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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:直接接触;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 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 轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向(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:相互接触的物体间存在压力 :接触面不光滑;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 : 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 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 滑动摩擦力大小:利用公式f=卩F 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 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 | F0五. 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.天体质量M、密度p的估算:3)三种宇宙速度第一宇宙速度 :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 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 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 ,离地面高度一定 ,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.六、机械能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=FscosB,其中F是力,s是力的作用点位移(对地),B是力与位移间的夹角(2)功的大小的计算方法 : 恒力的功可根据 W=FScosB进行计算,本公式只适用于恒力做功根据W=P t,计算一段时间内平均做功利用动能定理计算力的功,特别是变力所做的功根据功是能量转化 的量度反过来可求功(3) 摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘积 发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功:W=fd (d是两物体间的相对路程) ,且W=Q (摩擦生热)2功率(1) 功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是标量求功率时一定要分清是求哪个力 的功率,还要分清是求平均功率还是瞬时功率(2) 功率的计算 平均功率:P=W/t (定义式)表示时间t内的平均功率,不管是恒力做 功,还是变力做功,都适用 瞬时功率:P=F - v - cos和PV分别表示t时刻的功率和速度,a为两者间的夹角(3 )额定功率与实际功率:额定功率:发动机正常工作时的最大功率 实际功率:发动机实际输出的功率,它可以小于额定功率,但不能长时间超过额定功率(4) 交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动,后以最大速度v m=P/f作匀速直线运动,以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动,当功率增大到额定功率时速度为v仁P/F,而后开始作加速度减小的加速运动,最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。3. 动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能.表达式:Ek=mv2/2动能是描述物体运动状态的物理量4动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.表达式(1) 动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的.但它也适用于变 力及物体作曲线运动的情况(2)功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解,故动能定理无分量式(3)的变化的影响所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动 能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷(4) 当物体的运动是由几个物理过程所组成,又不需要研究过程的中间状态时,可以把这 几个物理过程看作一个整体进行研究,从而避开每个运动过程的具体细节,具有过程简明、 方法巧妙、运算量小等优点5重力势能(1)定义:地球上的物体具有跟它的高度有关的能量,叫做重力势能,EP=mgh. 重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有的 重力势能的大小和零势能面的选取有关 重力势能是标量,但有“ +”之分(2 )重力做功的特点:重力做功只决定于初、末位置间的高度差,与物体的运动路径无关 WG=mgh.(3) 做功跟重力势能改变的关系 :重力做功等于重力势能增量的负值即WG =- E P .6弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量 7.机械能守恒定律(1)动能和势能(重力势能、弹性势能)统称为机械能,E=E k +E p (2 )机械能守恒定律的内容 :在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势 能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变(3) 机械能守恒定律的表达式(4) 系统机械能守恒的三种表示方式:系统初态的总机械能 E 1等于末态的总机械能 E 2 ,即E1 =E2系统减少的总重力势能 E F减等于系统增加的总动能 E K增,即 E P减= E K增 若系统只有A、B两物体,则A物体减少的机械能等于 B物体增加的机械能, 即厶E A减 = E B 增注意解题时究竟选取哪一种表达形式,应根据题意灵活选取;需注意的是:选用式时,必须规定零势能参考面,而选用式和式时, 可以不规定零势能参考面,但必须分清能量的减少量和增加量(5) 判断机械能是否守恒的方法用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或弹簧弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒.用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能 的转化,则物体系统机械能守恒 8.功能关系(1)当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒(2 )重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2 (3) 合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W合=E k2 -E k1 (动能定理)(4 )除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 2 -E14.能量转化和守恒定律或从一物体转能量既不能凭空产生, 也不能凭空消失, 它只能从一种形式转化为别的形式, 移到别的物体上 .
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