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三、力(合成分解常見力和力)
(一)常見力
1.重力G=mg(垂直向下方向,g=9.8m/s2≈10m/s2.作用點在重心,適用于地球表面附近)
2.胡克定律F=kx{方向沿恢復變形方向,k:勁度系數(N/m),x:形變量(m)}
3.滑動摩擦力F=μFN{與物體的相對運動方向相反,μ:摩擦因數,FN:正壓力(N)}
4.靜摩擦力0≤f靜≤fm(與物體的相對運動趨勢相反,fm最大靜摩擦力)
5.萬有引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N?m2/kg2.方向在它們的連接上)
6.靜電力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109N?m2/C2.方向在它們的連接上)
7.電場力F=Eq(E:場強N/C,q:電量C,正電荷的電場力與場強方向相同)
8.安培力F=BILsinθ(θ為B與L的夾角,當L⊥B時:F=BIL,B//L時:F=0)
9.洛侖茲力f=qVBsinθ(θ為B與V的夾角,當V⊥B時:f=qVB,V//B時:f=0)
注:(1)強度系數k由彈簧本身決定;
(2)摩擦因數μ由接觸面材料的特性和表面狀況決定,與壓力和接觸面積無關;
(3)fm略大于μFN,一般視為fm≈μFN;
(4)其他相關內容:靜摩擦(大小、方向);
(5)物理量符號及單位B:磁感強度(T),L:有效長度(m),I:電流強度(A),V:帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C);
(6)左手定則確定安培力和洛侖茲力的方向。
(2)力的合成和分解
1.同一直線上力的合成方向:F=F1 F2,反向:F=F1-F2(F1>F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12 F22 2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2時:F=(F12 F22)1/2
3.合力范圍:|F1-F2|≤F≤|F1 F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)
注:
(1)力(矢量)的合成和分解遵循平行四邊形定則;
(2)合力與分力的關系是等效替代關系,可以用合力替代分力的共同作用,反之亦然;
(3)除公式法外,還可作圖法求解,此時應選擇標度,嚴格作圖;
(4)F1與F2.F1與F2的夾角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直線上力的合成,可以沿直線取正方向,用正負號表示力,簡化為代數操作。
四、動力學(運動和力學)
1.牛頓第一運動定律(慣性定律):物體具有慣性,始終保持勻速直線運動或靜止,直到有外力迫使它改變為止
二、牛頓第二運動定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}
三、牛頓第三運動定律:F=-F′{負號表示方向相反,F、F′各自作用于對方,平衡力反作用力的區別,實際應用:反沖運動}
4.共點力平衡F合=推廣{正交分解法,三力匯交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN
5、振動和波(機械振動和機械振動的傳播)
1.簡諧振動F=-kx{F:回復力,k:比例系數,x:位移,負號表示F的方向總是總是反向}
2.單擺周期T=2π(l/g)1/2{l:擺長(m),g:設置條件:擺角θ<100;l>>r}
3.受壓振動頻率特點:f=f驅動力
4.共振條件:f驅動力=f固,A=max,預防和應用共振
5.機械波、橫波、縱波
注:(1)布朗顆粒不是分子,布朗顆粒越小,布朗運動越明顯,溫度越高越劇烈;
(2)溫度是分子平均動能的標志;
(3)隨著分子間距的增加,分子間的引力和排斥力同時存在,但排斥力比引力快;
(4)分子力做正功,分子勢能減少r0處F引=F分子勢能最小;
(5)氣體膨脹,外界對氣體負責W<0;溫度升高,內能增加ΔU>0.吸收熱量,Q>0
(6)物體的內能是指物體所有分子動能和分子勢能的總和,理想氣體分子間作用力為零,分子勢能為零;
(7)r當分子處于平衡狀態時,分子之間的距離;
(8)其他相關內容:能源轉化和恒定律能源開發利用.環保物體的內能.分子的動能.分子勢能。
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