理论力学竞赛辅导(动力学).
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力学竞赛知识点总结力学是物理学的一个重要分支,研究物体在外力作用下的运动和形变规律。
力学属于理论物理学的范畴,具有非常重要的理论和实际意义。
在力学竞赛中,学生需要掌握一定的力学知识和解题技巧,才能取得优异的成绩。
本文将对力学竞赛中常见的知识点进行总结和详细讲解,希望能够帮助读者更好地理解力学知识点和提高解题能力。
1. 平抛运动平抛运动是力学中的一个重要概念,指物体在水平方向上具有初速度的情况下,受到重力的影响向上做抛体运动的过程。
平抛运动的关键是要理解水平和竖直方向的运动是相互独立的,即水平方向的速度不受竖直方向速度的影响,竖直方向的速度也不受水平方向速度的影响。
在力学竞赛中,平抛运动题目一般包括求抛体的飞行时间、最大高度、最大水平距离等问题,解题时需要根据抛体运动的基本方程进行计算,注意水平和竖直方向的速度、加速度以及运动时间的关系,从而得出正确的结论。
2. 牛顿运动定律牛顿运动定律是力学领域中的基本定律,包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律指物体要么静止,要么以恒定速度直线运动,只要不受外力作用,物体就会保持原来的状态。
牛顿第二定律指出力是物体的质量和加速度的乘积,即F=ma。
牛顿第三定律指对于每一个力的作用都有一个等大的相反方向的反作用力。
在力学竞赛中,牛顿运动定律经常出现在题目中,要求学生根据物体的受力情况和运动状态进行分析和计算。
需要掌握牛顿定律的精髓,并且能够灵活应用,解决各种不同情景下的力学问题。
3. 动量和动量守恒动量是力学中另一个重要的物理量,定义为物体的质量乘以速度,即p=mv。
动量守恒定律指在没有外力作用的情况下,系统的总动量保持不变。
在力学竞赛中,动量守恒定律经常出现在碰撞、爆炸等问题中,需要学生根据碰撞前后动量守恒的原理进行计算和分析。
4. 动能和动能定理动能是物体由于运动而具有的能量,是一个基本的物理量。
动能定理指出物体的动能等于其质量乘以速度的平方再乘以1/2,即K=1/2mv^2。
力、物体的平衡补充:杠杆平衡(即力矩平衡),对任意转动点都平衡。
一、力学中常见的三种力 1.重力、重心①重心的定义:++++=g m g m gx m gx m x 212211,当坐标原点移到重心上,则两边的重力矩平衡。
②重心与质心不一定重合。
如很长的、竖直放置的杆,重心和质心不重合。
如将质量均匀的细杆AC (AB =BC =1m )的BC 部分对折,求重心。
以重心为转轴,两边的重力力矩平衡(不是重力相等):(0.5-x )2G =(x +0.25)2G ,得x =0.125m (离B 点). 或以A 点为转轴:0.5⨯2G +(1+0.5)2G =Gx ', 得x '=0.875m ,离B 点x =1-x '=0.125m.2.巴普斯定理:①质量分布均匀的平面薄板:垂直平面运动扫过的体积等于面积乘平面薄板重心通过的路程。
如质量分布均匀的半圆盘的质心离圆心的距离为x ,绕直径旋转一周,2321234R x R πππ⋅=,得π34R x = ②质量分布均匀的、在同一平面内的曲线:垂直曲线所在平面运动扫过的面积等于曲线长度乘曲线的重心通过路程。
如质量分布均匀的半圆形金属丝的质心离圆心的距离为x ,绕直径旋转一周,R x R πππ⋅=242,得πR x 2= 1. (1)半径R =30cm 的均匀圆板上挖出一个半径r =15cm 的内切圆板,如图a 所示,求剩下部分的重心。
(2)如图b 所示是一个均匀三角形割去一个小三角形AB 'C ',而B 'C '//BC ,且∆AB 'C '的面积为原三角形面积的41,已知BC 边中线长度为L ,求剩下部分BCC 'B '的重心。
[答案:(1) 离圆心的距离6R ;(2)离底边中点的距离92L ] 解(1)分割法:在留下部分的右边对称处再挖去同样的一个圆,则它关于圆心对称,它的重心在圆心上,要求的重心就是这两块板的合重心,设板的面密度为η,重心离圆心的距离为x .有力矩平衡: ),2()2(])2(2[222x R R x R R -=-ηπηπ得6R x ==5cm. 填补法:在没挖去的圆上填上一块受”重力”方向向上的圆,相当于挖去部分的重力被抵消,其重心与挖去后的重心相同,同理可得6R x =. 能量守恒法:原圆板的重力势能等于留下部分的重力势能和挖去部分的重力势能之和,可得6R x =. (2) ∆AB 'C '的面积为原三角形面积的1/4,质量为原三角形质量的41,中线长度应为原三角形中线长度的21。
周培源力学竞赛公式周培源力学竞赛公式是指的周培源力学竞赛所囊括的各种力学公式,这些公式覆盖了力学的各个方面,包括静力学、动力学、功与能等。
在力学竞赛中,运用这些公式可以帮助我们快速计算、分析和推导问题,从而解决相应的力学问题。
下面是一些常见的周培源力学竞赛公式。
一、静力学公式1.牛顿第一定律(惯性定律):物体在没有外力或合力为零的情况下,保持匀速直线运动或静止。
2. 牛顿第二定律(运动定律):F=ma,表示物体的运动状态与作用在其上的力的大小和方向成正比。
3.牛顿第三定律(作用-反作用定律):任何两个物体之间的相互作用力都满足大小相等、方向相反、作用在不同物体上的特点。
二、动力学公式1. 动能(动能定理):K=(1/2)mv²,表示物体的动能与其质量和速度平方成正比。
2.位移与速度的关系:v=∆s/∆t,表示速度是位移关于时间的导数。
3. 速度与加速度的关系:a=dv/dt,表示加速度是速度关于时间的导数。
4.加速度与位移的关系:a=∆v/∆t=∆(∆s/∆t)/∆t=∆²s/∆t²,表示加速度是位移关于时间的二阶导数。
5. 弹簧力和弹性势能:F=-kx,U=(1/2)kx²,其中F表示弹簧的弹力,k表示弹簧的劲度系数,x表示弹簧的伸长或压缩量,U表示弹簧的弹性势能。
6.圆周运动的加速度:a=v²/r,表示物体在圆周运动中的加速度与速度平方和半径的倒数成正比。
三、功与能公式1.功:W=Fs,表示力对物体所做的功等于力与物体位移方向上的距离的乘积。
2. 功率:P=dW/dt,表示功率等于单位时间内所做的功。
3.机械能守恒定律:E=K+U,表示物体的机械能等于其动能和势能之和,在没有外力做功的情况下保持不变。
4. 转动惯量(转动引力矩):I=mr²,表示物体的转动惯量与其质量和距离旋转轴的平方成正比。
5.力矩:τ=Fr,表示力矩等于力与力臂的乘积,力臂是力的作用线与旋转轴之间的垂直距离。