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。
自由落体运动是最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。
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。
运动的特性:普遍性,永恒性,多样性
参考系
1.任何运动都是相对于某个参照物而言的,这个参照物称为参考系。
2.参考系的选取是自由的。
1)比较两个物体的运动必须选用同一参考系。
2)参照物不一定静止,但被认为是静止的。
质点
1.在研究物体运动的过程中,如果物体的大小和形状在所研究问题中可以忽略是,把物体简化为一个点,认为物体的质量都集中在这个点上,这个点称为质点。
2.质点条件:
1)物体中各点的运动情况完全相同(物体做平动)
2)物体的大小(线度)<<它通过的距离
3.质点具有相对性,而不具有绝对性。
4.理想化模型:根据所研究问题的性质和需要,抓住问题中的主要因素,忽略其次要因素,建立一种理想化的模型,使复杂的问题得到简化。(为便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体)
2.欧姆定律:I=U/R{I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}
3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}
4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外
{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}
5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}
6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}
7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}
9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系(串同并反)R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系I总=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+
电压关系U总=U1+U2+U3+U总=U1=U2=U3
功率分配P总=P1+P2+P3+P总=P1+P2+P3+
10.欧姆表测电阻
(1)电路组成
(2)测量原理
两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小
(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡.
(4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零.
1、形变:物体的形状或体积的改变。
2、形变的种类: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、弹力
1、定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,会对跟它接触的物体产生的力的作用,这种力叫弹力。
2、产生条件:两物体必须直接接触,量物体接触处有弹性形变(弹力是接触力)。
3、方向:弹力的方向与施力物体的形变方向相反。
4、弹力方向的判断方法
(1)弹簧两端的弹力方向,与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方向。其弹力可为拉力,可为压力;对弹簧秤只为拉力。
(2)轻绳对物体的弹力方向,沿绳指向绳收缩的方向,即只为拉力。
(3)点与面接触时弹力的方向,过接触点垂直于接触面(或接触面的切线方向)而指向受力物体。
(4)面与面接触时弹力的方向,垂直于接触面而指向受力物体。
(5)球与面接触时弹力的方向,在接触点与球心的连线上而指向受力物体。
(6)球与球相接触的弹力方向,沿半径方向,垂直于过接触点的公切面而指向受力物体。
(7)轻杆的弹力方向可能沿杆也可能不沿杆,杆可提供拉力也可提供压力。(8)根据物体的运动情况,动力学规律判断.
说明:
①压力、支持力的方向总是垂直于接触面(若是曲面则垂直过接触点的切面)指向被压或被支持的物体。
②绳的拉力方向总是沿绳指向绳收缩的方向。
③杆既可产生拉力,也可产生压力,而且能产生不同方向的力。这是杆的受力特点。杆一端受的弹力方向不一定沿杆的方向。
5、弹力的大小:与形变量有关,遵循胡克定律。①弹簧、橡皮条类:它们的形变可视为弹性形变。
三、胡克定律:
(在弹性限度内)F=kx
上式中k叫弹簧劲度系数,单位:N/m,跟弹簧的材料、粗细,直径及原长都有关系;由弹簧本身的性质决定。X是弹簧的形变量(拉伸或压缩量)切不可认为是弹簧的原长。
四、弹力有无判断
(1)拆除法:即解除所研究处的接触,看物体的运动状态是否改变。
若不变,则说明无弹力;若改变,则说明有弹力。
(2)假设法:假设在接触处存在弹力,做出受力图,
再根据力和运动关系判断是否存在弹力。
(3)根据力的平衡条件来判断。
在平衡状态时,物体对水平支持物的压力大小等于物体的重力.当物体在竖直方向上有加速度时,物体对支持物的压力就不等于物体的重力.当物体的加速度方向向上时,物体对支持物的压力大于物体的重力,这种现象叫超重现象.当物体的加速度方向向下时,物体对支持物的压力小于物体的'重力,这种现象叫失重现象.对其理解应注意以下三点:
(1)当物体处于超重和失重状态时,物体的重力并没有变化.
(2)物体是否处于超重状态或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,即不取决于速度方向,而是取决于加速度方向.
(3)当物体处于完全失重状态(a=g)时,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等.
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