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文檔簡介
物理必修一知識點
一、運動學日勺基本概念
1、參照系:描述一種物體的運動時,選來作為原則的日勺此外日勺物體。
運動是絕對H勺,靜止是相對的。一種物體是運動的還是靜止H勺,都是相對于
參照系在而言的。
參照系日勺選擇是任意的,被選為參照系的物體,我們假定它是靜止的。選擇
不一樣口勺物體作為參照系,也許得出不一樣口勺結(jié)論,但選擇時要使運動口勺描述盡
量的簡樸。
一般以地面為參照系。
2、質(zhì)點:
①定義:用來替代物體日勺有質(zhì)量的點。質(zhì)點是一種理想化的模型,是科學的抽
象。
②物體可看做質(zhì)點日勺條件:研究物體日勺運動時,物體日勺大小和形狀對研究成果
的影響可以忽視。且物體能否當作質(zhì)點,要詳細問題詳細分析。
③物體可被看做質(zhì)點的幾種狀況:
(1)平動的物體一般可視為質(zhì)點.
(2)有轉(zhuǎn)動但相對平動而言可以忽視時,也可以7巴物體視為質(zhì)點.
(3)同一物體,有時可當作質(zhì)點,有時不能.當物體自身的大小對所研究問題的
影響不能忽視時,不能把物體看做質(zhì)點,反之,則可以.
[關(guān)鍵一點]
⑴不能以物體日勺大小和形狀為原則來判斷物體與否可以看做質(zhì)點,關(guān)鍵要看所
研究問題的性質(zhì).當物體日勺大小和形狀對所研究的問題日勺影響可以忽視不計
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)別于幾何學中的“點”.
3、時間和時刻:
時刻是指某一瞬間,用時間軸上的一種點來表達,它與狀態(tài)量相對應;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達,它與過程
量相對應。
4、位移和旅程:
位移用來描述質(zhì)點位置日勺變化,是質(zhì)點日勺由切位置指向末位置的有向線段,
是矢量;
旅程是質(zhì)點運動優(yōu)跡的長度,是標量。
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v=生,
A/
方向與位移的方向相似。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,它是一種標量。
6、加速度:用量描述速度變化快慢口勺的物理量’其定義式為〃二當
加速度是矢量,其方向與速度日勺變化量方向相似(注意與速度日勺方向沒有關(guān)
系),大小由兩個原因決定。
易錯現(xiàn)象
1、忽視位移、速度、加速度H勺矢量性,只考慮大小,不注意方向。
2、錯誤理解平均速度,隨意使用V平均=配上.
2
3、混淆速度、速度的增量和加速度之間的關(guān)系。
二、勻變速直線運動日勺規(guī)律及其應用:
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)系式表達:
(1)速度公式v(=Vo+at
(2)位移公式1=vot
2
(3)速度與位移式vJ-M=2ax
(4)平均速度公式v平均
3、幾種常用的推論:
(1)任意兩個持續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移之差為恒量
2
△x=x2-x)=x:-x2=...=xn-xn-i=aT
(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,匕二包戶。
I2
(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v。和末速度h的關(guān)
系為
②位移公式:h=;g/
2
③速度一位移公式:vt=2gh
④下落到地面所需時間:/=樣
3、豎直上拋運動:
可以看作是初速度為V。,加速度方向與V。方向相反,大小等于『、Jg口勺勻減
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
①速度公式:V,=v0-gt
②位移公式:h=vot--^r
22
③速度一位移公式:V,-v0=-2gh
兩個推論:
上升到最高點所用時間t
g
上升的最大高度h=N
2g
(2)豎直上拋運動時對稱性
如圖1—2—2,物體以初速度⑷豎直上拋,從8為途中日勺任意兩點,C
為最高點,則:
rC
-B
-A
oI
(1)時間對稱性圖1―2一2
物體上升過程中從4所用時間勿。和下降過程中從…力所用時間tCA
相等,同理)力=出4.
⑵速度對稱性
物體上升過程通過力點的速度與下降過程通過A點的速度大小相等.
[關(guān)鍵一點]
在豎直上拋運動中,當物體通過拋出點上方某一位置時,也許處在上升階
段,也也許處在下降階段,因此此類問題也許導致時間多解或者速度多解.
易錯現(xiàn)象
1、忽視自由落體運動必須同步具有僅受重力和初速度為零
2、忽視豎直上拋運動中日勺多解
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:
圖像在中學物理中占有舉足輕重H勺地位,其長處是可以形象直觀地反應物理
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x-t
圖象和V—t圖象.
(1)x—t圖象
①物理意義:反應了做直線運動的物體日勺位移隨時間變化的規(guī)律。②表達物體處
在靜止狀態(tài)
②圖線斜率日勺意義
①圖線上某點切線的斜率的大小表達物體速度的大小.
②圖線上某點切線的斜率的正負表達物體方向.
③兩種特殊H勺x—t圖象
(1)勻速直線運動日勺X-t圖象是一條過原點H勺直線.
(2)若X-t圖象是一條平行于時間軸H勺直線,則表達物體處
于靜止狀態(tài)
(2)V—t圖象
①物理意義:反應了做直線運動口勺物體的速度隨時間變化
的規(guī)律.
②圖線斜率日勺意義
a圖線上某點切線的斜率日勺大小表達物體運動的加速度的大小.
b圖線上某點切線的斜率日勺正負表達加速度的I方向.
③圖象與坐標軸圍成日勺“面積”日勺意義
a圖象與坐標軸圍成的面積的數(shù)值表達對應時間內(nèi)日勺位移的大小。
b若此面積在時間軸口勺上方,表達這段時間內(nèi)日勺位移方向為正方向;若此面
積在時間軸的下方,表達這段時間內(nèi)口勺位移方向為負方向.
③常見口勺兩種圖象形式
(1)勻速直線運動的/—E圖象是與橫軸平行的直線.
(2)勻變速直線運動的r—2圖象是一條傾斜的直線.
2、相遇和追及問題:
此類問題的關(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,一般有兩種狀況:
(1)物體A追上物體B:開始時,兩個物體相距xo,則A追上B時必有4-4=%,
且V,、”
(2)物體A追趕物體B:開始時,兩個物體相距x。,要使A與B不相撞,則有
4-XB=x0,且丫八<VB
易錯現(xiàn)象:
1、混淆x-t圖象和v-t圖象,不能辨別它們的物理意義
2、不能對的J計算圖線口勺斜率、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:
力是物體之間日勺互相作用,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達出來的措施叫力H勺圖
不O
按照力命名日勺根據(jù)不一樣,可以把力分為
①按性質(zhì)命名的力(例如:重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力等。:
②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:
①形變;②變化運動狀態(tài).
2、重力:
由于地球日勺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H勺重心;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H勺重心在其幾何中心處。薄板類物體H勺重心可用懸掛法確定,
注意:重力是萬有引力口勺一種分力,另一種分力提供物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的
向心力,在兩極處重力等于萬有引力.由于重力遠不小于向心力,一般狀況下近
似認為重力等于萬有引力.
3、彈力:
(1)內(nèi)容:發(fā)生形變的物體,由于要恢復原狀,會對跟它接觸的且使其發(fā)生形
變?nèi)丈孜矬w產(chǎn)生力的作用,這種力叫彈力。
(2)條件:①接觸;②形變。但物體日勺形變不能超過彈性程度。
(3)彈力日勺方向和產(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)生口勺彈力,其方向垂直于面、繩子產(chǎn)生日勺彈力的
方向沿繩子所在的直線。)
(4)大小:
①彈簧口勺彈力大小由4kx計算,
②一般狀況彈力的大小與物體同步所受的其他力及物體的運動狀態(tài)有關(guān),應結(jié)合
平衡條件或牛頓定律確定.
4、摩擦力:
⑴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:跟段觸面相切,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也許相似,也也許相反,還也許成任意角度.
⑶摩擦力的大小:
①滑動摩擦力:/=融
闡明:a、FN為接觸面間的彈力,可以不小于G;也可以等于G;也可以不不小
于G
b、〃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)。
②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0勺.靜
成為最大靜摩擦力,與正壓力有關(guān))
靜摩擦力的詳細數(shù)值可用如下措施來計算: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似,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,也可以作負功,還可以不作功。
c、摩擦力日勺方向與物體間相對運動的方向或相對運動趨勢日勺方向相反。
d、靜止歐I物體可以受滑動摩擦力日勺作用,運動日勺物體可以受靜摩擦力日勺作用。
易錯現(xiàn)象:
1.不會確定系統(tǒng)H勺重心位置
2.沒有掌握彈力、摩擦力有無的鑒定措施
3.靜摩擦力方向確實定錯誤
六、力的合成和分解
1、標量和矢量:
⑴將物理量辨別為矢量和標量體現(xiàn)了用分類措施研究物理問題.
⑵矢量和標量的主線區(qū)別在于它們遵從不一樣的運算法則:標量用代數(shù)法;矢
量用平行四邊形定則或三角形定則.
(3)同一直線上矢量日勺合成可轉(zhuǎn)為代數(shù)法,即規(guī)定某一方向為正方向,與正方向
相似日勺物理量用正號代人,相反日勺用負號代人,然后求代數(shù)和,最終成果日勺
正、負體現(xiàn)了方向,但有些物理量雖也有正負之分,運算法則也同樣,但不
能認為是矢量,最終成果H勺正負也不表達方向,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:假如一種力作用在物體上,它產(chǎn)生口勺效果跟幾種力共同作用在物
體上產(chǎn)生口勺效果相似,這個力就叫做那幾種力口勺合力,而那幾種力
叫做這個力的分力。
(2)共點力日勺合成:
1、共點力
幾種力假如都作用在物體的同一點上,或者它們?nèi)丈鬃饔镁€相交于同一點,
這幾種力叫共點力。
2、力日勺合成措施
求幾種已知力的合力叫做力的合成。
①若匕和工在同一條直線上
a.F2同向:合力F=£+K方向與匕、F2H勺方向一致
b.巴、F2反向:合力尸二|月-工方向與F?這兩個力中
較大的那個力向。
②匕、乙互成。角一一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,可以用表達這兩個力的有向線段為鄰邊,作平行
四邊形,它日勺對角線就表達合力日勺大小及方向,這是矢量合成的普遍法則。
求Fr8兩個共點力的合力公式:F=$F:+F『-2FF2cos夕(,為Fi、F2
的夾角)
注意:(1)力H勺合成和分解都均遵從平行四邊行法則。
(2)兩個力口勺合力范圍:F1-F2<F<Fi+F2
(3)合力可以不小于分力、也可以不不小于分力、也可以等于分力
(4)兩個分力成直角時,用勾股定理或三角函數(shù)。
注意事項:
(1)力日勺合成與分解,體現(xiàn)了用等效的措施研究物理問題.
(2)合成與分解是為了研究問題日勺以便而引入的一種措施,用合力來替代幾種力
時必須把合力與各分力脫鉤,即考慮合力則不能考慮分力,同理在力日勺分解
時只考慮分力,而不能同步考慮合力.
(3)共點的兩個力合力H勺大小范圍是
lE-FzIWF合WF1+F2.
(4)共點的三個力合力的最大值為三個力的大小之和,最小值也許為零.
⑸力的分解時要認準力作用在物體上產(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軸
上,分解最終往往是為了求合力(某一方向的合力或總?cè)丈缀狭?.
易錯現(xiàn)象:
1.對含靜摩擦力日勺合成問題沒有掌握其可變特性
2.不能按力日勺作用效果對的分解力
3.沒有掌握正交分解H勺基本措施
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,處在什么場中)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;
⑵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,分析成果能否使物體處在題設(shè)日勺運動
狀態(tài)(靜止或加速),否則必然是多力或漏力;
⑷合力或分力不能反復列為物體所受H勺力.
2、整體法和隔離體法
(1)整體法:就是把幾種物體視為一種整體,受力分析時,只分析這一整體之
外的物體對整體口勺作用力,不考慮整體內(nèi)部之間[1勺互相作用力。
(2)隔離法:就是把要分析的物體從有關(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,不考慮物體對其他物體的作用力。
(3)措施選擇
所波及日勺物理問題是整體與外界作用時,應用整體分析法,可使問題簡樸明
了,而不必考慮內(nèi)力的作用;當波及日勺物理問題是物體間日勺作用時,要應用隔離
分析法,這時原整體中互相作用H勺內(nèi)力就會變?yōu)楦鱾€獨立物體的外力。
3、注意事項:
對日勺分析物體的受力狀況,是處理力學問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,在詳細操作時應
注意:
(1)彈力和摩擦力都是產(chǎn)生于互相接觸日勺兩個物體之間,因此要從接觸點處判斷
彈力和摩擦力與否存在,假如存在,則根據(jù)彈力和摩擦力的方向,畫好這兩
個力.
(2)畫受力圖時要逐一險查各個力,找不到施力物體的力一定是無中生有的.同
步應只畫物體日勺受力,不能把對象對其他物體的I施力也畫進去.
易錯現(xiàn)象:
1.不能對日勺鑒定彈力和摩擦力的有無;
2.不能靈活選用研究對象;
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:
物體的平衡有兩種狀況: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11勺物體不能看作質(zhì)點).
2、共點力作用下物體的平衡:
①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.
②平衡條件:合力為零,亦即F合=0或工艮=0,EFy=0
a、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,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在平衡狀態(tài),一般可采用正交分解,必
有:
F合x=Flx+F2x+.............+Fnx=0
F合),=Fiy+F2y+.............+F?y=0(按接觸面分解或按運動方向分解)
③平衡條件日勺推論:
(i)當物體處在平衡狀態(tài)時,它所受日勺某一種力與所受日勺其他力的合力等值反
向.
(ii)當三個共點力作用在物體(質(zhì)點)上處在平衡時,三個力的矢量構(gòu)成一封閉的
三角形按同一圍繞方向.
3、平衡物體的臨界問題:
當某種物理現(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)”。
臨界問題的分析措施:極限分析法:通過恰當?shù)剡x用某個物理量推向極端(“極
大”、“極小”、“極左”、“極右”)從而把比較隱蔽日勺臨界現(xiàn)象(”多種也
許性”)暴露出來,便于解答。
易錯現(xiàn)象:
(1)不能靈活應用整體法和隔離法;
(2)不注意動態(tài)平衡中邊界條件的約束;
(3)不能對的制定臨界條件。
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)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它
變化這種狀態(tài)為止.
(2)理解:
①它闡明了一切物體均有慣性,慣性是物體日勺固有性質(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)).
②它揭示了力與運動日勺關(guān)系:力是變化物體運動狀態(tài)(產(chǎn)生加速度)的原因,
而不是維持運動H勺原因。
③它是通過理想試驗得出的,它不能由實際的試驗來驗證.
2、牛頓第二定律:
內(nèi)容:物體口勺加速度a跟物體所受MJ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口勺方向相似.
公式:Ff;=ma
理解:
①瞬時性:力和加速度同步產(chǎn)生、同步變化、同步消失.
②矢量性:加速度的I方向與合外力歐I方向相似。
③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)
④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⑤相對性:加速度
是相對于慣性參照系H勺。
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:
①作用力和反作用力的同步性.它們是同步產(chǎn)生,同步變化,同步消失,不是先
有作用力后有反作用力.
②作用力和反作用力日勺性質(zhì)相似.即作用力和反作用力是屬同種性質(zhì)日勺力.
③作用力和反作用力的互相依賴性:它們是互相依存,互以對方作為自己存在的
前提.
④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一樣的
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互相抵消.
4、牛頓運動定律的合用范圍:
對于宏觀物體低速口勺運動(運動速度遠不不小于光速的運動),牛頓運動定律
是成立的,但對于物體的高速運動(運動速度靠近光速)和微觀粒子時運動,牛頓
運動定律就不合用了,要用相對論觀點、量子力學理論處理.
易錯現(xiàn)象:
(1)錯誤地認為慣性與物體日勺速度有關(guān),速度越大慣性越大,速度越小慣性越小;
此外一種錯誤是認為慣性和力是同一種概念。
(2)不能對的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。
⑶不能把物體運動日勺加速度與其受到H勺合外力H勺瞬時對應關(guān)系對H勺運用到輕
繩、輕彈簧和輕桿等理想化模型上
十、牛頓運動定律日勺應用(一)
1、運用牛頓第二定律解題的基本思緒
(1)通過認真審題,確定研究對象.
(2)采用隔離體法,對口勺受力分析?.
(3)建立坐標系,正交分解力.
⑷根據(jù)牛頓第二定律列出方程.
(5)統(tǒng)一單位,求出答案.
2、處理連接體問題的基本措施是:
(1)選用最佳口勺研究對象.選用研究對象時可采用“先整體,后隔離”或“分別
隔離”等措施.一般當各部分加速度大小、方向相似時,可當作整體研究,
當各部分日勺加速度大小、方向不相似時,要分別隔離研究.
(2)對選用日勺研究對象進行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律列出方程式,求出答案.
3、處理臨界問題的基本措施是:
(1)要詳細分析物理過程,根據(jù)條件變化或伴隨過程進行引起日勺受力狀況和運動
狀態(tài)變化,找到臨界狀態(tài)和臨界條件.
⑵在某些物理過程比較復雜的狀況下,用極限分析的措施可以盡快找到臨界狀
態(tài)和臨界條件.
易錯現(xiàn)象:
⑴加速系統(tǒng)中,有些同學錯誤地認為用拉力F直接拉物體與用一重力為F的物
體拉該物體所產(chǎn)生口勺加速度是同樣口勺。
(2)在加速系統(tǒng)中,有些同學錯誤地認為兩物體構(gòu)成的I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,有些同學錯誤地認為兩物體要產(chǎn)生相對滑動拉力必須克服它
們之間日勺最大靜摩擦力。
十一、牛頓運動定律的)應用(二)
1、動力學的兩類基本問題:
(1)已知物體的受力狀況,確定物體的運動狀況.基本解題思緒是:
①根據(jù)受力狀況,運用牛頓第二定律求出物體的加速度.
②根據(jù)題意,選擇恰當?shù)倪\動學公式求解有關(guān)的速度、位移等.
(2)已知物體的運動狀況,推斷或求出物體所受口勺未知力.基本解題思緒是:
①根據(jù)運動狀況,運用運動學公式求出物體附加速度.
②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:
①運用牛頓定律處理此類問題的關(guān)鍵是對物體進行受力狀況分析和運動狀
況分析,要善于畫出物體受力圖和運動草圖.不管是哪類問題,都應抓住力
與運動日勺關(guān)系是通過加速度這座橋梁聯(lián)絡(luò)起來的這一關(guān)鍵.
②對物體在運動過程中受力狀況發(fā)生變化,要分段進行分析,每一段根據(jù)其
初速度和合外力來確定其運動狀況;某一種力變化后,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、有關(guān)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口勺重力.當物體在豎
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.當物體的加速
度方向向上時,物體對支持物的壓力不小于物體日勺重力,這種現(xiàn)象叫超重現(xiàn)象.當
物體附加速度方向向下時,物體對支持物的壓力不不小于物體的重力,這種現(xiàn)象
叫失重現(xiàn)象.對其理解應注意如下三點:
(1)當物體處在超重和失重狀態(tài)時,物體的重力并沒有變化.
(2)物體與否處在超重狀態(tài)或失重狀態(tài),不在于物體向上運動還是向下運動,即
不取決于速度方向,而是取決于加速度方向.
⑶當物體處在完全失重狀態(tài)(a二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,則兩物體間日勺滑動摩擦力
一定發(fā)生變化,往往有些同學解題時仍誤認為滑動摩擦力不變。
(2)些同學在解比較復雜日勺問題時不認真審清題意,不注意題目條件的變化,不
能對的分析物理過程,導致解題錯誤。
(3)些同學對超重、失重H勺概念理解不清,誤認為超重就是物體的重力增長啦,
失重就是物體日勺重力減少啦。
物理必修2知識點
一、力物體的平衡
1.力是物體對物體的作用,是物體發(fā)生形變和變化物體的運動狀態(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)生日勺.
[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種分力.
但在地球表面附近,口;以認為重力近似等于力有引力
(2)重力日勺大小:地球表面G=mg,離地面高h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H勺各部分所受重力合力H勺作用點,物體的重心不一定
在物體上.
3.彈力(1)產(chǎn)生原因油于發(fā)生彈性形變的物體有恢復形變的趨勢而產(chǎn)生日勺.
(2)產(chǎn)生條件:①直接接觸;②有彈性形變.
(3)彈力的方向:與物體形變MJ方向相反,彈力的受力物體是引起形變啊物體,
施力物體是發(fā)生形變的物體.在點面接觸的狀況下,垂直于面;
在兩個曲面接觸(相稱于點接觸)的狀況下,垂直于過接觸點的公切面.
①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到處
相等.
②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:一般狀況下應根據(jù)物體日勺運動狀態(tài),運用平衡條件
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:在彈性程度內(nèi),彈簧彈力的大小和彈簧H勺形變量成正比,即F=kx.k
為彈簧H勺勁度系數(shù),它只與彈簧自身原因有關(guān),單位是N/m.
4.摩擦力
(1)產(chǎn)生的條件:①互相接觸口勺物體間存在壓力;③接觸面不光滑;③接觸內(nèi)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),這三點玦一
不可.
(2)摩擦力日勺方向沿接觸而切線方向,與物體相對運動或相對運動趨勢日勺方
向相反,與物體運動的方向可以相似也可以相反.
(3)判斷靜摩擦力方向日勺措施:
①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,則闡
明它們本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,則闡
明它們本來有相對運動趨勢,并且本來相對運動趨勢的方向跟假設(shè)接觸面光滑時
相對運動的方向相似.然后根據(jù)靜摩擦力的方向跟物體相對運動趨勢日勺方向相反
確定靜摩擦力方向.
②平衡法:根據(jù)二力平衡條件可以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)各自日勺規(guī)律去分析求解.
①滑動摩擦力大小:運用公式f=pFN進行計算,其中FN是物體日勺正壓力,不
一定等于物體的重力,甚至也許和重力無關(guān).或者根據(jù)物體的I運動狀態(tài),運用平
衡條件或牛頓定律來求解.
②靜摩擦力大小:靜摩擦力大小可在0與fmax之間變化,一般應根據(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
其他物體上口勺力,也不要把作用在其他物體上的力錯誤地認為通過“力的傳遞”作
用在研究對象上.
(2)按“性質(zhì)力”的次序分析.即按重力、彈力、摩擦力、其他力次序分析,不要
把“效果力”與“性質(zhì)力”混淆反復分析.
(3)假如有一種力的方向難以確定,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)生怎樣日勺運動,然后審查這個力應在什么方向,對象才能滿
足給定H勺運動狀態(tài).
6.力時合成與分解
(1)合力與分力:假如一種力作用在物體上,它產(chǎn)生的效果跟幾種力共同作用產(chǎn)
生的效果相似,這個力就叫做那幾種力的合力,而那幾種力就叫做這個力口勺分力.
(2)力合成與分解的主線措施:平行四邊形定則.
(3)力的合成:求幾種已知力的合力,叫做力的合成.
共點叼兩個力(F1和F2)合力大小F日勺取值范圍為:|F1-F2|WFWF1+F
2.
(4)力日勺分解:求一種已知力的分力,叫做力日勺分解(力的分解與力的合成互為
逆運算).
在實際問題中,一般將已知力按力產(chǎn)生的實際作用效果分解;為以便某些問題
的研究,在諸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口勺幾種力.
(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)★共點力作用下日勺物體的J平衡條件:物體所受的合外力為零,即ZF=O,若
采用正交分解法求解平衡問題,則平衡條件應為》Fx=O,ZFy=0.
(4)處理平衡問題的常用措施: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:一種物體相對于另一種物體的位置的變化叫做機械運動,簡稱運
動,它包括平動,轉(zhuǎn)動和振動等運動形式.為了研究物體日勺運動需要選定參照物
(即假定為不動日勺物體),對同一種物體的運動,所選擇的參照物不一樣,對它
日勺運動日勺描述就會不一樣,一般以地球為參照物來研究物體日勺運動.
2.質(zhì)點:用來替代物體日勺只有質(zhì)量沒有形狀和大小H勺點,它是一種理想化的物理
模型.僅憑物體日勺大小不能做視為質(zhì)點的根據(jù)。
3.位移和旅程: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,旅程是物體運動軌跡的長度,是標量.
旅程和位移是完全不一樣的概念,僅就大小而言,一般狀況下位移的大小不不小
于旅程,只有在單方向的直線運動中,位移H勺大小才等于旅程.
4.速度和速率
(1)速度:描述物體運動快慢的物理量.是矢量.
①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H勺粗略描述.
②瞬時速度:運動物體在某一時刻(或某一位置)H勺速度,方向沿軌跡上質(zhì)點所
在點的切線方向指向前進的一側(cè).瞬時速度是對變速運動H勺精確描述.
(2)速率:①速率只有大小,沒有方向,是標量.
②平均速率:質(zhì)點在某段時間內(nèi)通過日勺旅程和所用時間的比值叫做這段時間內(nèi)日勺
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
向歐I直線運動,兩者才相等.
5.加速度
(1)加速度是描述速度變化快慢H勺物理量,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Av跟發(fā)生這個變化所用時間At
的比值,叫做勻變速直線運動的加速度,用a表達.
(3)方向:與速度變化Av歡)方向一致.但不一定與v口勺方向一致.
[注意]加速度與速度無關(guān).只要速度在變化,無論速度大小,均有加速度;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)位移相等日勺直線運動叫做勻速
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H勺時間內(nèi)速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=VO+at位移公
式:s=vOt+at2
速度位移公式:vt2-vO2=2as平均速度丫=
以上各式均為矢量式,應用時應規(guī)定正方向,然后把矢量化為代數(shù)量求解,一般
選初速度方向為正方向,但凡跟正方向一致日勺取值,跟正方向相反日勺取值.
8.重要結(jié)論
(1)勻變速直線運動的質(zhì)點,在任意兩個持續(xù)相等H勺時間T內(nèi)的位移差值是恒
量,即
△S=Sn+l-Sn=aT2=恒量
(2)勻變速直線運動口勺質(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)口勺平均速度,即:
9.自由落體運動
(1)條件:初速度為零,只受重力作用.(2)性質(zhì):是一種初速為零時勻加速直
線運動,a=g.
(3)公式:
10.運動圖像
(1)位移圖像(s-t圖像):①圖像上一點切線的斜率表達該時刻所對應速度;
②圖像是直線表達物體做勻速直線運動,圖像是曲線則表達物體做變速
運動;
③圖像與橫軸交叉,表達物體從參照點的一邊運動到另一邊.
(2)速度圖像(v-t圖像):①在速度圖像中,可以讀出物體在任何時刻的速度;
②在速度圖像中,物體在一段時間內(nèi)的J位移大小等于物體的速度圖像與這
段時間軸所圍面積歐I值.
③在速度圖像中,物體在任意時刻歐I加速度就是速度圖像上所對應的點日勺
切線的斜率.
④圖線與橫軸交又,表達物體運動的速度反向.
⑤圖線是直線表達物體做勻變速直線運動或勻速直線運動;圖線是曲線表
達物體做變加速運動.
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引狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力
迫使它變化這種運動狀態(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)定律闡明了任何物體均有慣性.
(3)不受力的物體是不存在的.牛頓第一定律不能用試驗直接驗證.不過建立在
大量試驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)之上,通過思維日勺邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的.它告訴了人們研究物
理問題日勺另一種新措施:通過觀測大量的試驗現(xiàn)象,運用人的邏輯思維,從天量
現(xiàn)象中尋找事物H勺規(guī)律.
(4)牛頓第一定律是牛頓第二定律日勺基礎(chǔ),不能簡樸地認為它是牛頓第二定律
不受外力時日勺特例,牛頓第一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)或靜止狀態(tài)的性質(zhì).
(1)慣性是物體日勺固有屬性,即一切物體均有慣性,與物體的受力狀況及運動
狀態(tài)無關(guān).因此說,人們只能“運用”慣性而不能“克服”慣性.(2)質(zhì)量是物體慣性
大小的I量度.
★★★★3.牛頓第二定律:物體附加速度跟所受的外力H勺合力成正比,跟物體的
質(zhì)量成反比,加速度H勺方向跟合外力H勺方向相似,體現(xiàn)式F合=ma
(1)牛頓第二定律定量揭示了力與運動的關(guān)系,即懂得了力,可根據(jù)牛頓第二
定律,分析出物體的運動規(guī)律;反過來,懂得了運動,可根據(jù)牛頓第二定律研究
其受力狀況,為設(shè)計運動,控制運動提供了理論基礎(chǔ).
(2)對牛頓第二定律的數(shù)學體現(xiàn)式F合=ma,F合是力,ma是力的作用效
果,尤其要注意不能把ma看作是力.
(3)牛頓第二定律揭示的是力日勺瞬間效果.即作用在物體上的力與它的效果是瞬
時對應關(guān)系,力變加速度就變,力撤除加速度就為零,注意力歐I瞬間效果是加速
度而不是速度.
(4)牛頓第二定律F合=ma,F合是矢量,ma也是矢量,且ma與F合的
方向總是一致的.F合可以進行合成與分解,ma也可以進行合成與分解.
4.★牛頓第三定律:兩個物體之間日勺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互相的,因而力總是成對出
現(xiàn)的,它們總是同步產(chǎn)生,同步消失.(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一樣的物體上,各產(chǎn)生其效果,不可
疊加.
5.牛頓運動定律日勺合用范圍:宏觀低速的J物體和在慣性系中.
6.超重和失重
(1)超重:物體方向上H勺加速度稱物體處在超重.處在超重H勺物體對支持面H勺壓
力FN(或?qū)覓煳锏睦Γ┎恍∮谖矬w日勺重力mg,即FN=mg+ma.(2)失
重:物體有向下口勺加速度稱物體處在失重.處在失重口勺物體對支持面口勺壓力FN(或
對懸掛物的拉力)不不小于物體的重力mg.即FN=mg-ma.當a=g時FN=0,物
體處在完全失重.(3)對超重和失重的理解應當注意的問題
①不管物體處在失重狀態(tài)還是超重狀態(tài),物體自身的重力并沒有變化,只是物
體對支持物日勺壓力(或?qū)覓煳锶丈桌Γ┎坏扔谖矬w自身日勺重力.②超重或失重
現(xiàn)象與物體日勺速度無關(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.
③在完全失重日勺狀態(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?一一般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)物體作曲線運動日勺條件:運動質(zhì)點所受的合外力(或加速度)日勺方向跟它
日勺速度方向不在同一直線(2)曲線運動的特點:質(zhì)點在某一點的速度方向,
就是通過該點的曲線日勺切線方向.質(zhì)點的速度方向時刻在變化,因此曲線運動一
定是變速運動.
(3)曲線運動H勺軌跡:做曲線運動H勺物體,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體方向,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)合運動與分運動口勺關(guān)系:①等時性;②獨立性;③等效性.
(2)運動時合成與分解的法則:平行四邊形定則.
(3)分解原則:根據(jù)運動日勺實際效果分解,物體的實際運動為合運動.
3.★★★平拋運動
(1)特點:①具有水平方向的I初速度;②只受重力作用,是加速度為重力加速度g
H勺勻變速曲線運動.
(2)運動規(guī)律:平拋運動可以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.
①建立直角坐標系(一般以拋出點為坐標原點0,以初速度vo方向為x軸正方
向,豎直向下為y軸正方向);
②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
①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H勺線速度方向沿圓弧該點口勺切線方向
②角速度:描述質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢,大小oo=(p/t(單位rad/s),①是連接質(zhì)
點和圓心的半徑在t時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度.其方向在中學階段不研究.
③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
的圈數(shù)叫做頻率.
⑥向心力:總是指向圓心,產(chǎn)生向心加速度,向心力只變化線速度日勺方向,不變
化速度日勺大小.大?。圩⒁猓菹蛐牧κ歉鶕?jù)力日勺效果命名日勺.在分析做圓周運動的
質(zhì)點受力狀況時,千萬不可在物體受力之外再添加一種向心力.
(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?nèi)丈?,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(變化速
度的方向),并且還存在著切向加速度(方向沿著軌道的切線方向,用來變化速
度的大小).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
力在指向圓心方向歐I分力充當向心力,產(chǎn)生向心和速度;合外力在切線方向日勺分
力產(chǎn)生切向加速度.①如右上圖情景中,小球恰能過最高點的J條件是VNV臨V
臨由重力提供向心力得V臨②如右下圖情景中,小球恰能過最高點的條件是
v>0o
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H勺大
小,跟它們的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離日勺平方成反比.
公式:
(2)★★★應用萬有引力定律分析天體的運動
①基本措施:把天體的運動當作是勻速圓周運動,其所需向心力由萬有引力提供.
即F引=F向得:
應用時可根據(jù)實際狀況選用合適日勺公式進行分析或計算.②天體質(zhì)量M、密度p
日勺估算:
(3)三種宇宙速度
①第一宇宙速度:v1=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
大圍繞速度.
②第二宇宙速度(脫離速度):v2=11.2km/s,使物體掙脫地球引力束縛的最小
發(fā)射速度.
③第三宇宙速度(逃逸速度):v3=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)星曰勺軌道一定在赤道平面內(nèi),并且只有一條.所有同步三星
都在這條軌道上,以大小相似的線速度,角速度和周期運行著.
(5)衛(wèi)星口勺超重和失重
“超重”是衛(wèi)星進入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”中物體超重相似.“失重”是衛(wèi)星進入軌道后正常運轉(zhuǎn)時,衛(wèi)星上日勺物體完全
“失重”(由于重力提供向心力),此時,在衛(wèi)星上日勺儀器,但凡制造原理與重力
有關(guān)時均不能正常使用.
五、動量
1.動量和沖量
(1)動量:運動物體的質(zhì)量和速度日勺乘積叫做動量,即p=mv.是矢量,方向與v
的方向相似.兩個動量相似必須是大小相等,方向一致.
(2)沖量:力和力的作用時間FI勺乘積叫做該力的沖量,即l=R.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日勺動量歐I變化.體現(xiàn)式:Ft=p,-p
或Ft=mv,-mv
(1)上述公式是一矢量式,運用它分析問題時要尤其注意沖量、動量及動量
變化量日勺方向.
(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)動量定理日勺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)受內(nèi)外力,不必考慮系統(tǒng)內(nèi)力.系統(tǒng)內(nèi)力的作用不變化整個系統(tǒng)的
總動量.
(4)動量定理不僅合用于恒定的力,也合用于隨時間變化的力.對于變力,動
量定理中的力F應當理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值.
★★★3.動量守恒定律:一種系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個系統(tǒng)
日勺總動量保持不變.
體現(xiàn)式:m1v1+m2v2=m1v1r+m2v21
(1)動量守恒定律成立的條件
①系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零.
②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,爆炸過程中口勺重力等外力比起互相作用的內(nèi)力來小得多,可以忽視不
計.
③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”:①矢量性;②瞬時性;③相對性;④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互相作用忽然發(fā)生,作用時訶很
短,作用力很大,且遠不小于系統(tǒng)受日勺外力,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)的動能爆炸后會增長,
在碰撞過程中,系統(tǒng)的總動能不也許增長,一般有所減少而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
(3)由于爆炸、碰撞類問題作用時間很短,作用過程中物體口勺位移很小,一般
可忽視不計,可以把作用過程作為一種理想化過程簡化處理.即作用后還從作用
前瞬間H勺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)其他部分物體向相反日勺方向發(fā)生動量變化日勺現(xiàn)象.噴氣式
飛機、火箭等都是運用反沖運動日勺實例.顯然,在反沖現(xiàn)象里,系統(tǒng)日勺動量是守
恒時
六、機械能
1.功
(1)功的定義:力和作用在力口勺方向上通過的位移口勺乘積.是描述力對空間積
累效應口勺物理量,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),8是力與
位移問日勺夾角.
(2)功的大小日勺計算措施:
①恒力的功可根據(jù)W=F?S?cose進行計算,本公式只合用于恒力做功.②根據(jù)
W=P?t,計算一段時間內(nèi)平均做功.③運用動能定理計算力日勺功,尤其是變力所
做的功.④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:功的大小等于力和旅程的乘積.
發(fā)生相對運動的兩物體的這一對互相摩擦力做的總功:W=fd(d是兩物體間的相
對旅程),且W=Q(摩擦生熱)
2.功率
(1)功率的概念:功率是表達力做功快慢的物理量,是標量.求功率時一定要分
清是求哪個力的I功率,還要分清是求平均功率還是瞬時功率.
(2)功率歐J計算①平均功率:P=W/t(定義式)表達時間t內(nèi)的平均功率,不
管是恒力做功,還是變力做功,都合用.②瞬時功率:P=F?v?cosaP
和v分別表達t時刻日勺功率和速度,。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,它可以不不小于額定功率,但不能長時間超過額
定功率.
(4)交通工具的啟動問題一般說口勺機車的功率或發(fā)動機的功率實際是指其牽引
力的功率.
①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vm二P/f作勻速直線運動,
②以恒定牽引力F啟動:機車先作勻加速運動,當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動,最終以最大速度vm=P/f作勻速
直線運動。
3.動能:物體由于運動而具有H勺能量叫做動能.體現(xiàn)式:Ek=mv2/2(1)動能是描
述物體運動狀態(tài)日勺物理量.(2)動能和動量的區(qū)別和聯(lián)絡(luò)
①動能是標量,動量是矢量,動量變化,動能不一定變化;動能變化,動量一定
變化.
②兩者的物理意義不一樣:動能和功相聯(lián)絡(luò),動能的變化用功來量度;動量和沖量
相聯(lián)絡(luò),動量的變化用沖量來量度.③兩者之間的大小關(guān)系為EK=P2/2m
4.★★★★動能定理:外力對物體所做日勺總功等于物體動能日勺變化.體現(xiàn)式
(1)動能定理日勺體現(xiàn)式是在物體受恒力作用且做直線運動的I狀況下得出日勺.但它
也合用于變力及物體作曲線運動日勺狀況.(2)功和動能都是標量,不能運用矢
量法則分解,故動能定理無分量式.
(3)應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)
和物理過程日勺變化的影響.因此,凡波及力和位移,而不波及力H勺作用時間的動
力學問題,都可以用動能定理分析和解答,并且一般都比用牛頓運動定律和機械
能守恒定律簡捷.
(4)當物體的運動是由幾種物理過程所構(gòu)成,又不需要研究過程口勺中間狀態(tài)時,
可以把這幾種物理過程看作一種整體進行研究,從而避開每個運動過程的詳細細
節(jié),具有過程簡要、措施巧妙、運算量小等長處.
5.重力勢能
(1)定義:地球上的物體具有跟它的高度有關(guān)日勺能量,叫做重力勢能,.
①重力勢能是地球和物體構(gòu)成的系統(tǒng)共有日勺,而不是物體單獨具有H勺.②重力勢
能的大小和零勢能面的選用有關(guān).③重力勢能是標量,但有“+”、“」之分.
(2)重力做功日勺特點:重力做功只決定于初、末位置間的高度差,與物體的運動
途徑無關(guān).WG=mgh.
(3)做功跟重力勢能變化的關(guān)系:重力做功等于重力勢能增量的負值.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=Ek+Ep.
(2)機械能守恒定律日勺內(nèi)容:在只有重力(和彈簧彈力)做功日勺情形下,物體動
能和重力勢能(及彈性勢能)發(fā)生互相轉(zhuǎn)化,但機械能的總量保持不變.(3)
機械能守恒定律日勺體現(xiàn)式
(4)系統(tǒng)機械能守恒H勺三種表達方式:
①系統(tǒng)初態(tài)的總機械能E1等于末態(tài)向總機械能E2,即E1=E2
②系統(tǒng)減少的總重力勢能AEP減等于系統(tǒng)增長的總動能AEK增,即ZkEP
減二AEK增
③若系統(tǒng)只有A、B兩物體,則A物體減少的機械能等于B物體增長日勺機械
能,即AEA減二AEB增
[注意]解題時究竟選用哪一種體現(xiàn)形式,應根據(jù)題意靈活選用;需注意的是:
選用①式時,必須規(guī)定零勢能參照面,而選用②式和③式時,可以不規(guī)定零勢能
參照面,但必須分清能量的減少許和增長量.
(5)判斷機械能與否守恒的措施
①用做功來判斷:分析物體或物體受力狀況(包括內(nèi)力和外力),明確各力做
功的狀況,若對物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功,沒有其他力做功或其他力
做功的代數(shù)和為零,則機械能守恒.
②用能量轉(zhuǎn)化來鑒定:若物體系中只有動能和勢能日勺互相轉(zhuǎn)化而無機械能與其
他形式日勺能日勺轉(zhuǎn)化,則物體系統(tǒng)機械能守恒.
③對某些繩子忽然繃緊,物體間非彈性碰撞等問題,除非題目尤其闡明,機械
能必然不守恒,完全非彈性碰撞過程機械能也不守恒.
8.功能關(guān)系
(1)當只有重力(或彈簧彈力)做功時,物體日勺機械能守恒.
(2)重力對物體做口勺功等于物體重力勢能的減少:WG=Ep1-Ep2.
(3)合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W合=Ek2-Ek1(動能
定理)
(4)除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做H勺功等于物體機械能的變
化:WF=E2-E1
物
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