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功
1.功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2.功的计算:功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。(功=力×距离)
3.功的公式:W=Fs;单位:W→焦;F→牛顿;s→米。(1焦=1牛·米).
4.功的原理:使用机械时,人们所做的功,都等于不用机械而直接用手所做的功,也就是说使用任何机械都不省功。
5.斜面:FL=Gh斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重的几分之一。(螺丝、盘山公路也是斜面)
6.机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率。
计算公式:P有/W=η
7.功率(P):单位时间(t)里完成的功(W),叫功率。
计算公式:单位:P→瓦特;W→焦;t→秒。(1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦)
匀速圆周运动:
1)周期T、质点运动一周所用的时间。是描述质点转动快慢的物理量。
2)线速度v、质点通过的弧长Δs与所用时间Δt之比为一定值,该比值是匀速圆周运动的速率v=Δs/Δt,数值上等于质点在单位时间内通过的弧长。线速度的方向在圆周的切线方向上。线速度是描述质点转动快慢和方向的物理量。
3)角速度ω、连接质点与圆心的半径转过的角度Δφ与所用时间Δt之比为一定值,该比值是匀速圆周运动的角速度ω=Δφ/Δt,数值上等于在单位时间内半径转过的角度。单位是弧度/秒(rad/s),角速度也是描述质点转动快慢的物理量
周期、线速度、角速度之间有的关系:
质点转一周弧长s=2πr,时间为T,则v=2πr/T
角度为2πω=2π/T
由上两公式有v=ωr,ω=v/r
圆周运动是曲线运动,它的速度方向时刻在变化着,匀速圆周运动一定是变速运动,“匀速”仅是速率不变的意思。
4)匀速圆周运动的加速度a、加速度的方向指向圆心——向心加速度,其方向时时刻刻指向圆心,即方向时时刻刻在变化着,所以匀速圆周运动是变加速运动。向心加速度的大小:an=v2/r=ω2r。
5)向心力F=ma=mv2/r,或F=ma=mω2r,方向总指向圆心。向心力是根据力的作用效果命名的。
1、质点: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时,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、参考系: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。
3、坐标系:定量的描述运动,采用坐标系。
4、时刻和时间间隔:
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。
时间和时刻的单位都是秒,符号为s,常见单位还有min,h
5、路程:物体运动轨迹的长度
6、位移:表示物体位置的变动。可用从起点到末点的有向线段来表示,是矢量。位移的大小小于或等于路程。
7、速度:物理意义:表示物体位置变化的快慢程度。
分类平均速度:物体通过的位移与所用的时间之比。
瞬时速度:某一时刻(或某一位置)的速度。
与速率的区别和联系速度是矢量,而速率是标量
平均速度=位移/时间,平均速率=路程/时间,瞬时速度的大小等于瞬时速率
运动快慢的描述――速度
速度的定义:速度是描述物体运动快慢的物理量。
瞬时速度、平均速率与平均速度:
瞬时速度:运动的物体经过某一位置或是某一时刻的速度,其大小叫速率。
平均速度:物体在某段时间的位移与时间的比值,能够粗略的描述物体运动的快慢。
平均速度是矢量,平均速度的大小和物体运动的阶段有关系。定义式:v=s/t适用于所有的运动形式。
平均速率:物体在某段时间内的路程与时间之比。平均速率是标量。定义式:v=s/t.
注意:平均速度和平均速率往往是不相等的,只有物体做无往复的直线运动时两者才相等。
功和能(功是能量转化的量度)
1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角}
2.重力做功:Wab=mghab{m:物体的质量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)}
3.电场力做功:Wab=qUab{q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb}
4.电功:W=UIt(普适式){U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}
5.功率:P=W/t(定义式){P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}
6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平{P:瞬时功率,P平:平均功率}
7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车行驶速度(vmax=P额/f)
8.电功率:P=UI(普适式){U:电路电压(V),I:电路电流(A)}
9.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)}
10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11.动能:Ek=mv2/2{Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}
12.重力势能:EP=mgh{EP:重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}
13.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)}
14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):
W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK
{W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
15.机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP
常见的力
1.重力G=mg(方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)
2.胡克定律F=kx{方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m)}
3.滑动摩擦力F=μFN{与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)}
4.静摩擦力0≤f静≤fm(与物体相对运动趋势方向相反,fm为静摩擦力)
5.万有引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它们的连线上)
6.静电力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109N•m2/C2,方向在它们的连线上)
7.电场力F=Eq(E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同)
8.安培力F=BILsinθ(θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L时:F=0)
9.洛仑兹力f=qVBsinθ(θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0)
注:
(1)劲度系数k由弹簧自身决定;
(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定;
(3)fm略大于μFN,一般视为fm≈μFN;
(4)其它相关内容:静摩擦力(大小、方向)〔见第一册P8〕;
(5)物理量符号及单位B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V:带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C);
(6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。
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