1、定义:用来代替物体而具有质量的点。
2、实际物体看作质点的条件:当物体的大小和形状相对于所要研究的问题可以忽略不计时,物体可看作质点。
二、描述质点运动的物理量
1、时间:时间在时间轴上对应为一线段,时刻在时间轴上对应于一点。与时间对应的物理量为过程量,与时刻对应的物理量为状态量。
2、位移:用来描述物体位置变化的物理量,是矢量,用由初位置指向末位置的有向线段表示。路程是标量,它是物体实际运动轨迹的长度。只有当物体作单方向直线运动时,物体位移的大小才与路程相等。
3、速度:用来描述物体位置变化快慢的物理量,是矢量。
(1)平均速度:运动物体的位移与时间的比值,方向和位移的方向相同。
(2)瞬时速度:运动物体在某时刻或位置的速度。瞬时速度的大小叫做速率。
(3)速度的测量(实验)
①原理:当所取的时间间隔越短,物体的平均速度v越接近某点的瞬时速度v。然而时间间隔取得过小,造成两点距离过小则测量误差增大,所以应根据实际情况选取两个测量点。
②仪器:电磁式打点计时器(使用4∽6V低压交流电,纸带受到的阻力较大)或者电火花计时器(使用220V交流电,纸带受到的阻力较小)。若使用50Hz的交流电,打点的时间间隔为0。02s。还可以利用光电门或闪光照相来测量。
4、加速度
(1)意义:用来描述物体速度变化快慢的物理量,是矢量。
(2)定义:其方向与Δv的方向相同或与物体受到的合力方向相同。
(3)当a与v0同向时,物体做加速直线运动;当a与v0反向时,物体做减速直线运动。加速度与速度没有必然的联系。
(1)摩擦力不一定是阻力
(2)静摩擦力不一定比滑动摩擦力小
(3)静摩擦力的方向不一定与运动方向共线,但一定沿接触面的切线方向
(4)摩擦力不一定越小越好,因为摩擦力既可用作阻力,也可以作动力
2.静摩擦力用二力平衡来求解,滑动摩擦力用公式来求解
3.静摩擦力存在及其方向的判断
存在判断:假设接触面光滑,看物体是否发生相当运动,若发生相对运动,则说明物体间有相对运动趋势,物体间存在静摩擦力;若不发生相对运动,则不存在静摩擦力。
方向判断:静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反;滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。
时间与时刻
1.钟表指示的一个读数对应着某一个瞬间,就是时刻,时刻在时间轴上对应某一点。两个时刻之间的间隔称为时间,时间在时间轴上对应一段。
△t=t2—t1
2.时间和时刻的单位都是秒,符号为s,常见单位还有min,h。
3.通常以问题中的初始时刻为零点。
路程和位移
1.路程表示物体运动轨迹的长度,但不能完全确定物体位置的变化,是标量。
2.从物体运动的起点指向运动的重点的有向线段称为位移,是矢量。
3.物理学中,只有大小的物理量称为标量;既有大小又有方向的物理量称为矢量。
4.只有在质点做单向直线运动是,位移的大小等于路程。两者运算法则不同。
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
定义:物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况叫超重现象。
产生原因:物体具有竖直向上的加速度。
2、失重现象
定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫失重现象。
产生原因:物体具有竖直向下的加速度。
3、完全失重现象
定义:物体对支持物的压力等于零的情况即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用。
产生原因:物体竖直向下的加速度就是重力加速度,即只受重力作用,不会再与支持物或悬挂物发生作用。是否发生完全失重现象与运动方向无关,只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。
只有在平衡状态下,才能用弹簧秤测出物体的重力,因为此时弹簧秤对物体的支持力(或拉力)的大小恰等于它的重力。假若系统在竖直方向有加速度,那么弹簧秤的示数就不等于物体的重力了,大于mg时叫“超重”小于mg叫“失重”(等于零时叫“完全失重”)。
注意:物体处于“超重”或“失重”状态,地球作用于物体的重力始终存在,大小也无变化。发生“超重”或“失重”现象与物体的速度V方向无关,只取决于物体加速度的方向。在“完全失重”(a=g)的状态,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,比如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。
另外,“超重”或“失重”状态还可以从牛顿第二定律的独立性(是指作用于物体上的每一个力各自产生对应的加速度)上来解释。上述状态中物体的重力始终存在,大小也无变化,自然其产生的加速度(通常称为重力加速度g)是不发生变化的,自然重力不变。
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