一、质点
1、定义:用来代替物体而具有质量的点。
2、实际物体看作质点的条件:当物体的大小和形状相对于所要研究的问题可以忽略不计时,物体可看作质点。
二、描述质点运动的物理量
1、时间:时间在时间轴上对应为一线段,时刻在时间轴上对应于一点。与时间对应的物理量为过程量,与时刻对应的物理量为状态量。
2、位移:用来描述物体位置变化的物理量,是矢量,用由初位置指向末位置的有向线段表示。路程是标量,它是物体实际运动轨迹的长度。只有当物体作单方向直线运动时,物体位移的大小才与路程相等。
3、速度:用来描述物体位置变化快慢的物理量,是矢量。
(1)平均速度:运动物体的位移与时间的比值,方向和位移的方向相同。
(2)瞬时速度:运动物体在某时刻或位置的速度。瞬时速度的大小叫做速率。
(3)速度的测量(实验)
①原理:当所取的时间间隔越短,物体的平均速度v越接近某点的瞬时速度v。然而时间间隔取得过小,造成两点距离过小则测量误差增大,所以应根据实际情况选取两个测量点。
②仪器:电磁式打点计时器(使用4∽6V低压交流电,纸带受到的阻力较大)或者电火花计时器(使用220V交流电,纸带受到的阻力较小)。若使用50Hz的交流电,打点的时间间隔为0。02s。还可以利用光电门或闪光照相来测量。
4、加速度
(1)意义:用来描述物体速度变化快慢的物理量,是矢量。
(2)定义:其方向与Δv的方向相同或与物体受到的合力方向相同。
(3)当a与v0同向时,物体做加速直线运动;当a与v0反向时,物体做减速直线运动。加速度与速度没有必然的联系。
牛顿第二定律
1.物体的加速度跟所受合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2.a=k·F/m(k=1)→F=ma。
3.k的数值等于使单位质量的物体产生单位加速度时力的大小。国际单位制中k=1。
4.当物体从某种特征到另一种特征时,发生质的飞跃的转折状态叫做临界状态。
5.极限分析法(预测和处理临界问题):通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端,从而把临界现象暴露出来。
6.牛顿第二定律特性:
①矢量性:加速度与合外力任意时刻方向相同。
②瞬时性:加速度与合外力同时产生/变化/消失,力是产生加速度的原因。
③相对性:a是相对于惯性系的,牛顿第二定律只在惯性系中成立。
④独立性:力的独立作用原理:不同方向的合力产生不同方向的加速度,彼此不受对方影响。
⑤同体性:研究对象的统一性。
一、形变
1、形变:物体的形状或体积的改变。
2、形变的种类:弹性形变(撤去使物体发生形变的外力后能恢复原来形状的物体的形变)范性形变(撤去使物体发生形变的外力后不能恢复原来形状的物体的形变)3、弹性限度:若物体形变过大,超过一定限度,撤去外力后,无法恢复原来的形状,这个限度叫弹性限度。
二、弹力
1、定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,会对跟它接触的物体产生的力的作用,这种力叫弹力。
2、产生条件:
(1)两物体必须直接接触,
(2)量物体接触处有弹性形变(弹力是接触力)。
3、方向:弹力的方向与施力物体的形变方向相反。
4、弹力方向的判断方法
(1)弹簧两端的弹力方向,与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方向。其弹力可为拉力,可为压力;对弹簧秤只为拉力。
(2)轻绳对物体的弹力方向,沿绳指向绳收缩的方向,即只为拉力。
(3)点与面接触时弹力的方向,过接触点垂直于接触面(或接触面的切线方向)而指向受力物体。
(4)面与面接触时弹力的方向,垂直于接触面而指向受力物体。
(5)球与面接触时弹力的方向,在接触点与球心的连线上而指向受力物体。
(6)球与球相接触的弹力方向,沿半径方向,垂直于过接触点的公切面而指向受力物体。
(7)轻杆的弹力方向可能沿杆也可能不沿杆,杆可提供拉力也可提供压力。
(8)根据物体的运动情况,动力学规律判断.
说明:
①压力、支持力的方向总是垂直于接触面(若是曲面则垂直过接触点的切面)指向被压或被支持的物体。
②绳的拉力方向总是沿绳指向绳收缩的方向。
③杆既可产生拉力,也可产生压力,而且能产生不同方向的力。这是杆的受力特点。杆一端受的弹力方向不一定沿杆的方向。
受力分析
1、受力分析:
要根据力的概念,从物体所处的环境(与多少物体接触,处于什么场中)和运动状态着手,其常规如下:
(1)确定研究对象,并隔离出来;
(2)先画重力,然后弹力、摩擦力,再画电、磁场力;
(3)检查受力图,找出所画力的施力物体,分析结果能否使物体处于题设的运动状态(静止或加速),否则必然是多力或漏力;
(4)合力或分力不能重复列为物体所受的力.
2、整体法和隔离体法
(1)整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力。
(2)隔离法:就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑物体对其它物体的作用力。
(3)方法选择
所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
3、注意事项:
正确分析物体的受力情况,是解决力学问题的基础和关键,在具体操作时应注意:
(1)弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间,因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在,如果存在,则根据弹力和摩擦力的方向,画好这两个力.
(2)画受力图时要逐一检查各个力,找不到施力物体的力一定是无中生有的.同时应只画物体的受力,不能把对象对其它物体的施力也画进去.
力:
力是物体之间的相互作用,有力必有施力物体和受力物体。力的大小、方向、作用点叫力的三要素。用一条有向线段把力的三要素表示出来的方法叫力的图示。
按照力命名的依据不同,可以把力分为
①按性质命名的力(例如:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。)
②按效果命名的力(例如:拉力、压力、支持力、动力、阻力等)。
力的作用效果:
①形变;
②改变运动状态.
1、整体法:以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。
2、隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受力分析,分别列出方程,再联立求解的方法。
3、通常在分析外力对系统作用时,用整体法;在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法。有时在解答一个问题时要多次选取研究对象,需要整体法与隔离法交叉使用。
4、受力分析的判断依据:
①从力的概念判断,寻找施力物体;
②从力的性质判断,寻找产生原因;
③从力的.效果判断,寻找是否产生形变或改变运动状态。
总之,在进行受力分析时一定要按次序画出物体实际受的各个力,为解决这一难点可记忆以下受力口诀:
地球周围受重力绕物一周找弹力
考虑有无摩擦力其他外力细分析
合力分力不重复只画受力抛施力