1.力是物體間的相互作用。
※注意:
①受力物和施力物同時(shí)存在,受力物同時(shí)也是施力物,施力物同時(shí)也是受力物體。
②不接觸的物體也可產(chǎn)生力,例如:重力等。
2.力的作用效果:
(1)改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài):速度大小改變、運(yùn)動(dòng)方向改變。
(2)使物體發(fā)生形變:物體的形狀或體積的改變。
※注意:
力不是維持物體運(yùn)動(dòng),而是改變速度大小和運(yùn)動(dòng)方向。
3.力的三要素:力的大小,方向,作用點(diǎn)。
這三個(gè)要素都能夠影響力的作用效果。
※注意:
效果不同的力,性質(zhì)可能相同;性質(zhì)不同的力,效果可能相同.
4.地面附近的物體由于地球的吸引受到力叫做重力。
地面附近一切物體都受到重力。
物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。
※注意:
①重力的施力物是地球,受力物是物體,重力的方向是豎直向下。
②重力不一定嚴(yán)格等于地球?qū)ξ矬w的吸引力,但近似相等。
③重力大?。悍Q量法(條件:在豎直方向處于平衡狀態(tài))。
④重力不一定過(guò)地心。
5.重力在物體上的作用點(diǎn)叫做重心。
※注意:
①質(zhì)量均勻分布的物體,重心的位置只跟物體的形狀有關(guān)(外形規(guī)則的重心,在它們幾何中心上);質(zhì)量分布不均勻的物體,重心的位置除跟物體的形狀有關(guān)外,還跟物體內(nèi)質(zhì)量分布有關(guān)。
②重心可在物體上,也可在物體外。
6.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。
※注意:
①?gòu)椓Φ漠a(chǎn)生條件:彈力產(chǎn)生在直接接觸并發(fā)生彈性形變的物體之間。
②通常所說(shuō)的壓力、支持力、拉力都是彈力。彈力的方向與受力物體的形變方向相反。(壓力的方向垂直于支持面而指向被壓的物體;支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物體;繩的拉力的方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向)
桿對(duì)球的彈力方向:
③胡克定律F=-kx,負(fù)號(hào)表示回復(fù)力的方向跟振子偏離平衡位置的位移方向相反。
7.摩擦力產(chǎn)生的條件:
(1)兩物體直接接觸且接觸面上是粗糙的。
(2)接觸面上要有擠壓的力(壓力)。
(3)接觸面上的兩物體之間要有滑動(dòng)或滑動(dòng)的趨勢(shì)。F=μFN。
8.靜摩擦力的作用:阻礙物體間的滑動(dòng)產(chǎn)生。
※注意:
①靜摩擦力大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)強(qiáng)弱有關(guān),趨勢(shì)越強(qiáng),靜摩擦力越大。
②靜摩擦力可能與運(yùn)動(dòng)方向垂直(例:勻速圓周運(yùn)動(dòng))。
③運(yùn)動(dòng)物體所受摩擦力也可能是靜摩擦力(例:相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體)。
④一般說(shuō)來(lái),F(xiàn)MAX靜>F滑。
9.力既有大小,又有方向。力的合成要遵守平形四邊形法則,這樣的物理量叫做矢量。只有大小,沒有方向的物理量叫做標(biāo)量。
10.物體的平衡的狀態(tài):靜止?fàn)顟B(tài);勻速直線狀態(tài);勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。
11.共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件:一是合外力為零;二是所受外力是共點(diǎn)力。
※注意:
①幾個(gè)共點(diǎn)力在某一條直線的同一側(cè)合外力不可能為零,物體受這樣幾個(gè)力的作用不可能平衡。
②三個(gè)等大且互成120°的合力為0。
③在F1、F2大小一定時(shí),合力F隨角的增大而減小,隨角的減小而增大。
④F有可能大于任一個(gè)合力,也可能小于任一個(gè)分力,還可能等于某一個(gè)分力的大?。ü颤c(diǎn)力最小合力為零,最大合力同向,即所有力之和)。
12.一個(gè)力有確定的兩個(gè)分力的條件:兩個(gè)分力的方向一定(兩個(gè)分力不在同一直線上);一個(gè)分力的大小、方向一定(兩個(gè)分力一定要互成一定角度,即兩個(gè)分力不能共線)。
1.物體相對(duì)于其他物體的位置變化,叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)。
※注意:
運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,靜止是相對(duì)的。
2.在描述一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí),選作標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體,叫做參考系。
3.用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。
4.質(zhì)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度是路程(標(biāo)量)。如果質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線,這樣的運(yùn)動(dòng)叫直線運(yùn)動(dòng)。如果是曲線,就叫做曲線運(yùn)動(dòng)。
※注意:
①當(dāng)加速度方向與速度方向平行時(shí),物體做直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)加速度方向與速度方向不平行時(shí),物體作曲線運(yùn)動(dòng)。
②直線運(yùn)動(dòng)的條件:加速度與初速度的方向共線。
5.表示質(zhì)點(diǎn)位置變動(dòng)的物理量是位移(初位置到末位置的有向線段)。
6.速度的意義:表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢的物理量。
※注意:
①平均速度用表示.平均速度是位移與時(shí)間之比值;平均速率是路程與時(shí)間之比值.(速率定義:物體的運(yùn)動(dòng)路程(軌跡長(zhǎng)度)與這段路程所用時(shí)間之比值)對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體,平均速率不可能為零.瞬時(shí)速度與時(shí)刻(位置)對(duì)應(yīng);平均速度與時(shí)間(位移)對(duì)應(yīng)。
②速率是標(biāo)量,速度是矢量。
③瞬時(shí)速度是描述物體通過(guò)某位置或者某時(shí)刻物體運(yùn)動(dòng)的快慢。
7.加速度是表示速度改變的快慢與改變方向的物理量。加速度公式:
加速度方向與合外力方向一致(或速度的變化方向),加速度的國(guó)際制單位是米每二次方秒,符號(hào)m/s2,勻變速直線運(yùn)動(dòng)是加速度不變的運(yùn)動(dòng)。
※注意:
①加速度與速度無(wú)關(guān),只要運(yùn)動(dòng)在變化,無(wú)論速度的大小,都有加速度;只要速度不變化(勻速),無(wú)論速度多大,加速度總是零;只要速度變化快,無(wú)論速度大、小或零,物體的加速度大。
②速度的變化就是指末速度與初速度的矢量差。
③加速度與速度的方向關(guān)系:方向一致,速度隨時(shí)間增大而增大,物體做加速度運(yùn)動(dòng);方向相反,速度隨時(shí)間的增大而減小,物體做減速度運(yùn)動(dòng);加速度等于零時(shí),速度隨時(shí)間增大不變化,物體做勻速運(yùn)動(dòng)。
8.(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式:vt=v0+at。
※注意:
勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律:
①連續(xù)相等時(shí)間t內(nèi)發(fā)生的位移之差相等?!鱯=at2。
②初速度為零,從運(yùn)動(dòng)開始的連續(xù)相等時(shí)間t內(nèi)發(fā)生的位移(或平均速度)之比為1:3:5…..
③物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間t內(nèi)發(fā)生的位移為s,那么
④初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)物體的速度與時(shí)間成正比,即v1:v2=t1:t2。
⑤初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)物體的位移與時(shí)間的平方成正比,即s1:s2=t12:t22。
⑥初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)歷連續(xù)相同位移所需時(shí)間之比
⑦初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)末速度之比為
⑧初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng):
(SN表示第秒位移,Sn表示前秒位移)。
(2)在時(shí)間t內(nèi)的平均速度
(3)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式:x=v0t+1/2at2。
※注意:
vt2-v02=2ax。
9.自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)(只有在沒有空氣的空間里才能發(fā)生)。
在同一地點(diǎn),一切物體在自由落體勻動(dòng)中的加速度都相同。這個(gè)加速度叫自由落體加速度,也叫重力加速度(方向豎直向下),用g表示。在地球兩極自由落體加速度最大,赤道附近自由落體加速度最小。
※注意:
不考慮空氣阻力作用,不同輕重的物體下落的快慢是相同的。
10.豎直上拋運(yùn)動(dòng):將物體以一定初速度沿豎直方向向上拋出,物體只在重力作用下運(yùn)動(dòng)(不考慮空氣阻力作用)。
1.牛頓第一定律: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。
※注意:
①牛頓第一定律又叫慣性定律.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
②力不是產(chǎn)生物體速度的原因,也不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度或者方向的原因。
③速度的改變包括速度大小的改變和速度方向的改變,只要其中一種發(fā)生變化,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就發(fā)生了變化。(例:做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,它的速度方向在變,有加速度就一定受到力的作用)
2.一切物體都保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì),我們把物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫做慣性。
※注意:
一切物體都具有慣性,慣性是物體的固有性質(zhì),不論物體處于什么狀態(tài),都具有慣性。
3.牛頓第二定律:物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比。
※注意:
①運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性。
②牛頓這個(gè)單位就是根據(jù)牛頓第二定律定義的;使質(zhì)量是1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力,叫做1N。
③力是使物體產(chǎn)生加速度的原因,即只有受到力的作用,物體才具有加速度。
④力恒定不變,加速度也恒定不變;力隨著時(shí)間改變,加速度也隨著時(shí)間改變。
4.牛頓第二定律公式:F合=ma。
※注意:
①a與F同向;且a與F有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,即同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失。
②當(dāng)F=0時(shí),a=0,物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
③若一物體從靜止開始沿傾角為θ的斜面滑下,加速度a=g(sinθ-μcosθ)。(斜面光滑,a=gsinθ)。
5.物體間相互作用的這一對(duì)力,叫做作用力與反作用力。
※注意:
①作用力與反作用力相同之處:同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,同時(shí)變化,同大小,同性質(zhì);不同之處:方向相反,作用的物體不同。
②二力平衡兩個(gè)力的性質(zhì)可相同,可不同;而作用力與反作用力兩個(gè)力的性質(zhì)一定相同。
③作用力與反作用力的直觀區(qū)別:看它們是否因相互作用而產(chǎn)生。(例:重力和支持力,由于重力不是由支持力產(chǎn)生,因此這不是一對(duì)作用力與反作用力)
6.牛頓第三定律:兩個(gè)物體間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上。
※注意:
作用力和反作用力一定同性質(zhì)。
7.超重與失重。
(1)物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象。即物體有向上的加速度稱物體處于超重。
(2)物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象。即物體有向下的加速度稱物體處于失重。
(3)物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹愕倪@種狀態(tài),叫做完全失重狀態(tài)。即物體豎直向下的加速度a = g時(shí)稱物體完全失重。處于完全失重的物體對(duì)支持面的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ榱恪?/p>
※注意:
物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)地球作用于物體的重力始終存在,大小也沒有發(fā)生變化。
1.(1)曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的,質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度的方向是在曲線的這一點(diǎn)的切線方向。
(2)物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件:物體所受合外力為零或所受合外力方向和物體的運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上。
(3)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件合外力方向與速度方向不在同一直線上。
(4)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng);質(zhì)點(diǎn)的路程總大于位移大??;質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),受到合外力和相應(yīng)的速度一定不為零,并總指向曲線內(nèi)側(cè)。
2.將物體用一定的初速度沿水平方向拋出,不考慮空氣阻力,物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng),叫做平拋運(yùn)動(dòng)。
※注意:
平拋運(yùn)動(dòng)性質(zhì):加速度恒為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng),軌跡是拋物線。
結(jié)論一:2tanx=tany。
結(jié)論二:B點(diǎn)坐標(biāo)
3.質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng),如果在相等時(shí)間里通過(guò)的圓弧的長(zhǎng)度相等,這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
※注意:
①勻速圓周運(yùn)動(dòng)(性質(zhì):非勻變速曲線運(yùn)動(dòng))是瞬時(shí)加速度、速度矢量方向不斷改變的變速運(yùn)動(dòng)(“勻速”指速率不變)。
②勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,可以用線速度來(lái)描述(v為線速度大小,s為弧長(zhǎng))線速度的方向在圓周該點(diǎn)的切線方向(不斷變化)。
③勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,可以用角速度來(lái)描述。(國(guó)際制單位:弧度每秒,符號(hào)是rad/s)
④勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,可以用周期來(lái)描述。(勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種周期性的運(yùn)動(dòng))符號(hào):T。
周期長(zhǎng)說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)的慢,周期短說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)的快。周期的倒數(shù)是頻率,符號(hào)f。頻率高說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)的快,頻率低說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)的慢。
⑤勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,可以用轉(zhuǎn)速來(lái)描述。轉(zhuǎn)速是指每秒轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù),用符號(hào)n表示。單位轉(zhuǎn)每秒,符號(hào)r/s(n換成這個(gè)單位才等于f)。
⑥
⑦固定在同一根轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)物體,其角速度大小、周期、轉(zhuǎn)速相等(共軸轉(zhuǎn)動(dòng));用皮帶傳動(dòng)、鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)、齒輪咬合都滿足邊緣線速度大小相等。
⑧勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度、周期、轉(zhuǎn)速不變的運(yùn)動(dòng),物體滿足做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件:有向心力、初速度不為零。向心力只改變線速度方向,不改變大小(向心加速度的作用:描述線速度方向變化快慢)。
4.向心力定義:使物體速度發(fā)生變化的合外力。
※注意:
①向心力的方向總是指向圓心(與線速度方向垂直),方向時(shí)刻在變化,是一個(gè)變力。
②向心力是根據(jù)力的作用的效果命名的.它可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力,也可以是某個(gè)力的分力。
③勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小F向心=
5.向心加速度方向總是指向圓心。
※注意:
①向心力產(chǎn)生向心加速度只是描述線速度方向變化的快慢。
②向心加速度的方向總是指向圓心,但時(shí)刻在變化,是一個(gè)變加速度。
③作曲線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度與速度方向不在一條直線上。(速度方向是軌跡的切線方向,加速度方向是合外力方向)
6.勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析:
(1)火車轉(zhuǎn)彎情況:外軌略高于內(nèi)軌,使得所受重力和支持力的合力提供向心力,以減少火車輪緣對(duì)外軌的壓力。
①當(dāng)火車行使速率v等于v規(guī)定時(shí),F(xiàn)合=F向心,內(nèi)、外軌道對(duì)輪緣都沒有側(cè)壓力;
②當(dāng)火車行使速率v大于v規(guī)定時(shí),F(xiàn)合<F向心,外軌道對(duì)輪緣都有側(cè)壓力;
③當(dāng)火車行使速率v小于v規(guī)定時(shí),F(xiàn)合>F向心,內(nèi)軌道對(duì)輪緣都有側(cè)壓力。
(2)沒有支撐物的物體(如水流星)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)情況:
①當(dāng)
即
水恰能過(guò)最高點(diǎn)不灑出,這就是水能過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件;
②當(dāng)
即
水不能過(guò)最高點(diǎn)而灑出;
③當(dāng)
即
水能過(guò)最高點(diǎn)不灑出,這時(shí)水的重力和杯對(duì)水的壓力提供向心力。
(3)有支承物的物體(如汽車過(guò)拱橋)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)情況:
①當(dāng)v=0時(shí),
支承物對(duì)物體的支持力等于mg,這就是物體能過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件;
②當(dāng)
時(shí)
支承物對(duì)物體產(chǎn)生支持力,且支持力隨v的減小而增大,范圍(0~mg);
③當(dāng)
時(shí)
支承物對(duì)物體既沒有拉力,也沒有支持力;
④當(dāng)
時(shí)
支承物對(duì)物體產(chǎn)生拉力,且拉力隨v的增大而增大(如果支承物對(duì)物體無(wú)拉力,物體將脫離支承物)。
7.作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在合外力突然消失或者不足以勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下,就做離心運(yùn)動(dòng),反之,為向心運(yùn)動(dòng)。
1.萬(wàn)有引力定律:自然界中任何兩個(gè)物體都要互相吸引,引力大小與這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比,與它們的距離的平方成反比。
※注意:
①萬(wàn)有引力定律公式:
(G為引力常數(shù),其值為6.67×10-11N·m2/kg2)
②英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許用扭秤裝置,比較準(zhǔn)確的測(cè)出了引力常量。
③天體間的作用力主要是萬(wàn)有引力。
④質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼一質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力合力為零。
⑤天體球體積:V=
天體密度:
(由
指球體半徑,指軌道半徑,當(dāng)R=r時(shí),
)。
⑥從牛頓做的“月—地”實(shí)驗(yàn)得出:地面上的重力與地球的吸引月球、太陽(yáng)吸引行星的力是同一性質(zhì)的力。
2.重力和萬(wàn)有引力:物體重力是地球引力的一個(gè)分力。
如圖,萬(wàn)有引力F的另一個(gè)分力F1是使物體隨地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力.越靠近赤道(緯度越低),物體繞地軸運(yùn)動(dòng)的向心力F1就越大,重力就越??;反之,緯度越高(靠近地球兩極),物體繞地軸隨地球一起運(yùn)動(dòng)的向心力F1就越小,重力就越大.在兩極,重力等于萬(wàn)有引力;在赤道,萬(wàn)有引力等于重力加上向心力。
(1)物體的重力隨地面高度h的變化情況:
物體的重力近似地球?qū)ξ矬w的吸引力,
即近似等于
可見物體的重力隨h的增大而減小,
由G=mg得g隨h的增大而減小。
(2)在地球表面(忽略地球自轉(zhuǎn)影響)
(g為地球表面重力加速度,r為地球半徑)。
(3)當(dāng)物體位于地面以下時(shí),所受重力也比地面要小,物體越接近地心,重力越小,物體在地心時(shí),其重力為零。
3.人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度叫做宇宙第一速度(7.9km/s)。
(1)當(dāng)物體速度大于或等于11.2km/s時(shí),衛(wèi)星或脫離地球引力,不繞地球運(yùn)行,稱這個(gè)速度為宇宙第二速度.宇宙第三速度:大于或等于16.7km/s。
(2)衛(wèi)星速度、角速度、周期與半徑關(guān)系:
開普勒第三定律:
k由中心天體的質(zhì)量決定。
(3)地球的同步衛(wèi)星軌道只有一條,它到地球的高度是一定的(運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同);人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)速度
(R0為地球半徑,r為衛(wèi)星到地球中心的距離
即R地=r軌時(shí));人造衛(wèi)星周期
(M為中心天體,r為軌道半徑),可見人造衛(wèi)星的周期和自身質(zhì)量無(wú)關(guān),只和中心天體的質(zhì)量和圓周軌道半徑有關(guān)。
(4)“雙星”問(wèn)題:角速度相等。
1.(1)功的兩個(gè)必要因素:(功的單位焦耳,簡(jiǎn)稱焦,符號(hào)J)作用在物體上的力;物體在力的方向上發(fā)生的位移。
(2)功(符號(hào)w)是一個(gè)標(biāo)量,W=Fscosα(α是力和位移的夾角,F(xiàn)應(yīng)是恒力)。
①如果力是直接作用在物體上,則s為物體的位移。
②如果力是間接作用在物體上,則s為作用點(diǎn)的位移。
※注意:
①1J等于1N的力使物體在力的方向上發(fā)生1m的位移時(shí)所做的功。
②當(dāng)α=π/2時(shí),cosα=0,W=0;當(dāng)α<π/2時(shí),cosα>0,W>0(正功;力做正功該力是動(dòng)力);當(dāng)α>π/2時(shí),cosα<0,W<0(負(fù)功;力做負(fù)功該力是阻力,例:重力對(duì)球作了-6J的功,可以說(shuō)成球克服重力做了6J的功,力對(duì)該物體做負(fù)功,通常說(shuō)成物體克服力做了正功)。
③物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),拉力F可能做正功,也可能做負(fù)功。
④向心力一定不做功(微元法).例如:擺鐘重力做功,拉力不做功。
⑤作用力與反作用力做功情況:可能一個(gè)正功,一個(gè)負(fù)功;可能一個(gè)負(fù)功,一個(gè)負(fù)功;可能一個(gè)正功,一個(gè)正功;可能一個(gè)不做功,一個(gè)不做功;可能一個(gè)不做功,一個(gè)負(fù)功(正功)。
2.(1)功與完成這些功的所用時(shí)間的比值叫做功率。
(2)
(θ指F與v的夾角)。
①當(dāng)F是恒力時(shí),v表示時(shí)
表示平均功率,
②當(dāng)v表示v瞬時(shí),F(xiàn)可以是恒力,可以是變力,表示瞬時(shí)功率(無(wú)瞬時(shí)功),P=Fv瞬cosθ。
※注意:
①在國(guó)際制單位制中,功的單位是焦,時(shí)間單位為秒,功率的單位是焦/秒,即瓦特,簡(jiǎn)稱瓦,符號(hào)是w,1w=1J/s。
②功率越大/小,做功越快/慢(功率是描述做功快慢的物理量)。
3.一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?,我們說(shuō)這個(gè)物體具有能量。
※注意:
功是能量轉(zhuǎn)化的量度。
4.物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能(單位J)。
(P為動(dòng)量),
※注意:
①P=Ft(沖量),P=mv(動(dòng)量),F(xiàn)t=P-P’=P合(動(dòng)量定理,矢量表達(dá)式)。
②物體的動(dòng)能具有相對(duì)性,它與參考系密切相關(guān)。(例:某一物體在行使的汽車?yán)?,它的?dòng)能是零,但對(duì)路旁的行人,它具有動(dòng)能)。
③物體的動(dòng)能是標(biāo)量,它總是大于等于零,不可能出現(xiàn)負(fù)值,但動(dòng)能的變化量可能出現(xiàn)負(fù)值。
④能量是一個(gè)狀態(tài)量,各種形式的能都可相互轉(zhuǎn)化。
5.勢(shì)能是由相互作用的物體的相對(duì)位置決定的。
(1)重力勢(shì)能:Ep=mgh。WG=Ep初-Ep末=mg?h。
※注意:
①重力勢(shì)能是標(biāo)量,但有“正、負(fù)”之分.“正”表示物體的能量狀態(tài)比參考面。高;“負(fù)” 表示物體的能量狀態(tài)比參考面(任意選?。┑停粗亓?shì)能可大于零,小于零,等于零,10J>-10J)。
②重力所做的功只跟初位置的高度和末位置的高度有關(guān),跟物體運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。
③重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系:重力做正功,重力勢(shì)能減??;克服重力做功(重力做負(fù)功),重力勢(shì)能增大(物體下降時(shí),WG=mgh;物體上升時(shí),WG=-mgh;物體高度不變時(shí),WG=0)。
④高度差與參考平面的選取無(wú)關(guān),只與高度有關(guān)。
(2)彈性勢(shì)能:恢復(fù)形變的過(guò)程中對(duì)外做的功。
①形變?cè)酱?,彈性?shì)能越大。
②形變消失,彈性勢(shì)能為零。
③
(x為形變量)。
6.(1)機(jī)械能定義:物體具有動(dòng)能和勢(shì)能(重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)的統(tǒng)稱。
(2)機(jī)械能守恒條件:
①只有重力(彈力)做功(特例:在自由落體運(yùn)動(dòng)、平拋物體運(yùn)動(dòng))。
②除重力(彈力)之外,其他力做功的代數(shù)和做功為零。
③重力、彈力做功不改變機(jī)械能的總量。
(3)機(jī)械能是否變化:
除重力(彈力)之外,其他力的做功情況. W總>0,E總機(jī)↑;W總<0,E總機(jī)↓;W總=0,E總機(jī)不變。
※注意:
① Ek初+Ep初=Ek末+Ep末。
②“只有重力做功”不一定等于重力一定要做功,也不等于只受重力作用。
③“只有重力做功”與物體受力個(gè)數(shù)無(wú)直接關(guān)系,也與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)直接關(guān)系。
1. (1)力F和力的作用時(shí)間t的乘積Ft叫做力的沖量. I=Ft (單位:N·s)。
(2)物體的質(zhì)量m和速度v的乘積mv叫做動(dòng)量,P=mv(單位:kg·m/s)。
※注意:
①動(dòng)量的單位和沖量單位相同:1N = 1kg·m/s2,而1N·s=1kg·m/s。
②動(dòng)量和沖量是矢量,動(dòng)量的方向與速度一致,沖量的方向與力的方向一致,也與速度的變化方向一致,也與動(dòng)量的變化方向一致(與動(dòng)量的方向不一定一致)。
③一個(gè)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則一個(gè)周期內(nèi)物體動(dòng)量的變化量為零(物體運(yùn)動(dòng)一周,末狀態(tài)與初狀態(tài)相同)。
2. 動(dòng)量定理:Ft=P末-P初= mv’-mv矢量式。
(1)動(dòng)量定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式Ft=?P是一個(gè)矢量等式,即?P的方向與Ft的方向一致,?P的大小與Ft的大小相等.由此可以理解到過(guò)程中如果是變力(大小、方向變化),沖量的方向一定是?P的方向,但不一定是力的方向(用等效平均作用力則是力的方向)。
(2)由可知,表示物體的動(dòng)量變化率,若物體所受合外力越大(?。矬w的動(dòng)量變化越快(慢)。(物體動(dòng)量隨時(shí)間的變化率等于物體所受的合外力)
(3)作用力與反作用力的沖量總是大小相等、方向相反;同理,兩個(gè)相互作用的物體各自動(dòng)量的變化總是大小相等、方向相反。
3. (1)動(dòng)量守恒定律:一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變.(包括正碰、斜碰、即適合任何形式的相互作用)P1 + P2 =P1’+P2’,P1、P2同向;P1’、P2’同向。
※注意:
P1 + P2 =P1’ +P2’可以說(shuō)系統(tǒng)總動(dòng)量不變;系統(tǒng)動(dòng)量的變化量為零。
(2)動(dòng)量守恒定律適用情況:
①系統(tǒng)在某一個(gè)方向上合力為零,在這一個(gè)方向上滿足動(dòng)量守恒。
②一個(gè)系統(tǒng)不受外力。
③所受外力之和為零。
④碰撞、爆炸、反沖。
※注意:
動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)象是一個(gè)相互作用的系統(tǒng),它不僅能適用于兩個(gè)物體所組成的系統(tǒng),也適用于多個(gè)物體組成的系統(tǒng);不僅適用于宏觀物體組成的系統(tǒng),也適用于微觀粒子所組成的系統(tǒng)。
4. 碰撞
一類:彈性碰撞(形變完全恢復(fù))。
二類:非彈性碰撞(形變不完全恢復(fù))。
部分形變
當(dāng)相互作用的物體因碰撞粘在一起運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能損失最多(形變一點(diǎn)也不恢復(fù))。
完全非彈性碰撞(相互作用的物體因碰撞粘在一起運(yùn)動(dòng),有共同速度)。
1.機(jī)械振動(dòng)定義:物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)叫做機(jī)械振動(dòng),簡(jiǎn)稱振動(dòng)。
2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng):物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比,并且總指向平衡位置的復(fù)力的作用下振動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單,最基本的機(jī)械振動(dòng)叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
(1)彈簧振子模型(理想化的物理模型):F=-kx(F為回復(fù)力,它是由彈力提供的合力)。
①平衡位置是回復(fù)力為零的位置。
②回復(fù)力可以為某幾個(gè)力的合力,也可以是某一力的分力。
③彈簧振子具有周期性,對(duì)稱性,周期的倒數(shù)是頻率,其單位為Hz。
④振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離叫做振動(dòng)的振幅。
⑤全振動(dòng):判定全振動(dòng)的條件有:一是兩時(shí)刻振子過(guò)同一位置;二是兩時(shí)刻振子速度完全相同(速度的大小及方向)。
※注意:
①簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是以平衡位置為中心的往復(fù)運(yùn)動(dòng),它的位移是指對(duì)平衡位置的位移。
②一個(gè)彈簧振子,當(dāng)增大振幅時(shí),則最大加速度增大,最大速度增大。(因?yàn)樯扉L(zhǎng)量變大)
(2)單擺模型(理想化物理模型):
(擺角必須是0°<θ<5°,才有
x為振幅,L為擺長(zhǎng))。
①擺長(zhǎng):擺長(zhǎng)等于擺線長(zhǎng)加上小球半徑。
②回復(fù)力:由重力一個(gè)分力提供(沿切線方向的分力)。
③周期:
※注意:
①單擺是變速圓周運(yùn)動(dòng)(往復(fù)運(yùn)動(dòng)只有周期和對(duì)稱性)。
②根據(jù)單擺機(jī)械能守恒:
例如:如圖, 若v越大,則h就越大,所以振幅就越大,相反的,振幅越大,系統(tǒng)的機(jī)械能就越大。
③對(duì)
的g的取值分析:只要是恒力g的取值總是單擺不振時(shí),擺成的拉力F與擺球質(zhì)量的比值,即g=F/m。
3. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的“位移—時(shí)間”圖象通常稱為振動(dòng)圖象,所有簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象都是正弦或余弦曲線(不是軌跡)。
①隨時(shí)間推移,圖象可以向右延伸(波動(dòng)圖象則不行)。
②質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)路程若這一個(gè)周期,則4個(gè)振幅;若是半個(gè)周期則2個(gè)振幅;若是1/4個(gè)周期不一定是一個(gè)振幅。
③秒擺:周期是2s的單擺通常叫做秒擺。
④一個(gè)物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)平衡位置合外力一定等于零(×)(單擺過(guò)平衡位置,有向心加速度,合外力不為零,只是回復(fù)力為零)。
4. 阻力振動(dòng):振動(dòng)系統(tǒng)受到阻力越大,振幅減小越快,振動(dòng)停下來(lái)也越快,阻力過(guò)大時(shí),系統(tǒng)將不能發(fā)生振動(dòng),阻力越小,振幅減小得越慢。(系統(tǒng)機(jī)械能也如此)
5. 受迫振動(dòng):物體在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫做受迫振動(dòng)。
①振子做受迫振動(dòng)的周期總等于驅(qū)動(dòng)力的周期(頻率亦如此)。
②當(dāng)驅(qū)動(dòng)力周期(頻率)接近于(或等于)振子的固有周期時(shí),(頻率)振子的振幅就越大(驅(qū)動(dòng)力周期等于固有周期,就發(fā)生共振現(xiàn)象此時(shí)受迫振動(dòng)的振幅最大)。
注:①物體做受迫振動(dòng)時(shí),振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,跟物體的固有頻率無(wú)關(guān)(f驅(qū)=f固發(fā)生共振現(xiàn)象)。
②振動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)開放系統(tǒng),與外界時(shí)刻進(jìn)行能量交換,系統(tǒng)機(jī)械能也時(shí)刻變化,振動(dòng)過(guò)程中不一定動(dòng)能最大時(shí)勢(shì)能最小,應(yīng)根據(jù)具體情況分析。
1.機(jī)械波:波源傳播的只是振動(dòng)的這種運(yùn)動(dòng)形式,它是傳播能量的一種方式。
①由若干質(zhì)點(diǎn)組成。
②相鄰質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用。
③所有質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是受迫振動(dòng),且所有質(zhì)點(diǎn)都在自身的平衡位置附近振動(dòng)。
④波的形成過(guò)程:前質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),波是由振源由近向外傳播。
⑤波的形成條件:必須有振源,還要有介質(zhì)。
※注意:
真空中不能傳聲,是因?yàn)檎婵罩袩o(wú)介質(zhì)(聲波是一種縱波,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向在同一直線上的波;而質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向垂直的波叫做橫波)。
2.波的圖象
①隨時(shí)間推移,波形圖是不斷變化的(與振動(dòng)圖象不同)。
②簡(jiǎn)諧波:振動(dòng)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械波,簡(jiǎn)諧波是一種最基本最簡(jiǎn)單的波,其他的波可以看作是由若干簡(jiǎn)諧波合成的。
③波速:
(適用于一切波)。
④周期:參與波動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)作的是受迫振動(dòng),所以波的周期就是振源的周期。
⑤質(zhì)點(diǎn)振動(dòng):若與波源相距為s且s=nλ則為同相振動(dòng),
則反相振動(dòng)(振動(dòng)同與波源相反)。
3. 波的衍射、干涉:
①波的衍射:只有縫,孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多,或者比波長(zhǎng)更小時(shí),才能觀察到明顯衍射現(xiàn)象。(波能繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播)
一切波都能發(fā)生衍射,衍射是波特有的現(xiàn)象。(波遇障礙物必發(fā)生衍射現(xiàn)象)
②波的干涉:兩列頻率相同的波疊加,使某些地方振動(dòng)加強(qiáng),某些地方振動(dòng)減弱,一切波都能發(fā)生干涉,干涉是波特有的現(xiàn)象。
③波的獨(dú)立傳播原理:幾列波相遇時(shí),能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),繼續(xù)傳播,在它們重疊的區(qū)域里表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)的合成(包括加速度,速度,位移等)。
1.分子的熱運(yùn)動(dòng):
(1)分子的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的2個(gè)實(shí)驗(yàn):
(2)擴(kuò)散現(xiàn)象
對(duì)象:固體和液體氣體等。
條件:擴(kuò)散現(xiàn)象受溫度影響、溫度越高、擴(kuò)散現(xiàn)象就越明顯。
布朗運(yùn)動(dòng):
對(duì)象:漂浮在液體中的固體微粒。
條件:一是與微粒大小有關(guān),微粒越小,現(xiàn)象越明顯。
二是與溫度有關(guān),溫度越高,現(xiàn)象越激烈。
所以分子的這種無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)就叫作熱運(yùn)動(dòng)。
※注意:
做布朗運(yùn)動(dòng)的固體微粒的質(zhì)量越大,它受到的沖力就小,難以改變?cè)械倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài),布朗運(yùn)動(dòng)就不明顯了。
2.(1)分子吸引力和排斥力:
①f引和f斥與r的關(guān)系:
a. f引和f斥都隨r的增大都減小,只是減小得快分子力表現(xiàn)出了引力。
b.f引和f斥隨r的減小都增大,只是增大的慢,分子力表現(xiàn)出斥力。
②當(dāng)時(shí)r=r0=10-10m F合=0, 即分子力為零。
③分子力F指引力與斥力的合力,記為F合。
④函數(shù)圖象:
(2)物體的內(nèi)能,熱量:
①溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能標(biāo)志。
②分子間存在相互作用力,分子間只有由它們的相對(duì)位置決定的勢(shì)能,這就是分子勢(shì)能。
※注意:
①理想氣體間的分子間作用力不計(jì)則分子間無(wú)勢(shì)能.故理想氣體的內(nèi)能又與溫度有關(guān)。
②勢(shì)能的變化主要是體積決定(理想氣體除外)
③由于氣體分子之間的間隙大,所以氣體分子的大小和質(zhì)量不等于摩爾質(zhì)量或者摩爾體積除以NA
a.分子勢(shì)能與分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能總和,叫做熱力學(xué)能,也叫內(nèi)能。
b.函數(shù)圖象:
c.能夠改變物體內(nèi)能的物理過(guò)程:做功和熱傳遞。
做功是轉(zhuǎn)化內(nèi)能;熱傳遞是轉(zhuǎn)移內(nèi)能。內(nèi)能的改變是用熱量來(lái)量度,因此不能說(shuō)某物體通過(guò)做功或者熱傳遞使之含有多少能量.故(熱力學(xué)第一定律→代入符號(hào)計(jì)算.例做吸收熱量則+Q。
d.熱傳導(dǎo)的方向性高溫物體自發(fā)地向低溫物體傳遞熱量。
e.熱力學(xué)第三定律,熱力學(xué)零度不可達(dá)到。
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