
力学知识结构图.doc
8页力学知识结构图力的概念定义 力是物体对物体的作用所以每一个实在的力都有施力物体和受力物体三要素 大小、方向、作用点矢量性 力的矢量性表现在它不仅有大小和方向,而且它的运算符合平行四边形定则效果 力的作用效果表现在,使物体产生形变以及改变物体的运动状态两个方面力的合成与分解 一个力的作用效果,如果与几个力的效果相同,则这个力叫那几个力的合力,那几个力叫这个力的分力 由分力求合力的运算叫力的合成;由合力求分力的运算叫力的分解 力的合成与分解符合平行四边形定则重力 由地球对物体的吸引而产生方向:总是竖直向下大小G=mgg为重力加速度,由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响,地球周围各地g值不同在地球表面,南极与北极g值较大,赤道g值较小;通常取g=9.8米/秒2重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关 任何两个物体之间的吸引力叫万有引力, 通常取引力常量G=6.67×10-11牛·米2/千克2物体的重力可以认为是地球对物体的万有引力弹力 弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间支持面上作用的弹力垂直于支持面;绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。
胡克定律F=kx,k称弹簧劲度系数滑动摩擦力 物体间发生相对滑动时,接触面间产生的阻碍相对滑动的力,其方向与接触面相切,与相对滑动的方向相反;其大小f=μNN为接触面间的压力μ为动摩擦因数,由两接触面的材料和粗糙程度决定静摩擦力 相互接触的物体间产生相对运动趋势时,沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力静摩擦力的大小随两物体相对运动的“趋势”强弱,在零和“最大静摩擦力”之间变化最大静摩擦力”的具体值,因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异摩擦力三种常见的力牛顿第一定律 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止 物体的这种性质叫做惯性惯性是物体的固有属性,衡量惯性的大小的物理量是质量牛顿第二定律 物体加速度的大小跟它所受合外力的大小成正比,跟物体的质量成反比加速度的方向与合外力方向相同表达式F合=ma,其中F单位:牛(N);m单位:千克(kg);a单位:米/秒2(m/s2)意义:力是改变物体运动状态的原因牛顿第三定律 两个物体间相互作用力与反作用力,总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上 (作用力与反作用力同时产生,同时消失,是同种性质的力,它们分别作用在不同的物体上,不存在“平衡’问题。
)牛顿运动定律运动和力功 功是能量转换的量度,即:有功必有能量形式的转换.做了多少功就有多少能量发生了形式转换大小:W=FScosα (两个要素: ①力 ②力方向上有位移)单位:焦(J)正功 :表示动力功(即力与位移夹角小于900) 负功:表示阻力功(即力与位移夹角大于900)功率 平均功率 单位:瓦(焦/秒) 即时功率P=FVcosα,单位:瓦(焦/秒)动能 物体由于运动所具有的能 (动能是运动状态的函数,是标量)动能定理 合外力所做的功等于物体动能的变化表达式W=EK2—EK1 (动能定理适用于变力做功的过程)势能 由于物体之间相对位置和物体各部分间相对位置决定的能叫势能重力势能 EP=mgh h为物体距零势能位置的高度零势能位置可依具体问题解题方便而定,故重力势能的大小只有相对的意义重力势能的变化表示了重力做功的多少弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能机械能守恒定律(动能和势能统称机械能) 在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变 同样,在只有弹力做功的情形下,物体的动能和弹性势能发生相互转化,机械能总量也保持不变。
功和能运动和力冲量 力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量 单位 牛·秒冲量的方向,即力的方向动量 物体的质量和速度的乘积叫做动量 单位:千克·米/秒动量的方向,即速度的方向动量定理 物体所受合力的冲量等于物体的动量变化 表达式Ft=P末-P初(动量定理适用于变力作用的过程)系统动量守恒定律 系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变冲量和动量运动和力匀变速直线运动基本公式:Vt=V0+at S=V0t+at2 运动的合成与分解 已知分运动求合运动叫运动的合成,已知合运动求分运动叫运动的分解运动的合成与分解遵守平行四边形定则平抛物体的运动特点:初速度水平,只受重力分析:水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动规律:水平方向 Vx = V0,X=V0t 竖直方向 Vy = gt,y = 合 速 度 Vt = 与x正向夹角tgθ=匀速率圆周运动特点:合外力总指向圆心(又称向心力)描述量:线速度V,角速度ω,向心加速度α,圆轨道半径r,圆运动周期T规律:F= m =mω2r = m 物 体 的 运 动天体运动问题分析 光的粒子性光电效应 在光的照射下,物体发射电子的现象叫光电效应。
光电效应的特点:①入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率,才可以发生;②光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大;③光电子的发射是光照瞬间进行的;④光电流的强度与入射光强度成正比光子 光在空间传播不是连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子光子的能量E=hv,h=6.63×10-34焦·秒,称普朗克常量爱因斯坦的光电方程:hv-W=mv2,其中W为逸出功,mv2为光电子最大初动能光的波粒二象性 光既有波动性,又有粒子性,故认为光具有波粒二象性(这里的波动性和粒子性都是微观世界中的意义)分子动理论物质是由大量的分子组成的①油膜法测分子的直径②分子直径数量级10-10m,分子质量数量级10-26kg③阿伏伽德罗常数 NA=6.02×10 23mol-1分子永不停息地做无规则运动,实验基础 ①扩散现象;②布朗运动分子间存在相互作用力分子间引力和斥力同时存在,都随距离增大而减小r0=10-10m; r = r0时,f引=f斥;r>r0时,f引>f斥;r<r0时,f引<f斥分子的动能: 分子由于热运动而具有的能量;由温度T决定分子的热能:分子间由相互作用力和相对位置决定的能量:与体积V有关物体的内能:组成物体的所有分子的动能和势能的总和;与T、V有关物体的内能改变内能的物理过程做功——内能和其他形式的能相互转化热传递——物体之间(或物体各部分间)内能的转移W+Q=ΔE能量守恒定律分子动理论 热和功玻尔理论1、原子只能处于一系列不连续的能量状态中,这些状态称为定态。
2、原子从一种定态跃迁到另一种定态时,辐射(或吸收)一定频率的光子光子的能量 hv=E初-E终各定态的能量值叫能级)3、原子的不同能量状态与电子沿不同半径圆轨道绕核运动相对应能量不连续,故可能的电子轨道也不连续卢瑟福核式结构模型 在原子的中心有一个很小的核叫原子核,原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量,带负电的电子在核外绕核旋转重核裂变如: 一个铀核裂变时,放出的几个中子如能再引起其他铀核裂变,就可以使裂变不断地进行下去,这称为链式反应轻核聚变如:(需几百万度高温条件),利用上述反应,均可释放出巨大的核能核力 指把各种核子紧紧地约束在原子核里的力核能 指原子核转变中释放(或吸收)的能量质能方向 E=mc2,指出物体具有的能量和它的质量之间的关系由质能方程可以根据原子核转变中发生的质量亏损Δm,计算出所能释放的核能ΔE(Δm·C2)原子核的组成 原子核由质子和中子组成,质子与中子统称核子具有相同质子数和不同中子数的原子之间,互称同位素人工核转变 发现质子 发现中子 半衰期 指放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间原子核的衰变 指原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化。
天然放射线α射线: α粒子流α粒子就是氦原子核,贯穿本领小,电离作用强β射线:高速电子流β粒子就是电子,贯穿本领强,电离作用弱Υ射线:波长极短的电磁波贯穿本领很强,电离作用很小a粒子散射实验 实验的结果是:绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,少数a粒子发生了较大的偏转,极少数a粒子偏转角超过了90°,极个别的甚至被弹回,偏转角几乎是180°汤姆生模型原子的结构电子的发现原子物理电子的发现原子的结构汤姆生模型a粒子散射实验 实验的结果是:绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,少数a粒子发生了较大的偏转,极少数a粒子偏转角超过了90°,极个别的甚至被弹回,偏转角几乎是180°天然放射线α射线: α粒子流α粒子就是氦原子核,贯穿本领小,电离作用强β射线:高速电子流β粒子就是电子,贯穿本领强,电离作用弱Υ射线:波长极短的电磁波贯穿本领很强,电离作用很小原子核的衰变 指原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化半衰期 指放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间人工核转变 发现质子 发现中子 原子核的组成 原子核由质子和中子组成,质子与中子统称核子具有相同质子数和不同中子数的原子之间,互称同位素。
核力 指把各种核子紧紧地约束在原子核里的力核能 指原子核转变中释放(或吸收)的能量质能方向 E=mc2,指出物体具有的能量和它的质量之间的关系由质能方程可以根据原子核转变中发生的质量亏损Δm,计算出所能释放的核能ΔE(Δm·C2)重核裂变如: 一个铀核裂变时,放出的几个中子如能再引起其他铀核裂变,就可以使裂变不断地进行下去,这称为链式反应轻核聚变如:(需几百万度高温条件),利用上述反应,均可释放出巨大的核能卢瑟福核式结构模型 在原子的中心有一个很小的核叫原子核,原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量,带负电的电子在核外绕核旋转玻尔理论1、原子只能处于一系列不连续的能量状态中,这些状态称为定态2、原子从一种定态跃迁到另一种定态时,辐射(或吸收)一定频率的光子光子的能量 hv=E初-E终各定态的能量值叫能级)3、原子的不同能量状态与电子沿不同半径圆轨道绕核运动相对应能量不连续,故可能的电子轨道也不连续电磁学知识结构图电荷的电势能库仑定律公式 F=k适用于真空中的点电荷之间多个点电荷平衡定义:E=,E与F、q、无关矢量性:方向规定为。












