勻變速直線運動的位移圖象
1.s-t圖象是描述做勻變速直線運動的物體的位移隨時間的變化關係的曲線。(不反映物體運動的軌跡)
2.物理中,斜率k≠tanα(座標軸單位、物理意義不同)
3.圖象中兩圖線的交點表示兩物體在這一時刻相遇。
勻變速直線運動的速度圖象
1.v-t圖象是描述勻變速直線運動的物體歲時間變化關係的圖線。(不反映物體運動軌跡)
2.圖象與時間軸的面積表示物體運動的位移,在t軸上方位移為正,下方為負,整個過程中位移為各段位移之和,即各面積的代數和。
動量守恆定律:
當系統不受外力作用或所受合外力為零,則系統的總動量守恆。動量守恆定律根據實際情況有多種表達式,一般常用等號左右分別表示系統作用前後的總動量。
運用動量守恆定律要注意以下幾個問題:
①動量守恆定律一般是針對物體系的,對單個物體談動量守恆沒有意義。
②對於某些特定的問題,例如碰撞、爆炸等,系統在一個非常短的時間內,系統內部各物體相互作用力,遠比它們所受到外界作用力大,就可以把這些物體看作一個所受合外力為零的系統處理,在這一短暫時間內遵循動量守恆定律。
③計算動量時要涉及速度,這時一個物體系內各物體的速度必須是相對於同一慣性參照系的,一般取地面為參照物。
④動量是矢量,因此“系統總動量”是指系統中所有物體動量的矢量和,而不是代數和。
⑤動量守恆定律也可以應用於分動量守恆的情況。有時雖然系統所受合外力不等於零,但只要在某一方面上的合外力分量為零,那麼在這個方向上系統總動量的分量是守恆的。
⑥動量守恆定律有廣泛的應用範圍。只要系統不受外力或所受的合外力為零,那麼系統內部各物體的相互作用,不論是萬有引力、彈力、摩擦力,還是電力、磁力,動量守恆定律都適用。
1、力的衝量定義:
力與力作用時間的乘積--衝量I=Ft矢量:方向--當力的方向不變時,衝量的方向就是力的方向。過程量:力在時間上的累積作用,與力作用的一段時間相關單位:牛秒
2、動量定義:
物體的質量與其運動速度的乘積--動量p=mv矢量:方向--速度的方向狀態量:物體在某位置、某時刻的動量單位:千克米每秒、kgm/s
3、動量定理:
∑Ft=mvt-mv0動量定理研究對象是一個質點,研究質點在合外力作用下、在一段時間內的一個運動過程。定理表示合外力的衝量是物體動量變化的原因,合外力的衝量決定並量度了物體動量變化的大小和方向。矢量性:公式中每一項均為矢量,公式本身為一矢量式,在同一條直線上處理問題,可先確定正方向,可用正負號表矢量的方向,按代數方法運算。當研究的過程作用時間很短,作用力急劇變化(打擊、碰撞)時,∑F可理解為平均力。動量定理變形為∑F=Δp/Δt,表明合外力的大小方向決定物體動量變化率的大小方向,這是牛頓第二定律的另一種表述。
4、動量守恆:
一個系統不受外力或所受到的合外力為零,這個系統的動量就保持不變,可用數學公式表達為p=p'系統相互作用前的總動量等於相互作用後的總動量。Δp1=-Δp2相互作用的兩個物體組成的系統,兩物體動量的增量大小相等方向相反。Δp=0系統總動量的變化為零“守衡”定律的研究對象為一個系統,上式均為矢量運算,一維情況可用正負表示方向。注意把握變與不變的關係,相互作用過程中,每一個參與作用的成員的動量均可能在變化着,但只要合外力為零,各物體動量的矢量合總保持不變。注意各狀態的動量均為對同一個參照系的動量。而相互作用的系統可以是兩個或多個物體組成。
5、怎樣判斷系統動量是否守衡?
動量守衡條件是系統不受外力,或合外力為零。一般研究問題,如果相互作用的內力比外力大很多,則可認為系統動量守衡;根據力的獨立作用原理,如果在某方向上合外力為零,則在該方向上動量守衡。注意守衡條件對內力的性質沒有任何限制,可以是電場力、磁場力、核力等等。對系統狀態沒有任何限制,可以是微觀、高速系統,也可以是宏觀、低速系統。而力的作用過程可以是連續的作用,可以是間斷的作用,如二人在光滑平面上的拋接球過程。綜上有:物體運動狀態是否變化取決於--物體所受的合外力。物體運動狀態變化得快慢取決於--物體所受到的合外力和質量大小。物體到底做什麼形式的運動取決於--物體所受到的合外力和初始狀態。物體運動狀態變化了多少取決於
(1)力的大小和方向;
(2)力作用時間的長短。實驗表明只要力與其作用時間的乘積一定,它引起同一個物體的速度變化相同,力與力作用時間的乘積,可以決定和量度力的某種作用效果--衝量。系統的內力改變了系統內物體的動量,但系統外力才是改變系統總動量的原因。
功
1.功的兩個必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上通過的距離。
2.功的計算:功(W)等於力(F)跟物體在力的方向上通過的距離(s)的乘積。
(功=力×距離)
3.功的公式:W=Fs;
單位:W→焦;F→牛頓;s→米。(1焦=1牛·米).
4.功的原理:使用機械時,人們所做的功,都等於不用機械而直接用手所做的功,也就是説使用任何機械都不省功。
5.斜面:FL=Gh斜面長是斜面高的幾倍,推力就是物重的幾分之一。
(螺絲、盤山公路也是斜面)
6.機械效率:有用功跟總功的比值叫機械效率。
計算公式:P有/W=η
7.功率(P):單位時間(t)裏完成的功(W),叫功率。
計算公式:單位:P→瓦特;W→焦;t→秒。(1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦)
常見的力
1.重力G=mg(方向豎直向下,g=9.8m/
s2≈10m/s2,作用點在重心,適用於地球表面附近)
2.胡克定律F=kx{方向沿恢復形變方向,k:勁度係數(N/m),x:形變量(m)}
3.滑動摩擦力F=μFN{與物體相對運動方向相反,μ:摩擦因數,FN:正壓力(N)}
4.靜摩擦力0≤f靜≤fm(與物體相對運動趨勢方向相反,fm為靜摩擦力)
5.萬有引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它們的連線上)
6.靜電力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109N•m2/C2,方向在它們的連線上)
7.電場力F=Eq(E:場強N/C,q:電量C,正電荷受的電場力與場強方向相同)
8.安培力F=BILsinθ(θ為B與L的夾角,當L⊥B時:F=BIL,B//L時:F=0)
9.洛侖茲力f=qVBsinθ(θ為B與V的夾角,當V⊥B時:f=qVB,V//B時:f=0)
注:
(1)勁度係數k由彈簧自身決定;
(2)摩擦因數μ與壓力大小及接觸面積大小無關,由接觸面材料特性與表面狀況等決定;
(3)fm略大於μFN,一般視為fm≈μFN;
(4)其它相關內容:靜摩擦力(大小、方向)〔見第一冊P8〕;
(5)物理量符號及單位B:磁感強度(T),L:有效長度(m),I:電流強度(A),V:帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C);
(6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。
自由落體運動的定義
從靜止出發,只在重力作用下而降落的運動模式,叫自由落體運動。
自由落體運動是最典型的勻變速直線運動;是初速度為零,加速度為g的勻加速直線運動。
地球表面附近的上空可看作是恆定的重力場。如不考慮大氣阻力,在該區域內的自由落體運動的方向是豎直向下的(並非指向地心),加速度為重力加速度g的勻加速直線運動。
只有在赤道上或者兩極上,自由落體運動的方向(也就是重力的方向)才是指向地球中心的。
g≈9.8m/s^2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
自由落體運動的基本公式
(1)Vt=gt
(2)h=1/2gt^2
(3)Vt^2=2gh
這裏的h與x同樣都是指位移,一般在自由落體中用h表示數值方向的位移量。
氣體的狀態參量:
温度:宏觀上,物體的冷熱程度;微觀上,物體內部分子無規則運動的劇烈程度的標誌,
熱力學温度與攝氏温度關係:T=t+273{T:熱力學温度(K),t:攝氏温度(℃)}
體積V:氣體分子所能佔據的空間,單位換算:1m3=103L=106mL
壓強p:單位面積上,大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產生持續、均勻的壓力,標準大氣壓:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
氣體分子運動的特點:分子間空隙大;除了碰撞的瞬間外,相互作用力微弱;分子運動速率很大
理想氣體的狀態方程:p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=恆量,T為熱力學温度(K)}
彈力
1、定義:發生形變的物體,由於要恢復原狀,會對跟它接觸的物體產生的力的作用,這種力叫彈力。
2、產生條件:
(1)兩物體必須直接接觸,
(2)量物體接觸處有彈性形變(彈力是接觸力)。
3、方向:彈力的方向與施力物體的形變方向相反。
4、彈力方向的判斷方法
(1)彈簧兩端的彈力方向,與彈簧中心軸線重合,指向彈簧恢復原狀的方向。其彈力可為拉力,可為壓力;對彈簧秤只為拉力。
(2)輕繩對物體的彈力方向,沿繩指向繩收縮的方向,即只為拉力。
(3)點與面接觸時彈力的方向,過接觸點垂直於接觸面(或接觸面的切線方向)而指向受力物體。
(4)面與面接觸時彈力的方向,垂直於接觸面而指向受力物體。
(5)球與面接觸時彈力的方向,在接觸點與球心的連線上而指向受力物體。
(6)球與球相接觸的彈力方向,沿半徑方向,垂直於過接觸點的公切面而指向受力物體。
(7)輕杆的彈力方向可能沿杆也可能不沿杆,杆可提供拉力也可提供壓力。
(8)根據物體的運動情況,動力學規律判斷。
説明:
①壓力、支持力的方向總是垂直於接觸面(若是曲面則垂直過接觸點的切面)指向被壓或被支持的物體。
②繩的拉力方向總是沿繩指向繩收縮的方向。
③杆既可產生拉力,也可產生壓力,而且能產生不同方向的力。這是杆的受力特點。杆一端受的彈力方向不一定沿杆的方向。
加速度
1.加速度與速度是完全不同的物理量,加速度是速度的變化率。所以,兩者之間並不存在“速度大加速度也大、速度為0時加速度也為0”等關係,加速度和速度的方向也沒有必然相同的關係。
2.速度、速度變化、加速度的關係:
①方向關係:加速度的方向與速度變化的方向一定相同。在直線運動中,若a的方向與V0的方向相同,質點做加速運動;若a的方向與V0的方向相反,質點做減速運動。
②大小關係:V、△V、a無必然的大小決定關係。
3.還有一個量也要注意與速度和加速度加以區分,那就是“速度變化量”Δv,Δv=v2—v1。Δv越大,加速度並不一定越大,還要看所用的時間的多少。
4.在“速度-時間”圖像中,加速度是圖線的斜率。速度圖線越陡,加速度越大;速度圖線為水平線,加速度為0