力學(xué)測(cè)試基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)

力學(xué)基本概念力學(xué)主要研究物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用。首先要明確幾個(gè)基本概念。力是物體對(duì)物體的作用，它使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或形狀發(fā)生改變，力有大小、方向和作用點(diǎn)，這三個(gè)要素決定了力的作用效果。質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少，是慣性大小的量度，慣性是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)。運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)學(xué)主要描述物體的運(yùn)動(dòng)，不涉及引起運(yùn)動(dòng)的原因。位移是描述物體位置變化的物理量，是矢量，既有大小又有方向。速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量，平均速度等于位移與發(fā)生這個(gè)位移所用時(shí)間的比值，而瞬時(shí)速度是物體在某一時(shí)刻或某一位置的速度。加速度則是描述速度變化快慢的物理量，等于速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值，加速度也是矢量。在直線運(yùn)動(dòng)中，有勻變速直線運(yùn)動(dòng)這一重要模型。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式為\(v=v_0+at\)，位移公式有\(zhòng)(x=v_0t+\frac{1}{2}at^2\)以及\(v^2-v_0^2=2ax\)。這些公式在解決直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中應(yīng)用廣泛。牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓第一定律指出，任何物體都要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止的狀態(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止，它揭示了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。牛頓第二定律闡述了力、質(zhì)量和加速度之間的定量關(guān)系，即\(F=ma\)，其中\(zhòng)(F\)是物體所受的合外力，\(m\)是物體的質(zhì)量，\(a\)是物體的加速度。該定律是解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的核心。牛頓第三定律說(shuō)明，兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，且作用在同一條直線上。作用力與反作用力分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上，性質(zhì)相同，同時(shí)存在，同時(shí)消失。物體的平衡物體的平衡狀態(tài)是指物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。對(duì)于共點(diǎn)力作用下的物體，平衡條件是合外力為零，即\(\sumF=0\)。在處理平衡問(wèn)題時(shí)，常用的方法有受力分析，通過(guò)分析物體受到的各種力，畫(huà)出受力圖，然后根據(jù)平衡條件列方程求解。正交分解法是將力沿兩個(gè)相互垂直的方向分解，分別在這兩個(gè)方向上應(yīng)用平衡條件列方程，這樣可以將復(fù)雜的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算。摩擦力與彈力彈力是物體發(fā)生彈性形變時(shí)對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的力。產(chǎn)生彈力的條件是兩物體直接接觸且發(fā)生彈性形變。彈力的方向總是與物體恢復(fù)形變的方向相同。彈簧彈力的大小遵循胡克定律，即\(F=kx\)，其中\(zhòng)(k\)是彈簧的勁度系數(shù)，\(x\)是彈簧的形變量。摩擦力分為靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。靜摩擦力是當(dāng)兩個(gè)相互接觸的物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)但尚未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的力，其大小在零到最大靜摩擦力之間變化，方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反?；瑒?dòng)摩擦力是當(dāng)兩個(gè)相互接觸的物體之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的力，其大小\(f=\muN\)，其中\(zhòng)(\mu\)是動(dòng)摩擦因數(shù)，\(N\)是兩物體間的正壓力，滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)滑動(dòng)方向相反。功和能功是能量轉(zhuǎn)化的量度。功的計(jì)算公式為\(W=Fx\cos\theta\)，其中\(zhòng)(F\)是力的大小，\(x\)是物體在力的方向上的位移，\(\theta\)是力與位移的夾角。當(dāng)\(\theta<90^{\circ}\)時(shí)，力對(duì)物體做正功；當(dāng)\(\theta>90^{\circ}\)時(shí)，力對(duì)物體做負(fù)功；當(dāng)\(\theta=90^{\circ}\)時(shí)，力對(duì)物體不做功。能量有多種形式，在力學(xué)中常見(jiàn)的有動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。動(dòng)能的表達(dá)式為\(E_k=\frac{1}{2}mv^2\)，重力勢(shì)能\(E_p=mgh\)（\(h\)是物體相對(duì)于參考平面的高度），彈性勢(shì)能\(E_{p彈}=\frac{1}{2}kx^2\)（\(x\)是彈簧的形變量）。動(dòng)能定理表述為合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化，即\(W_{合}=\DeltaE_k=E_{k2}-E_{k1}\)。機(jī)械能守恒定律指出，在只有重力