一、质点的运动(1)------直线运动
1)匀变速直线运动
1、速度Vt=Vo+at 2.位移s=Vot+at?/2=V平t= Vt/2t
3.有用推论Vt?-Vo?=2as
4.平均速度V平=s/t(定义式)
5.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2
6.中间位置速度Vs/2=√[(Vo?+Vt?)/2]
7.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<0}
8.实验用推论Δs=aT?{Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}
9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;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.参考系.时间与时刻;速度与速率.瞬时速度。
2)自由落体运动
1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算) 4.推论Vt2=2gh
注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(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)竖直上抛运动
1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(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:向上为匀减速直线运动,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、力(常见的力、力的合成与分解)
(1)常见的力
1.重力G=mg (方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)
2.胡克定律F=kx {方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m)}
3.滑动摩擦力F=μFN {与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)}
4.静摩擦力0≤f静≤fm (与物体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力)
5.万有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上)
6.静电力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N?m2/C2,方向在它们的连线上)
7.电场力F=Eq (E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同)
8.安培力F=BILsinθ (θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L时:F=0)
9.洛仑兹力f=qVBsinθ (θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0)
注:(1)劲度系数k由弹簧自身决定;
(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定;
(3)fm略大于μFN,一般视为fm≈μFN;
(4)其它相关内容:静摩擦力(大小、方向);
(5)物理量符号及单位B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V:带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C);
(6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。
2)力的合成与分解
1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)
注:(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;
(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;
(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。
三、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<G {加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}
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
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。一般加速度问题
例题1:物体沿直线做匀变速直线运动,已知在第3s内的位移是4.5m,在第10s内的位移是11.5m,求物体运动的初速度和加速度。
解:
方向一:利用基本公式求解:
S=V0t+at2/2有第三秒内位移
4.5=(3?V0+?a*9/2)—(2?V0+?a*4/2)=?V0—a*5/2,
又第十秒内位移
11.5=(10?V0+?a*100/2)—(9?V0+?a*81/2)=?V0—a*19/2,
解以上两方程组可得:
V0=2米/秒a=1米每二次方秒?
方法二:利用平均速度求解:
某段时间t内的平均速度等于t/2时刻的瞬时速度,即Vt=Vt/2
所以第2.5秒的瞬时速度V1=4.5m/s,第9.5秒的瞬时速度V2=11.5m/s?.
所以加速度a=(V2-V1)/7,等于1米每二次方秒
方法三:利用位移差求解:
这种方法常用来处理实验数据。
假设纸条上有六段位移,分别为s1,s2,s3,s4,s5,s6.每段位移间的时间是t.
则加速度a=(s4+s5+s6-s1-s2-s3)/(9t*t)?
2。高中物理追及问题
例题2:甲车以加速度3m\s2由静止开始做匀加速运动,乙车落后2s在同一地点由静止开始,以加速度4m\s2做匀加速直线运动,两车的运动方向相同。求①在乙车追上甲前,两车距离最大值?②乙车出发后经多长时间可追上甲?③此时他们离出发点多远??
解:
1)两车相距最大,发生在速度相等时,设乙运动了t1时间,甲加速度a1,乙加速度a2,
a1*(t1+2)=a2*t1
解得t=6s
此时甲位移S1=(1/2)*a1*(t+1)^2=96m
乙位移S2==(1/2)*a2*t^2=72m
故,两车最大距离S=S1-S2=24m
2)追上时位移相等,均为S,乙运动了时间t2,
S=(1/2)a1*(t2+2)^2
S=(1/2)a2*t2^2
联解即得t2……
3)t2代回第2问任一式即得S,即为离出发点的距离。
代数进去,自己算吧。?
3。自由落体运动
例题3:竖直悬挂一根15m的长链,在铁链的正下方距铁链下端5m处有一观察点A,当铁链自由下落时全部通过点A需多长时间?(g取10)?
解:
全部通过是指:从铁链开始到A点,到铁链恰好全过了A点
铁链开始到A点:?H1=1/2*gt1^2t1=1S
铁链恰好全过了A点:?H2=1/2*gt2^2t2=2S
全部通过点A:?t=t2-t1=1S?
4。利用图象解题
例题4。矿井里的升降机从井底由静止开始匀加速上升经5s速度达6m/s后又以此速度匀速上升10s然后匀减速上升又经10s停在井面,求矿井深度
解:
利用V-t图象
总位移就是如图梯形的面积
S=?1/2?*?(10+25)*6=105m
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