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物体与质点
1、质点:当物体的大小和形状对所研究的问题而言影响不大或没有影响时,为研究问题方便,可忽略其大小和形状,把物体看做一个有质量的点,这个点叫做质点。
2、物体可以看成质点的条件
条件:
①研究的物体上个点的运动情况完全一致。
②物体的线度必须远远的大于它通过的距离。
(1)物体的形状大小以及物体上各部分运动的差异对所研究的问题的影响可以忽略不计时就可以把物体当作质点
(2)平动的物体可以视为质点
平动的物体上各个点的运动情况都完全相同的物体,这样,物体上任一点的运动情况与整个物体的运动情况相同,可用一个质点来代替整个物体。
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。0≤F=f0≤fm
5.静摩擦力的大小与正压力接触面的粗糙程度有关。fm=μ0·N(μ≤μ0)
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)。
重力势能
(1)定义:物体由于被举高而具有的能量。用Ep表示
表达式Ep=mgh是标量单位:焦耳(J)
(2)重力做功和重力势能的关系
W重=-ΔEp
重力势能的变化由重力做功来量度
(3)重力做功的特点:只和初末位置有关,跟物体运动路径无关
重力势能是相对性的,和参考平面有关,一般以地面为参考平面
重力势能的变化是绝对的,和参考平面无关
(4)弹性势能:物体由于形变而具有的能量
弹性势能存在于发生弹性形变的物体中,跟形变的大小有关
弹性势能的变化由弹力做功来量度
【自由落体运动的定义】
从静止出发,只在重力作用下而降落的运动模式,叫自由落体运动。
自由落体运动是典型的匀变速直线运动;是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动。
地球表面附近的上空可看作是恒定的重力场。如不考虑大气阻力,在该区域内的自由落体运动的方向是竖直向下的(并非指向地心),加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。
只有在赤道上或者两极上,自由落体运动的方向(也就是重力的方向)才是指向地球中心的。
g≈9.8m/s^2(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)。
【自由落体运动的基本公式】
(1)Vt=gt
(2)h=1/2gt^2
(3)Vt^2=2gh
这里的h与x同样都是指位移,一般在自由落体中用h表示数值方向的位移量。
认识形变
1.物体形状回体积发生变化简称形变。
2.分类:按形式分:压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。
按效果分:弹性形变、塑性形变
3.弹力有无的判断:
1)定义法(产生条件)
2)搬移法:假设其中某一个弹力不存在,然后分析其状态是否有变化。
3)假设法:假设其中某一个弹力存在,然后分析其状态是否有变化。
弹性与弹性限度
1.物体具有恢复原状的性质称为弹性。
2.撤去外力后,物体能完全恢复原状的形变,称为弹性形变。
3.如果外力过大,撤去外力后,物体的形状不能完全恢复,这种现象为超过了物体的弹性限度,发生了塑性形变。
探究弹力
1.产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。
2.弹力方向垂直于两物体的接触面,与引起形变的外力方向相反,与恢复方向相同。
绳子弹力沿绳的收缩方向;铰链弹力沿杆方向;硬杆弹力可不沿杆方向。
弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。
3.在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量-成正比,即胡克定律。
F=k-
4.上式的k称为弹簧的劲度系数(倔强系数),反映了弹簧发生形变的难易程度。
5.弹簧的串、并联:串联:1/k=1/k1+1/k2并联:k=k1+k2
共点力平衡条件的推论
1、二力平衡:
如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反,为一对平衡力。
若物体所受的力在同一直线上,则在一个方向上各力的大小之和,与另一个方向各力大小之和相等。
2、三力平衡:
三个不平行力的平衡问题,是静力学中基本的问题之一,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。
3、多力平衡:
如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反。
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