1、坐标系物理意义:在参考系上建立适当的坐标系,从而,定量地描述物体的位置及位置变化。
2、坐标系分类:
(1)一维坐标系(直线坐标系):适用于描述质点做直线运动,研究沿一条直线运动的物体时,要沿着运动直线建立直线坐标系,即以物体运动所沿的直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度。例如,汽车在平直公路上行驶,其位置可用离车站(坐标原点)的距离(坐标)来确定。
(2)二维坐标系(平面直角坐标系)适用于质点在平面内做曲线运动。例如,运动员推铅球以铅球离手时的位置为坐标原点,沿铅球初速方向建立x轴,竖直向下建立y轴,铅球的坐标为铅球离开手后的水平距离和竖直距离。
(3)三维坐标系(空间直角坐标系):适用于物体在三维空间的运动。例如,篮球在空中的运动。
1、参考系的定义:描述物体的运动时,用来做参考的另外的物体。
2、对参考系的理解:
(1)物体是运动还是静止,都是相对于参考系而言的,例如,肩并肩一起走的两个人,彼此就是相对静止的,而相对于路边的建筑物,他们却是运动的。
(2)同一运动选择不同的参考系,观察结果可能不同。例如司机开着车行驶在高速公路上以车为参考系,司机是静止的,以路面为参考系,司机是运动的。
(3)比较物体的运动,应该选择同一参考系。
(4)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体。
三个不平行力的平衡问题,是静力学中最基本的问题之一,因为三个以上的平面汇交力,都可以通过等效方法,转化为三力平衡问题。为此,必须首先掌握三力平衡的下述基本特征:
(1)物体受三个共点力作用而平衡,任意两个力的合力跟第三个力等大反向(等值法)。
(2)物体受三个共点力作用而平衡,将某一个力分解到另外两个力的反方向上,得到的两个分力必定跟另外两个力等大反向(分解法)。
(3)物体受三个共点力作用而平衡,若三个力不平行,则三个力必共点,此即三力汇交原理(汇交共面性)。
(4)物体受三个共点力作用而平衡,三个力的矢量图必组成一个封闭的矢量三角形。
弹性形变(撤去使物体发生形变的外力后能恢复原来形状的物体的形变)范性形变(撤去使物体发生形变的外力后不能恢复原来形状的物体的形变)3、弹性限度:若物体形变过大,超过一定限度,撤去外力后,无法恢复原来的形状,这个限度叫弹性限度。
二、探究摩擦力
滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时候,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
说明:摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的。
三、力的合成与分解
(1)若处于平衡状态的物体仅受两个力作用,这两个力一定大小相等、方向相反、作用在一条直线上,即二力平衡
(2)若处于平衡状态的物体受三个力作用,则这三个力中的任意两个力的合力一定与另一个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上
(3)若处于平衡状态的物体受到三个或三个以上的力的作用,则宜用正交分解法处理,此时的平衡方程可写成
①确定研究对象;
②分析受力情况;
③建立适当坐标;
④列出平衡方程
四、共点力的平衡条件
1.共点力:物体受到的各力的作用线或作用线的延长线能相交于一点的力
2.平衡状态:在共点力的作用下,物体保持静止或匀速直线运动的状态.
说明:这里的静止需要二个条件,一是物体受到的合外力为零,二是物体的速度为零,仅速度为零时物体不一定处于静止状态,如物体做竖直上抛运动达到点时刻,物体速度为零,但物体不是处于静止状态,因为物体受到的合外力不为零.
3.共点力作用下物体的平衡条件:合力为零,即0
说明:
①三力汇交原理:当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时,这三个力必交于一点;
②物体受到N个共点力作用而处于平衡状态时,取出其中的一个力,则这个力必与剩下的(N-1)个力的合力等大反向。
③若采用正交分解法求平衡问题,则其平衡条件为:FX合=0,FY合=0;
④有固定转动轴的物体的平衡条件
五、作用力与反作用力
学过物理学的人都会知道牛顿第三定律,此定律主要说明了作用力和反作用的关系。在对一个物体用力的时候同时会受到另一个物体的反作用力,这对力大小相等,方向相反,并且保持在一条直线上。
1.曲线运动的特征
(1)曲线运动的轨迹是曲线。
(2)由于运动的速度方向总沿轨迹的切线方向,又由于曲线运动的轨迹是曲线,所以曲线运动的速度方向时刻变化。即使其速度大小保持恒定,由于其方向不断变化,所以说:曲线运动一定是变速运动。
(3)由于曲线运动的速度一定是变化的,至少其方向总是不断变化的,所以,做曲线运动的物体的中速度必不为零,所受到的合外力必不为零,必定有加速度。(注意:合外力为零只有两种状态:静止和匀速直线运动。)
曲线运动速度方向一定变化,曲线运动一定是变速运动,反之,变速运动不一定是曲线运动。
2.物体做曲线运动的条件
(1)从动力学角度看:物体所受合外力方向跟它的速度方向不在同一条直线上。
(2)从运动学角度看:物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一条直线上。
3.匀变速运动:加速度(大小和方向)不变的运动。也可以说是:合外力不变的运动。
4.曲线运动的合力、轨迹、速度之间的关系
(1)轨迹特点:轨迹在速度方向和合力方向之间,且向合力方向一侧弯曲。
(2)合力的效果:合力沿切线方向的分力F2改变速度的大小,沿径向的分力F1改变速度的方向。
①当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率将增大。
②当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率将减小。
③当合力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变。(举例:匀速圆周运动)
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