高中物理運(yùn)動和力

高中物理運(yùn)動和力目錄CONTENTS運(yùn)動學(xué)基礎(chǔ)牛頓運(yùn)動定律曲線運(yùn)動與萬有引力動量與沖量機(jī)械能守恒定律振動和波01運(yùn)動學(xué)基礎(chǔ)描述物體運(yùn)動時所選定的參照物體或彼此不作相對運(yùn)動的物體系。參考系為了定量地描述物體的位置及位置的變化而建立的參考系，常構(gòu)建一維、二維和三維坐標(biāo)系。坐標(biāo)系參考系與坐標(biāo)系具有一定質(zhì)量而不計大小尺寸的物體，是物體的一種科學(xué)抽象。質(zhì)點描述物體位置變化的物理量，指從初位置到末位置的有向線段。位移質(zhì)點與位移描述物體運(yùn)動快慢的物理量，是位移和發(fā)生這段位移所用時間的比值。描述物體速度變化快慢的物理量，是速度變化和發(fā)生這一變化所用時間的比值。速度與加速度加速度速度勻變速直線運(yùn)動加速度不變的直線運(yùn)動，包括勻加速和勻減速兩種?；竟矫枋鰟蜃兯僦本€運(yùn)動的位移、速度和時間關(guān)系的公式，如s=v0t+1/2at^2等。勻變速直線運(yùn)動規(guī)律02牛頓運(yùn)動定律慣性定律慣性概念慣性現(xiàn)象牛頓第一定律物體在不受外力作用時，將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。物體保持其運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì)，是物體固有的屬性。如汽車在剎車時乘客會向前傾，是因為乘客具有保持原來運(yùn)動狀態(tài)的慣性。物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，且與物體質(zhì)量的倒數(shù)成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同。加速度定律物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化。動量定理解釋汽車啟動、制動等現(xiàn)象，計算火箭發(fā)射等過程中的加速度和力。應(yīng)用牛頓第二定律

牛頓第三定律作用力和反作用力定律兩個物體之間的作用力和反作用力，在同一條直線上，大小相等，方向相反。動量守恒定律在沒有外力作用的情況下，相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)動量保持不變。應(yīng)用解釋碰撞、爆炸等現(xiàn)象，分析火箭飛行原理等。運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律求解力學(xué)問題，如物體的運(yùn)動軌跡、速度、加速度等。力學(xué)問題求解工程應(yīng)用科學(xué)研究在建筑、機(jī)械、航空航天等領(lǐng)域中，運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和強(qiáng)度校核。在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等科學(xué)研究中，運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律揭示自然規(guī)律。030201牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用03曲線運(yùn)動與萬有引力曲線運(yùn)動的描述方法采用位置矢量、速度、加速度等物理量來描述曲線運(yùn)動。曲線運(yùn)動的分類根據(jù)物體受力情況和初速度方向，曲線運(yùn)動可分為平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動等。曲線運(yùn)動的基本概念物體沿曲線軌跡進(jìn)行的運(yùn)動，其速度方向時刻改變。曲線運(yùn)動描述平拋運(yùn)動圓周運(yùn)動平拋運(yùn)動與圓周運(yùn)動物體沿圓周軌跡進(jìn)行的運(yùn)動，其速度方向始終沿切線方向，加速度指向圓心。圓周運(yùn)動可分為勻速圓周運(yùn)動和變速圓周運(yùn)動。物體以一定的初速度沿水平方向拋出，在重力作用下沿拋物線軌跡運(yùn)動的運(yùn)動。其特點是初速度方向與重力方向垂直。萬有引力定律的內(nèi)容01任何兩個質(zhì)點都存在相互吸引的力，該力與兩質(zhì)點質(zhì)量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。萬有引力定律的表達(dá)式02F=G*m1*m2/r^2，其中G為萬有引力常數(shù)，m1和m2分別為兩質(zhì)點的質(zhì)量，r為它們之間的距離。萬有引力定律的適用范圍03適用于兩質(zhì)點間的相互作用，對于不能視為質(zhì)點的物體，可將其分割為許多很小的質(zhì)點，然后用萬有引力定律求各質(zhì)點間的相互作用力，再將各力合成。萬有引力定律天體運(yùn)動遵循開普勒三定律和萬有引力定律。開普勒第一定律指出所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽在橢圓的一個焦點上；第二定律指出行星和太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積；第三定律指出行星繞太陽一周所需時間的平方和橢圓軌道半長軸的立方成正比。人造地球衛(wèi)星的發(fā)射需要達(dá)到一定的速度才能克服地球引力進(jìn)入太空。衛(wèi)星在太空中的運(yùn)行受到地球引力和其他天體的引力影響，同時還受到太陽輻射壓、大氣阻力等因素的影響。航天技術(shù)的發(fā)展對于人類探索太空、了解宇宙具有重要意義。通過航天技術(shù)，人類可以觀測和研究天體、探索外星生命、開展空間科學(xué)實驗等。同時，航天技術(shù)也在通信、導(dǎo)航、遙感等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。天體運(yùn)動的基本規(guī)律人造地球衛(wèi)星的發(fā)射和運(yùn)行航天技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用天體運(yùn)動與航天技術(shù)04動量與沖量動量定義物體質(zhì)量與速度的乘積，即p=mv，表示物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量。動量定理物體所受合外力的沖量等于物體動量的變化，即Ft=Δp，反映了力對時間的累積效應(yīng)對物體動量變化的影響。動量與動量定理系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零時，系統(tǒng)動量守恒。守恒條件m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'，其中v1和v2是碰撞前兩物體的速度，v1'和v2'是碰撞后兩物體的速度。表達(dá)式適用于宏觀低速物體的碰撞問題，對于微觀高速粒子間的相互作用同樣適用。應(yīng)用范圍動量守恒定律碰撞特點在碰撞過程中，系統(tǒng)動量守恒，同時可能伴隨能量轉(zhuǎn)化和損失。碰撞類型根據(jù)碰撞前后物體動能的變化，可分為彈性碰撞、非彈性碰撞和完全非彈性碰撞。反沖現(xiàn)象兩物體相互作用時，一個物體受到的作用力會使其動量發(fā)生變化，同時另一個物體會受到反作用力而發(fā)生動量變化，這種現(xiàn)象稱為反沖。碰撞與反沖現(xiàn)象03影響火箭飛行的因素包括火箭的質(zhì)量、燃料燃燒產(chǎn)生的氣體速度、噴管形狀和外部環(huán)境因素等。01飛行原理火箭通過向后噴射高速氣流產(chǎn)生反作用力，從而獲得向前的推力實現(xiàn)飛行。02動量守恒在火箭飛行中的應(yīng)用火箭飛行過程中，燃料燃燒產(chǎn)生的氣體高速向后噴出，根據(jù)動量守恒定律，火箭獲得向前的動量從而實現(xiàn)飛行。火箭飛行原理05機(jī)械能守恒定律力在物體上產(chǎn)生的位移效應(yīng)，即力乘以物體在力的方向上通過的位移。功的定義單位時間內(nèi)完成的功，表示做功的快慢。功率的定義功率等于功除以時間，即$P=frac{W}{t}$。功和功率的關(guān)系功和功率123合外力對物體所做的功等于物體動能的增量，即$W_{合}=DeltaE_{k}$。動能定理在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。機(jī)械能守恒定律只有重力或彈力做功，其他力不做功或做功的代數(shù)和為零。機(jī)械能守恒的條件動能定理及機(jī)械能守恒定律彈性勢能物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量，其大小與物體的形變程度和彈性系數(shù)有關(guān)。重力勢能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化在物體運(yùn)動過程中，重力勢能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，遵循機(jī)械能守恒定律。重力勢能物體由于被舉高而具有的能量，其大小與物體的質(zhì)量和所處的高度有關(guān)。重力勢能及彈性勢能不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，如動能和勢能、內(nèi)能和機(jī)械能等。能量轉(zhuǎn)化在一個孤立系統(tǒng)中，總能量保持不變，即能量既不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。能量守恒利用能量轉(zhuǎn)化與守恒思想可以方便地解決一些復(fù)雜的物理問題，如碰撞、反沖、爆炸等。同時，這一思想也是熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的基礎(chǔ)。能量轉(zhuǎn)化與守恒思想的應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化與守恒思想在物理中的應(yīng)用06振動和波簡諧振動及其特征量簡諧振動定義物體在一定位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動，如果在其平衡位置附近的位移與時間的關(guān)系滿足正弦或余弦函數(shù)規(guī)律，則稱這種振動為簡諧振動。特征量振幅A（振動物體離開平衡位置的最大距離）、周期T（完成一次全振動所需的時間）、頻率f（單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)）以及相位ωt+φ0（描述周期性運(yùn)動在各個時刻的狀態(tài)）。由一根不可伸長的細(xì)線和一個可視為質(zhì)點的擺球組成的擺動系統(tǒng)。在重力作用下，擺球繞固定點做往復(fù)運(yùn)動。單擺物體在周期性外力作用下所做的振動。當(dāng)外力的頻率接近或等于物體的固有頻率時，振幅顯著增大的現(xiàn)象稱為共振。受迫振動單擺與受迫振動共振現(xiàn)象產(chǎn)生條件機(jī)械波是機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播。產(chǎn)生機(jī)械波需要兩個條件：一是要有振源，即能夠產(chǎn)生振動的物體；二是要有能夠傳播振動的介質(zhì)。傳播特點機(jī)械波傳播的是振動的形式和能量，而不是質(zhì)點本身。在波的傳播過程中，質(zhì)點只在各自的平衡位置附近做振動，并不隨波定向遷移。機(jī)械波產(chǎn)生條件及傳播特點波的圖像用橫坐標(biāo)表示介質(zhì)中各個質(zhì)點的平衡位置，用縱坐標(biāo)表示各個質(zhì)點在某時刻