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强制1

运动学公式

V=△X/△t a=△V/△t

S=V0t+1/2at2 S:位移V0:初速度a:加速度t:时间。

S=1/2(V0+Vt)t Vt:最终速度。

2aS=Vt2-V02

Vt=V0+at

自由落体:H=1/2gt2 2gH=Vt2 Vt=gt。

胡克定律:F=kx k:刚度系数X:代表基于原长度的变形。

牛顿第二定律:F=ma

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:力没有物体就不能存在。

描述:①对于一个物体,可能有一个或多个物体施力。

(2)先没有力的对象,后有力的对象。

(2)力是相互的:一个力总是与两个物体相关联,施力物体也是施力物体,施力物体也是施力物体。

描述:①交互对象可以直接接触,也可以不接触。

②用测力计测力。

(3)力是矢量:力不仅有大小,还有方向。

(4)力的作用:改变物体的形状;使物体的运动状态发生变化。

(5)力的类型:

①根据力的性质命名:如重力、弹性、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。

②按效果命名:如压力、张力、功率、阻力、向心力、回复力等。

注意:根据效果命名的不同名称的力和性质可以相同;同名的力可以有不同的属性。

重力

定义:地球引力对物体施加的力称为重力。

描述:①地球附近的一切都受到重力作用。

万有引力是地球引力产生的,但不能说万有引力就是地球引力。

③重力的对象是地球。

(4)在两极,引力等于物体的万有引力,但在其他位置不相等。

(1)重力的大小:G=mg

描述:①如果同一物体在地球表面不同地方的引力不同,纬度越高,同一物体的引力越大,那么同一物体在两极的引力就比赤道大。

②物体的重力不受运动状态的影响,与是否受到其他力无关。

(3)在处理物理问题时,一般认为在地球附近的任何地方,引力的大小都是恒定的。

(2)重力方向:垂直向下(即垂直于水平面)

描述:①两极和赤道上的物体受到地心方向的引力。

②重力的方向不受其他力的影响,与运动状态无关。

(3)重心:重力对物体的作用点。

重心的确定:①质量分布均匀。物体的重心只和它的形状有关。形状规则的均匀物体,其重心在几何中心。

②质量分布不均匀的物体的重心与其形状和质量分布有关。

(3)薄板状物体的重心可用悬挂法确定。

描述:①物体的重心可以在物体上,也可以在物体外。

②重心的位置与物体的位置、摆放和运动无关。

(3)引入重心概念后,在研究一个具体物体时,整个物体各部分的重力都可以作为对重心的力,所以可以用一个有质量的点来代替原来的物体。

弹力

(1)形变:物体形状或体积的变化称为形变。

描述:①任何物体都可以变形,但有的变形很明显,有的变形极小。

②弹性变形:外力撤除后能恢复原状的变形,称为弹性变形。

(2)弹性:变形的物体会对与之接触的物体施加一个力,因为它想回到原来的状态。这个力叫做弹力。

说明:①弹力产生的条件:接触;弹性变形。

②弹力是一种接触力,接触的物体之间必然存在,作用点为接触点。

③两个同时变形的物体之间必然产生弹力。

④弹力和弹性变形同时产生,同时消失。

(3)弹力方向:与外力作用于物体使物体变形的方向相反。

产生弹力的几种典型理想模型:

①轻绳的拉力(张力)方向是沿着绳子收缩的方向。注意杆的区别。

②点与平面接触,弹性方向垂直于平面;点与曲面接触,弹性方向垂直于曲面接触点所在的切面。

(3)平面与平面接触,弹力方向垂直于平面并指向受力物体;球面与球面接触,弹力方向沿两球心连线,指向受力物体。

(4)尺寸:弹簧在弹性极限内遵循虎克定律F=kx,k为刚度系数,代表弹簧本身的一个属性。k只与弹簧的材料、厚度和长度有关,与运动状态和位置无关。其他物体的弹力要根据运动情况,利用平衡条件或运动学定律来计算。

摩擦

(1)滑动摩擦:当一个物体相当于另一个物体在另一个物体表面滑动时,会受到一个阻止其相对滑动的力。这个力叫做滑动摩擦力。

说明:①摩擦是由物体表面不光滑引起的。

②摩擦具有互易性。

ⅰ.滑动摩擦的条件:a .两个物体相互接触;b .两个物体变形;c .两个物体相对滑动;d .接触面不光滑。

滑动摩擦方向:始终与接触面相切,与物体的相对运动方向相反。

注:①“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”

(2)滑动摩擦可能起到动力或阻力的作用。

ⅲ滑动摩擦力:F=μFN

说明:①FN两个物体表面之间的压力在性质上属于弹性,而不是重力。应该具体分析。

② μ与接触面的材质和粗糙度有关,没有单位。

③滑动摩擦力的大小与相对运动的速度无关。

ⅳ效应:总是阻碍物体之间的相对运动,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力,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。

(2)静摩擦力:两个相对静止的物体接触时,由于相对运动的倾向而产生的摩擦力。

描述:静摩擦力是相互作用的。

一、静摩擦的条件:a .两个物体接触;b .接触面不光滑;c .两个物体变形;这两个物体有相对运动的趋势。

静摩擦力的方向:总是与接触面相切,总是与物体的相对运动趋势相反。

描述:①运动的物体会受到静摩擦力。

②静摩擦力的方向可以与运动方向相同,也可以相反,还可以形成任意夹角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:两物体间静摩擦力的取值范围为0 < f ≤ Fm,其中Fm为两物体间的最大静摩擦力。静摩擦力的大小要根据实际运动情况,利用平衡条件或牛顿运动定律来计算。

说明:①静摩擦力是被动力,它的作用是平衡使物体运动的力,其值是在值的范围内根据物体的“需要”取的,所以与正压力无关。

②最大静摩擦力取决于正压力和最大静摩擦系数(可选)FM = μ sfn。

ⅳ效应:总是阻碍物体间相对运动的趋势。

物体的受力分析是解决力学问题的基础,也是学习力学的重要方法。受力分析的程序是:

1.根据问题的含义选择合适的研究对象。选择研究对象的原则是使对象的研究和处理尽可能简单。研究对象可以是单个对象,也可以是由几个对象组成的系统。

2.将研究对象与周围环境隔离开来,按照先场力后接触力的顺序分析对象的受力情况,画出对象的受力图。这种方法通常被称为隔离法。

3.对物体进行应力分析时,应注意以下几点:

(1)不要把研究对象上的力和它对其他对象的力混为一谈。

(2)对于每一个作用在物体上的力,其来源必须明确,不能无中生有。

(3)分析物体受什么“自然力”,不要重复分析“作用力”和“自然力”。

合力

求几个* * *点的合力叫做力合成。

(1)力是一个矢量,它的合成和分解遵循平行四边形法则。

(2)代数运算可用于直线上两个力的合成。

(3)角度点力分析* * *

①两个力的合力取值范围为| F1-F2 | ≤ F ≤ F1+F2。

(2)在* * *点的三个力,如果任意两个力的合力的最小值小于或等于第三个力,那么这三个* * *点的合力可能等于零。

(3)同时作用在同一物体上的点力可以合成(同时性和同构)。

④合力可能大一些,也可能小一些,也可能等于某个分量。

力的分解

求已知力的分力叫做力分解。

(1)力的分解是力合成的逆运算,也遵循平行四边形法则。

(2)已知两个分量力求合力有唯一解,但如果没有限制,求一个力的两个分量有无数组解。

为了获得唯一且明确的解,应该附加一些条件:

①给定合力和二分力的方向,可以求出二分力的大小。

②给定合力和一个分力的大小和方向,就可以求出另一个分力的大小和方向。

③已知合力,一个分力F1的大小和另一个分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小:

如果f1 = fsinθ或F1≥F有一组解。

如果f > f1 > fsinθ有两个解。

如果f < fsinθ无解。

(3)在实际问题中,一般按照力的作用或处理问题的方便程度来分解。

(4)力的分解解题思路

力分解问题的关键是根据力的作用画出力的平行四边形,然后转化为根据已知的角关系求解的几何问题。因此,其解题思路可以表述为:

必须注意的是,一个力分解成两个力只是一种等价的替代关系,不能认为有两个物体在这两个分力方向上施力。

向量和标量

由大小和方向共同决定的物理量叫做矢量;

只有大小而没有方向的物理量叫做标量。

向量用平行四边形法则运算;标量用代数方法运算。

矢量在直线上的方向可以在指定正方向后用符号表示。

思维的升华——法律?方法?思考

一、物体受力分析的基本思想和方法

物体受力不同,物体可以处于不同的运动状态。研究物体的运动,就要分析物体的受力,这是研究力学问题的关键,也是必须掌握的基本功。

对物体受力的分析主要是基于力的概念,从物体的运动状态及其与周围物体的接触来分析。具体方法是:

1.确定研究对象,找出所有施力的对象。

确定被研究对象,找出周围对其施加力的物体,得到被研究对象的受力情况。

(1)如果研究的对象是A,与A接触的对象是B,C,D...,要找出“B到A”、“C到A”、“D到A”等等的力,不能把“A到B”、“A到C”的力当成A的力;

(2)作用于其他物体的力,不要误以为可以通过“力的传递”作用于研究对象;

(3)对于作用在物体上的每一个力,求施力的物体;

(4)分析物体受力后,需要检查研究对象是否能处于题目中给定的运动状态(静止或加速等。),否则会出现多力或漏力的情况。

2.逐步分析物体的受力。

为了防止多力或漏力现象,对物体的受力分析通常按如下方式进行:

(1)先分析物体的重力。

(2)如果研究对象与周围物体接触,分析弹力或摩擦力,依次分析每个接触面(点)。有挤压就有弹力,有相对运动或相对运动趋势就有摩擦力。

(3)其他外力,如是否有牵引力、电场力、磁场力等。

3.画出物体受力的示意图

(1)在作物体的力图时,某一个力和这个力的分量不能重复列为该物体的力。力的合成和分解过程是合力和分力的等效替代过程,合力和分力不能同时认为是物体的力。

(2)作物体作为力的示意图时,物体上的每一个力都要标上字母代码。

二、力的正交分解法

处理复杂力的合成与分解问题的一种简单方法:正交分解法。

正交分解法:它将力沿两个选定的相互垂直的方向分解,其目的是便于用普通的代数运算公式求解矢量运算。

力的正交分解方法包括以下步骤:

(1)直角坐标系的正确选择。通常选取* *点力的作用点作为坐标原点,坐标轴方向要根据实际情况确定。原理是使坐标轴与尽可能多的力重合,也就是使需要分解成两个坐标轴的力尽可能少。

(2)将各个力分别投影到坐标轴上。分别计算X轴和Y轴上的力的投影合力Fx和Fy,其中:

FX = f 1x+F2x+F3x+……;Fy=F1y+F2y+F3y+……

注意:如果F = 0,可以推导出FX = 0,FY = 0,这是一种处理物体在多种作用下平衡的好方法,以后会经常用到。在第二章中,高中物理中的‘加速度’一般指的是‘匀加速’,即加速度为常数。

1,加速度A与速度V的关系符合以下公式:V==at,t是时间变量,

我们有

a==V/t

它表明加速度A是单位时间内速度V的平均变化率。

2.V==at是一个线性方程,在数学上相当于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,

直线的斜率具有以下特性:

(1)不同直线(互不平行)的斜率有不同的值。

(2)同一直线上的斜率值处处相等(不考虑Y和X的值)

(3)直线斜率的数值可以通过y和x的数值计算出来:

k==y/x

(4)虽然k==y/x,y==0,x==0,k不为零。

模仿这个,

(1)不同运动的加速度有不同的值。

(2)同一运动的加速度值处处相等(不考虑V和T的值)

(3)运动的加速度值可以通过v和t的值计算出来:

==V/t

(4)虽然a==V/t,但V==0(从静态开始),t==0,但A不为零。

变加速度运动中物体的加速度在减小,而速度在增大,加速度非零的物体速度可能保持不变。举几个例子。

在变加速度运动中,加速度的速度当然是减小的,只有加速度的方向与速度的方向一致时速度才增加,这与加速度无关。举个例子,一个木块在半圆形轨道上滑下,水平方向的加速度减小,但速度增加。

加速度只有在与速度方向在同一直线上时才改变速度。

如果有加速度,速度必须改变。如果要保持速度不变,就得改变它的方向,比如匀速圆周运动,加速度不变不为零,速度方向不断变化但不变。

制动中的应用问题:汽车以15m/s的速度行驶时,驾驶员只能在0.8s后反应过来,立即制动。这个时间叫做反应时间。如果汽车刹车时的最大加速度为5m/s,那么从驾驶员发现前方危险的瞬间到汽车完全停下来的瞬间,汽车经过的距离称为刹车距离。汽车的制动距离是多少?(最好附上一些程序,谢谢)

15 m/s加速度为5 m/s,所以需要3秒才能停下来。

3秒的距离S = 15 * 3-1/2 * 5 * 3 ^ 2 = 22.5。

反应时间为0.8秒s=0.8*15=12。

总距离为22.5+12=34.5。

原来“直线运动”是放在“力”之后的。在力的章节中,首先讨论了矢量及其算法,然后利用矢量算法进行了学习力的计算。现在倒过来了。我建议你先学习这一章。

要理解“加速度”,首先要理解“位移”和“速度”的概念。位移是物体运动前后位置的变化,即从起始位置到终止位置的向量。

速度是物体的位移(其位置的变化)与物体运动所需时间的比值。如果物体不是匀速运动(称为变速),速度可分为瞬时速度和平均速度,平均速度是物体在一定时间内以变速运动(或一定位移)的位移与时间的比值。瞬时速度是物体在某一点或某一时刻的速度。

加速度是物体速度的变化与物体速度变化所需时间的比值。如果物体不是匀速加速度(称为变加速度),加速度可分为瞬时加速度和平均加速度。平均加速度是变速物体在一定时间(或一定位移)内的速度变化与时间的比值。瞬时加速度是物体在某一点或某一时刻的加速度。

牛顿运动定律综合指南

知识要点

1.牛顿定律求解步骤。

应用牛顿定律解决问题的步骤是:①确定研究对象;②受力分析和运动分析;③综合或分解等效简化;④分段牛顿定律方程;⑤选择合适的公式序列运动学方程;⑥解方程,判断解的合理性。

例1用斜绳A和横绳B在车厢里绑一个小球,车厢会向右加速。两根绳子的拉力分别是TA和TB。现在,如果把车厢的加速度增加到右边,两条绳子拉力的变化情况是()。

A.TA变小了。B.TA保持不变。结核病变得更大。结核病保持不变。

分析以球为研究对象,它受到重力G,两根绳索拉力TA和TB。当三个力都在上面时,往往采用分解的方法,将Ta分解为TA1和TA2,如下:

TA1 = G,TB-TA2 = Ma。从前一个公式可以看出,Ta1与A无关,所以Ta与A无关,所以TA2与A无关,从后一个公式可以看出,当A增加时,TB也会增加,所以应该选择B和c .

2.超重和失重。

当物体有垂直加速度时,就会超重;当一个物体有垂直向下的加速度时,失重就发生了。不过这里的超重和失重都是指“表观重量”,物体上的重力是不变的,但如果用弹簧秤测量,就会发现指标过大或过小。

例2一个人站在秤上,蹲下时秤上的数字会是()。

A.先减少,再增加,最后恢复。b .先增后减,最后恢复。

C.先减少再恢复。d .先增加后恢复。

人下蹲的整个过程应该是向下加速,然后向下减速,最后停止,所以先有向下的加速度,再有向上的加速度,最后加速度为零。然后,先是失重,然后是超重,最后指标等于重力,所以应该选A。

困难的分析

例3电梯以加速度a下降,电梯内有一个倾角为α的粗糙斜面。如果质量为m的物体与斜面相对静止,斜面对物体的支撑力是()。

上午(g-a)cosθ。B.mgcosθ。

C.m(g+a)cosθ。D.mgcosθ+masinθ。

分析对象受到重力G、支撑力N和摩擦力的影响。首先将N之和合成为斜面对物体的合力F,然后

mg-F=ma。

所以物体上斜面的合力f = m (g-a)。

那么斜面对物体的支撑力n = fcos θ = (g-a) cos θ。因此,应该选择A。

注意:这个问题也可以把N分解为向左的垂直分力和水平分力,把F分解为向右的垂直分力和水平分力,然后用牛顿定律求解水平方向(合力为零)和垂直方向的方程组。

方法指导

1.积分法和隔离法。

和平衡问题一样,当不涉及相互作用力时,首先要考虑积分法,当两个物体加速度不同时,积分法仍然可以适用。

例4质量为m = 10 kg的木楔ABC搁置在粗糙的水平地面上,滑动摩擦系数μ = 0.02。在木楔θ= 30°的斜面上,一个质量为m = 1 kg的块体从静止开始沿斜面下滑。当滑动距离S = 1.4 m时,其速度V = 65448。

解析上把斜面和物体作为一个整体,在重力(M+m)g、支撑力N和摩擦力factory的作用下,加速度分解为向左的a1和垂直的a2,所以水平方向有

f=ma1=macosθ=0.61N。

注意:斜面内没有加速度,所以质量只有M,不是(M+m)。

2.弹力和静摩擦力的计算方法。

弹力和静摩擦力,也叫被动力,是由其他外力和运动条件决定的。所以一般先分析其他外力,再考虑弹性力或静摩擦力;再看运动情况,加速运动的方程组由牛顿定律设定,静止或匀速运动的点力平衡方程组。

示例5将两个重叠的滑块放置在倾角为θ的固定斜面上。滑块A和B的质量分别为m和m,A与斜面的滑动摩擦系数为μ1,A与B的滑动摩擦系数为μ2。已知两个滑块从静止以相同的加速度滑下斜面,滑块B受到的摩擦力()。

A.沿斜面向上,大小为μ 1 mg cos θ。b .沿斜面向上,大小为μ2mgcosθ。

C.下斜面,大小为μ 1 mg cos θ.d .下斜面,大小为μ2mgcosθ。

分析对象B受重力G,支撑力N,静摩擦力factory作用,B和A加速沿斜面下滑,加速度为GSinθ-μ 1gcos θ,方向沿斜面向下。首先分解重力,假设静摩擦力沿斜面向上,由牛顿定律得到。

Mgsinθ-f=ma。

所以摩擦力是

f = MGS inθ-ma = MGS inθ-m(gsinθ-μlgcosθ)=μlmgcosθ。

解的结果是正的,证明设定的方向是正确的,所以应该选A。