力学知识结构图
湄江高级中学:吕天鸿 ; 定义 力是物体对物体的作用。所以每一个实在的力都有力的概念 施力物体和受力物体 力的合成与分解 一个力的作用效果,如果与几个力的效果相同,则这个力叫那几个力的合力,那几个力叫这个力的分力。 由分力求合力的运算叫力的合成;由合力求分力的运算叫力的分解。 三要素 大小、方向、作用点 矢量性 力的矢量性表现在它不仅有大小和方向,而且它的运算符合平行四边形定则。 效果 力的作用效果表现在,使物体产生形变以及改变物体的运动状态两个方面。 重力 由地球对物体的吸引而产生。方向:总是竖直向下。大小G=mg。g为重力加速度,由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响,地球周围各地g值不同。在地球表面,南极与北极g值较大,赤道g值较小;通常取g=9.8米/秒2。 重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。 任何两个物体之间的吸引力叫万有引力,F?G三种常见的力 MmR2 。通常取引力常量G=6.67×10-11牛·米2/千克2。物体的重力可以认为是地球对物体的万有引力。 弹力 弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面;绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。 胡克定律F=kx,k称弹簧劲度系数。 滑动摩擦力 物体间发生相对滑动时,接触面间产生的阻碍相对滑动的力,其方向与接触面相切,与相对滑动的方向相反;其大小f=μN。N为接触面间的压力。μ为动摩擦因数,由两接触面的材料和粗糙程度决定。 摩擦力 静摩擦力 相互接触的物体间产生相对运动趋势时,沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力。静摩擦力的大小随两物体相对运动的“趋势”强弱,在零和“最大静摩擦力”之间变化。“最大静摩擦力”的具体值,因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异。 牛顿第一定律 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。 牛顿运动定律 物体的这种性质叫做惯性。惯性是物体的固有属性,衡量惯性的大小的物理量是质量。 牛顿第二定律 物体加速度的大小跟它所受合外力的大小成正比,跟物体的质量成反比。加速度的方向与合外力方向相同。表达式F合=ma,其中F单位:牛(N);m单位:千克(kg);a单位:米/秒2(m/s2)。意义:力是改变物体运动状态的原因。 牛顿第三定律 两个物体间相互作用力与反作用力,总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。 (作用力与反作用力同时产生,同时消失,是同种性质的力,它们分别作用在不同的物体上,不存在“平衡’问题。) 功 功是能量转换的量度,即:有功必有能量形式的转换.做了多少功就有多少能量发生了形式转换。大小:W=FScosα (两个要素: ①力 ②力方向上有位移)单位:焦(J) 正功 :表示动力功(即力与位移夹角小于900。) 负功:表示阻力功(即力与位移夹角大于900。) 功率 平均功率P?Wt 单位:瓦(焦/秒) 即时功率P=FVcosα,单位:瓦(焦/秒) 运动和力动能 物体由于运动所具有的能功和能动能定理 合外力所做的功等于物体动能的变化。表达式 W=EK2—EK1 (动能定理适用于变 力做功的过程) EK?mv22。 (动能是运动状机械能守恒定律(动能和势能统称机械能) 在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。 同样,在只有弹力做功的情形下,物体的动能和弹性势能发生相互转化,机械能总量也保持不变。 态的函数,是标量) 重力势能 EP=mgh h为物体势能 由于物体之间相对位置和物体各部分间相对位置决定的能叫势能。 距零势能位置的高度。零势能位置可依具体问题解题方便而定,故重力势能的大小只有相对的意义。重力势能的变化表示了重力做功的多少。 弹性势能 物体由于发生弹性形冲量 力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量 单位 牛·秒。冲量的方向,即力的方向。 变而具有的能。 动量定理 物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。 表达式Ft=P末-P初 冲量和动量动量 物体的质量和速度的乘积叫做动量 单位:千克·米/秒。动量的方向,即速度的方系统动量守恒定律 系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变 匀变速直线运动 基本公式:Vt=V0+at 1.做平抛(或类平抛)运动的物体自由落体 任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点 1 S=V0t+at2 2 Vt2?V02?2as 平均位移:s?vt?v0?vtt2 2. V?V0?Vt 2 平抛物体的运动 特点:初速度水平,只受重力。 分析:水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动。 规律:水平方向 Vx = V0,X=V0t 竖直方向 Vy = gt,y = 运动的合成与分解 已知分运动求合运动叫运动的合成,已知合运动求分运动叫运动的分解。运动的合成与分解遵守平行四边形定则 12gt 2,与x正向夹角tgθ= 合 速 度 Vt = Vx2?Vy2vyVx 匀速率圆周运动 特点:合外力总指向圆心(又称向心力)。 描述量:线速度V,角速度ω,向心加速度α,圆轨道半径r,圆运动周期T。 天体运动问题分析 1、行星与卫星的运动近似看作匀速圆周运动 遵循万有引力提供向心力,即 ?=m =mωR=m(? )R 2、在不考虑天体自转的情况下,在天体表面附近的物体所受万有引力近似等于物体的重力,F引=mg,即?=mg,整理得GM=gR2。 3、考虑天体自传时:(1)两极 (2)赤道 2物体的运动V4?r 规律:F= m =mω2r = m rT2模型题22 .弹性碰撞:碰撞过程中所产生的形变能够完全恢复的碰撞;1 碰撞过程中没有机械能损失.弹性碰撞除了遵从动量守恒定律 X/cm 外,还具备:碰前、碰后系统的总动能相等,即 如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量为m=1 kg的相同的小球A、B、C。现让A球以v0=2 m/s的速 t/s1212A 11 m1v1+m2v2= m1v1′2+m2v2′2 22220 T v与质量m的静止小球发生弹特殊情况:质量m1的小球以速度121性正碰,根据动量守恒和动能守恒有m1v1=m1v1′+m2v2′,m1v2=2111m1v1′2+m2v2′2.碰后两个小球的速度分别为: 22v1′= m1-m22m1v1,v2′=v m1+m2m1+m21 2.非弹性碰撞:碰撞过程中所产生的形变不能够完全恢复的碰撞;碰撞过程中有机械能损失. A、B两球碰撞后粘在一起继续向右运动度向B球运动,并与C球碰撞,C球的最终速度vC=1 m/s。问: om(1)A、B两球与C球相碰前的共同速度多大? (2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能? 【答案】(1)1 m/s (2)1.25 J .线球模型与杆球模型:前面是没有支撑的小球,后两幅图是有支撑的小球 过最高点的临界条件 由mg=mv2/r得v临=? 非弹性碰撞遵守动量守恒,能量关系为: V121211m1v1+m2v2>m1v1′2+m2v2′2 2222A x/cm 动3.完全非弹性碰撞:碰撞过程中所产生的形变完全不能够恢复量0 碰的碰撞;碰撞过程中机械能损失最多.此种情况m1与m2碰后速λ撞 度相同,设为v,则:m1v1+m2v2=(m1+m2)v 系统损失的动能最多,损失动能为 11212ΔEkm=m1v21+m2v2-(m1+m2)v 222
y/cm 由小球恰能做圆周运动即可得 .车过拱桥问题分析 v临=0 对甲分析,因为汽车对桥面的压力FN'=mg-?,所以(1)当v=?时,汽车对桥面的压力FN'=0; (2)当0≤v?时,汽车将脱离桥面危险。 对乙分析则:FN-mg=m? ,
热学、原子物理知识结构图
分子动理论 分子间存在相互作用力 分子间引力和斥力同时存在,都随距离增大而减小。 -r0=1010m; r = r0时,f引=f斥;r>r0时,f引>f斥;r<r0时,f引<f斥。 物质是由大量的分子组成的 ①油膜法测分子的直径 --②分子直径数量级1010m,分子质量数量级1026kg -③阿伏伽德罗常数 NA=6.02×10 23mol1。 分子永不停息地做无规则运动,实验基础 ①扩散现象;②布朗运动
分子动理论 分子的动能: 分子由于热运动而具有的能量;由温度T决定 热和功物体的内能 分子的热能:分子间由相互作用力和相对位置决定的能量:与体积V有关 物体的内能:组成物体的所有分子的动能和势能的总和;与T、V有关 汤姆生模型 改变内能的物理过程 做功——内能和其他形式的能相互转化 W+Q=ΔE 热传递——物体之间(或物体各部分间)内能的转移 能量守恒定律 万能公式:涉及到能量转化时常用 原子物理 电子的发现 原子的结构 天然放射线 α射线: α粒子流。α粒子就是氦原子核,贯穿本领小,电离作用强。 β射线:高速电子流。β粒子就是电子,贯穿本领强,电离作用弱。 Υ射线:波长极短的电磁波。贯穿本领很强,电离作用很小。 a粒子散射实验 实验的结果是:绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,少数a粒子发生了较大的偏转,极少数a粒子偏转角超过了90°,极个别的甚至被弹回,偏转角几乎是180° 原子核的衰变 指原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化。 半衰期 指放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。 人工核转变 卢瑟福核式结构模型 在原子的中心有一个很小的核叫原子核,原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量,带负电的电子在核外绕核旋转。 发现质子 1441717N?2He?8O?1H 941 发现中子 4Be?2He?126C?0n 玻尔理论 1、原子只能处于一系列不连续的能量状态中,这些状态称为定态。 2、原子从一种定态跃迁到另一种定态时,辐射(或吸收)一定频率的光子。光子的能量 hv=E初-E终。(各定态的能量值叫能级。) 3、原子的不同能量状态与电子沿不同半径圆轨道绕核运动相对应。能量不连续,故可能的电子轨道也不连续。 原子核的组成 原子核由质子和中子组成,质子与中子统称核子。具有相同质子数和不同中子数的原子之间,互称同位素。 重核裂变 2351901361如:92U?0n? 38Sr?54Xe?100n一个铀核裂变时,放出的几个中子如能再引起其他铀核裂变,就可以使裂变不断地进行下去,这称为链式反应。 轻核聚变 2341如:1H?1H?2He?0n(需几百万度高温条件),利用上述反应,均可释放出巨大的核能。 核力 指把各种核子紧紧地约束在原子核里的力。 核能 指原子核转变中释放(或吸收)的能量。 质能方向 E=mc2,指出物体具有的能量和它的质量之间的关系。由质能方程可以根据原子核转变中发生的质量亏损Δm,计算出所能释放的核能ΔE(Δm·C2)。