一, 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(1)----- 直線運(yùn)動
1)勻變速直線運(yùn)動
1.平均速度V平=S / t (定義式)
2.有用推論Vt 2 ?V0 2=2as
3.中間時(shí)刻速度 Vt / 2= V平=(V t + V o) / 2
4.末速度V=Vo+at
5.中間位置速度Vs / 2=[(V_o2 + V_t2) / 2] 1/2
6.位移S= V平t=V o t + at2 / 2=V t / 2 t
7.加速度a=(V_t - V_o) / t 以V_o為正方向,a與V_o同向(加速)a>0;反向則a<0
8.實(shí)驗(yàn)用推論ΔS=aT2 ΔS為相鄰連續(xù)相等時(shí)間(T)內(nèi)位移之差
9.主要物理量及單位:初速(V_o):m/ s 加速度(a):m/ s2 末速度(Vt):m/ s
時(shí)間(t):秒(s) 位移(S):米(m) 路程:米
速度單位換算: 1m/ s=3.6Km/ h
注:(1)平均速度是矢量。(2)物體速度大,加速度不一定大。(3)a=(V_t - V_o)/ t只是量度式,不是決定式。(4)其它相關(guān)內(nèi)容:質(zhì)點(diǎn)/位移和路程/s--t圖/v--t圖/速度與速率/
2) 自由落體
1.初速度V_o =0 2.末速度V_t = g t
3.下落高度h=gt2 / 2(從V_o 位置向下計(jì)算)
4.推論V t2 = 2gh
注:(1)自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,遵循勻變速度直線運(yùn)動規(guī)律。
(2)a=g=9.8≈10m/s2 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。
3) 豎直上拋
1.位移S=V_o t ? gt 2 / 2 2.末速度V_t = V_o ? g t (g=9.8≈10 m / s2 )
3.有用推論V_t 2 - V_o 2 = - 2 g S 4.上升最大高度H_max=V_o 2 / (2g) (拋出點(diǎn)算起)
5.往返時(shí)間t=2V_o / g (從拋出落回原位置的時(shí)間)
注:(1)全過程處理:是勻減速直線運(yùn)動,以向上為正方向,加速度取負(fù)值。(2)分段處理:向上為勻減速運(yùn)動,向下為自由落體運(yùn)動,具有對稱性。(3)上升與下落過程具有對稱性,
如在同點(diǎn)速度等值反向等。
二 、力(常見的力、力矩、力的合成與分解)
1)常見的力
1.重力G=mg方向豎直向下g=9.8 m/s2 ≈10 m/s2 作用點(diǎn)在重心 適用于地球表面附近
2.胡克定律F=kX 方向沿恢復(fù)形變方向 k:勁度系數(shù)(N/m) X:形變量(m)
3.滑動摩擦力f=μN(yùn) 與物體相對運(yùn)動方向相反 μ:摩擦因數(shù) N:正壓力(N)
4.靜摩擦力0≤f靜≤fm 與物體相對運(yùn)動趨勢方向相反 fm為最大靜摩擦力
5.萬有引力F=G m_1m_2 / r2 G=6.67×10-11 N?m2/kg2 方向在它們的連線上
6.靜電力F=K Q_1Q_2 / r2 K=9.0×109 N?m2/C2 方向在它們的連線上
7.電場力F=Eq E:場強(qiáng)N/C q:電量C 正電荷受的電場力與場強(qiáng)方向相同
8.安培力F=B I L sinθ θ為B與L的夾角 當(dāng) L⊥B時(shí): F=B I L , B//L時(shí): F=0
9.洛侖茲力f=q V B sinθ θ為B與V的夾角 當(dāng)V⊥B時(shí): f=q V B , V//B時(shí): f=0
注:
(1)勁度系數(shù)K由彈簧自身決定
(2)摩擦因數(shù)μ與壓力大小及接觸面積大小無關(guān),由接觸面材料特性與表面狀況等決定。
(3)fm略大于μN(yùn) 一般視為fm≈μN(yùn)
(4)物理量符號及單位B:磁感強(qiáng)度(T), L:有效長度(m), I:電流強(qiáng)度(A),V:帶電粒子速度(m/S), q:帶電粒子(帶電體)電量(C),(5)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。
2)力矩
1.力矩M=FL L為對應(yīng)的力的力臂,指力的作用線到轉(zhuǎn)動軸(點(diǎn))的垂直距離
2.轉(zhuǎn)動平衡條件 M順時(shí)針= M逆時(shí)針 M的單位為N?m 此處N?m≠J
三.平拋運(yùn)動
1.水平方向速度V_x= V_o 2.豎直方向速度V_y=gt
3.水平方向位移S_x= V_o t 4.豎直方向位移S_y=gt2 / 2
5.運(yùn)動時(shí)間t=(2S_y / g)1/2 (通常又表示為(2h/g) 1/2 )
6.合速度V_t=(V_x2+V_y2) 1/2=[ V_o2 + (gt)2 ] 1/2
合速度方向與水平夾角β: tgβ=V_y / V_x = gt / V_o
7.合位移S=(S_x2+ S_y2) 1/2 ,
位移方向與水平夾角α: tgα=S_y / S_x=gt / (2V_o)
注:
(1)平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動,加速度為g,通?煽醋魇撬椒较虻膭蛩僦本運(yùn)動與豎直方向的自由落體運(yùn)動的合成。
(2)運(yùn)動時(shí)間由下落高度h(S_y)決定與水平拋出速度無關(guān)。
(3)θ與β的關(guān)系為tgβ=2tgα 。
(4)在平拋運(yùn)動中時(shí)間t是解題關(guān)鍵。
(5)曲線運(yùn)動的物體必有加速度,當(dāng)速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時(shí)物體做曲線運(yùn)動。
2)勻速圓周運(yùn)動
1.線速度V=s / t=2πR / T
2.角速度ω=Φ / t = 2π / T= 2πf
3.向心加速度a=V2 / R=ω2 R=(2π/T)2 R
4.向心力F心=mV2 / R=mω2 R=m(2π/ T)2 R
5.周期與頻率T=1 / f
6.角速度與線速度的關(guān)系V=ωR
7.角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系ω=2πn (此處頻率與轉(zhuǎn)速意義相同)
8.主要物理量及單位:
弧長(S):米(m)
角度(Φ):弧度(rad)
頻率(f):赫(Hz)
周期(T):秒(s)
轉(zhuǎn)速(n):r / s
半徑(R):米(m)
線速度(V):m / s
角速度(ω):rad / s
向心加速度:m / s2
注:
(1)向心力可以由具體某個力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直。
(2)做勻速度圓周運(yùn)動的物體,其向心力等于合力,并且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,但動量不斷改變。
3)萬有引力
1.開普勒第三定律T2 / R3=K(4π2 / GM) R:軌道半徑 T :周期 K:常量(與行星質(zhì)量無關(guān))
2.萬有引力定律F=Gm_1m_2 / r2 G=6.67×10-11N?m2 / kg2方向在它們的連線上
3.天體上的重力和重力加速度GMm/R2=mg g=GM/R2 R:天體半徑(m)
4.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期 V=(GM/R)1/2
ω=(GM/R3)1/2 T=2π(R3/GM)1/2
5.第一(二、三)宇宙速度V_1=(g地
r地)1/2=7.9Km/s V_2=11.2Km/s V_3=16.7Km/s
6.地球同步衛(wèi)星GMm / (R+h)2=m4π2 (R+h) / T2
h≈36000 km/h:距地球表面的高度
注:
(1)天體運(yùn)動所需的向心力由萬有引力提供,F心=F萬。
(2)應(yīng)用萬有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等。
(3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空,運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同。
(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時(shí),勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小。(5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9Km/S。
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