力1.力是物體間的相互作用。 ※注意: ①受力物和施力物同時存在,受力物同時也是施力物,施力物同時也是受力物體。 ②不接觸的物體也可產生力,例如:重力等。 2.力的作用效果: (1)改變物體的運動狀態(tài):速度大小改變、運動方向改變。 (2)使物體發(fā)生形變:物體的形狀或體積的改變。 ※注意: 力不是維持物體運動,而是改變速度大小和運動方向。 3.力的三要素:力的大小,方向,作用點。 這三個要素都能夠影響力的作用效果。 ※注意: 效果不同的力,性質可能相同;性質不同的力,效果可能相同. 4.地面附近的物體由于地球的吸引受到力叫做重力。 地面附近一切物體都受到重力。 物體所受的重力跟它的質量成正比。 ※注意: ①重力的施力物是地球,受力物是物體,重力的方向是豎直向下。 ②重力不一定嚴格等于地球對物體的吸引力,但近似相等。 ③重力大?。悍Q量法(條件:在豎直方向處于平衡狀態(tài))。 ④重力不一定過地心。 5.重力在物體上的作用點叫做重心。 ※注意: ①質量均勻分布的物體,重心的位置只跟物體的形狀有關(外形規(guī)則的重心,在它們幾何中心上);質量分布不均勻的物體,重心的位置除跟物體的形狀有關外,還跟物體內質量分布有關。 ②重心可在物體上,也可在物體外。 6.發(fā)生形變的物體,由于要恢復原狀,對跟它接觸的物體會產生力的作用,這種力叫彈力。 ※注意: ①彈力的產生條件:彈力產生在直接接觸并發(fā)生彈性形變的物體之間。 ②通常所說的壓力、支持力、拉力都是彈力。彈力的方向與受力物體的形變方向相反。(壓力的方向垂直于支持面而指向被壓的物體;支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物體;繩的拉力的方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向) 桿對球的彈力方向: ③胡克定律F=-kx,負號表示回復力的方向跟振子偏離平衡位置的位移方向相反。 7.摩擦力產生的條件: (1)兩物體直接接觸且接觸面上是粗糙的。 (2)接觸面上要有擠壓的力(壓力)。 (3)接觸面上的兩物體之間要有滑動或滑動的趨勢。F=μFN。 8.靜摩擦力的作用:阻礙物體間的滑動產生。 ※注意: ①靜摩擦力大小與相對運動趨勢強弱有關,趨勢越強,靜摩擦力越大。 ②靜摩擦力可能與運動方向垂直(例:勻速圓周運動)。 ③運動物體所受摩擦力也可能是靜摩擦力(例:相對運動的物體)。 ④一般說來,F(xiàn)MAX靜>F滑。 9.力既有大小,又有方向。力的合成要遵守平形四邊形法則,這樣的物理量叫做矢量。只有大小,沒有方向的物理量叫做標量。 10.物體的平衡的狀態(tài):靜止狀態(tài);勻速直線狀態(tài);勻速轉動狀態(tài)。 11.共點力作用下物體的平衡條件:一是合外力為零;二是所受外力是共點力。 ※注意: ①幾個共點力在某一條直線的同一側合外力不可能為零,物體受這樣幾個力的作用不可能平衡。 ②三個等大且互成120°的合力為0。 ③在F1、F2大小一定時,合力F隨角的增大而減小,隨角的減小而增大。 ④F有可能大于任一個合力,也可能小于任一個分力,還可能等于某一個分力的大?。ü颤c力最小合力為零,最大合力同向,即所有力之和)。 12.一個力有確定的兩個分力的條件:兩個分力的方向一定(兩個分力不在同一直線上);一個分力的大小、方向一定(兩個分力一定要互成一定角度,即兩個分力不能共線)。 直線運動1.物體相對于其他物體的位置變化,叫做機械運動。 ※注意: 運動是絕對的,靜止是相對的。 2.在描述一個物體運動時,選作標準的另外的物體,叫做參考系。 3.用來代替物體的有質量的點叫做質點。 4.質點實際運動軌跡的長度是路程(標量)。如果質點運動的軌跡是直線,這樣的運動叫直線運動。如果是曲線,就叫做曲線運動。 ※注意: ①當加速度方向與速度方向平行時,物體做直線運動;當加速度方向與速度方向不平行時,物體作曲線運動。 ②直線運動的條件:加速度與初速度的方向共線。 5.表示質點位置變動的物理量是位移(初位置到末位置的有向線段)。 6.速度的意義:表示物體運動的快慢的物理量。 ※注意: ①平均速度用表示.平均速度是位移與時間之比值;平均速率是路程與時間之比值.(速率定義:物體的運動路程(軌跡長度)與這段路程所用時間之比值)對運動的物體,平均速率不可能為零.瞬時速度與時刻(位置)對應;平均速度與時間(位移)對應。 ②速率是標量,速度是矢量。 ③瞬時速度是描述物體通過某位置或者某時刻物體運動的快慢。 7.加速度是表示速度改變的快慢與改變方向的物理量。加速度公式: 加速度方向與合外力方向一致(或速度的變化方向),加速度的國際制單位是米每二次方秒,符號m/s2,勻變速直線運動是加速度不變的運動。 ※注意: ①加速度與速度無關,只要運動在變化,無論速度的大小,都有加速度;只要速度不變化(勻速),無論速度多大,加速度總是零;只要速度變化快,無論速度大、小或零,物體的加速度大。 ②速度的變化就是指末速度與初速度的矢量差。 ③加速度與速度的方向關系:方向一致,速度隨時間增大而增大,物體做加速度運動;方向相反,速度隨時間的增大而減小,物體做減速度運動;加速度等于零時,速度隨時間增大不變化,物體做勻速運動。 8.(1)勻變速直線運動的速度公式:vt=v0+at。 ※注意: 勻變速直線運動規(guī)律: ①連續(xù)相等時間t內發(fā)生的位移之差相等?!鱯=at2。 ②初速度為零,從運動開始的連續(xù)相等時間t內發(fā)生的位移(或平均速度)之比為1:3:5….. ③物體做勻速直線運動,一段時間t內發(fā)生的位移為s,那么 ④初速度為零的勻加速直線運動物體的速度與時間成正比,即v1:v2=t1:t2。 ⑤初速度為零的勻加速直線運動物體的位移與時間的平方成正比,即s1:s2=t12:t22。 ⑥初速度為零的勻加速直線運動物體經歷連續(xù)相同位移所需時間之比 ⑦初速度為零的勻加速直線運動的連續(xù)相等時間內末速度之比為 ⑧初速度為零的勻變速直線運動: (SN表示第秒位移,Sn表示前秒位移)。 (2)在時間t內的平均速度 (3)勻變速直線運動的位移公式:x=v0t+1/2at2。 ※注意: vt2-v02=2ax。 9.自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動(只有在沒有空氣的空間里才能發(fā)生)。 在同一地點,一切物體在自由落體勻動中的加速度都相同。這個加速度叫自由落體加速度,也叫重力加速度(方向豎直向下),用g表示。在地球兩極自由落體加速度最大,赤道附近自由落體加速度最小。 ※注意: 不考慮空氣阻力作用,不同輕重的物體下落的快慢是相同的。 10.豎直上拋運動:將物體以一定初速度沿豎直方向向上拋出,物體只在重力作用下運動(不考慮空氣阻力作用)。 牛頓運動定律1.牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。 ※注意: ①牛頓第一定律又叫慣性定律.力是改變物體運動狀態(tài)的原因。 ②力不是產生物體速度的原因,也不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度或者方向的原因。 ③速度的改變包括速度大小的改變和速度方向的改變,只要其中一種發(fā)生變化,物體的運動狀態(tài)就發(fā)生了變化。(例:做曲線運動的物體,它的速度方向在變,有加速度就一定受到力的作用) 2.一切物體都保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質,我們把物體保持運動狀態(tài)不變的性質叫做慣性。 ※注意: 一切物體都具有慣性,慣性是物體的固有性質,不論物體處于什么狀態(tài),都具有慣性。 3.牛頓第二定律:物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質量成反比。 ※注意: ①運動是物體的一種屬性。 ②牛頓這個單位就是根據牛頓第二定律定義的;使質量是1kg的物體產生1m/s2加速度的力,叫做1N。 ③力是使物體產生加速度的原因,即只有受到力的作用,物體才具有加速度。 ④力恒定不變,加速度也恒定不變;力隨著時間改變,加速度也隨著時間改變。 4.牛頓第二定律公式:F合=ma。 ※注意: ①a與F同向;且a與F有瞬時對應關系,即同時產生,同時變化,同時消失。 ②當F=0時,a=0,物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)。 ③若一物體從靜止開始沿傾角為θ的斜面滑下,加速度a=g(sinθ-μcosθ)。(斜面光滑,a=gsinθ)。 5.物體間相互作用的這一對力,叫做作用力與反作用力。 ※注意: ①作用力與反作用力相同之處:同時產生,同時消失,同時變化,同大小,同性質;不同之處:方向相反,作用的物體不同。 ②二力平衡兩個力的性質可相同,可不同;而作用力與反作用力兩個力的性質一定相同。 ③作用力與反作用力的直觀區(qū)別:看它們是否因相互作用而產生。(例:重力和支持力,由于重力不是由支持力產生,因此這不是一對作用力與反作用力) 6.牛頓第三定律:兩個物體間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上。 ※注意: 作用力和反作用力一定同性質。 7.超重與失重。 (1)物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大于物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象。即物體有向上的加速度稱物體處于超重。 (2)物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小于物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象。即物體有向下的加速度稱物體處于失重。 (3)物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)等于零的這種狀態(tài),叫做完全失重狀態(tài)。即物體豎直向下的加速度a = g時稱物體完全失重。處于完全失重的物體對支持面的壓力(或對懸掛物的拉力)為零。 ※注意: 物體處于超重或失重狀態(tài)時地球作用于物體的重力始終存在,大小也沒有發(fā)生變化。 曲線運動1.(1)曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質點在某一點(或某一時刻)的速度的方向是在曲線的這一點的切線方向。 (2)物體做直線運動的條件:物體所受合外力為零或所受合外力方向和物體的運動方向在同一直線上。 (3)物體做曲線運動的條件合外力方向與速度方向不在同一直線上。 (4)曲線運動的特點:曲線運動一定是變速運動;質點的路程總大于位移大?。毁|點作曲線運動時,受到合外力和相應的速度一定不為零,并總指向曲線內側。 2.將物體用一定的初速度沿水平方向拋出,不考慮空氣阻力,物體只在重力作用下所做的運動,叫做平拋運動。 ※注意: 平拋運動性質:加速度恒為重力加速度g的勻變速曲線運動,軌跡是拋物線。 結論一:2tanx=tany。 結論二:B點坐標 3.質點沿圓周運動,如果在相等時間里通過的圓弧的長度相等,這種運動叫做勻速圓周運動。 ※注意: ①勻速圓周運動(性質:非勻變速曲線運動)是瞬時加速度、速度矢量方向不斷改變的變速運動(“勻速”指速率不變)。 ②勻速圓周運動的快慢,可以用線速度來描述(v為線速度大小,s為弧長)線速度的方向在圓周該點的切線方向(不斷變化)。 ③勻速圓周運動的快慢,可以用角速度來描述。(國際制單位:弧度每秒,符號是rad/s) ④勻速圓周運動的快慢,可以用周期來描述。(勻速圓周運動是一種周期性的運動)符號:T。 周期長說明物體運動的慢,周期短說明物體運動的快。周期的倒數(shù)是頻率,符號f。頻率高說明物體運動的快,頻率低說明物體運動的慢。 ⑤勻速圓周運動的快慢,可以用轉速來描述。轉速是指每秒轉過的圈數(shù),用符號n表示。單位轉每秒,符號r/s(n換成這個單位才等于f)。 ⑥ ⑦固定在同一根轉軸上的轉動物體,其角速度大小、周期、轉速相等(共軸轉動);用皮帶傳動、鉸鏈轉動、齒輪咬合都滿足邊緣線速度大小相等。 ⑧勻速圓周運動是角速度、周期、轉速不變的運動,物體滿足做勻速圓周運動的條件:有向心力、初速度不為零。向心力只改變線速度方向,不改變大?。ㄏ蛐募铀俣鹊淖饔茫好枋鼍€速度方向變化快慢)。 4.向心力定義:使物體速度發(fā)生變化的合外力。 ※注意: ①向心力的方向總是指向圓心(與線速度方向垂直),方向時刻在變化,是一個變力。 ②向心力是根據力的作用的效果命名的.它可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質的力,也可以是某個力的分力。 ③勻速圓周運動的向心力大小F向心= 5.向心加速度方向總是指向圓心。 ※注意: ①向心力產生向心加速度只是描述線速度方向變化的快慢。 ②向心加速度的方向總是指向圓心,但時刻在變化,是一個變加速度。 ③作曲線運動的物體的加速度與速度方向不在一條直線上。(速度方向是軌跡的切線方向,加速度方向是合外力方向) 6.勻速圓周運動實例分析: (1)火車轉彎情況:外軌略高于內軌,使得所受重力和支持力的合力提供向心力,以減少火車輪緣對外軌的壓力。 ①當火車行使速率v等于v規(guī)定時,F(xiàn)合=F向心,內、外軌道對輪緣都沒有側壓力; ②當火車行使速率v大于v規(guī)定時,F(xiàn)合<F向心,外軌道對輪緣都有側壓力; ③當火車行使速率v小于v規(guī)定時,F(xiàn)合>F向心,內軌道對輪緣都有側壓力。 (2)沒有支撐物的物體(如水流星)在豎直平面內做圓周運動過最高點情況: ①當 即 水恰能過最高點不灑出,這就是水能過最高點的臨界條件; ②當 即 水不能過最高點而灑出; ③當 即 水能過最高點不灑出,這時水的重力和杯對水的壓力提供向心力。 (3)有支承物的物體(如汽車過拱橋)在豎直平面內做圓周運動過最高點情況: ①當v=0時, 支承物對物體的支持力等于mg,這就是物體能過最高點的臨界條件; ②當 時 支承物對物體產生支持力,且支持力隨v的減小而增大,范圍(0~mg); ③當 時 支承物對物體既沒有拉力,也沒有支持力; ④當 時 支承物對物體產生拉力,且拉力隨v的增大而增大(如果支承物對物體無拉力,物體將脫離支承物)。 7.作勻速圓周運動的物體,在合外力突然消失或者不足以勻速圓周運動所需的向心力的情況下,就做離心運動,反之,為向心運動。 萬有引力定律1.萬有引力定律:自然界中任何兩個物體都要互相吸引,引力大小與這兩個物體的質量的乘積成正比,與它們的距離的平方成反比。 ※注意: ①萬有引力定律公式: (G為引力常數(shù),其值為6.67×10-11N·m2/kg2) ②英國物理學家卡文迪許用扭秤裝置,比較準確的測出了引力常量。 ③天體間的作用力主要是萬有引力。 ④質量分布均勻的球殼對殼一質點的萬有引力合力為零。 ⑤天體球體積:V= 天體密度: (由 指球體半徑,指軌道半徑,當R=r時, )。 ⑥從牛頓做的“月—地”實驗得出:地面上的重力與地球的吸引月球、太陽吸引行星的力是同一性質的力。 2.重力和萬有引力:物體重力是地球引力的一個分力。 如圖,萬有引力F的另一個分力F1是使物體隨地球做勻速圓周運動所需的向心力.越靠近赤道(緯度越低),物體繞地軸運動的向心力F1就越大,重力就越??;反之,緯度越高(靠近地球兩極),物體繞地軸隨地球一起運動的向心力F1就越小,重力就越大.在兩極,重力等于萬有引力;在赤道,萬有引力等于重力加上向心力。 (1)物體的重力隨地面高度h的變化情況: 物體的重力近似地球對物體的吸引力, 即近似等于 可見物體的重力隨h的增大而減小, 由G=mg得g隨h的增大而減小。 (2)在地球表面(忽略地球自轉影響) (g為地球表面重力加速度,r為地球半徑)。 (3)當物體位于地面以下時,所受重力也比地面要小,物體越接近地心,重力越小,物體在地心時,其重力為零。 3.人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球作勻速圓周運動所必須具有的速度叫做宇宙第一速度(7.9km/s)。 (1)當物體速度大于或等于11.2km/s時,衛(wèi)星或脫離地球引力,不繞地球運行,稱這個速度為宇宙第二速度.宇宙第三速度:大于或等于16.7km/s。 (2)衛(wèi)星速度、角速度、周期與半徑關系: 開普勒第三定律: k由中心天體的質量決定。 (3)地球的同步衛(wèi)星軌道只有一條,它到地球的高度是一定的(運行方向與地球自轉方向相同);人造地球衛(wèi)星繞地球運轉速度 (R0為地球半徑,r為衛(wèi)星到地球中心的距離 即R地=r軌時);人造衛(wèi)星周期 (M為中心天體,r為軌道半徑),可見人造衛(wèi)星的周期和自身質量無關,只和中心天體的質量和圓周軌道半徑有關。 (4)“雙星”問題:角速度相等。 機械能1.(1)功的兩個必要因素:(功的單位焦耳,簡稱焦,符號J)作用在物體上的力;物體在力的方向上發(fā)生的位移。 (2)功(符號w)是一個標量,W=Fscosα(α是力和位移的夾角,F(xiàn)應是恒力)。 ①如果力是直接作用在物體上,則s為物體的位移。 ②如果力是間接作用在物體上,則s為作用點的位移。 ※注意: ①1J等于1N的力使物體在力的方向上發(fā)生1m的位移時所做的功。 ②當α=π/2時,cosα=0,W=0;當α<π/2時,cosα>0,W>0(正功;力做正功該力是動力);當α>π/2時,cosα<0,W<0(負功;力做負功該力是阻力,例:重力對球作了-6J的功,可以說成球克服重力做了6J的功,力對該物體做負功,通常說成物體克服力做了正功)。 ③物體做勻減速直線運動,拉力F可能做正功,也可能做負功。 ④向心力一定不做功(微元法).例如:擺鐘重力做功,拉力不做功。 ⑤作用力與反作用力做功情況:可能一個正功,一個負功;可能一個負功,一個負功;可能一個正功,一個正功;可能一個不做功,一個不做功;可能一個不做功,一個負功(正功)。 2.(1)功與完成這些功的所用時間的比值叫做功率。 (2) (θ指F與v的夾角)。 ①當F是恒力時,v表示時 表示平均功率, ②當v表示v瞬時,F(xiàn)可以是恒力,可以是變力,表示瞬時功率(無瞬時功),P=Fv瞬cosθ。 ※注意: ①在國際制單位制中,功的單位是焦,時間單位為秒,功率的單位是焦/秒,即瓦特,簡稱瓦,符號是w,1w=1J/s。 ②功率越大/小,做功越快/慢(功率是描述做功快慢的物理量)。 3.一個物體能夠對外做功,我們說這個物體具有能量。 ※注意: 功是能量轉化的量度。 4.物體由于運動而具有的能量叫做動能(單位J)。 (P為動量), ※注意: ①P=Ft(沖量),P=mv(動量),F(xiàn)t=P-P’=P合(動量定理,矢量表達式)。 ②物體的動能具有相對性,它與參考系密切相關。(例:某一物體在行使的汽車里,它的動能是零,但對路旁的行人,它具有動能)。 ③物體的動能是標量,它總是大于等于零,不可能出現(xiàn)負值,但動能的變化量可能出現(xiàn)負值。 ④能量是一個狀態(tài)量,各種形式的能都可相互轉化。 5.勢能是由相互作用的物體的相對位置決定的。 (1)重力勢能:Ep=mgh。WG=Ep初-Ep末=mg?h。 ※注意: ①重力勢能是標量,但有“正、負”之分.“正”表示物體的能量狀態(tài)比參考面。高;“負” 表示物體的能量狀態(tài)比參考面(任意選取)低(即重力勢能可大于零,小于零,等于零,10J>-10J)。 ②重力所做的功只跟初位置的高度和末位置的高度有關,跟物體運動路徑無關。 ③重力做功與重力勢能的關系:重力做正功,重力勢能減?。豢朔亓ψ龉Γㄖ亓ψ鲐摴Γ?,重力勢能增大(物體下降時,WG=mgh;物體上升時,WG=-mgh;物體高度不變時,WG=0)。 ④高度差與參考平面的選取無關,只與高度有關。 (2)彈性勢能:恢復形變的過程中對外做的功。 ①形變越大,彈性勢能越大。 ②形變消失,彈性勢能為零。 ③ (x為形變量)。 6.(1)機械能定義:物體具有動能和勢能(重力勢能和彈性勢能)的統(tǒng)稱。 (2)機械能守恒條件: ①只有重力(彈力)做功(特例:在自由落體運動、平拋物體運動)。 ②除重力(彈力)之外,其他力做功的代數(shù)和做功為零。 ③重力、彈力做功不改變機械能的總量。 (3)機械能是否變化: 除重力(彈力)之外,其他力的做功情況. W總>0,E總機↑;W總<0,E總機↓;W總=0,E總機不變。 ※注意: ① Ek初+Ep初=Ek末+Ep末。 ②“只有重力做功”不一定等于重力一定要做功,也不等于只受重力作用。 ③“只有重力做功”與物體受力個數(shù)無直接關系,也與物體的運動狀態(tài)無直接關系。 動量1. (1)力F和力的作用時間t的乘積Ft叫做力的沖量. I=Ft (單位:N·s)。 (2)物體的質量m和速度v的乘積mv叫做動量,P=mv(單位:kg·m/s)。 ※注意: ①動量的單位和沖量單位相同:1N = 1kg·m/s2,而1N·s=1kg·m/s。 ②動量和沖量是矢量,動量的方向與速度一致,沖量的方向與力的方向一致,也與速度的變化方向一致,也與動量的變化方向一致(與動量的方向不一定一致)。 ③一個物體做勻速圓周運動,則一個周期內物體動量的變化量為零(物體運動一周,末狀態(tài)與初狀態(tài)相同)。 2. 動量定理:Ft=P末-P初= mv’-mv矢量式。 (1)動量定理的數(shù)學表達式Ft=?P是一個矢量等式,即?P的方向與Ft的方向一致,?P的大小與Ft的大小相等.由此可以理解到過程中如果是變力(大小、方向變化),沖量的方向一定是?P的方向,但不一定是力的方向(用等效平均作用力則是力的方向)。 (2)由可知,表示物體的動量變化率,若物體所受合外力越大(?。?,物體的動量變化越快(慢)。(物體動量隨時間的變化率等于物體所受的合外力) (3)作用力與反作用力的沖量總是大小相等、方向相反;同理,兩個相互作用的物體各自動量的變化總是大小相等、方向相反。 3. (1)動量守恒定律:一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變.(包括正碰、斜碰、即適合任何形式的相互作用)P1 + P2 =P1’+P2’,P1、P2同向;P1’、P2’同向。 ※注意: P1 + P2 =P1’ +P2’可以說系統(tǒng)總動量不變;系統(tǒng)動量的變化量為零。 (2)動量守恒定律適用情況: ①系統(tǒng)在某一個方向上合力為零,在這一個方向上滿足動量守恒。 ②一個系統(tǒng)不受外力。 ③所受外力之和為零。 ④碰撞、爆炸、反沖。 ※注意: 動量守恒定律的研究對象是一個相互作用的系統(tǒng),它不僅能適用于兩個物體所組成的系統(tǒng),也適用于多個物體組成的系統(tǒng);不僅適用于宏觀物體組成的系統(tǒng),也適用于微觀粒子所組成的系統(tǒng)。 4. 碰撞 一類:彈性碰撞(形變完全恢復)。 二類:非彈性碰撞(形變不完全恢復)。 部分形變 當相互作用的物體因碰撞粘在一起運動時,動能損失最多(形變一點也不恢復)。 完全非彈性碰撞(相互作用的物體因碰撞粘在一起運動,有共同速度)。 機械振動1.機械振動定義:物體在平衡位置附近所做的往復運動叫做機械振動,簡稱振動。 2.簡諧運動:物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比,并且總指向平衡位置的復力的作用下振動簡諧運動是最簡單,最基本的機械振動叫做簡諧運動。 (1)彈簧振子模型(理想化的物理模型):F=-kx(F為回復力,它是由彈力提供的合力)。 ①平衡位置是回復力為零的位置。 ②回復力可以為某幾個力的合力,也可以是某一力的分力。 ③彈簧振子具有周期性,對稱性,周期的倒數(shù)是頻率,其單位為Hz。 ④振動物體離開平衡位置的最大距離叫做振動的振幅。 ⑤全振動:判定全振動的條件有:一是兩時刻振子過同一位置;二是兩時刻振子速度完全相同(速度的大小及方向)。 ※注意: ①簡諧運動是以平衡位置為中心的往復運動,它的位移是指對平衡位置的位移。 ②一個彈簧振子,當增大振幅時,則最大加速度增大,最大速度增大。(因為伸長量變大) (2)單擺模型(理想化物理模型): (擺角必須是0°<θ<5°,才有 x為振幅,L為擺長)。 ①擺長:擺長等于擺線長加上小球半徑。 ②回復力:由重力一個分力提供(沿切線方向的分力)。 ③周期: ※注意: ①單擺是變速圓周運動(往復運動只有周期和對稱性)。 ②根據單擺機械能守恒: 例如:如圖, 若v越大,則h就越大,所以振幅就越大,相反的,振幅越大,系統(tǒng)的機械能就越大。 ③對 的g的取值分析:只要是恒力g的取值總是單擺不振時,擺成的拉力F與擺球質量的比值,即g=F/m。 3. 簡諧運動的圖象:簡諧運動的“位移—時間”圖象通常稱為振動圖象,所有簡諧運動的振動圖象都是正弦或余弦曲線(不是軌跡)。 ①隨時間推移,圖象可以向右延伸(波動圖象則不行)。 ②質點做簡諧運動所經過路程若這一個周期,則4個振幅;若是半個周期則2個振幅;若是1/4個周期不一定是一個振幅。 ③秒擺:周期是2s的單擺通常叫做秒擺。 ④一個物體做簡諧運動,經過平衡位置合外力一定等于零(×)(單擺過平衡位置,有向心加速度,合外力不為零,只是回復力為零)。 4. 阻力振動:振動系統(tǒng)受到阻力越大,振幅減小越快,振動停下來也越快,阻力過大時,系統(tǒng)將不能發(fā)生振動,阻力越小,振幅減小得越慢。(系統(tǒng)機械能也如此) 5. 受迫振動:物體在外界驅動力作用下的振動叫做受迫振動。 ①振子做受迫振動的周期總等于驅動力的周期(頻率亦如此)。 ②當驅動力周期(頻率)接近于(或等于)振子的固有周期時,(頻率)振子的振幅就越大(驅動力周期等于固有周期,就發(fā)生共振現(xiàn)象此時受迫振動的振幅最大)。 注:①物體做受迫振動時,振動穩(wěn)定后的頻率等于驅動力的頻率,跟物體的固有頻率無關(f驅=f固發(fā)生共振現(xiàn)象)。 ②振動系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng),與外界時刻進行能量交換,系統(tǒng)機械能也時刻變化,振動過程中不一定動能最大時勢能最小,應根據具體情況分析。 機械波1.機械波:波源傳播的只是振動的這種運動形式,它是傳播能量的一種方式。 ①由若干質點組成。 ②相鄰質點間存在相互作用。 ③所有質點的振動都是受迫振動,且所有質點都在自身的平衡位置附近振動。 ④波的形成過程:前質點帶動后質點振動,波是由振源由近向外傳播。 ⑤波的形成條件:必須有振源,還要有介質。 ※注意: 真空中不能傳聲,是因為真空中無介質(聲波是一種縱波,質點的振動方向跟波的傳播方向在同一直線上的波;而質點的振動方向跟波的傳播方向垂直的波叫做橫波)。 2.波的圖象 ①隨時間推移,波形圖是不斷變化的(與振動圖象不同)。 ②簡諧波:振動做簡諧運動所產生的機械波,簡諧波是一種最基本最簡單的波,其他的波可以看作是由若干簡諧波合成的。 ③波速: (適用于一切波)。 ④周期:參與波動的質點作的是受迫振動,所以波的周期就是振源的周期。 ⑤質點振動:若與波源相距為s且s=nλ則為同相振動, 則反相振動(振動同與波源相反)。 3. 波的衍射、干涉: ①波的衍射:只有縫,孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多,或者比波長更小時,才能觀察到明顯衍射現(xiàn)象。(波能繞過障礙物繼續(xù)傳播) 一切波都能發(fā)生衍射,衍射是波特有的現(xiàn)象。(波遇障礙物必發(fā)生衍射現(xiàn)象) ②波的干涉:兩列頻率相同的波疊加,使某些地方振動加強,某些地方振動減弱,一切波都能發(fā)生干涉,干涉是波特有的現(xiàn)象。 ③波的獨立傳播原理:幾列波相遇時,能夠保持各自的運動狀態(tài),繼續(xù)傳播,在它們重疊的區(qū)域里表現(xiàn)為運動的合成(包括加速度,速度,位移等)。 固體、液體和氣體1.分子的熱運動: (1)分子的做無規(guī)則運動的2個實驗: (2)擴散現(xiàn)象 對象:固體和液體氣體等。 條件:擴散現(xiàn)象受溫度影響、溫度越高、擴散現(xiàn)象就越明顯。 布朗運動: 對象:漂浮在液體中的固體微粒。 條件:一是與微粒大小有關,微粒越小,現(xiàn)象越明顯。 二是與溫度有關,溫度越高,現(xiàn)象越激烈。 所以分子的這種無規(guī)則運動就叫作熱運動。 ※注意: 做布朗運動的固體微粒的質量越大,它受到的沖力就小,難以改變原有的運動狀態(tài),布朗運動就不明顯了。 2.(1)分子吸引力和排斥力: ①f引和f斥與r的關系: a. f引和f斥都隨r的增大都減小,只是減小得快分子力表現(xiàn)出了引力。 b.f引和f斥隨r的減小都增大,只是增大的慢,分子力表現(xiàn)出斥力。 ②當時r=r0=10-10m F合=0, 即分子力為零。 ③分子力F指引力與斥力的合力,記為F合。 ④函數(shù)圖象: (2)物體的內能,熱量: ①溫度是物體分子熱運動的平均動能標志。 ②分子間存在相互作用力,分子間只有由它們的相對位置決定的勢能,這就是分子勢能。 ※注意: ①理想氣體間的分子間作用力不計則分子間無勢能.故理想氣體的內能又與溫度有關。 ②勢能的變化主要是體積決定(理想氣體除外) ③由于氣體分子之間的間隙大,所以氣體分子的大小和質量不等于摩爾質量或者摩爾體積除以NA a.分子勢能與分子做熱運動的動能總和,叫做熱力學能,也叫內能。 b.函數(shù)圖象: c.能夠改變物體內能的物理過程:做功和熱傳遞。 做功是轉化內能;熱傳遞是轉移內能。內能的改變是用熱量來量度,因此不能說某物體通過做功或者熱傳遞使之含有多少能量.故(熱力學第一定律→代入符號計算.例做吸收熱量則+Q。 d.熱傳導的方向性高溫物體自發(fā)地向低溫物體傳遞熱量。 e.熱力學第三定律,熱力學零度不可達到。 |
|