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受力物体运动分析

第二节实验:探究加速度与力、质量的关系加速度与力的关系基本思路:保持物体质量不变,测量物体在不同的力的作用下的加速度,分析加速度与力的关系。

加速度与质量的关系基本思路:保持物体所受的力相同,测量不同质量的物体在该力作用下的加速度,分析加速度与质量的关系。

制定实验方案时的两个问题怎样由实验结果得出结论a∝F,a∝1/m第三节牛顿第二定律牛顿第二定律定义:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。

公式:F=kmak是比例系数,F指的是物体所受的合力。

力的单位牛顿年第二定律的数学表达式:F=ma力的单位:千克米每二次方秒。

第四节力学单位制基本量:被选定的、可以利用物理量之间的关系推导出其他物理量的物理量。

基本单位:基本量的单位。

导出单位:由基本量根据物理关系推导出来的其它物理量的单位。

单位制:由基本单位和导出单位组成。

国际单位制(SI):1960年第11届国际计量大会制订的一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制。

第五节牛顿第三定律作用力和反作用力定义:物体间相互作用的这一对力。

作用力和反作用力总是互相依存、同时存在的。

牛顿第三定律定义:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。

第六节用牛顿运动定律解决问题(一)从受力确定运动情况从运动情况确定受力第七节用牛顿运动定律解决问题(二)共点力的平衡条件平衡状态:一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态时所处的状态。

在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0。

超重和失重超重定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。

加速度方向:竖直向上。

失重定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。

加速度方向:竖直向下。

从动力学看自由落体运动第一,物体时从静止开始下落的,即运动的初速度是0。

第二,运动过程中它只受重力的作用。

补充:直线运动的图象运动种类位移¬—时间图象(S—t图象)速度—时间图象(V—t图象匀速直线运动匀变速直线运动1、从S—t图象中可求:⑴、任一时刻物体运动的位移⑵、物体运动速度的大小(直线或切线的斜率大小)⑴、图线向上倾斜表示物体沿正向作直线运动,图线向下倾斜表示物体沿反向作直线运动。

⑵、两图线相交表示两物体在这一时刻相遇⑶、比较两物体运动速度大小的关系(看两物体S—t图象中直线或切线的斜率大小)2、从V—t图象中可求:⑴、任一时刻物体运动的速度⑵、物体运动的加速度(a>0表示加速,a<0表示减速)⑴、图线纵坐标的截距表示t=0时刻的速度(即初速度)⑵、图线与横坐标所围的面积表示相应时间内的位移。

在t轴上方的位移为正,在t轴下方的位移为负。

某段时间内的总位移等于各段时间位移的代数和。

⑶、两图线相交表示两物体在这一时刻速度相同⑷、比较两物体运动加速度大小的关系补充:匀速直线运动和匀变速直线运动的比较种类联系区别(特点)匀直线运动1、匀速直线运动是匀变速直线运动的一种特殊形式。

2、当物体运动的加速度为零时,物体做匀速直线运动。

V=恒量a=0匀变速直线运动a=恒量==a与V0同向为加速a与V0反向为减速补充:速度与加速度的关系1、速度与加速度没有必然的关系,即:⑴速度大,加速度不一定也大;⑵加速度大,速度不一定也大;⑶速度为零,加速度不一定也为零;⑷加速度为零,速度不一定也为零。

2、当加速度a与速度V方向的关系确定时,则有:⑴若a 与V方向相同时,不管a如何变化,V都增大。

⑵若a 与V方向相反时,不管a如何变化,V都减小。

高一物理公式总结一、质点的运动(1)------直线运动1)匀变速直线运动1.平均速度V平=S/t (定义式)2.有用推论Vt^2 –Vo^2=2as3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at5.中间位置速度Vs/2=[(Vo^2 +Vt^2)/2]1/26.位移S= V平t=Vot + at^2/2=Vt/2t7.加速度a=(Vt-Vo)/t 以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<08.实验用推论ΔS=aT^2 ΔS为相邻连续相等时间(T)内位移之差9.主要物理量及单位:初速(Vo):m/s加速度(a):m/s^2 末速度(Vt):m/s时间(t):秒(s) 位移(S):米(m)路程:米速度单位换算:1m/s=3.6Km/h注:(1)平均速度是矢量。

(2)物体速度大,加速度不一定大。

(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式。

(4)其它相关内容:质点/位移和路程/s--t图/v--t图/速度与速率/2) 自由落体1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt3.下落高度h=gt^2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt^2=2gh注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速度直线运动规律。

(2)a=g=9.8 m/s^2≈10m/s^2 重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下。

3) 竖直上抛1.位移S=Vot- gt^2/22.末速度Vt= Vo- gt (g=9.8≈10m/s2 )3.有用推论Vt^2 –Vo^2=-2gS4.上升最大高度Hm=Vo^2/2g (抛出点算起)5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值。

(2)分段处理:向上为匀减速运动,向下为自由落体运动,具有对称性。

(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。

二、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= Vo2.竖直方向速度Vy=gt3.水平方向位移Sx= Vot4.竖直方向位移(Sy)=gt^2/25.运动时间t=(2Sy/g)1/2 (通常又表示为(2h/g)1/2)6.合速度Vt=(Vx^2+Vy^2)1/2=[Vo^2+(gt)^2]1/2合速度方向与水平夹角β: tgβ=Vy/Vx=gt/Vo7.合位移S=(Sx^2+ Sy^2)1/2 ,位移方向与水平夹角α: tgα=Sy/Sx=gt/2Vo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动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(Sy)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)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/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf3.向心加速度a=V^2/R=ω^2R=(2π/T)^2R4.向心力F心=Mv^2/R=mω^2*R=m(2π/T)^2*R5.周期与频率T=1/f6.角速度与线速度的关系V=ωR7.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):米(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)向心力可以由具体某个力提供,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。

(2)做匀速度圆周运动的物体,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,但动量不断改变。

3)万有引力1.开普勒第三定律T2/R3=K(=4π^2/GM) R:轨道半径T :周期K:常量(与行星质量无关)2.万有引力定律F=Gm1m2/r^2 G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2方向在它们的连线上3.天体上的重力和重力加速度GMm/R^2=mg g=GM/R^2 R:天体半径(m)4.卫星绕行速度、角速度、周期V=(GM/R)1/2 ω=(GM/R^3)1/2T=2π(R^3/GM)1/25.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=7.9Km/s V2=11.2Km/s V3=16.7Km/s6.地球同步卫星GMm/(R+h)^2=m*4π^2(R+h)/T^2 h≈3.6 km h:距地球表面的高度注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F心=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。

(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9Km/S。

机械能1.功(1)做功的两个条件: 作用在物体上的力.物体在里的方向上通过的距离.(2)功的大小: W=Fscosa 功是标量功的单位:焦耳(J) 1J=1N*m当0<= a <派/2 w>0 F做正功F是动力当a=派/2 w=0 (cos派/2=0) F不作功当派/2<= a <派W<0 F做负功F是阻力(3)总功的求法:W总=W1+W2+W3……WnW总=F合Scosa2.功率(1) 定义:功跟完成这些功所用时间的比值.P=W/t 功率是标量功率单位:瓦特(w)此公式求的是平均功率1w=1J/s 1000w=1kw(2) 功率的另一个表达式: P=Fvcosa当F与v方向相同时, P=Fv. (此时cos0度=1)此公式即可求平均功率,也可求瞬时功率1)平均功率: 当v为平均速度时2)瞬时功率: 当v为t时刻的瞬时速度(3) 额定功率: 指机器正常工作时最大输出功率实际功率: 指机器在实际工作中的输出功率正常工作时: 实际功率≤额定功率(4) 机车运动问题(前提:阻力f恒定)P=Fv F=ma+f (由牛顿第二定律得)汽车启动有两种模式1) 汽车以恒定功率启动(a在减小,一直到0)P恒定v在增加F在减小尤F=ma+f当F减小=f时v此时有最大值2) 汽车以恒定加速度前进(a开始恒定,在逐渐减小到0) a恒定F不变(F=ma+f) V在增加P实逐渐增加最大此时的P为额定功率即P一定P恒定v在增加F在减小尤F=ma+f当F减小=f时v此时有最大值3.功和能(1) 功和能的关系: 做功的过程就是能量转化的过程功是能量转化的量度(2) 功和能的区别: 能是物体运动状态决定的物理量,即过程量功是物体状态变化过程有关的物理量,即状态量这是功和能的根本区别.4.动能.动能定理(1) 动能定义:物体由于运动而具有的能量. 用Ek表示表达式Ek=1/2mv^2 能是标量也是过程量单位:焦耳(J) 1kg*m^2/s^2 = 1J(2) 动能定理内容:合外力做的功等于物体动能的变化表达式W合=ΔEk=1/2mv^2-1/2mv0^2适用范围:恒力做功,变力做功,分段做功,全程做功5.重力势能(1) 定义:物体由于被举高而具有的能量. 用Ep表示表达式Ep=mgh 是标量单位:焦耳(J)(2) 重力做功和重力势能的关系W重=-ΔEp重力势能的变化由重力做功来量度(3) 重力做功的特点:只和初末位置有关,跟物体运动路径无关重力势能是相对性的,和参考平面有关,一般以地面为参考平面重力势能的变化是绝对的,和参考平面无关(4) 弹性势能:物体由于形变而具有的能量弹性势能存在于发生弹性形变的物体中,跟形变的大小有关弹性势能的变化由弹力做功来量度6.机械能守恒定律(1) 机械能:动能,重力势能,弹性势能的总称总机械能:E=Ek+Ep 是标量也具有相对性机械能的变化,等于非重力做功(比如阻力做的功)ΔE=W非重机械能之间可以相互转化(2) 机械能守恒定律: 只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能保持不变表达式: Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 成立条件:只有重力做功高一上物理期末考试知识点复习提纲1.质点(A)(1)没有形状、大小,而具有质量的点。

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