高中力学讲义

牛顿运动定律一、物体的受力分析：场力弹力摩擦力1场力：重力电场力磁场力2弹力：（1）产生条件：A接触；B发生形变。（2）方向的判断：垂直接触面3摩擦力：（1）产生条件：A接触不光滑B正压力不为零C有相对运动或相对运动趋势（2）方向：与相对运动趋势或相对运动方向相反（3）分类：静摩擦力：随外力的变化而变化Msff0滑动摩擦力：NfMff二、物体的平衡（平衡状态：静止或匀速）0F0XF；0YF受力分析顺口溜：分析对象先隔离，已知各力画上面。接触点、面要找全，推拉挤压弹力显。糙面滑动动摩擦，欲动未动静摩现。隔离体上力画全，不多不少展笑颜。（一）受力分析物体之所以处于不同的运动状态，是由于它们的受力情况不同．要研究物体的运动，必须分析物体的受力情况．正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本功．如何分析物体的受力情况呢?主要依据力的概念、从物体所处的环境(有多少个物体接触)和运动状态着手，分析它与所处环境的其它物体的相互联系；一般采取以下的步骤分析：1．确定所研究的物体，然后找出周围有哪些物体对它产生作用．采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力，不要找该物体施于其它物体的力，譬如所研究的物体叫A，那么就应该找出“甲对A”和“乙对A”及“丙对A”的力……而“A对甲”或“A对乙”等的力就不是A所受的力．也不要把作用在其它物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上．2．要养成按步骤分析的习惯．先画重力：作用点画在物体的重心．后画接触力(弹力和摩擦力)：先研究对象逆时针(或顺时针)观察一周，看对象跟其他物体有几个接触点(面)，对每个接触点(面)若有挤压，则画出弹力，若还有相对运动或趋势，则画出摩擦力．要熟记：弹力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直，摩擦力的方向一定沿着接触面与物体相对运动（或趋势）方向相反。分析完一个接触点(面)后再依次分析其他的接触点(面)．再画其他场力：看是否有电、磁场力作用，如有则画出场力．顺口溜：一重、二弹、三摩擦、再其它。3．受力分析的注意事项：初学者对物体进行受力分析时，往往不是“少力”就是“多力”，因此在进行受力分析时应注意以下几点：(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施加的力。(2)每分析一个力，都应找到施力物体，若没有施力物体，则该力一定不存在．这是防止“多力”的有效措施之一。检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体，特别是检查一下分析的结果，能否使对象与题目所给的运动状态(静止或加速)相一致，否则，必然发生了多力或漏力现象．(3)合力和分力不能同时作为物体受到的力。(4)只分析根据力的性质命名的力（如重力、弹力、摩擦力），不分析根据效果命名的力（如下滑力、上升力等）。（二）受力分析练习：1。画出物体A受到的弹力：（并指出弹力的施力物）2。画出物体A受到的摩擦力，并写出施力物：（表面不光滑）FABAAFAA静止不动FAA向右匀速AA沿着斜面向上运动AA相对斜面静止AA沿着斜面向下运动3：对下面物体受力分析：1）重新对1、2两题各物体进行受力分析（在图的右侧画）2）对物体A进行受力分析（并写出各力的施力物）3）对水平面上物体A和B进行受力分析，并写出施力物（水平面粗糙）ＡA沿着水平面向左运动ＡA沿着墙向上运动AA沿着水平面向右运动FAA静止FAA匀速下滑A、B相对地面静止A与皮带一起向右匀速运动ABFA、B一起向右匀速运动ABFA、B一起向右加速运动ABA、B相对地面静止木块A沿斜面匀速上滑FV沿传送带匀速上滑的物块AAAMmmcAB4）分析A和B物体受的力分析A和C受力（并写出施力物）直线运动总结一、基本概念1．机械运动：一个物体相对于别的物体位置的改变叫机械运动。平动:物体各部分的运动情况完全相同,这种运动叫平动。转动:物体上各部分都绕圆心作圆周运动。2．位移与路程位移：物体运动由初位置指向末位置的有向线段。（矢量）路程：物体运动所走的真实轨迹。（标量）3．速度和速率速度：描述物体位置变化快慢的物理量时间位移速度（矢量）ABABABCABA、B相对地面静止A、B、C一起向右加速运动A、B一起向右加速运动物体静止不动物体静止不动在水平力F作用下A、B沿桌面匀速运动，ABAAB速率：时间路程速率（标量）匀速直线运动中，位移=路程速率是速度的大小。0t时位移路程即时速率是即时速度的大小。4．加速度：（1）描述速度变化快慢的物理量tVa（定义式）（矢量）思考：a与V是否有必然联系？（a与V无关，a与V呢？）a与合F有关mFa（决定式）——本质（2）矢量方向取决于合外力。a与V方向一致，而与V无关。例如：平抛二、运动的分类：1．匀速直线运动：0atSVV的大小方向都不变2．变速直线运动：一般取0V方向为正方向：匀变速直线运动：Ca0a与0V同向匀加速运动Ca0a与0V反向匀减速运动非匀变速直线运动：Ca0a与0V同向变加速运动Ca0a与0V反向变减速运动三、基本公式和重要推论：1．基本公式：atVVt02021attVSaSVVt220220tVVV2．推论①平均速度tSV（定义式）匀速运动：V恒定VV；匀变速运动：202ttVVVtSV变速直线运动：tSV曲线运动一．基本概念1．直线运动与曲线运动的条件直线运动：所受合力的方向与初速度始终同一直线，或物体合力为零。曲线运动：所受合外力的方向与速度方向不在同一直线。（即加速度的方向与速度方向有夹角。）注意：曲线运动的加速度和合外力的方向总是指向曲线的凹侧2．研究曲线运动的一般方法——分解为简单的直线运动1）两匀速直线运动的合运动仍为匀速直线运动2）两个分运动，一个是匀速直线运动，另一个是变速直线运动，则和运动必定是变速运动（可分为两运动在同一直线合两运动不在同一直线两种情况）3）如果两分运动都是初速度为零的匀变速直线运动，则合运动也是初速为零的匀变速直线运动3．平抛运动平抛运动通常分解为水平方向：匀速直线运动竖直方向：自由落体运动4．任何一种曲线运动都是变速运动。二．圆周运动1．描述圆周运动的基本物理量：1）线速度v：质点沿圆弧运动的快慢（切线方向）v=ts=TR2单位：m/s2）角速度ω：质点绕圆心转动的快慢（由方向不研究）ω=t=T2单位：rad/s3）周期T：质点沿圆周运动一周所用时间s4）频率f：单位时间转的圈数Hz5）向心力：总是指向圆心，方向时刻在变只改变速度方向不改变速度的大小6）向心加速度：描述线速度方向改变快慢。7）线速度、角速度、向心加速度的关系rvrvran22