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文檔簡介
高一物理期末總結(jié)PPT匯報(bào)人:XXXX2026年01月01日CONTENTS目錄01
運(yùn)動的描述02
勻變速直線運(yùn)動規(guī)律03
相互作用04
牛頓運(yùn)動定律CONTENTS目錄05
曲線運(yùn)動06
機(jī)械能07
實(shí)驗(yàn)專題運(yùn)動的描述01質(zhì)點(diǎn)與參考系質(zhì)點(diǎn)的概念
質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的物理模型,指沒有形狀、大小,而具有質(zhì)量的點(diǎn)。它是為了簡化問題,當(dāng)物體的形狀和大小對研究結(jié)果影響不大時(shí)引入的。質(zhì)點(diǎn)的判斷條件
一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn),取決于在所研究的問題中物體的形狀、大小和物體上各部分運(yùn)動情況的差異是否為可以忽略的次要因素,需具體問題具體分析。例如研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)可視為質(zhì)點(diǎn),研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)則不能。參考系的定義
在描述一個(gè)物體運(yùn)動時(shí),選來作為標(biāo)準(zhǔn)的(即假定為不動的)另外的物體,叫做參考系。物體相對于其他物體的位置變化,叫做機(jī)械運(yùn)動。參考系的選擇原則
對同一運(yùn)動物體,選取不同的物體作參考系時(shí),觀察結(jié)果往往不同。研究實(shí)際問題時(shí),選取參考系的基本原則是能對研究對象的運(yùn)動情況描述得到盡量簡化,通常取地面作為參照系。位移與路程位移的定義與性質(zhì)位移是表示質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量,是矢量,可用從初位置指向末位置的有向線段表示,其大小等于初位置到末位置的直線距離,方向從初位置指向末位置,與運(yùn)動路徑無關(guān)。路程的定義與性質(zhì)路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡的長度,是標(biāo)量,其大小與運(yùn)動路徑有關(guān),只有在質(zhì)點(diǎn)做單一方向的直線運(yùn)動時(shí),路程與位移的大小才相等。位移與路程的區(qū)別與聯(lián)系一般情況下,運(yùn)動物體的路程與位移大小不同。例如在圓形操場跑一圈,位移大小為0,路程為操場周長;只有質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動時(shí),路程才等于位移的大小。速度與加速度
速度的物理意義與分類速度是描述物體運(yùn)動快慢的物理量,等于位移與發(fā)生該位移所用時(shí)間的比值,是矢量,方向?yàn)槲矬w運(yùn)動方向。分為平均速度和瞬時(shí)速度,平均速度對應(yīng)一段時(shí)間內(nèi)的位移與時(shí)間的比值,瞬時(shí)速度是某一時(shí)刻或位置的速度,其大小為瞬時(shí)速率。
加速度的定義與物理意義加速度是描述速度變化快慢的物理量,定義為速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值,公式為\(a=\frac{\Deltav}{\Deltat}\),是矢量,方向與速度變化量的方向相同。加速度大表示速度變化快,與速度大小無關(guān),速度大加速度可能為零,速度為零加速度也可能不為零。
速度與加速度的關(guān)系加速度與速度同向時(shí),物體做加速運(yùn)動;加速度與速度反向時(shí),物體做減速運(yùn)動。加速度的方向由合外力方向決定,與速度方向無必然聯(lián)系,如豎直上拋運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)速度為零,加速度仍為重力加速度\(g\)。運(yùn)動圖像的物理意義x-t圖像的物理意義x-t圖像以縱軸表示位移,橫軸表示時(shí)間。圖像上某點(diǎn)的坐標(biāo)(t,x)表示t時(shí)刻物體的位置;圖線的斜率表示物體的速度,斜率為正表示沿正方向運(yùn)動,斜率為負(fù)表示沿反方向運(yùn)動,斜率為零表示靜止;圖像的交點(diǎn)表示兩物體在該時(shí)刻相遇。v-t圖像的物理意義v-t圖像以縱軸表示速度,橫軸表示時(shí)間。圖像上某點(diǎn)的坐標(biāo)(t,v)表示t時(shí)刻物體的瞬時(shí)速度;圖線的斜率表示物體的加速度,斜率為正表示加速度沿正方向,斜率為負(fù)表示加速度沿反方向,斜率為零表示勻速運(yùn)動;圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示物體在這段時(shí)間內(nèi)的位移,時(shí)間軸上方的面積為正位移,下方為負(fù)位移。兩種圖像的區(qū)別與聯(lián)系x-t圖像和v-t圖像都只能描述直線運(yùn)動。x-t圖像的斜率對應(yīng)v-t圖像的縱坐標(biāo)值;v-t圖像的斜率對應(yīng)加速度,面積對應(yīng)x-t圖像中位移的變化量。例如,x-t圖像的傾斜直線表示勻速直線運(yùn)動,對應(yīng)v-t圖像的水平直線;v-t圖像的傾斜直線表示勻變速直線運(yùn)動,對應(yīng)x-t圖像的拋物線。勻變速直線運(yùn)動規(guī)律02基本公式及適用條件勻變速直線運(yùn)動公式速度公式:v=v?+at,適用于加速度恒定的直線運(yùn)動;位移公式:x=v?t+?at2,描述位移隨時(shí)間變化規(guī)律;速度-位移公式:v2-v?2=2ax,適用于不涉及時(shí)間的場景。自由落體運(yùn)動公式速度公式:v=gt,初速度為0,加速度為重力加速度g;位移公式:h=?gt2;速度-位移公式:v2=2gh,僅適用于只受重力作用的自由下落運(yùn)動。牛頓第二定律公式F合=ma,適用于宏觀低速運(yùn)動的物體,揭示合外力與加速度的瞬時(shí)關(guān)系,加速度方向與合外力方向一致。胡克定律公式F=kx,x為彈簧形變量,k為勁度系數(shù),適用于彈性限度內(nèi)的彈簧或彈性體,描述彈力與形變的關(guān)系?;瑒幽Σ亮絝=μF?,μ為動摩擦因數(shù),F(xiàn)?為正壓力,適用于物體間發(fā)生相對滑動的情況,方向與相對運(yùn)動方向相反。重要推論與應(yīng)用01勻變速直線運(yùn)動平均速度推論勻變速直線運(yùn)動中,某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,即\(\overline{v}=v_{\frac{t}{2}}=\frac{v_0+v_t}{2}\)。此推論可簡化變速運(yùn)動的位移計(jì)算,適用于紙帶數(shù)據(jù)處理等場景。02連續(xù)相等時(shí)間位移差推論在勻變速直線運(yùn)動中,連續(xù)相等時(shí)間間隔\(T\)內(nèi)的位移差為恒量,即\(\Deltax=aT^2\)。該推論常用于實(shí)驗(yàn)中通過紙帶求解加速度,例如根據(jù)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離差計(jì)算小車加速度。03矢量運(yùn)算中的正交分解應(yīng)用處理多力平衡或曲線運(yùn)動問題時(shí),可將矢量沿直角坐標(biāo)系分解,使各方向分力代數(shù)和為零(平衡狀態(tài))或等于質(zhì)量與加速度乘積(牛頓第二定律)。例如斜面上物體受力分解為沿斜面和垂直斜面方向,簡化方程求解。04平拋運(yùn)動速度偏轉(zhuǎn)角與位移偏轉(zhuǎn)角關(guān)系平拋運(yùn)動中,某時(shí)刻速度偏轉(zhuǎn)角\(\theta\)的正切值是位移偏轉(zhuǎn)角\(\alpha\)正切值的2倍,即\(\tan\theta=2\tan\alpha\)。利用此關(guān)系可快速解決平拋運(yùn)動的軌跡方程和落點(diǎn)位置問題。自由落體運(yùn)動規(guī)律
定義與條件物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動,是初速度為0、加速度為重力加速度g的勻加速直線運(yùn)動。
運(yùn)動學(xué)公式速度公式:v=gt;位移公式:h=1/2gt2;速度-位移公式:v2=2gh。
重力加速度特性方向豎直向下,地球表面g≈9.8m/s2,大小與物體質(zhì)量無關(guān),僅隨緯度和高度略有變化。
運(yùn)動特點(diǎn)下落時(shí)間僅由高度決定,與初速度無關(guān);下落過程中速度均勻增加,位移與時(shí)間平方成正比。追及相遇問題分析
問題特征與基本條件追及相遇問題是運(yùn)動學(xué)中兩物體相對運(yùn)動的典型問題,核心特征是兩物體在同一時(shí)刻到達(dá)同一位置?;緱l件包括:兩物體運(yùn)動方向相同(追及)或相向(相遇),需結(jié)合各自運(yùn)動規(guī)律(勻速、勻變速)分析位移關(guān)系。
解題關(guān)鍵:臨界狀態(tài)分析臨界狀態(tài)為兩物體速度相等時(shí)的位置關(guān)系,此時(shí)可能距離最大(追者速度小于被追者)或最?。ㄗ氛咚俣却笥诒蛔氛撸?。例如:汽車A以v?=10m/s勻速追趕前方以a=2m/s2勻加速的自行車B,當(dāng)v?=v?時(shí),兩車距離最大。
常用解題方法與步驟1.確定參考系,建立位移方程;2.根據(jù)運(yùn)動性質(zhì)寫出兩物體位移表達(dá)式(如x?=v?t,x?=x?+v?t+?at2);3.令x?=x?列方程,解方程得時(shí)間t;4.驗(yàn)證解的合理性(考慮是否相撞、是否存在多解)。
典型題型與避坑指南常見題型:勻速追勻加速(可能不相撞)、勻減速追勻速(注意剎車時(shí)間)。易錯(cuò)點(diǎn):忽略速度相等臨界條件直接用位移相等求解;未判斷追上前是否已停止(如剎車問題需先算停車時(shí)間)。相互作用03重力與重心
01重力的概念與性質(zhì)重力是由于地球的吸引而使物體受到的力,其大小G=mg,方向豎直向下。重力是萬有引力的一個(gè)分力,另一個(gè)分力提供物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力,在兩極處重力等于萬有引力。
02重心的定義與確定重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)。質(zhì)量均勻分布、形狀規(guī)則的物體,重心在其幾何中心;質(zhì)量分布不均勻或形狀不規(guī)則的物體,可用懸掛法等實(shí)驗(yàn)方法確定重心位置。
03重心位置的影響因素重心位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)。薄板類物體的重心可用懸掛法確定,重心可能在物體內(nèi)部,也可能在物體外部(如開口圓環(huán))。
04重力與重心的應(yīng)用建筑設(shè)計(jì)中需考慮重心位置以保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,如起重機(jī)的底座設(shè)計(jì)得寬而重,目的是降低重心;運(yùn)動員走平衡木時(shí)通過調(diào)整身體姿態(tài)控制重心在支撐面內(nèi)。彈力及胡克定律
彈力的定義與產(chǎn)生條件彈力是發(fā)生形變的物體由于要恢復(fù)原狀,對與它接觸的物體產(chǎn)生的力。產(chǎn)生條件為:物體間直接接觸且發(fā)生彈性形變。
常見彈力的方向判斷彈簧彈力沿彈簧中心軸線,指向恢復(fù)原狀方向;輕繩彈力沿繩收縮方向;支持力、壓力垂直于接觸面指向受力物體;點(diǎn)面接觸彈力垂直于接觸面。
胡克定律的內(nèi)容與表達(dá)式在彈性限度內(nèi),彈簧彈力F的大小與彈簧的形變量x成正比,表達(dá)式為F=kx。其中k為勁度系數(shù),單位是牛頓每米(N/m),反映彈簧形變的難易程度。
胡克定律的適用范圍與注意事項(xiàng)胡克定律僅適用于彈性形變且在彈性限度內(nèi)的彈簧等物體。x表示形變量(伸長或縮短的長度),而非彈簧總長度。勁度系數(shù)k由彈簧自身材料、粗細(xì)、匝數(shù)等因素決定。摩擦力的分析與計(jì)算
摩擦力的產(chǎn)生條件摩擦力產(chǎn)生需同時(shí)滿足三個(gè)條件:物體間相互接觸且存在彈力;接觸面粗糙;物體間有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢。三者缺一不可。
靜摩擦力的特點(diǎn)與判斷靜摩擦力發(fā)生在有相對運(yùn)動趨勢的接觸面,方向與相對運(yùn)動趨勢方向相反,大小范圍為0<f≤f_max,其大小隨外力變化而變化,需結(jié)合平衡條件或牛頓第二定律求解。
滑動摩擦力的計(jì)算方法滑動摩擦力發(fā)生在有相對運(yùn)動的接觸面,方向與相對運(yùn)動方向相反,大小計(jì)算公式為f=μF_N,其中μ為動摩擦因數(shù),與接觸面材料和粗糙程度有關(guān),F(xiàn)_N為接觸面間的正壓力。
摩擦力方向的判斷技巧判斷摩擦力方向時(shí),先確定研究對象及相對運(yùn)動(趨勢)方向,靜摩擦力方向與相對運(yùn)動趨勢方向相反,滑動摩擦力方向與相對運(yùn)動方向相反,可利用“假設(shè)法”判斷相對運(yùn)動趨勢方向。力的合成與分解合力與分力的等效替代如果一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,那幾個(gè)力叫做這個(gè)力的分力。合力與分力是等效替代關(guān)系,不能同時(shí)存在。力的合成法則力的合成遵循平行四邊形定則:以表示兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形,這兩個(gè)鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向。也可用三角形定則,將兩個(gè)力首尾相接,剩余首尾連線為合力。力的分解方法力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,同樣遵循平行四邊形定則。在實(shí)際問題中,通常根據(jù)力的作用效果來分解力,例如將斜面上物體的重力分解為沿斜面和垂直斜面的分力;也可采用正交分解法,建立坐標(biāo)系將力分解到坐標(biāo)軸上。合力與分力的大小關(guān)系兩個(gè)共點(diǎn)力的合力大小范圍為:|F?-F?|≤F≤F?+F?。合力可以大于、等于或小于分力,具體取決于兩個(gè)分力的大小和夾角。三個(gè)共點(diǎn)力的合力最大值為三力之和,最小值可能為零。牛頓運(yùn)動定律04牛頓第一定律與慣性牛頓第一定律的內(nèi)容一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。牛頓第一定律也稱為慣性定律。慣性的概念物體具有保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性。慣性是物體的固有屬性,一切物體在任何情況下都具有慣性。慣性大小的量度質(zhì)量是慣性大小的唯一量度,質(zhì)量越大,慣性越大,物體的運(yùn)動狀態(tài)越難改變;質(zhì)量越小,慣性越小,物體的運(yùn)動狀態(tài)越容易改變。牛頓第一定律的意義牛頓第一定律揭示了力與運(yùn)動的關(guān)系:力不是維持物體運(yùn)動的原因,而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。它推翻了亞里士多德“力是維持物體運(yùn)動的原因”的錯(cuò)誤觀點(diǎn),奠定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)。牛頓第二定律及應(yīng)用
牛頓第二定律的核心內(nèi)容物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。公式為F=ma,其中F為合外力,m為物體質(zhì)量,a為加速度。
牛頓第二定律的物理意義揭示了力與運(yùn)動的定量關(guān)系,是連接力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁。加速度是力的瞬時(shí)效果,力與加速度同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失,具有矢量性和瞬時(shí)性。
牛頓第二定律的應(yīng)用場景主要解決兩類問題:一是已知受力情況求運(yùn)動情況,先求合外力,再求加速度,最后結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式求位移、速度;二是已知運(yùn)動情況求受力情況,先由運(yùn)動學(xué)公式求加速度,再由牛頓第二定律求合外力,進(jìn)而分析具體受力。
應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟1.明確研究對象;2.進(jìn)行受力分析,畫出受力圖;3.建立坐標(biāo)系,求出合外力;4.根據(jù)F=ma求出加速度;5.結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式求解相關(guān)物理量。牛頓第三定律及應(yīng)用
牛頓第三定律的內(nèi)容兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。
作用力與反作用力的特點(diǎn)作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失,性質(zhì)相同,分別作用在兩個(gè)不同物體上。
與平衡力的區(qū)別平衡力作用于同一物體,可不同性質(zhì);作用力與反作用力作用于不同物體,性質(zhì)一定相同。例如:靜止物體的重力與支持力是平衡力,物體對地面壓力與地面對物體支持力是作用力與反作用力。
實(shí)際應(yīng)用場景劃船時(shí)槳對水的作用力與水對槳的反作用力推動船前進(jìn);火箭發(fā)射時(shí)燃料燃燒產(chǎn)生的氣體對火箭的反作用力使火箭升空。動力學(xué)兩類基本問題
已知受力情況求運(yùn)動情況已知物體所受的全部作用力,應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度,再結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式(如v=v?+at、x=v?t+?at2)求出物體的速度、位移等運(yùn)動學(xué)量。關(guān)鍵步驟:受力分析→求合外力→求加速度→結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式求解。
已知運(yùn)動情況求受力情況已知物體的運(yùn)動狀態(tài)(如速度、位移、加速度等),根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求出加速度,再應(yīng)用牛頓第二定律推斷物體所受的作用力。關(guān)鍵步驟:運(yùn)動學(xué)分析→求加速度→應(yīng)用牛頓第二定律→求未知力。
兩類問題的橋梁——加速度加速度是連接力與運(yùn)動的核心物理量。無論是已知受力求運(yùn)動,還是已知運(yùn)動求受力,都需以加速度為中間量,體現(xiàn)了力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因這一本質(zhì)關(guān)系。曲線運(yùn)動05曲線運(yùn)動的條件與特點(diǎn)
曲線運(yùn)動的速度方向質(zhì)點(diǎn)在曲線運(yùn)動中某點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向,沿曲線在該點(diǎn)的切線方向。因曲線上各點(diǎn)切線方向不同,故曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。
曲線運(yùn)動的條件從動力學(xué)角度,物體做曲線運(yùn)動的條件是所受合外力方向與速度方向不在同一直線上。合外力方向始終指向曲線軌跡的凹側(cè)。
速率變化的判斷合外力與速度夾角為銳角時(shí)速率增大,鈍角時(shí)速率減小,直角時(shí)速率不變(如勻速圓周運(yùn)動)。運(yùn)動的合成與分解
分運(yùn)動與合運(yùn)動的關(guān)系物體實(shí)際運(yùn)動為合運(yùn)動,分運(yùn)動具有獨(dú)立性(互不影響)、等時(shí)性(同時(shí)開始與結(jié)束)、等效性(合運(yùn)動效果與分運(yùn)動總和相同)。
運(yùn)動合成與分解的法則遵循平行四邊形定則(或三角形定則),即把分運(yùn)動的位移、速度、加速度等矢量作為鄰邊,以對角線表示合矢量。
曲線運(yùn)動的條件分析當(dāng)合外力(加速度)方向與速度方向不在同一直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動,軌跡向合外力方向彎曲,速度方向沿軌跡切線方向。
典型應(yīng)用:小船渡河問題時(shí)間最短:船頭垂直河岸,t=L/v船(L為河寬);路程最短:若v船>v水,船頭偏向上游使合速度垂直河岸,s=L;若v船<v水,最小路程s=L·v水/v船。平拋運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動條件與分解方法
平拋運(yùn)動是物體以一定初速度沿水平方向拋出,僅受重力作用的曲線運(yùn)動。其運(yùn)動可分解為水平方向勻速直線運(yùn)動和豎直方向自由落體運(yùn)動,兩個(gè)分運(yùn)動具有等時(shí)性和獨(dú)立性。分運(yùn)動規(guī)律及公式
水平方向:速度\(v_x=v_0\),位移\(x=v_0t\);豎直方向:速度\(v_y=gt\),位移\(y=\frac{1}{2}gt^2\)。其中\(zhòng)(v_0\)為初速度,\(g\)為重力加速度,\(t\)為運(yùn)動時(shí)間。合運(yùn)動速度與位移
合速度大小\(v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}=\sqrt{v_0^2+(gt)^2}\),方向與水平方向夾角\(\tan\theta=\frac{v_y}{v_x}=\frac{gt}{v_0}\);合位移大小\(s=\sqrt{x^2+y^2}\),方向與水平方向夾角\(\tan\alpha=\frac{y}{x}=\frac{gt}{2v_0}\)。飛行時(shí)間與射程
飛行時(shí)間由豎直方向位移決定,\(t=\sqrt{\frac{2h}{g}}\)(\(h\)為下落高度),與初速度無關(guān);水平射程\(x=v_0\sqrt{\frac{2h}{g}}\),由初速度和下落高度共同決定。圓周運(yùn)動的描述
線速度的定義與計(jì)算線速度是描述物體沿圓周運(yùn)動快慢的物理量,大小等于質(zhì)點(diǎn)通過的弧長s與所用時(shí)間t的比值,即v=s/t。方向沿圓周該點(diǎn)的切線方向,單位為米每秒(m/s)。對于勻速圓周運(yùn)動,線速度大小不變,方向時(shí)刻變化。
角速度的定義與計(jì)算角速度是描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動快慢的物理量,大小等于質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度φ與所用時(shí)間t的比值,即ω=φ/t。單位為弧度每秒(rad/s)。在勻速圓周運(yùn)動中,角速度為恒定值,與線速度的關(guān)系為v=ωr(r為圓周半徑)。
周期與頻率的關(guān)系周期T是物體沿圓周運(yùn)動一周所用的時(shí)間,單位為秒(s);頻率f是單位時(shí)間內(nèi)完成圓周運(yùn)動的次數(shù),單位為赫茲(Hz)。兩者互為倒數(shù)關(guān)系,即T=1/f。對于勻速圓周運(yùn)動,周期和頻率均為恒定值,且ω=2π/T=2πf。
向心加速度的物理意義向心加速度是描述線速度方向變化快慢的物理量,方向始終指向圓心,與線速度方向垂直。大小公式為a=v2/r或a=ω2r,單位為米每二次方秒(m/s2)。向心加速度只改變速度方向,不改變速度大小,是勻速圓周運(yùn)動的加速度。機(jī)械能06功和功率
功的定義與計(jì)算功是力對物體作用的空間累積效應(yīng),其大小等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦值三者的乘積,公式為W=Flcosα。單位為焦耳(J),1J=1N·m。
功的正負(fù)判斷當(dāng)力與位移夾角α<90°時(shí),cosα>0,力做正功,是動力;α=90°時(shí),cosα=0,力不做功;α>90°時(shí),cosα<0,力做負(fù)功,是阻力。
功率的概念與公式功率是描述做功快慢的物理量,定義式為P=W/t,單位瓦特(W),1W=1J/s。另一常用公式為P=Fvcosα,適用于力F與速度v方向夾角為α的情況,當(dāng)α=0°時(shí),P=Fv。
額定功率與實(shí)際功率額定功率是機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出功率,實(shí)際功率是機(jī)器實(shí)際工作時(shí)的輸出功率,實(shí)際功率不能超過額定功率。例如汽車發(fā)動機(jī)額定功率為60kW,實(shí)際行駛中功率可在0~60kW間變化。動能定理動能定理的內(nèi)容合外力對物體所做的功等于物體動能的變化,表達(dá)式為W合=ΔEk=1/2mv2-1/2mv?2。動能定理的物理意義揭示了功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系,合外力做功是物體動能變化的量度,適用于恒力、變力做功及直線、曲線運(yùn)動。動能定理的應(yīng)用步驟1.確定研究對象和過程;2.分析受力并計(jì)算合外力做功;3.確定初末狀態(tài)動能;4.列方程求解并驗(yàn)證結(jié)果。典型例題應(yīng)用質(zhì)量m=1kg的物體從高h(yuǎn)=2m的斜面滑下,摩擦阻力做功-5J,求物體到達(dá)底端的動能。由動能定理:mgh+Wf=ΔEk,得ΔEk=1×10×2-5=15J。機(jī)械能守恒定律
機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變。
機(jī)械能守恒的條件系統(tǒng)內(nèi)只有重力、彈力(如彈簧彈力)做功,其他力不做功或做功的代數(shù)和為零。
機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式初態(tài)機(jī)械能等于末態(tài)機(jī)械能,即\(E_{k1}+E_{p1}=E_{k2}+E_{p2}\),其中\(zhòng)(E_k\)為動能,\(E_p\)為勢能(重力勢能或彈性勢能)。
機(jī)械能守恒的物理意義揭示了動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律,體現(xiàn)了自然界中能量轉(zhuǎn)化與守恒的基本思想。實(shí)驗(yàn)專題07打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的類型與
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