高中物理力学知识总结

高中物理力学知识总结

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 高中物理力学公式、规律总结

相互作用

1、 重力： G = mg (g随高度、纬度而变化)

2、弹簧弹力：F = kx

(x为伸长量或压缩量，k为劲度系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关)

3、摩擦力

(1 ) 滑动摩擦力： f= N

说明：a、N为接触面间的弹力，可以大于G；也可以等于G;也可以小于G

b、为滑动摩擦系数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面

积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关。

(2 ) 静摩擦力： 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解，与正压力无关。

大小范围： 0＜f静≤fm (fm为最大静摩擦力，与正压力有关)

说明：

a、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，还可以与运动方向成一定夹角。

b、摩擦力可以作正功，也可以做负功，还可以不做功。

c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。

d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。

4、力的合成：

(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。 F1 F

F2 (2) 两个力的合力范围： F1－F2   F F1 +F2

(3) 合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。

5、共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合外力为零。 F=o

牛顿定律：

1、力是改变运动状态的原因。、

2、牛顿第二定律：F合= ma

（1）瞬时性：合外力变化时加速度也随之变化。

（2）矢量性：加速度的方向与合外力的方向始终一致.

（3）同一性：F与a均是对同一个研究对象而言.

（4）相对性；只适用于惯性参照系

（5）局限性：只适用于低速运动的宏观物体，不适用于高速运动的微观粒子

3、牛顿第三定律内容可归纳为：

作用力与反作用力的关系为同时、同性、异物、等值、反向、共线

说明：一对作用力和反作用力在同一个过程中（同一段时间或同一段位移）的总冲量一定为零，但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。

匀变速直线运动：

1、基本规律：

vt = v0 + a t 重要推论：

02vvst

s = vo t +12a t2

vt2

－v02 = 2as

2、初速为零的匀变速直线运动（掌握推导方法）

①前1秒、前2秒、前3秒……内的位移之比为1∶4∶9∶……

②第1秒、第2秒、第3秒……内的位移之比为1∶3∶5∶……

③前1米、前2米、前3米……所用的时间之比为1∶2∶3∶……

④第1米、第2米、第3米……所用的时间之比为1∶12∶（23）∶……

3、两种典型的运动

①物体由静止开始先做匀加速直线运动，紧接着又做匀减速直线运动至停。

221Bvvvv a1t1= a2t2 s1∶s2= t1∶t2

②等时往返1：3 (1) vt/ 2 =v平均=20tvv=st

vs/2 = vvot222

匀加速或匀减速直线运动：v t/2

a1∶a2=1∶3 F1∶F2=1∶3 W1∶W2=1∶3

vA=2 vB

4、竖直上抛运动： 上升过程是匀减速直线运动，下落过程是匀加速直线运动。

全过程是初速度为vO、加速度为g的匀减速直线运动。

上升高度： H = gvo22 上升时间： t= gvo 落回原位置时间：t = gvo2

适用全过程的公式： s = vo t－12g t2 vt = v0 －gt

曲线运动

1、小船渡河

2、平抛 水平： 位移： x= vo t 分速度：vx = vo

竖直： 位移：y=21gt2 分速度：vy= g t

tgβ = xy tgα=

xyvv

重要推论： tgα= 2tgβ A B vB vA

v0

v vx

vy y s α

α x

β v水 v船 v 最短时间 最短位移v船＞v水

v水 v船 v

v水 v船 v 最短位移v船＜v水 平抛物体任意时刻瞬时时速度方向的反向延长线交于x的中点。

3、匀速圆周运动

线速度: V= R=2f R=2RT 角速度：=fTt22

向心加速度：a =vRRTR2222442 f2 R= v 向心力： F= ma

说明：匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力，总是指向圆心。

4、竖直平面内的圆运动：

（1）“绳”模型：最高点最小速度gr（此时绳子的张力为零），

最低点最小速度gr5（此时绳子的张力为6mg）

（2）“杆”模型：最高点最小速度0（此时杆的支持力为mg），

最低点最小速度gr2（此时杆的拉力为5mg）

6、天体运动（M一天体质量 R一天体半径 g一天体表面重力加速度）

a、万有引力=向心力

GmhRMm2)(VRhmRhmTRh222224()()()

b、在地球表面附近，重力=万有引力

mg = GMmR2 gR2= GM （黄金代换式）

c、第一宇宙速度 v=GMgRR

机械能 1、功：W = Fs cos (F—恒力，s—相对于地面的位移， —F与s的夹角）

2、功率： P = Wt (在t时间内力对物体做功的平均功率）

P = Fvcos (v为瞬时时速度时，P为瞬时功率；v为平均速度时，P为平均功率）

3、求功的方法：

①用定义求恒力功. ②用动能定理或功能关系求功.

③由F-s图象求功. ④用平均力求功.

⑤由功率求功.

4、 功是能量转化的量度

重力的功------------重力势能的变化

电场力的功---------电势能的变化

除重力和弹簧弹力之外的力的功-----------机械能的变化

合外力的功-------------动能的变化

5、动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化（增量）。

公式： W合= Ek = Ek2 一Ek1 = 21222121mvmv

6、机械能守恒定律：机械能 = 动能+重力势能+弹性势能

条件：系统只有内部的重力或弹簧弹力做功.。

公式： mgh1 +222212121mvmghmv 或者 Ep减 = Ek增

动量 1、动量：p= mv 动能和动量大小的关系：p= kmE2 Ek=mp22

2、冲量：I = F t

求冲量的方法：

①用定义求恒力冲量. ②用动量定理求冲量.

③由F-t图象求冲量.

3、动量定理：物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。 （研究对象：单个物体）

公式： F合t = mv’ 一mv (解题时受力分析和正方向的规定是关键)

4、动量守恒定律：（研究对象：相互作用的两个物体或多个物体）

内容：相互作用的物体系统，如果不受外力，或它们所受的外力之和为零，它们的总动量保持不变。

公式：m1v1 + m2v2 = m1 v1ˊ+ m2v2ˊ

适用条件：（1）系统不受外力作用，或合外力为零。

（2）系统受外力作用，合外力也不为零，但内力远大于外力。

（3）系统在某一个方向的合外力为零，在该方向的动量守恒。

5、碰撞：

(1)完全非弹性碰撞：动量守恒，机械能损失最大

(2)完全弹性碰撞：动量守恒，机械能也守恒。

设两物体发生完全弹性碰撞，其中m1以v1匀速运动，m2静止。 据222211211221111212121vmvmvmvmvmvm 可得2112121212mmmvmmmmv

讨论：(a)当m1＞m2时，v1′与v1方向一致；

(b)当m1=m2时，v1′=0,v2′=v1，即m1与m2交换速度

(c)当m1＜m2时，v1′反向，v2′与v1同向。

(3)非完全弹性碰撞：

为一般情况，只有动量守恒，机械能有损失，损失量不最大，亦不最小。

6、小球和弹簧：

①A、B两小球的速度相等为弹簧最短或最长或弹性势能最大时

②弹簧恢复原长时，A、B球速度有极值。

7、解决动力学问题的三条思路：

路径 物理规律 适用的力 能研究的量 不能研究的量 运用的场合

运动定律 运动定律加

运动学公式 恒力

S，V，t 无 恒力作用过程

动量 动量定理

动量守恒定律 恒力或变力 V，ｔ Ｓ 运动传递过程

功、能 动能定理

机械能守恒定律

能量守恒定律

功能关系 恒力或变力 V，Ｓ ｔ 能量转化过程

振动和波

1、简谐振动：回复力 F = 一kx (x为偏离平衡位置的位移)

单摆周期公式T= 2Lg (与摆球质量、振幅无关）

2、 波长、波速、频率的关系： v= f =T （适用于一切波）