运动学的基本概念
1、参考系:
描述一个物体的运动时,选来作为标准的的另外的物体。运动是绝对的,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系在而言的。参考系的选择是任意的,被选为参考系的物体,我们假定它是静止的。选择不同的物体作为参考系,可能得出不同的结论,但选择时要使运动的描述尽量的简单。
通常以地面为参考系。
2、质点:
①定义:用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型,是科学的抽象。
②物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。且物体能否看成质点,要具体问题具体分析。
③物体可被看做质点的几种情况:
(1)平动的物体通常可视为质点.
(2)有转动但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点.
(3)同一物体,有时可看成质点,有时不能.当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时,不能把物体看做质点,反之,则可以.
注:
(1)不能以物体的大小和形状为标准来判断物体是否可以看做质点,关键要看所研究问题的性质.当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时,物体可视为质点.
(2)质点并不是质量很小的点,要区别于几何学中的“点”.
3、时间和时刻:
时刻是指某一瞬间,用时间轴上的一个点来表示,它与状态量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔,用时间轴上的.一段线段来表示,它与过程量相对应。
4、位移和路程:
位移用来描述质点位置的变化,是质点的由初位置指向末位置的有向线段,是矢量;
路程是质点运动轨迹的长度,是标量。
5、速度:
用来描述质点运动快慢和方向的物理量,是矢量。
(1)平均速度:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其定义式为,方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。
(2)瞬时速度:是质点在某一时刻或通过某一位置的速度,瞬时速度简称速度,它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。
6、加速度:
用量描述速度变化快慢的的物理量。
加速度是矢量,其方向与速度的变化量方向相同(注意与速度的方向没有关系),大小由两个因素决定。
动力学(运动和力)
1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,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
2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}
3.牛顿第三运动定律:F=-F{负号表示方向相反,F、F各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}
4.共点力的平衡F合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN
6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子〔见第一册P67〕
注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。
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
物体运动的速度
物体通过的路程与所用的时间之比叫做速度。
平均速度(与位移、时间间隔相对应)
物体运动的平均速度v是物体的位移s与发生这段位移所用时间t的比值。其方向与物体的位移方向相同。单位是m/s。
v=s/t
瞬时速度(与位置时刻相对应)
瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度。其方向是物体在运动轨迹上过该点的切线方向。瞬时速率(简称速率)即瞬时速度的大小。
速率≥速度
研究静摩擦力
1.当物体具有相对滑动趋势时,物体间产生的摩擦叫做静摩擦,这时产生的摩擦力叫静摩擦力。
2.物体所受到的静摩擦力有一个限度,这个值叫静摩擦力。
3.静摩擦力的方向总与接触面相切,与物体相对运动趋势的方向相反。
4.静摩擦力的大小由物体的运动状态以及外部受力情况决定,与正压力无关,平衡时总与切面外力平衡。
5.静摩擦力的大小与正压力接触面的粗糙程度有关。
6.静摩擦有无的判断:概念法(相对运动趋势);二力平衡法;牛顿运动定律法;假设法(假设没有静摩擦)。
运动的描述
1.物体模型用质点,忽略形状和大小;地球公转当质点,地球自转要大小。物体位置的变化,准确描述用位移,运动快慢S比t,a用Δv与t比。
2.运用一般公式法,平均速度是简法,中间时刻速度法,初速度零比例法,再加几何图像法,求解运动好方法。自由落体是实例,初速为零a等g.竖直上抛知初速,上升心有数,飞行时间上下回,整个过程匀减速。中心时刻的速度,平均速度相等数;求加速度有好方,ΔS等aT平方。
3.速度决定物体动,速度加速度方向中,同向加速反向减,垂直拐弯莫前冲。