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机械能守恒定律
(1)机械能:动能,重力势能,弹性势能的总称
总机械能:E=Ek+Ep是标量也具有相对性
机械能的变化,等于非重力做功(比如阻力做的功)
ΔE=W非重
机械能之间可以相互转化
(2)机械能守恒定律:只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能
发生相互转化,但机械能保持不变
表达式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
成立条件:只有重力做功
共点力作用下物体的平衡
1、物体的平衡:
物体的平衡有两种情况:一是质点静止或做匀速直线运动;二是物体不转动或匀速转动(此时的物体不能看作质点)
2、共点力作用下物体的平衡:
①平衡状态:静止或匀速直线运动状态,物体的加速度为零
②平衡条件:合力为零,亦即F合=0或∑Fx=0,∑Fy=0
a、二力平衡:这两个共点力必然大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
b、三力平衡:这三个共点力必然在同一平面内,且其中任何两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,即任何两个力的合力必与第三个力平衡
c、若物体在三个以上的共点力作用下处于平衡状态,通常可采用正交分解,必有:
F合x=F1x+F2x+………+Fnx=0
F合y=F1y+F2y+………+Fny=0(按接触面分解或按运动方向分解)
③平衡条件的推论:
当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与所受的其它力的合力等值反向;
当三个共点力作用在物体(质点)上处于平衡时,三个力的矢量组成一封闭的三角形按同一环绕方向。
3、平衡物体的临界问题:
当某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或另一物理状态)时的转折状态叫临界状态。可理解成“恰好出现”或“恰好不出现”。
受力分析
1、受力分析:
要根据力的概念,从物体所处的环境(与多少物体接触,处于什么场中)和运动状态着手,其常规如下:
(1)确定研究对象,并隔离出来;
(2)先画重力,然后弹力、摩擦力,再画电、磁场力;
(3)检查受力图,找出所画力的施力物体,分析结果能否使物体处于题设的运动状态(静止或加速),否则必然是多力或漏力;
(4)合力或分力不能重复列为物体所受的力
2、整体法和隔离体法
(1)整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力。
(2)隔离法:就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑物体对其它物体的作用力。
(3)方法选择
所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
3、注意事项:
正确分析物体的受力情况,是解决力学问题的基础和关键,在具体操作时应注意:
(1)弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间,因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在,如果存在,则根据弹力和摩擦力的方向,画好这两个力
(2)画受力图时要逐一检查各个力,找不到施力物体的力一定是无中生有的.同时应只画物体的受力,不能把对象对其它物体的施力也画进去
摩擦力:
(1)摩擦力产生的条件:接触面粗糙、有弹力作用、有相对运动(或相对运动趋势),三者缺一不可
(2)摩擦力的方向:跟接触面相切,与相对运动或相对运动趋势方向相反,但注意摩擦力的方向和物体运动方向可能相同,也可能相反,还可能成任意角度。
(3)摩擦力的大小:
①滑动摩擦力:
说明:
a.FN为接触面间的弹力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G
b.为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力FN无关。
②静摩擦:由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关。
大小范围0<f静<fm(fm为静摩擦力,与正压力有关)
静摩擦力的具体数值可用以下方法来计算:一是根据平衡条件,二是根据牛顿第二定律求出合力,然后通过受力分析确定。
(4)注意事项:
a.摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运动方向成一定夹角。
b.摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
c.摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
d.静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
物体运动的速度
物体通过的路程与所用的时间之比叫做速度。
平均速度(与位移、时间间隔相对应)
物体运动的平均速度v是物体的位移s与发生这段位移所用时间t的比值。其方向与物体的位移方向相同。单位是m/s。
v=s/t
瞬时速度(与位置时刻相对应)
瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度。其方向是物体在运动轨迹上过该点的切线方向。瞬时速率(简称速率)即瞬时速度的大小。
速率≥速度
机械能
1.功:
(1)W=Fscos(只能用于恒力,物体做直线运动的情况下)
(2)W=pt(此处的“p”必须是平均功率)
(3)W总=△Ek(动能定律)
2.功率:
(1)p=W/t(只能用来算平均功率)
(2)p=Fv(既可算平均功率,也可算瞬时功率)
3.动能:Ek=mv2动能为标量.
4.重力势能:Ep=mgh重力势能也为标量,式中的“h”指的是物体重心到参考平面的竖直距离.
5.动能定理:F合s=mv-mv
6.机械能守恒定律:mv+mgh1=mv+mgh2
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