运动得到加速度,分析力。

15.动态平衡分析:
就是平衡的一个扩展,通过受力分析得到平衡。然后改变条件,问什么力怎么变。
(1)作图法
这种情况一般就是受到三个力平衡情况,通过受力分析,三个力平衡可以得到一个矢量三角形。然后在这个三角形里面,找出不变量,及变化量。进行分析就可。一般不变的有:一个力(一般为重力,大小方向都确定),另外一个力的方向;变化的有:第三个力的方向;问随着第三个力方向的改变,其他力怎么变,或求最小值。
(2)计算法
同样是受力分析,假设出一个角度(有时题目本身就有角度)。把几个力都用一个不变的力表示出来(一般就是重力),改变之后,角度变化引起那几个力的变化。这里有一些数学知识:
sintancos

、coscotsin

、22sincos1
当090时,随着的增大 sin
、tan变大 cos、cot变小 几个特殊值
sin00
、sin901
、tan00
cos01
、cos900

六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化)   1。动量:p=mv{p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}   3。冲量:I=Ft{I:冲量(N?s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F决定}   4。动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo{Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}   5。动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′   6。弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0{即系统的动量和动能均守恒}   7。非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm{ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}   8。完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm{碰后连在一起成一整体}   9。物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:   v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2)v2′=2m1v1/(m1+m2)   10。由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)   11。子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失   E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对{vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移}   注:   (1)正碰又叫对心碰撞,速度方向在它们“中心”的连线上;   (2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算;   (3)系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力,则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等);   (4)碰撞过程(时间极短,发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;   (5)爆炸过程视为动量守恒,这时化学能转化为动能,动能增加;(6)其它相关内容:反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行〔见第一册P128〕。   七、功和能(功是能量转化的量度)   1。功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角}   2。重力做功:Wab=mghab{m:物体的质量,g=9。8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)}   3。电场力做功:Wab=qUab{q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb}   4。电功:W=UIt(普适式){U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}   5。功率:P=W/t(定义式){P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}   6。汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平{P:瞬时功率,P平:平均功率}   7。汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f)   8。电功率:P=UI(普适式){U:电路电压(V),I:电路电流(A)}   9。焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)}   10。纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt   11。动能:Ek=mv2/2{Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}   12。重力势能:EP=mgh{EP:重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}   13。电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)}   14。动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):   W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK   {W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}   15。机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2   16。重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP   注:   (1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;   (2)O0≤α<90O做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);   (3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少   (4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3。6×106J,1eV=1。60×10-19J;*(7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。   八、分子动理论、能量守恒定律   1。阿伏加德罗常数NA=6。02×1023/mol;分子直径数量级10-10米   2。油膜法测分子直径d=V/s{V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积(m)2}   3。分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。   4。分子间的引力和斥力(1)r   (2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子势能=Emin(最小值)   (3)r>r0,f引>f斥,F分子力表现为引力   (4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0   5。热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的),   W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕}   6。热力学第二定律   克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性);   开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕}   7。热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273。15摄氏度(热力学零度)}   注:   (1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;   (2)温度是分子平均动能的标志;   3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;   (4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;   (5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0;温度升高,内能增大ΔU>0;吸收热量,Q>0   (6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零;   (7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;   (8)其它相关内容:能的转化和定恒定律〔见第二册P41〕/能源的开发与利用、环保〔见第二册P47〕/物体的内能、分子的动能、分子势能〔见第二册P47〕。   九、气体的性质   1。气体的状态参量:   温度:宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志,   热力学温度与摄氏温度关系:T=t+273{T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}   体积V:气体分子所能占据的空间,单位换算:1m3=103L=106mL   压强p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力,   标准大气压:1atm=1。013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)   2。气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大   3。理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=恒量,T为热力学温度(K)}   注:(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;   (2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的单位,t为摄氏温度(℃),而T为热力学温度(K)。

最终答案:略