2.质点力学总结(无相对)
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大学物理质点力学各知识点的能力成分及其支撑强度分析【摘要】本文旨在分析大学物理质点力学各知识点的能力成分及其支撑强度。
引言部分包括背景介绍、研究意义和研究目的;正文部分分别讨论了质点力学基础知识、质点动力学能力成分、质点静力学能力成分、质点运动学能力成分和支撑强度分析;结论部分总结了能力成分与支撑强度的关系,并展望了未来的研究方向。
通过对这些知识点的深入分析,我们可以更好地理解质点力学的本质,为相关领域的研究提供重要参考和指导。
本文的研究将有助于完善质点力学理论体系,推动该领域的发展和进步。
【关键词】大学物理、质点力学、能力成分、支撑强度、动力学、静力学、运动学、能力成分与支撑强度关系、研究展望1. 引言1.1 背景介绍在自然界中,力学是研究物体运动和静止的科学。
作为物理学的重要分支之一,质点力学是力学的基础,它研究单个物体(质点)的运动规律和受力情况。
质点力学是理解和掌握物体运动规律的基础,对于进一步研究物体的力学性质具有重要意义。
随着科学技术的发展和应用领域的拓展,对质点力学的研究和应用需求也日益增加。
在航天航空领域,了解和掌握质点力学知识可以帮助科研人员设计和改进飞行器的结构和性能,提高飞行器的飞行效率和安全性。
在工程领域,质点力学的应用也非常广泛,如建筑结构的设计和施工、交通工具的运行和维护等。
深入研究质点力学的各知识点的能力成分及其支撑强度分析,可以进一步完善质点力学理论体系,推动质点力学在实践中的应用,为推动科学技术的发展提供重要支撑。
本文将从质点力学的基础知识出发,分析质点动力学、静力学和运动学的能力成分,探讨其与支撑强度的关系,为质点力学的研究和应用提供新的思路和方法。
1.2 研究意义研究质点力学的各知识点的能力成分及其支撑强度分析具有重要的意义。
质点力学是物理学的基础,在研究物体的运动规律和相互作用时起着关键作用。
通过深入探讨质点力学的各知识点,能够更好地理解物体运动的规律,并为解决现实生活中的问题提供理论支持。
学生整理,时间有限,水平有限,仅供参考,如有纰漏,请以老师、课本为主。
第一章质点力学(1)笛卡尔坐标系 位置:k z j y i x ++=r速度:k z j y i x dtr d ...v ++== 加速度:k z j y i x dtv d ......a ++== (2)极坐标系坐标:j i e r θθsin cos += j i e θθθcos sin +-= r e r =r 速度:r r .v = .v θθr =加速度:2...θr r a r -= .....2θθθr r a += (3)自然坐标系(0>θd ) 坐标:ds r d e t =θd e d e t n = θρd ds = 速度:t e v v = 加速度:n t e v e v ρ2.a +=(4)相对运动(5)牛顿运动定律 牛顿第一定律:惯性定律 牛顿第二定律:)(a m v m P dtP d dt v d m F ==== 牛顿第三定律:2112F F -= (6)功、能量vF dt rd F dt dW P rFd dA ⋅=⋅=== (7)(7)有心力第二章 质点动力学的基本定理知识点总结: 质点动力学的基本方程质点动力学可分为两类基本问题:. (1) .已知质点的运动,求作用于质点的力; (2) 己知作用于质点的力,求质点的运动。
动量定理 动量:符号动量定理微分形式动量守恒定律:如果作用在质点系上的外力主失恒等于零,质点系的动量保持不变。
即:质心运动定理:质点对点O 的动量矩是矢量mv r J i ⨯= 质点系对点0的动量矩是矢量i ni nii i i v m r J J ∑∑=⨯==1若z 轴通过点0,则质点系对于z 轴的动量矩为∑==ni z z z J M J ][若C 为质点系的质心,对任一点O 有 c c c J mv r J +⨯=02. 动量矩定理∑∑=⨯=⨯=nie i i n i i i i M F r v m r dt d dt dJ )()( 动量矩守恒:合外力矢量和为零,则动量矩为常矢量。
高一力学知识点归纳大全总结力学是物理学中的一门重要学科,研究物体运动的规律及其原因。
高一阶段是力学知识的初步学习,以下是对高一力学知识点的归纳总结,供同学们参考。
一、质点力学质点是一个物体在运动中被简化为质点,忽略其大小和形状,并假设作用力集中在物体的质心上。
质点力学研究质点受力和运动规律。
1. 速度和加速度质点的速度是质点位矢关于时间的导数,加速度是速度关于时间的导数。
速度和加速度的方向与质点的运动方向一致。
2. 受力分析质点受到的力包括作用力和约束力。
通过受力分析,可以得到质点的运动方程和力学定律。
3. 牛顿三定律(1)牛顿第一定律:质点在外力作用下保持静止或匀速直线运动,除非有其他外力作用。
(2)牛顿第二定律:质点的加速度与作用力成正比,与质点的质量成反比。
F=ma(3)牛顿第三定律:相互作用的两个物体之间的作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在两个不同的物体上。
4. 滑动摩擦力和静止摩擦力滑动摩擦力和静止摩擦力是质点在运动过程中受到的摩擦力。
滑动摩擦力作用在质点滑动的方向上,静止摩擦力作用在质点准备滑动的方向上,大小与作用力相等,方向相反。
5. 重力和万有引力重力是地球或其他天体对物体的吸引力,大小与物体的质量成正比。
万有引力是两个物体之间的引力,大小与物体质量成正比,与两个物体之间的距离的平方成反比。
二、运动学运动学是研究物体运动的规律和动力学量的变化规律。
在运动学中,我们研究物体的速度、加速度、位移等运动参数。
1. 直线运动直线运动是物体沿直线轨迹运动,可以分为匀速直线运动和变速直线运动。
(1)匀速直线运动的速度恒定,位移与时间成正比。
(2)变速直线运动的速度不断变化,位移与时间之间为非线性关系。
2. 曲线运动曲线运动是物体沿曲线轨迹运动,可以分为圆周运动和非圆周运动。
(1)圆周运动是物体绕固定轴或固定点做圆周轨迹的运动,速度和加速度的大小相等,但方向不同。
(2)非圆周运动是物体沿任意曲线轨迹的运动,速度和加速度的大小和方向均不相等。
力学类知识点归纳总结力学的基本概念:1.质点:质点是一个没有大小,只有质量和位置的点,是理想化的物体,力学在研究质点运动时经常使用质点模型。
2.质量:物体所具有的惯性和引力的性质,质量是物体与其他物体相互作用的基本性质。
3.力:力是改变物体运动状态的原因,是物体之间相互作用的结果,通常用矢量来表示,有方向和大小。
4.位移:物体从一个位置转移到另一个位置的变化,通常用矢量来表示,有方向和大小。
5.速度:物体在单位时间内所经过的位移,是位移的导数,通常用矢量来表示,有方向和大小。
6.加速度:物体在单位时间内速度的变化率,是速度的导数,通常用矢量来表示,有方向和大小。
力学的基本定律:1.牛顿运动定律:第一定律:一个物体如果不受力的作用,将保持静止或匀速直线运动的状态。
第二定律:物体的加速度与作用在它上面的合力成正比,且与质量成反比。
第三定律:任何一对物体之间的相互作用力,都两两相等,方向相反。
牛顿运动定律是力学的基本定律,它描述了推动物体的力和物体的运动状态之间的关系。
2.万有引力定律:万有引力定律是描述天体之间相互作用引力的定律,它由牛顿提出,公式表示为F=G*(m1*m2)/r^2,其中F是引力,G是引力常数,m1和m2是两个物体的质量,r是它们之间的距离。
力学的基本原则:1.动量守恒定律:如果一个系统不受外力的作用,系统的总动量保持不变。
2.能量守恒定律:一个封闭系统中,能量的总和保持不变。
3.角动量守恒定律:系统的角动量在没有外力矩作用下保持不变。
力学的分支学科:1.运动学:研究物体运动的规律,包括位置、速度、加速度等的关系。
2.静力学:研究物体在受力平衡时的力学问题,包括力的平衡和分解、各种简化力学模型的应用等。
3.动力学:研究物体在受力运动时的力学问题,包括牛顿第二定律的应用、速度、加速度和位移的关系等。
4.相对论力学:研究相对论条件下物体运动规律的力学学科,包括运动的相对性、质能关系、时空曲率等。
质点动力学知识点总结1. 引言质点动力学是物理学中研究质点运动规律的分支,它是经典力学的基础。
本文档旨在总结质点动力学的核心知识点,包括牛顿运动定律、动量、动能、势能、功以及守恒定律等。
2. 牛顿运动定律2.1 牛顿第一定律(惯性定律)一个质点若未受外力,将保持静止状态或匀速直线运动。
2.2 牛顿第二定律(动力定律)质点的加速度与作用在其上的合外力成正比,与质点的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。
2.3 牛顿第三定律(作用与反作用定律)两个相互作用的质点之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反。
3. 动量3.1 定义动量是质点的质量与其速度的乘积,是矢量量,表示为\( \vec{p} = m\vec{v} \)。
3.2 动量守恒定律在一个封闭系统中,若没有外力作用,系统内所有质点的动量之和保持不变。
4. 动能4.1 定义动能是质点由于运动而具有的能量,计算公式为\( K =\frac{1}{2}mv^2 \)。
4.2 动能定理合外力对质点所做的功等于质点动能的变化量。
5. 势能5.1 定义势能是质点由于位置或状态而具有的能量,与参考点的选择有关。
5.2 重力势能在重力场中,质点的重力势能计算公式为\( U = mgh \),其中\( h \)是质点相对于参考点的高度。
6. 功6.1 定义功是力在物体上作用时,由于物体的位移而对物体所做的工作,计算公式为\( W = \vec{F} \cdot \vec{d} \),其中\( \vec{F} \)是力,\( \vec{d} \)是在力的方向上的位移。
6.2 功的守恒在一个封闭系统中,若没有非保守力做功,系统内所有质点的机械能(动能与势能之和)保持不变。
7. 守恒定律7.1 机械能守恒定律在没有非保守力作用的封闭系统中,机械能守恒。
7.2 角动量守恒定律在一个封闭系统中,若没有外力矩作用,系统内所有质点的角动量之和保持不变。
8. 结论质点动力学是理解和描述宏观物体运动的基础。
力学总结(质点力学和刚体力学的比较)
力学是研究物体运动及其动力学规律的学科。
在力学中,质点力学和刚体力学是两个
重要的分支,它们主要研究不同类型物体的运动和受力情况。
质点力学是研究质点在空间中的运动及其受力情况的力学分支。
质点是指无限小、质
量均匀、大小可以忽略不计的物体。
在质点力学中,主要研究质点的运动状态和运动规律。
根据牛顿第二定律,物体的运动状态与所受的合力有关,因此质点力学主要研究质点所受
的力及其对运动状态的影响。
质点力学的重要内容还包括能量守恒和动量守恒原理,通过
这些守恒原理可以描述物体在各种运动过程中的能量和动量变化情况。
刚体力学是研究刚体在空间中的运动及其受力情况的力学分支。
刚体是指形状、体积
和质量都保持不变的物体,其内部各点的相对位置保持不变。
与质点力学不同,刚体力学
需要考虑不同部位所受的不同力及相应的力矩,因为刚体的形状和尺寸不同,所受的力和
力矩也不同。
刚体力学主要研究刚体受力平衡的情况和旋转运动的规律。
在研究刚体的运
动状态时,我们需要考虑刚体的转动惯量和角动量等因素。
在日常生活中,我们所遇到的物体有的是质点,比如小球、电子等;有的是刚体,比
如机器人、汽车等。
因此,质点力学和刚体力学的研究成果不仅可以应用于科学研究,还
可以应用于工程设计和日常生活。
力学知识点总结大全一、力学基础知识1. 力的概念力是物体之间相互作用的结果,是引起物体运动、形变或状态变化的原因。
根据牛顿第一定律,物体要想改变它的状态,必须有力的作用。
2. 力的性质力有大小、方向和作用点,可以通过矢量来表示。
力的大小用单位牛顿(N)来表示,方向则通过力的矢量来描述。
作用点是力的作用点。
3. 力的合成与分解对于一个物体来说,当施加多个力时,可以通过合力的概念来表示总的受力情况;而对于一个力来说,可以通过分解的方法将其拆分成不同的力的合力来表示。
4. 牛顿定律牛顿的三大定律是力学的基础,包括牛顿第一定律(惯性定律)、牛顿第二定律(运动定律)、牛顿第三定律(作用-反作用定律)。
5. 动量和冲量动量是物体运动的特性,是质量和速度的乘积;而冲量是力在时间内对物体物体的作用。
6. 动力学动力学是力学中的一个分支,它研究物体在受到力的影响下的运动规律,涉及到牛顿第二和第三定律的应用。
7. 势能和功势能是物体由于位置而具有的能量,包括重力势能、弹性势能等;而功是力对物体的作用,是力的大小与移动距离乘积。
二、质点力学1. 质点的运动质点是物体的简化模型,它不考虑物体的形状和大小,只考虑质点的位置和速度。
质点运动可以通过位移、速度和加速度来描述。
2. 牛顿运动定律牛顿第二定律描述了质点在力的作用下的运动规律,即F=ma,力的大小与物体的加速度成正比。
3. 立体运动立体运动是质点在空间中的运动,可以通过三维坐标来描述。
4. 弹性碰撞弹性碰撞是物体之间在碰撞中动能守恒的碰撞,它们的速度和动能在碰撞前后保持不变。
5. 火箭技术火箭技术是利用动量守恒定律和火箭运动定律研究飞行器的动力和轨迹。
三、刚体力学1. 刚体的概念刚体是物理中的一种理想模型,它不考虑物体的形变,只考虑物体的位置和姿态。
2. 刚体的平动和转动刚体的平动是指刚体作为一个整体进行平移运动的现象;转动则是刚体绕轴进行旋转的运动。
3. 刚体定轴转动刚体定轴转动是指刚体绕一个固定轴进行的运动,可以通过角速度和角加速度来描述。
物理质点参考系知识点质点力学知识点物理质点参考系知识点参考系1.任何运动都是相对于某个参照物而言的,这个参照物称为参考系。
2.参考系的选取是自由的。
1)比较两个物体的运动必须选用同一参考系。
2)参照物不一定静止,但被认为是静止的。
质点1.在研究物体运动的过程中,如果物体的大小和形状在所研究问题中可以忽略是,把物体简化为一个点,认为物体的质量都集中在这个点上,这个点称为质点。
2.质点条件:1)物体中各点的运动情况完全相同(物体做平动)2)物体的大小(线度)它通过的距离3.质点具有相对性,而不具有绝对性。
4.理想化模型:根据所研究问题的性质和需要,抓住问题中的主要因素,忽略其次要因素,建立一种理想化的模型,使复杂的问题得到简化。
(为便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体)机械运动:物体在空间中所处位置发生变化,这样的运动叫做机械运动。
运动的特性:普遍性,永恒性,多样性快速提高物理成绩的5个方法1、想学好物理一定要养成提前预习的习惯,每次在上课之前一定要认认真真的预习,这样才可以知道哪里是自己不懂的知识点,等到课堂中老师上课的时候重点听这一部分。
2、课堂中一定要聚精会神的听课,可能你的稍微不留神就会错过一个重要的知识点,物理知识点是一个套着一个的,所以每个知识点都要认真听讲。
3、课后的复习是很重要的,在课堂上听懂是一回事,如果不及时复习会很快遗忘,最好把老师上课教的例题自己给做一遍,这样才是掌握了上课老师所教的知识点。
4、大量的习题是快速提高物理的一个必要的途径,可以买一两本有用的习题讲解,平时多做这些题,如果有不懂的可以参考讲解,然后自己再做一便。
大量的做题会使我们碰到各种各样的知识点,认真掌握他们吧。
5、要养成记录错题的习惯,这是学好每门课都必须要做的,物理也不例外。
错题肯定是我们没有学好的地方,常把错题拿出来看看,在错题中多总结思考,这有助于我们快速提高物理成绩。
声与光知识点1.一切发声的物体都在振动,声音的传播需要介质。
西方力学知识点总结归纳1. 牛顿运动定律牛顿运动定律是西方力学的基础,共有三条定律。
第一定律:即所谓的惯性定律,指出一个物体若受力为零,则其速度不会改变。
第二定律:F=ma,表示物体所受的合力与物体的加速度成正比,与物体的质量成反比。
第三定律:即行动和反作用定律,指出两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
2. 运动学运动学是研究物体运动状态的学科,主要包括位置、速度、加速度等概念。
在运动学中,我们可以利用牛顿第二定律来求解物体的运动轨迹,速度和加速度等。
3. 动力学动力学是研究物体受力和加速度之间的关系的学科。
它包括受力分析、力的合成与分解、质点和刚体动力学、动量定理、动量守恒定律等内容。
4. 质点力学质点力学是研究质点的运动规律的学科,主要包括质点的运动方程、功与能、机械能守恒定律、动能定理、力的合成与分解等内容。
5. 刚体力学刚体力学是研究刚体的运动规律的学科,主要包括刚体的平动和转动、刚体的平衡、动量矩定理、角动量守恒定律等内容。
6. 力的作用力的作用是研究物体受力的基本规律的学科,主要包括拉力、压力、弹力、重力、摩擦力、浮力等内容。
7. 能源转换能源转换是研究物体能量转换和能量守恒的学科,主要包括动能和势能的关系、机械能守恒定律、动量守恒定律、角动量守恒定律等内容。
8. 惯性力惯性力是由于参照系的加速度而产生的一种看似虚构的力,它并不是一种真实存在的力,而是为了维持牛顿定律在非惯性参照系中的有效性而引入的一种虚构力。
以上是对西方力学知识点的简要总结归纳。
西方力学是物理学的基础学科之一,涉及的知识点非常广泛,主要包括牛顿运动定律、运动学、动力学、质点力学、刚体力学、力的作用、能源转换和惯性力等内容。
这些知识点无论对于理论研究,还是实际应用,都有着重要的意义。
掌握这些知识点,有助于我们更好地理解物体在受力的作用下所表现出来的运动规律,从而更好地应用于实际问题的求解。
物理新高一重点知识点归纳总结一、力学力学是研究物体运动和力的学科,主要内容包括质点力学、刚体力学和流体力学。
1. 质点力学质点是形状、大小可以忽略的物体,质点力学研究质点在空间中的运动。
其中,牛顿三定律是质点力学的基础:- 第一定律:惯性定律,物体在无外力作用下保持匀速直线运动或静止。
- 第二定律:动力学定律,物体的加速度与受到的力成正比,与物体质量成反比。
- 第三定律:作用-反作用定律,相互作用的两个物体之间的力大小相等、方向相反。
2. 刚体力学刚体是指形状和大小在变化时不变的物体,刚体力学研究刚体的平衡和变形。
关键概念包括力矩、力偶和平衡条件等:- 力矩:描述力对物体的转动效应,由力的大小、方向和力臂决定。
- 力偶:两个大小相等、方向相反的力构成的力对。
- 平衡条件:力矩和力的合力为零时,刚体处于平衡状态。
3. 流体力学流体力学研究流体的运动和压力。
流体包括液体和气体,重点概念有压强、帕斯卡定律和伯努利定律:- 压强:单位面积上受到的垂直压力。
- 帕斯卡定律:在静止的液体中,任何一个点受到的压力传递到液体的任何其他部分。
- 伯努利定律:在稳定的流体中,流速越快,压力就越小。
二、电磁学电磁学是研究电荷和电磁场相互作用的学科,主要内容包括静电学、电流学和电磁波学。
1. 静电学静电学研究静止的电荷和电场。
关键概念包括库仑定律、电场和电势等:- 库仑定律:两个电荷之间的电力与电荷大小和距离的平方成正比。
- 电场:电力对单位正电荷的作用。
- 电势:单位正电荷放置在某一点时所具有的电位能。
2. 电流学电流学研究电荷在导体中的流动和电路中的相互作用。
关键概念包括电流、电阻和欧姆定律等:- 电流:单位时间内通过导体横截面的电荷数量。
- 电阻:导体抵抗电流流动的程度。
- 欧姆定律:电流与电压成正比,与电阻成反比。
3. 电磁波学电磁波学研究电场和磁场的相互变化产生的电磁波。
关键概念包括电磁波的特性和电磁波谱等:- 电磁波的特性:包括振幅、频率、波长和速度等。
第2章 质点和质点系动力学(复习指南)一、基本要求掌握牛顿三定律及其适用条件,牛顿第二定律的微分形式和惯性系的概念;掌握万有引力(含重力)、弹性力、摩擦力的相关公式,能用微积分方法求解一维变力作用下的质点动力学问题.掌握功的概念和直线运动情况下变力做功的计算方法;掌握势能的概念,会计算重力、弹性力势能;理解保守力做功的特点.二、基本内容1.力、常见力力是物体间的相互作用.力是物体改变运动状态的原因. 常见力有万有引力、重力、弹性力、摩擦力. (1)万有引力、重力万有引力指存在于任何两个物质(质点)之间的吸引力.其数学表达式为r e rm m G F221 2211kg m N 1067.6 G引力的特点为:方向已知,大小与质点间的距离的平方成反比.重力为地球表面附近物体受地球的引力(忽略地球自转的影响).重力的特点为:大小已知,方向竖直向下指向地心.g m P 222EE kg m N 80.9 R Gmg(2)弹性力发生形变的物体,由于要恢复形变而对与它接触的物体产生的力叫弹力.弹力的表现形式有很多种,常见的有正压力、绳中张力、绳对物体的拉力、弹簧的弹力等.弹性力的特点为:方向已知,大小与运动状态有关.弹簧弹力:kx F ,x 为弹簧伸长量,弹力方向指向弹簧原长位置. (3)摩擦力两物体沿相互接触面方向有相对滑动或相对运动趋势时作用于接触面上阻碍物体相对运动的力为摩擦力,摩擦力分滑动摩擦力和静摩擦力.滑动摩擦力在相对滑动的速度不是太大或太小时,其大小与滑动速度无关,而和正压力N成正比,N f,f 的方向与相对滑动方向相反.静摩擦力为变力,其值介于0和最大静摩擦力之间,即max 000f f最大静摩擦力指两个有接触面的物体,沿接触面方向即将产生相对滑动时,通过接触面作用于两物体的摩擦力.在此以前两物体间的相互作用静摩擦力大小可以变化.对物体受力分析的顺序为:重力、弹力、摩擦力.在常见力分析中要特别注意静摩擦力. 2.惯性参考系(惯性系)惯性参考系就是用牛顿第一定律定义的参考系.牛顿定律只有在惯性参考系中才成立.惯性参考系有一个重要性质:相对于惯性参考系作匀速直线运动的任何其它参考系也一定是惯性参考系. 3.基本规律 ﹙1﹚牛顿第一定律第一定律明确了力是改变物体运动状态的原因,并反映出物体有保持原来运动状态不变的特性——惯性,第一定律定义了惯性系.﹙2﹚牛顿第二定律第二定律定量描述了外力作用与所产生的效果的关系,即力的作用与物体状态变化的定量关系.对第二定律应用需注意:①适用于惯性系.②适用于质点.③合外力与物体产生的加速度之间为一瞬时关系,合外力沿加速度方向.④第二定律为一矢量式,应用时常在坐标系中分解.在直角坐标系中有:z iz y iy x x ma F ma F ma F i ,,﹙3﹚牛顿第三定律牛顿第三定律指出力是物体间的相互作用.物体间有相互作用便存在相互作用力.应用第三定律需注意:①作用力,反作用力分别作用在相互作用的物体上,不是平衡力.②作用力、反作用力一定属于同种性质的力,同时产生,同时消失.③不论相互作用的两物体是运动还是静止,第三定律总成立. 4.功功是力的空间累积量:r F Wd d .功等于力和力的作用点位移的点积.功是标量,是一个代数量.当力的作用点没有位移或力与其作用点的位移相互垂直时,此力不做功.保守力做功只取决于相互作用质点的始末相对位置,而与各质点的运动路径无关.非保守力做功与路径有关. 5.势能物体间存在保守力相互作用才能引入相关势能.如地球对地面附近物体间存在重力作用,重力为保守力,引入重力势能.因为势能与物体间相对位置相关,所以,一方面势能属于存在保守力相互作用的系统,另一方面物体的位置描述是相对的,所以势能具有相对性.只有选定势能零点后,系统才有确定的势能值.例如一质量为m 的质点处于地面上h 高度,在没明确势能零点前不能确定m 和地球系统的势能大小,而且重力势能可正、可负、可以为零.但任意两个状态之间系统的势能差是确定的,与势能零点选取无关.势能是状态函数.在讨论涉及势能的功能问题时,必须:①选系统.②选势能零点[弹力势能(原长位置)、万有引力(无穷远)势能零点是确定的].③确定并描述初末状态的能量状态.弹簧弹性势能2k 21kx E ,k 为弹簧倔强系数,x 为相对原长位置(势能零点)的位移.三、例题详解2-1、质量为m 的子弹以速度0v 竖直射入沙土中,设子弹所受阻力与速度反向,大小与速度成正比,比例系数为K ,忽略子弹的重力,求:子弹射入沙土后,速度随时间变化的函数式.解:取竖直向下为y 轴正向.子弹进入沙土后受力为v K ,由牛顿定律t mK d d v v ∴vvd d t m K , v v v v 0d d 0t t m K ∴m Kt /0e v v2-2、物体沿x 轴作直线运动,所受合外力2610x F (SI ).试求该物体运动到m 4 x 处时外力做作的功解:J 168210d )610(d 3424x x x x x F W2-3、一人从10m 深的井中提水.起始时桶中装有10kg 的水,桶的质量为1kg ,由于水桶漏水,每升高1m 要漏去的水.求水桶匀速地从井中提到井口,人所做的功.解:选竖直向上为坐标y 轴的正方向,井中水面处为原点. 由题意知,人匀速提水,所以人所用的拉力F 等于水桶的重量 即:y gy mg ky P P F 96.18.1072.00 (SI )人的拉力所做的功为:J 980d )96.18.107(d d 10y y y F W W H2-4、一个弹簧下端挂质量为0.1kg 的砝码时长度为0.07m ,挂0.2kg 的砝码时长度为.现在把此弹簧平放在光滑桌面上,并要沿水平方向从长度m 10.01 l 缓慢拉长到m 14.02 l ,外力需做功多少解:设弹簧的原长为0l ,弹簧的劲度系数为k ,根据胡克定律: )(0.071.00l k g ,)(0.092.00l k g 解得:m 05.00 l ,N/m 49 k拉力所做的功等于弹性势能的增量:J 14.0)(21)(21201202p1p2l l k l l k E E W 四、习题精选2-1、一质点在力)25(5t m F (SI )的作用下,0 t 时从静止开始作直线运动,式中m 为质点的质量,t 为时间,则当s 5 t 时,质点的速率为(提示:变加速度运动,牛II 定律分离变量积分tmF d d v ) (A )50m·s -1. (B )25m·s -1. (C )0. (D )-50m·s -1.[ ]2-2、已知水星的半径是地球半径的倍,质量为地球的倍.设在地球上的重力加速度为g ,则水星表面上的重力加速度为:(提示:2EER GM g) [ ] (A )g 1.0 (B )g 25.0 (C )g 5.2 (D )g 42-3、质量分别为1m 和2m 的两滑块A 和B 通过一轻弹簧水平连接后置于水平桌面上,滑块与桌面间的摩擦系数均为 ,系统在水平拉力F 作用下匀速运动,如图所示.如突然撤消拉力,则刚撤消后瞬间,二者的加速度A a 和B a 分别为(提示:注意加速度的瞬时性)[ ](A )0B A a a (B )0A a ,0B a (C )0A a ,0B a (D )0A a ,0B a2-4、如图所示,质量为m 的物体用细绳水平拉住,静止在倾角为 的固定的光滑斜面上,则斜面给物体的支持力为(提示:画受力分析图)[ ](A ) cos mg . (B ) sin mg . (C )cos mg . (D )sin mg. 2-5、一物体挂在一弹簧下面,平衡位置在O 点,现用手向下拉物体,第一次把物体由O 点拉到M 点,第二次由O 点拉到N 点,再由N 点送回M 点.则在这两个过程中(A )弹性力做的功相等,重力做的功不相等. (B )弹性力做的功相等,重力做的功也相等. (C )弹性力做的功不相等,重力做的功相等. (D )弹性力做的功不相等,重力做的功也不相等.(提示:弹力和重力都是保守力,做功只与始末位置有关,与路径无关)[ ]2-6、沿水平方向的外力F 将物体A 压在竖直墙上,由于物体与墙之间有摩擦力,此时物体保持静止,并设其所受静摩擦力为0f ,若外力增至F 2,则此时物体所受静摩擦力为_________.(提示:静摩擦力是变力,大小从受力平衡角度分析)2-7、如果一个箱子与货车底板之间的静摩擦系数为0 ,当这货车爬一与水平方向成 角的平缓山坡时,要不使箱子在车底板上滑动,车的最大加速度max a =______________________.(提示:以箱子为对象受力分析,最大加速度时摩擦力方向应沿斜面向上) 2-8、如图,在光滑水平桌面上,有两个物体A 和B 紧靠在一起.它们的质量分别为kg 2 A m ,kg 1 B m .今用一水平力N 3 F 推物体B ,则B 推A 的力等于_____.如用同样大小的水平力从右边推A ,则A 推B 的力等于__________.(提示:先整体,后部分,分析受力和加速度)2-9、质量kg 1 m 的物体,在坐标原点处从静止出发在水平面内沿x 轴运动,其所受合力方向与运动方向相同,合力大小为x F 23 (SI ),那么,物体在开始运动的3m 内,合力所做的功W =_______.(提示:变力做功,用元功定义,再积分)2-10、设作用在质量为1kg 的物体上的力36 t F (SI ).如果物体在这一力的作用下,由静止开始沿直线运动,求:在0到的时间间隔内,这个力对物体做功的大小__________.(提示:力是时间函数,参考教学例题,t F x F W d d d v ,v d d m t F )。
大学物理力学公式总结➢第一章(质点运动学)1.r=r(t)=x(t)i+y(t)j+z(t)kΔr=r(t+Δt)- r(t)一般地|Δr|≠Δr2.v=drdt a=dvdx=d r2dt23.匀加速运动:a=常矢v0=v x+v y+v z r=r0+v0t+12at24.匀加速直线运动:v= v0+at x=v0t+12at2 v2-v02=2ax5.抛体运动:a x=0 a y=-gv x=v0cos v y=v0sinθ-gtx=v0cosθ•t y=v0sinθ•t-12gt26.圆周运动:角速度ω=dθdt =v R角加速度α=dωdt加速度a=a n+a t法相加速度a n=v2R=Rω2,指向圆心切向加速度a t=dvdt=Rα,沿切线方向7.伽利略速度变换:v=v’+u➢第二章(牛顿运动定律)1.牛顿运动定律:第一定律:惯性和力的概念,惯性系的定义, p=m v第二定律:F=dpdt当m为常量时,F=m a第三定律:F12=-F21力的叠加原理:F=F1+F2+……2.常见的几种力:重力:G=m g弹簧弹力:f=-kx3.用牛顿定律解题的基本思路:1)认物体2)看运动3)查受力(画示力图)4)列方程(一般用分量式)➢第三章(动量与角动量)1.动量定理:合外力的冲量等于质点(或质点系)动量的增量,即F dt=d p2.动量守恒定律:系统所受合外力为零时,p=∑p i i =常矢量 3. 质心的概念:质心的位矢 r c =∑m i i r im(离散分布) 或 r c =∫rdmm(连续分布)4. 质心运动定理:质点系所受的合外力等于其总质量乘以质心的加速度,即 F=m a c5. 质心参考系:质心在其中静止的平动参考系,即零动量参考系。
6. 质点的角动量:对于某一点, L=r ×p=m r ×v7. 角动量定理: M =dLdt其中M 为合外力距,M=r ×F ,他和L 都是对同一定点说的。
质点力学知识点总结一、质点的运动1、质点的定义质点是一个没有大小、形状和结构,可以看成是质量集中在一点的物体, 即物体的体积可忽略不计,所以质点的运动只需关注其所处的位置即可。
2、质点的位移质点的位移是指质点从一个位置移动到另一个位置的变化,位移可以用矢量来表示,矢量的大小为质点从一个位置到另一个位置的距离,方向为质点的运动方向,位移的大小和方向描述了质点的运动状态。
3、质点的速度质点的速度是指质点在单位时间内所经历的位移,速度可以用标量或矢量来描述,标量速度为质点在单位时间内所经历的距离假, 矢量速度为质点在单位时间内所经历的位移矢量,速度的大小为速率,速度的方向为质点运动的方向。
4、质点的加速度质点的加速度是指单位时间内速度的变化率,即速度随时间的变化率。
加速度可以用标量或矢量来描述,标量加速度为速度变化的大小,矢量加速度为速度变化的矢量,加速度描述了质点的速度变化状态。
5、牛顿第二定律牛顿第二定律规定了质点的运动规律,即力是质量与加速度的乘积,力的方向与加速度的方向一致,力的大小为质点所受合力的大小,牛顿第二定律表达了质点的运动规律和力学定律。
二、质点的力学性质1、质点的质量质点的质量是指质点所具有的惯性量,质量越大,质点的惯性越大,质量是物体的基本属性,质点的质量越大,所需施加的力和加速度越大。
2、质点的重力质点的重力是指质点所受的地球引力,重力的大小为质点的质量与地球引力的大小的乘积,重力的方向为向下,重力是一种基本力,在物体的质量和地球引力的作用下,质点会受到重力的作用而做加速运动。
3、质点的弹力质点的弹力是指质点所受的弹簧力或弹簧样力,弹力的大小为弹簧的弹性系数与弹簧伸长或压缩的长度的乘积,弹力的方向为弹簧的伸长或压缩的方向,弹力是一种非接触力,在弹簧伸长或压缩时物体会受到弹力的作用而产生振动运动。
三、质点的运动方程1、直线运动质点的直线运动是指质点在直线上做运动,即质点所处位置只在直线上变化,质点的直线运动方程为s=vt,质点的速度为v,时间为t,s为质点所处的位移。