(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
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.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止
2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}
3.牛顿第三运动定律:F=-F{负号表示方向相反,F、F各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}
4.共点力的平衡F合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN
6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子〔见第一册P67〕
注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。
(1)内容:发生形变的物体,由于要恢复原状,会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力的作用,这种力叫弹力。
(2)条件:
①接触;
②形变。
但物体的形变不能超过弹性限度。
(3)弹力的方向和产生弹力的那个形变方向相反。(平面接触面间产生的弹力,其方向垂直于接触面;曲面接触面间产生的弹力,其方向垂直于过研究点的曲面的切面;点面接触处产生的弹力,其方向垂直于面、绳子产生的弹力的方向沿绳子所在的直线。)
(4)大小:
①弹簧的弹力大小由F=kx计算,
②一般情况弹力的大小与物体同时所受的其他力及物体的运动状态有关,应结合平衡条件或牛顿定律确定.
定义:由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
说明:
①地球附近的物体都受到重力作用。
②重力是由地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力。
③重力的施力物体是地球。
④在两极时重力等于物体所受的万有引力,在其它位置时不相等。
(1)重力的大小:G=mg
说明:
①在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的,纬度越高,同一物体的重力越大,因而同一物体在两极比在赤道重力大。
②一个物体的重力不受运动状态的影响,与是否还受其它力也无关系。
③在处理物理问题时,一般认为在地球附近的任何地方重力的大小不变。
(2)重力的方向:竖直向下(即垂直于水平面)
说明:
①在两极与在赤道上的物体,所受重力的方向指向地心。
②重力的方向不受其它作用力的影响,与运动状态也没有关系。
(3)重心:物体所受重力的作用点。
重心的确定:
①质量分布均匀。物体的重心只与物体的形状有关。形状规则的均匀物体,它的重心就在几何中心上。
②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关。
③薄板形物体的重心,可用悬挂法确定。
说明:
①物体的重心可在物体上,也可在物体外。
②重心的位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关。
③引入重心概念后,研究具体物体时,就可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力来表示,于是原来的物体就可以用一个有质量的点来代替。