物理拓展型课程Ⅰ(第一册).doc

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第一章　匀变速直线运动规律

A　匀变速直线运动

一、速度随时间变化的规律

速度是描写物体运动状态的物理量，加速度是描写物体运动速度变化的物理量，因此当物体的速度发生均匀变化时，它的加速度a是常量。

若物体在初始时刻的速度为v0，其后某一时刻t的速度为v，则由加速度的定义可得

它的物理意义：

加速度在数值上等于单位时间内速度的增加量。

当速度均匀地增加时，时间t内速度的增加量就是at，因此时刻t的速度就是初速度v0与该增加量at之和。

二、速度－时间图像（v－t图）

v

V00

O

t

一般初速不为零的匀变速直线运动的v－t图是一条不通过原点的倾斜直线，倾斜直线与纵坐标轴的交点即为运动物体的初速度v0；直线的斜率则表示运动物体的加速度a。

三、位移随时间变化的规律

它反映了初速度不为零的匀变速直线运动的位移随时间变化的规律。

匀变速直线运动的速度v与位移s的关系为：

B竖直上抛运动

一、竖直上抛运动的规律

竖直上抛运动的速度和位移随时间的变化关系式：

速度与位移的关系式：

竖直上抛运动是一种匀减速运动　，当上抛物体的速度v由v0减小到0时，它便达到了最大高度hm。

因此，竖直上抛物体能达到的最大高度可由速度与位移的关系式和条件v＝0得到，即

竖直上抛物体达到最大高度所需的时间tm，可由速度公式和条件v＝0得到，即

二、竖直上抛运动实例分析

第二章　力矩　有固定转动轴物体的平衡

A　力矩

一、力对物体的转动作用

二、力矩

力F和力臂L的乘积称为力对转动轴的力矩。

用M表示力矩，则有

　　　M=FL

力矩的单位是牛·米（N·m）

力对改变物体转动状态的作用效果决定于它的力矩。

力愈大，力臂愈大，力矩就愈大，因此它对物体转动作用的效果也就愈显著。

在一般情况下当力F的方向不与力臂垂直，而成一任意夹角时，只有垂直于力臂方向上的分力才对标杆的转动起作用。

即

B　有固定转动轴物体的平衡

平衡条件：

M逆＝M顺

第三章　牛顿运动定律

A　摩擦力

一、滑动摩擦力

物体接触面间阻碍物体相对滑动的力叫做滑动摩擦力。

在接触面性质确定的情况下，滑动魄力的大小与接触面间的压力成正比；通常情况下，滑动摩擦力与接触面积的大小是无关的。

用公式表示，滑动摩擦力Ff为

为压力。

叫做动摩擦因数，它一般小于1。

二、静摩擦力

由于相对运动趋势而产生的摩擦力，叫做静摩擦力。

静摩擦力的方向总是跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反。

静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力，如果用Ffmax来表示最大静摩擦力，那么在0~Ffmax范围内静摩擦力与作用在物体上的压力是无关的，但Ffmax的大小与压力有关。

B　物体的受力分析

一、物体受力情况的分析

对物体进行受力情况的分析时首先要确定研究的对象，然后画出受力的示意图。

通常先画出重力和已知的外力，然后根据运动情况或运动趋势画出相应产生的其他作用力。

要防止漏画力或画多余的力。

二、隔离法

几个物体组合在一起形成物体系，这些物体间存在相互作用，在这种情况下，要分析其中某个物体的受力情况时，要采用“隔离法”。

这里首先要明确研究对象，把它与周围物体分隔开来，然后分析这个被隔离的物体与周围哪些物体有相互作用，它们对该物体施加的分别是什么性质的力，力的方向怎样，把它们一一画到受力图中，这种分析物体受力的方法叫做隔离法。

C　牛顿定律的应用

一、两类典型问题

第一类问题：

已知作用于物体上的力，由力学规律来求解该物体的运动情况。

第二类问题：

已知物体的运动情况，由力学规律来推知作用于物体上的力。

二、连接体问题

研究对象比较复杂，由几部分组成，这样的问题通常叫做连接体问题，这时在受力分析和求解问题时就要运用“隔离法”。

三、估算方法

第四章　机械能

A　机械能守恒定律

一、机械能守恒定律及其适用条件

在系统既没有外界对它做功，它又不对外做功时，虽然系统的动能和势能可以相互转化，但系统的机械能的问题保持不变，即机械能是守恒的，这个规律叫做机械能守恒定律。

二、机械能守恒定律的表达式及图像

机械能守恒定律的形式可以写作：

或

或

即机械能E是一个常量。

B　机械能守恒定律的应用

应用机械能守恒定律解题的基本要点：

（1）确定研究的系统

（2）判断是否符合机械能守恒的条件

（3）选取零势能面

（4）确定初状态和末状态的动能和势能

（5）写出表达式解题，得出结果。

　第五章　匀速圆周运动

A　向心加速度　向心力

一、向心力

使质点做匀速圆周运动的力叫做向心力，向心力的方向永远指向圆心，和质点速度方向垂直。

向心力不改变质点速度大小，只改变速度方向。

F表示向心力，m表示物体的质量，表示角速度，r表示圆周半径。

应用线速度v和角速度的关系，向心力公式还可以表示为

二、向心加速度

向心加速度表示做匀速圆周运动持质点速度方向变化的快慢。

向心加速度的方向和向心力的方向一致，始终指向圆心。

式中T为物体做圆周运动的周期。

B　圆周运动的应用

C　离心现象

一、离心现象

一个在做圆周运动的物体，如果外力突然消失，或者突然减小，以至于不足以维持圆周运动需要的条件，物体就逐渐远离圆心，这种现象叫做离心现象。

二、离心现象的应用及防范

第六章　简谐运动与机械波

A简谐运动　振动图像

一、简谐运动

凡是在大小与偏离平衡位置的位移成正比，方向始终指向平衡位置的回复力作用下的振动，都是简谐运动。

简谐运动是最简单、最基本的振动。

二、振动图像

三、用参考圆研究简谐运动

B单摆

一、单摆的振动过程

二、单摆的振动图像

三、单摆的振动周期

单摆的振动周期公式：

C　受迫振动　共振现象

一、阻尼振动

由于阻力有存在，振幅不断减小的振动叫做阻尼振动。

二、固有振动与固有频率

由振动系统本身结构和特征决定的振动叫做固有振动，其频率叫做固有频率。

三、受迫振动与受迫振动的频率

由外界策动力驱动的振动叫做受迫振动。

受迫振动的频率就是策动和的频率。

四、共振

在物体做受迫振动的过程中，当策动力的频率与物体的固有频率接近或相等时，物体的振动剧烈增大的现象叫做共振。

五、共振的利用与防范

D　纵波

一、纵波的产生

二、纵波的图像

三、振动图像和波的图像

传播简谐运动的波，叫做简谐波。

简谐运动的振动图像和简谐波的图像都是正弦（或余弦）曲线。