机械能知识点总结 一、功 1概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
功是能量转化的量度。 2条件:. 力和力的方向上位移的乘积 3公式:W=F S cos θ W——某力功,单位为焦耳(J) F——某力(要为恒力),单位为牛顿(N) S——物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m) ——力与位移的夹角 4功是标量,但它有正功、负功。
某力对物体做负功,也可说成“物体克服某力做功”。 当)2,0[时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功; 当2时,即力与位移垂直功为零,力不做功; 当],2(时,即力与位移成钝角,功为负,阻力做功; 5功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。
6功仅与F、S 、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。 7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。
即W总=W1+W2+„+Wn 或W总= F合Scos θ 8 合外力的功的求法: 方法1:先求出合外力,再利用W=Flcosα求出合外力的功。 方法2:先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
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5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化,采用的基本公式是P=Fv和F-f = ma 6 应用: (1)机车以恒定功率启动时,由FP(P为机车输出功率,F为机车牵引力,为机车前进速度)机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引力fF时,速度不再增大达到最大值max,则fP/max。 (2)机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力F恒定为fma,速度不断增加汽车输出功率FP随之增加,当额定PP时,F开始减小但仍大于f因此机车速度继续增大,直至fF时,汽车便达到最大速度max,则fP/max。
三、重力势能 1定义:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。 2公式:mghEP h——物体具参考面的竖直高度 3参考面 a重力势能为零的平面称为参考面; b选取:原则是任意选取,但通常以地面为参考面 若参考面未定,重力势能无意义,不能说重力势能大小如何 选取不同的参考面,物体具有的重力势能不同,但重力势能改变与参考面的选取无关。
4标量,但有正负。 重力势能为正,表示物体在参考面的上方; 重力势能为负,表示物体在参考面的下方; 重力势能为零,表示物体在参考面上。
5单位:焦耳(J) 6重力做功特点:物体运动时,重力对它做的功只跟它的初、末位置有关,而跟物体运动的路径无关。 7、重力做功与重力势能变化的关系 pEW (1)物体的高度下降时,重力做正功,重力势能减少,重力势能减少的量等于重力所做的功; (2)物体的高度增加时,重力做负功,重力势能增加,重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。
(3)重力势能变化只与重力做功有关,与其他力做功无关。 四、弹性势能 1概念:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于弹力的相互作用具有势能,称之为弹性势能。
2 弹力做功与弹性势能的关系 pEW 当弹簧弹力做正功时,弹簧的弹性势能减小,弹性势能变成其它形式的能;、当弹簧的弹力做负功时,弹簧的弹性势能增大,其它形式的能转化为弹簧的弹性势能。这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似。
3势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能,势能是系统所共有的。 五、动能 1概念:物体由于运动而具有的能量,称为动能。
2动能表达式:221mEK 3动能定理(即合外力做功与动能关系):12KKEEW 4理解:①合F在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。 ②合F做正功时,物体动能增加;合F做负功时,物体动能减少。
③动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系。 4适用范围:适用于恒力、变力做功;适用于直线运动,也适用于曲线运动。
5应用动能定理解题步骤: a确定研究对象及其运动过程 b分析研究对象在研究过程中受力情况,弄清各力做功 c确定研究对象在运动过程中初末状态,找出初、末动能 d列方程、求解。 六、机械能 1机械能包含动能和势能(重力势能和弹性势能)两部分,即PKEEE。
2机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变,即 21EE 2211PKPKEEEE ΔΕK = —ΔΕP ΔΕ1 = —ΔΕ2。 3机械能守恒条件: 做功角度:只有重力或弹力做功,无其它力做功; 其它力不做功或其它力做功的代数和为零; 系统内如摩擦阻力对系统不做功。
能量角度:首先只有动能和势能之间能量转化,无其它形式能量转化;只有系统内能量的交换,没有与外界的能量交换。 4运用机械能守恒定律解题步骤: a确定研究对象及其运动过程 b分析研究对象在研究过程中受力情况,弄清各力做功,判断机械能是。
注意:变化量=末-初,增加量也=末-初,减少量=初-末。对任何物理量都适用,比如:速度,动能,势能。。。。。
在这一章主要有三个定律:
1.动能定理:合外力所做的功等于动能的变化。即:W总=Ek2-Ek1(这里的动能变化量就=末-初)
2.重力做功与重力势能的关系:重力所做的功等于重力势能减少量。即W重=Ep1-Ep2或W重=mgh1-mgh2.(这里的重力势能减少量就=初-末)。
3.机械能守恒定律:物体在只有重力,弹力做功的情况下,动能和势能发生相互转化,但机械能总量保持不变。
涉及三个功能关系:1,动能变化对应合外力做功。2,重力势能变化对应重力做功。3,机械能变化对应除重力,弹力以外的力做功。
还有剩麽问题尽管问!
第一章 力 重力:G = mg 摩擦力: (1) 滑动摩擦力:f = μFN 即滑动摩擦力跟压力成正比。
(2) 静摩擦力: ①对一般静摩擦力的计算应该利用牛顿第二定律,切记不要乱用f =μFN ②对最大静摩擦力的计算有公式:f = μFN (注意:这里的μ与滑动摩擦定律中的μ的区别,但一般情况下,我们认为是一样的) 力的合成与分解: (1) 力的合成与分解都应遵循平行四边形定则。 (2) 具体计算就是解三角形,并以直角三角形为主。
第二章 直线运动 速度公式: vt = v0 + at ① 位移公式: s = v0t + at2 ② 速度位移关系式: - = 2as ③ 平均速度公式: = ④ = (v0 + vt) ⑤ = ⑥ 位移差公式 : △s = aT2 ⑦ 公式说明:(1) 以上公式除④式之外,其它公式只适用于匀变速直线运动。(2)公式⑥指的是在匀变速直线运动中,某一段时间的平均速度之值恰好等于这段时间中间时刻的速度,这样就在平均速度与速度之间建立了一个联系。
6. 对于初速度为零的匀加速直线运动有下列规律成立: (1). 1T秒末、2T秒末、3T秒末…nT秒末的速度之比为: 1 : 2 : 3 : … : n. (2). 1T秒内、2T秒内、3T秒内…nT秒内的位移之比为: 12 : 22 : 32 : … : n2. (3). 第1T秒内、第2T秒内、第3T秒内…第nT秒内的位移之比为: 1 : 3 : 5 : … : (2 n-1). (4). 第1T秒内、第2T秒内、第3T秒内…第nT秒内的平均速度之比为: 1 : 3 : 5 : … : (2 n-1). 第三章 牛顿运动定律 1. 牛顿第二定律: F合= ma 注意: (1)同一性: 公式中的三个量必须是同一个物体的. (2)同时性: F合与a必须是同一时刻的. (3)瞬时性: 上一公式反映的是F合与a的瞬时关系. (4)局限性: 只成立于惯性系中, 受制于宏观低速. 2. 整体法与隔离法: 整体法不须考虑整体(系统)内的内力作用, 用此法解题较为简单, 用于加速度和外力的计算. 隔离法要考虑内力作用, 一般比较繁琐, 但在求内力时必须用此法, 在选哪一个物体进行隔离时有讲究, 应选取受力较少的进行隔离研究. 3. 超重与失重: 当物体在竖直方向存在加速度时, 便会产生超重与失重现象. 超重与失重的本质是重力的实际大小与表现出的大小不相符所致, 并不是实际重力发生了什么变化,只是表现出的重力发生了变化. 第四章 物体平衡 1. 物体平衡条件: F合 = 0 2. 处理物体平衡问题常用方法有: (1). 在物体只受三个力时, 用合成及分解的方法是比较好的. 合成的方法就是将物体所受三个力通过合成转化成两个平衡力来处理; 分解的方法就是将物体所受三个力通过分解转化成两对平衡力来处理. (2). 在物体受四个力(含四个力)以上时, 就应该用正交分解的方法了. 正交分解的方法就是先分解而后再合成以转化成两对平衡力来处理的思想. 第五章 匀速圆周运动 1.对匀速圆周运动的描述: ①.线速度的定义式: v = (s指弧长或路程,不是位移 ②.角速度的定义式: = ③.线速度与周期的关系:v = ④.角速度与周期的关系: ⑤.线速度与角速度的关系:v = r ⑥.向心加速度:a = 或 a = 2. (1)向心力公式:F = ma = m = m (2) 向心力就是物体做匀速圆周运动的合外力,在计算向心力时一定要取指向圆心的方向做为正方向。向心力的作用就是改变运动的方向,不改变运动的快慢。
向心力总是不做功的,因此它是不能改变物体动能的,但它能改变物体的动量。 第六章 万有引力 1.万有引力存在于万物之间,大至宇宙中的星体,小到微观的分子、原子等。
但一般物体间的万有引力非常之小,小到我们无法察觉到它的存在。因此,我们只需要考虑物体与星体或星体与星体之间的万有引力。
2.万有引力定律:F = (即两质点间的万有引力大小跟这两个质点的质量的乘积成正比,跟距离的平方成反比。) 说明:① 该定律只适用于质点或均匀球体;② G称为万有引力恒量,G = 6.67*10-11N•m2/kg2. 3. 重力、向心力与万有引力的关系: (1). 地球表面上的物体: 重力和向心力是万有引力的两个分力(如图所示, 图中F示万有引力, G示重力, F向示向心力), 这里的向心力源于地球的自转. 但由于地球自转的角速度很小, 致使向心力相比万有引力很小, 因此有下列关系成立: F≈G>>F向 因此, 重力加速度与向心加速度便是加速度的两个分量, 同样有: a≈g>>a向 切记: 地球表面上的物体所受万有引力与重力并不是一回事. (2). 脱离地球表面而成了卫星的物体: 重力、向心力和万有引力是一回事, 只是不同的说法而已. 这就是为什么我们一说到卫星就会马上写出下列方程的原因: = m = m 4. 卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度和半径之间的关系: (1). v= 即: 半径越大, 速度越小. (2). = 即: 半径越大, 角速度越小. (3). T =2 即: 半径越大, 周期越大. (4). a= 即: 半径越大, 向心加速度越小. 说明: 对于v、、T、a和r 这五个量, 只要其中任意一个被确定, 其它四个量就被唯一地确定下来. 以上定量结论不要求记忆, 但必须记住定性结论. 第七章 动量 1. 冲量: I = Ft 冲量是矢量,方向同作用力的方向. 2. 动量: p = mv 动量也是矢量,方向同运动方向. 3. 动量定律: F合 = mvt – mv0 第八章 机械能 1. 功: (1) W = Fs cos (只能用于恒力, 物体做直线运动的情况下) (2) W = pt (此处的“p”必。
曲线运动
1.在曲线运动中,质点在某一时刻(某一位置)的速度方向是在曲线上这一点的切线方向。
2.物体做直线或曲线运动的条件:
(已知当物体受到合外力F作用下,在F方向上便产生加速度a)
(1)若F(或a)的方向与物体速度v的方向相同,则物体做直线运动;
(2)若F(或a)的方向与物体速度v的方向不同,则物体做曲线运动。
3.物体做曲线运动时合外力的方向总是指向轨迹的凹的一边。
4.平抛运动:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,不计空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动。
两分运动说明:
(1)在水平方向上由于不受力,将做匀速直线运动;
(2)在竖直方向上物体的初速度为零,且只受到重力作用,物体做自由落体运动。
5.以抛点为坐标原点,水平方向为x轴(正方向和初速度的方向相同),竖直方向为y轴,正方向向下.
6.①水平分速度: ②竖直分速度: ③t秒末的合速度
④任意时刻的运动方向可用该点速度方向与x轴的正方向的夹角 表示
7.匀速圆周运动:质点沿圆周运动,在相等的时间里通过的圆弧长度相同。
8.描述匀速圆周运动快慢的物理量
(1)线速度v:质点通过的弧长和通过该弧长所用时间的比值,即v=s/t,单位m/s;属于瞬时速度,既有大小,也有方向。方向为在圆周各点的切线方向上
9.匀速圆周运动是一种非匀速曲线运动,因而线速度的方向在时刻改变
(2)角速度 :ω=φ/t(φ指转过的角度,转一圈φ为 ),单位 rad/s或1/s;对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度是恒定的
(3)周期T,频率f=1/T
(4)线速度、角速度及周期之间的关系:
10.向心力: 向心力就是做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力,向心力只改变运动物体的速度方向,不改变速度大小。
11.向心加速度: 描述线速度变化快慢,方向与向心力的方向相同,
12.注意的结论:
(1)由于 方向时刻在变,所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变加速运动。
(2)做匀速圆周运动的物体,向心力方向总指向圆心,是一个变力。
(3)做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力。
13.离心运动:做匀速圆周运动的物体,在所受的合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动
万有引力定律及其应用
1.万有引力定律: 引力常量G=6.67* N•m2/kg2
2.适用条件:可作质点的两个物体间的相互作用;若是两个均匀的球体,r应是两球心间距.(物体的尺寸比两物体的距离r小得多时,可以看成质点)
3.万有引力定律的应用:(中心天体质量M, 天体半径R, 天体表面重力加速度g )
(1)万有引力=向心力 (一个天体绕另一个天体作圆周运动时 )
(2)重力=万有引力
地面物体的重力加速度:mg = G g = G ≈9.8m/s2
高空物体的重力加速度:mg = G g = G 0,W>0.这表示力F对物体做正功。
如人用力推车前进时,人的推力F对车做正功。
(3)当 α大于90度小于等于180度时,cosα
必修2知识点1、功 力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦三者的乘积。
功的定义式: 注意: 时, ;但 时, ,力不做功; 时, .2、功率功与完成这些功所用时间的比值。平均功率: ;功率是表示物体做功快慢的物理量。
力与速度方向一致时:P=Fv3、重力势能 重力势能的变化与重力做功的关系 物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积, 。重力势能的值与所选取的参考平面有关。
重力势能的变化与重力做功的关系:重力做多少功重力势能就减少多少,克服重力做多少功重力势能就增加多少. 重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量: 。 重力做功的特点:重力对物体所做的功只与物体的起始位置有关,而跟物体的具体运动路径无关。
4、动能物体由于运动而具有的能量。物体质量越大,速度越大则物体的动能越大。
5、动能定理合力在某个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。 表达式: 或 。
6、机械能守恒定律 机械能:机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称,可表示为:E(机械能)=Ek(动能)+Ep(势能) 机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。 ,式中 是物体处于状态1时的势能和动能, 是物体处于状态2时的势能和动能。
7、用电火花计时器(或电磁打点计时器)验证机械能守恒定律实验目的:通过对自由落体运动的研究验证机械能守恒定律。速度的测量:做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度,等于相邻两点间的平均速度。
下落高度的测量:等于纸带上两点间的距离比较V2与2gh相等或近似相等,则说明机械能守恒 8、能量守恒定律 能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。9、能源 能量转化和转移的方向性能源是人类可以利用的能量,是人类社会活动的物质基础。
人类利用能源大致经历了三个时期,即柴薪时期、煤炭时期、石油时期。能量的耗散:燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用;电池中的化学能转化为电能,它又通过灯泡转化成内能和光能,热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能,我们也无法把这些内能收集起来重新利用。
这种现象叫做能量的耗散。能量耗散表明,在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用变成不利于利用的了。
能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。10、运动的合成与分解如果某物体同时参与几个运动,那么这物体的实际运动就叫做那几个运动的合运动,那几个运动叫做这个实际运动的分运动。
已知分运动情况求合运动情况叫运动的合成,已知合运动情况求分运动情况叫运动的分解。运动合成与分解的运算法则:运动的合成与分解是指描述物体运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解。
由于它们都是矢量,所以它们都遵循矢量的合成与分解法则。合运动和分运动的关系:(1)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动规律有相同的效果。
(2)独立性:某方向上的运动不会因为其它方向上是否有运动而影响自己的运动性质。(3)等时性:合运动通过合位移所需时间和对应的每个分运动通过分位移的时间相等,即各分运动总是同时开始,同时结束的。
11、平抛运动的规律将物体以一定的水平速度抛出,在不计空气阻力的情况下,物体所做的运动。平抛运动的特点:(1)加速度a=g恒定,方向竖直向下;(2)运动轨迹是抛物线。
平抛运动的处理方法:平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。x=v0t y= gt212、匀速圆周运动质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度都相等,这种运动就叫做匀速圆周运动。
注意匀速圆周运动不是匀速运动,是曲线运动,速度方向不断变化.13、线速度、角速度和周期线速度:物体在某时间内通过的弧长与所用时间的比值,其方向在圆周的切线方向上。 表达式: 角速度:物体在某段时间内通过的角度与所用时间的比值。
表达式: ,其单位为弧度每秒, 。周期:匀速运动的物体运动一周所用的时间。
频率: ,单位:赫兹(HZ)线速度、角速度、周期间的关系: 。14、向心加速度做匀速圆周运动的物体,加速度方向指向圆心,这个加速度叫向心加速度。
大小: 方向:指向圆心。向心加速度是描述匀速圆周运动中物体线速度变化快慢的物理量15、向心力产生向心加速度的力。
向心力的方向:指向圆心,与线速度的方向垂直。向心力的大小:做匀速圆周运动所需的向心力的大小为 向心力的作用:只改变速度的方向,不改变速度的大小。
向心力是效果力。在对物体进行受力分析时,不能认为物体多受了个向心力。
向心力是物体受到的某一个力或某一个力的分力或某几个力的合力. 16、万有引力定律(A)自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体质量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比。 表达式: 17、人造地球卫星。
四、质点的运动(2)----曲线运动、万有引力 1)平抛运动 1.水平方向速度:Vx=Vo 2.竖直方向速度:Vy=gt 3.水平方向位移:x=Vot 4.竖直方向位移:y=gt2/2 5.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0 7.合位移:s=(x2+y2)1/2, 位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo 8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g 注:(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成; (2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关; (3)θ与β的关系为tgβ=2tgα; (4)在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
2)匀速圆周运动 1.线速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf 3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合 5.周期与频率:T=1/f 6.角速度与线速度的关系:V=ωr 7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同) 8.主要物理量及单位:弧长(s):(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f);赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n);r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。 注:(1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心; (2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变. 3)万有引力 1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)} 2.万有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67*10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上) 3.天体上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天体半径(m),M:天体质量(kg)} 4.卫星绕行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天体质量} 5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s 6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半径} 注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万; (2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等; (3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同; (4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反); (5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。
五、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=I2Rt11.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+mgh216.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。建议你使用系统学习法,下面向你介绍高考状元李晓鹏学习方法,不防。
1.曲线运动(1)物体作曲线运动的条件:运动质点所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直线(2)曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向,就是通过该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动. (3)曲线运动的轨迹:做曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指一方弯曲,若已知物体的运动轨迹,可判断出物体所受合外力的大致方向,如平抛运动的轨迹向下弯曲,圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等. 2.运动的合成与分解 (1)合运动与分运动的关系:①等时性;②独立性;③等效性. (2)运动的合成与分解的法则:平行四边形定则. (3)分解原则:根据运动的实际效果分解,物体的实际运动为合运动. 3. ★★★平抛运动 (1)特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动. (2)运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动. ①建立直角坐标系(一般以抛出点为坐标原点O,以初速度vo方向为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向); ②由两个分运动规律来处理(如右图).4.圆周运动 (1)描述圆周运动的物理量 ①线速度:描述质点做圆周运动的快慢,大小v=s/t(s是t时间内通过弧长),方向为质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向 ②角速度:描述质点绕圆心转动的快慢,大小ω=φ/t(单位rad/s),φ是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度.其方向在中学阶段不研究. ③周期T,频率f ---------做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期. 做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率. ⑥向心力:总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小.大小 〔注意〕向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力. (2)匀速圆周运动:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的,是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动. (3)变速圆周运动:速度大小方向都发生变化,不仅存在着向心加速度(改变速度的方向),而且还存在着切向加速度(方向沿着轨道的切线方向,用来改变速度的大小).一般而言,合加速度方向不指向圆心,合力不一定等于向心力.合外力在指向圆心方向的分力充当向心力,产生向心加速度;合外力在切线方向的分力产生切向加速度. ①如右上图情景中,小球恰能过最高点的条件是v≥v临 v临由重力提供向心力得v临 ②如右下图情景中,小球恰能过最高点的条件是v≥0。
5★.万有引力定律 (1)万有引力定律:宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间的引力的大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比.公式: (2)★★★应用万有引力定律分析天体的运动 ①基本方法:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即F引=F向得: 应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算: (3)三种宇宙速度 ①第一宇宙速度:v 1 =7.9km/s,它是卫星的最小发射速度,也是地球卫星的最大环绕速度. ②第二宇宙速度(脱离速度):v 2 =11.2km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度. ③第三宇宙速度(逃逸速度):v 3 =16.7km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度. (4)地球同步卫星 所谓地球同步卫星,是相对于地面静止的,这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上,且绕地球运动的周期等于地球的自转周期,即T=24h=86400s,离地面高度 同步卫星的轨道一定在赤道平面内,并且只有一条.所有同步卫星都在这条轨道上,以大小相同的线速度,角速度和周期运行着.(5)卫星的超重和失重 “超重”是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程,此情景与“升降机”中物体超重相同.“失重”是卫星进入轨道后正常运转时,卫星上的物体完全“失重”(因为重力提供向心力),此时,在卫星上的仪器,凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用. 1.功 (1)功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积.是描述力对空间积累效应的物理量,是过程量. 定义式:W=F。
一、力 物体的平衡1.力是物体对物体的作用,是物体发生形变和改变物体的运动状态(即产生加速度)的原因. 力是矢量。
2.重力 (1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的. [注意]重力是由于地球的吸引而产生,但不能说重力就是地球的吸引力,重力是万有引力的一个分力.但在地球表面附近,可以认为重力近似等于万有引力 (2)重力的大小:地球表面G=mg,离地面高h处G/=mg/,其中g/=[R/(R+h)]2g (3)重力的方向:竖直向下(不一定指向地心)。 (4)重心:物体的各部分所受重力合力的作用点,物体的重心不一定在物体上. 3.弹力 (1)产生原因:由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的. (2)产生条件:①直接接触;②有弹性形变. (3)弹力的方向:与物体形变的方向相反,弹力的受力物体是引起形变的物体,施力物体是发生形变的物体.在点面接触的情况下,垂直于面;在两个曲面接触(相当于点接触)的情况下,垂直于过接触点的公切面.①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向,且一根轻绳上的张力大小处处相等. ②轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向不一定沿杆. (4)弹力的大小:一般情况下应根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解.弹簧弹力可由胡克定律来求解. ★胡克定律:在弹性限度内,弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比,即F=kx.k为弹簧的劲度系数,它只与弹簧本身因素有关,单位是N/m. 4.摩擦力 (1)产生的条件:①相互接触的物体间存在压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力),这三点缺一不可. (2)摩擦力的方向:沿接触面切线方向,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,与物体运动的方向可以相同也可以相反. (3)判断静摩擦力方向的方法: ①假设法:首先假设两物体接触面光滑,这时若两物体不发生相对运动,则说明它们原来没有相对运动趋势,也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动,则说明它们原来有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同.然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向. ②平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向. (4)大小:先判明是何种摩擦力,然后再根据各自的规律去分析求解.①滑动摩擦力大小:利用公式f=μF N 进行计算,其中FN 是物体的正压力,不一定等于物体的重力,甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解. ②静摩擦力大小:静摩擦力大小可在0与f max 之间变化,一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解. 5.物体的受力分析 (1)确定所研究的物体,分析周围物体对它产生的作用,不要分析该物体施于其他物体上的力,也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上. (2)按“性质力”的顺序分析.即按重力、弹力、摩擦力、其他力顺序分析,不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析. (3)如果有一个力的方向难以确定,可用假设法分析.先假设此力不存在,想像所研究的物体会发生怎样的运动,然后审查这个力应在什么方向,对象才能满足给定的运动状态. 6.力的合成与分解 (1)合力与分力:如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力就叫做这个力的分力.(2)力合成与分解的根本方法:平行四边形定则. (3)力的合成:求几个已知力的合力,叫做力的合成. 共点的两个力(F 1 和F 2 )合力大小F的取值范围为:|F 1 -F 2 |≤F≤F 1 +F 2 . (4)力的分解:求一个已知力的分力,叫做力的分解(力的分解与力的合成互为逆运算). 在实际问题中,通常将已知力按力产生的实际作用效果分解;为方便某些问题的研究,在很多问题中都采用正交分解法. 7.共点力的平衡 (1)共点力:作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力. (2)平衡状态:物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态,是加速度等于零的状态. (3)★共点力作用下的物体的平衡条件:物体所受的合外力为零,即∑F=0,若采用正交分解法求解平衡问题,则平衡条件应为:∑Fx =0,∑Fy =0. (4)解决平衡问题的常用方法:隔离法、整体法、图解法、三角形相似法、正交分解法等等. 二、直线运动 1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动,转动和振动等运动形式.为了研究物体的运动需要选定参照物(即假定为不动的物体),对同一个物体的运动,所选择的参照物不同,对它的运动的描述就会不同,通常以地球为参照物来研究物体的运动. 2.质点:用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点,它是一个理想化的物理模型.仅凭物体的大小不能做视为质点的依据。
3.位移和路程:位移描述物体位置的变化,是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段,是矢量.路程是物体运动轨迹的长度,是标量. 路程和位移是完全不同的概念,仅就大小而言,一般情况下位移的大小小于路程,只有在单方向的直线运动中,位移的大小才等于路。
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