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机械能守恒定律
在只有重力(或弹簧弹力做功)的情形下,物体的动能和势能(重力势能、弹簧的弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
1.机械能守恒定律的适用条件:只有重力或弹簧弹力做功。
2.机械能守恒定律的数学表达式:
3.在只有重力或弹簧弹力做功时,物体的机械能处处相等;
4.应用机械能守恒定律的解题思路
(1)确定研究对象,和研究过程;
(2)分析研究对象在研究过程中的受力,判断是否遵受机械能守恒定律;
(3)恰当选择参考平面,表示出初、末状态的机械能;
(4)应用机械能守恒定律,立方程、求解
匀速圆周运动
质点沿圆周运动,如果在任何相等的时间里通过的圆弧相等,这种运动就叫做匀速圆周运动。
1.线速度的大小等于弧长除以时间:v=s/t,线速度方向就是该点的切线方向;
2.角速度的大小等于质点转过的角度除以所用时间:ω=Φ/t
3.角速度、线速度、周期、频率间的关系:
(1)v=2πr/T;
(2)ω=2π/T;
(3)V=ωr;
(4)f=1/T;
4.向心力:
(1)定义:做匀速圆周运动的物体受到的沿半径指向圆心的力,这个力叫向心力。
(2)方向:总是指向圆心,与速度方向垂直。
(3)特点:
①只改变速度方向,不改变速度大小
②是根据作用效果命名的。
(4)计算公式:F向=mv2/r=mω2r
5.向心加速度:a向=v2/r=ω2r
1.定律内容:物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.
2.公式:F合=ma
牛顿原始公式:F=Δ(mv)/Δt(见牛顿《自然哲学之数学原理》).即,作用力正比于物体动量的变化率,这也叫动量定理.在相对论中F=ma是不成立的,因为质量随速度改变,而F=Δ(mv)/Δt依然使用.
3.几点说明:
(1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律.力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝.
(2)F=ma是一个矢量方程,应用时应规定正方向,凡与正方向相同的力或加速度均取正值,反之取负值,一般常取加速度的方向反正方向.
(3)根据力的独立作用原理,用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时,可将物本所受各力正交分解,在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式:Fx=max,Fy=may列方程.
4.牛顿第二定律的五个性质:
(1)因果性:力是产生加速度的原因.
(2)矢量性:力和加速度都是矢量,物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定.牛顿第二定律数学表达式∑F=ma中,等号不仅表示左右两边数值相等,也表示方向一致,即物体加速度方向与所受合外力方向相同.
(3)瞬时性:当物体(质量一定)所受外力发生突然变化时,作为由力决定的加速度的大小和方向也要同时发生突变;当合外力为零时,加速度同时为零,加速度与合外力保持一一对应关系.牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律,表明了力的瞬间效应.
(4)相对性:自然界中存在着一种坐标系,在这种坐标系中,当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态,这样的坐标系叫惯性参照系.地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系,牛顿定律只在惯性参照系中才成立.
(5)独立性:作用在物体上的各个力,都能各自独立产生一个加速度,各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度.
(6)同一性:a与F与同一物体某一状态相对应.
1.基本物理量:反映物理学基本问题的物理量。如力学中有三个基本物理量——质量、时间和长度。因为世界是由运动着的物质组成的,物理学的研究对象是物质的带有普遍性的运动,首先应考察物质的多少和运动的最简单的形式(物质的空间位置随时间的变化),抓住质量(物质的多少)、时间和长度(空间改变的量度)这三个物理量,就抓住了力学的基本问题,才可进一步讨论其他力学问题。
2.基本单位:所选定的基本物理量的(所有)单位都叫做基本单位,如在力学中,选定长度、质量和时间这三个基本物理量的单位作为基本单位:
长度一一cm、m、km等;
质量一g、kg等;
时间——s、min、h等。
3.导出单位:根据物理公式和基本单位,推导出其它物理量的单位叫导出单位。
物理公式在确定物理量的数量关系的同时,也确定了物理量的单位关系,如位移用m作单位,时间用s作单位,由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是m/s。若位移用km作单位,时间用h作单位,由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是km/h。
4.单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制。
由基本单位和导出单位一起组成了单位制。选定基本物理量的不同单位作为基本单位,可以组成不同的单位制,如历力学中出现了厘米•克•秒制和米•千克•秒制两种不同的单位制,工程技术领域还有英尺•秒•磅制等。
机械能守恒定律:mgh1+mv12/2=mgh2+mv22/2
库仑定律的数学表达式:F=kQq/r2
电场强度的定义式:E=F/q
电势差的定义式:U=W/q
欧姆定律:I=U/R
电功率的计算:P=UI
焦耳定律:Q=I2Rt
磁感应强度的定义式:B=F/IL
安培力的计算式:F=BIL
洛伦兹力的计算式:f=qvb
法拉第电磁感应定律:E=ф/t
导体切割磁感线产生的感应电动势:E=Blv
气体的状态参量:
温度:宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志
热力学温度与摄氏温度关系:T=t+273{T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}
体积V:气体分子所能占据的空间,单位换算:1m3=103L=106mL
压强p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力,标准大气压:
1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
2.气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大
3.理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=恒量,T为热力学温度(K)}
注:
(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;
(2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的单位,t为摄氏温度(℃),而T为热力学温度(K)。
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