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1、力学知识结构图 力 的 概 念 定义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 三要素三要素大小、方向、作用点 矢量性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合力，那几个力叫这个力的分分 力力。 由分力求合力的运算叫力的合成力的合成；由合力求分力的运算叫 力的分解力的分解。遵循平行四边形定则 力的合成与分解符合平行四边形定则。 重力重力由地球对物体的吸引而
2、产生。方向：总是竖直向下。大小 Gmg。g 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 值较小极大下大；通常取 g=9.8 米秒 2。 重心重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。是物体各部分重力的等效，规则的物体在几何中心，不规则用悬挂法确定。 任何两个物体之间的吸引力叫万有引力， 2 R Mm GF=。通常取引力常量 G6.6710-11Nm2kg2。物体的重力可以认为是地球对 物体的万有引力。 弹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
3、缩方向。 胡克定律 F=kx，k 称弹簧劲度系数。重点是弹力方向的判断，a 绳子弹簧 b 点面，面面，点点模型 滑动摩擦力滑动摩擦力产生条件：a 存在弹力 b 接触面粗糙 c 与接触面有相对滑动。 ，重点是方向判断，其方向与接触面相 切，与接触物体相对滑动的方向相反；方法：1 假设法 2 根据物体运动状态 3 根据牛顿第三定律。其大小 f=N。 静摩擦力静摩擦力产生条件：a 存在弹力 b 接触面粗糙 c 与接触面有相对滑动的趋势。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。约等于滑动摩擦
4、力。 摩摩 擦擦 力力 三 种 常 见 的 力 牛顿第一定律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。惯性定理是运动定理。 牛顿第二定律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：(m/s2)。意义：力是改变物体运动状 态的原因。是力学和运动学的桥梁。两种题型：一是知道运动求物体的受力情况，另一种知道受力情况求物体运动。 牛顿
5、第三定律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 功功W=FScos单位：焦（J）变力做功求解方法：1 化变力为恒力 2 若力均匀变化那么取力的平 均值作为恒力 3 微元法 4 利用动能定理或机械能守恒定理求变力的功。求总功的方法：1 先求合 外力再用 W=FScos求解 2 先求各个力所做的功再求代数和 W总=W1+W2+W3+ 正功正功 ：表示动力功(即力与位移夹角小于 900。)负功负功：表示阻力功(即力与位移夹角大于 9
6、00。 ) 功率功率平均功率 t W P=瞬时功率 P=FVcos机车启动问题：1 恒定 F 2 恒定 a 启动 动能动能物体由于运动所具有的能 2 2 mv EK=。 (动能是运动状 态的函数，是标量) 动能定理动能定理合外力所做的功等于 物体动能的变化。表达式 W=EK2EK1（动能定理适 用于变力做功的过程） 势能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。 重力势能重力势能EPmghh 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。 弹性势能弹性势能物体由于发生弹性形
7、 变而具有的能。 机械能守恒定律机械能守恒定律(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。 冲量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 功和能 动量定理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 系统动量守恒定律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
8、的总动量保持不变 冲量和动量 运动和力 匀变速直线运动 速度 Vt=V0+atVt/ 2Vs/2 位移 S=V0t+ 2 1 at2asVVt2- 2 0 2 = 0 2 t vv st + = 2 saT = =s=s2 2-s-s1 1=s=s3 3-s-s2 2 运动的合成与分解：小船渡河：时间最短和位移 最短两种情况。绳子末端速度分解：应按照运动 的实际效果分解，特别注意速度投影定理 平抛物体的运动（注意实验） 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 = 2 2 1 gt 合
9、 速 度Vt= , 22 yx VV+ 与 x 正向夹角 tg= x y V v 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，向心加 速度，圆轨道半径 r，圆运动周期 T。根据合外 力提供向心力， 所以求合外力和确定半径是关键。 规律：F= m r V 2 =m2r = mr T 2 2 4 简谐运动物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是 指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐振动。 振动图线 描述量：振幅 A，周期 T，频率 f (= T 1 )。 相关物理量的周期性变化：位移、回复力、即时速度、即时加速度，动能 与势能等。 单摆周期
10、公式：T=2 g L 机械波振动在媒质中传播形成波； 媒质各点都在各自平衡位置 附近振动但不随波形一起迁移，波是能量传递的一种形式。 波形图线 描述量：波幅 A，波长，波速 V，周期 T，频率 f。 描述公式：V= T =f 波的形式：横波(传播方向和震动方向垂直)和纵波（同向） 。 阻尼振动、受迫振动 振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。 振幅保持不变的振动叫无阻尼振动 或等幅振动。 物体在周期性外力（驱动力）作用下 的振动叫受迫振动。 受迫振动，稳定后的频率等于驱动力 的频率，而当驱动力的频率接近振动物体 的固有频率时，受迫振动振幅增大的现象 叫共振。 干涉波的叠加：两列波重叠区域，任何 一点的
11、位移等于两列波引起的位移的矢量 和。 二列频率相同、振动方向相同的波相 遇， 使媒质中有的地方振动加强， 有的地方 振动减弱， 且加强与减弱部分相间隔的现象 叫波的干涉。 干涉是波特有的现象。 衍射波传播过程中遇到孔和障碍物时， 绕过孔和障碍物的现象叫波的衍射。发生 明显衍射的条件是孔、障碍物的尺寸与波 长可比拟。 衍射是波特有的现象。 物体的运动 A 0 t/s X/cm T x/cm y/cm A 0 V 天 体 运 动 问 题 分 析ma R GMm = 2 R v m R GMm 2 2 = Rm R GMm 2 2 =R T m R GMm 2 2 2 = 常见题型：1 刹车问题：先
12、求停车时间再比较给定时间，然后分两种 情况，一种给的时间比停车时间大那么用停车时间算位移即可，如果 给的时间比停车时间短，那么用给的时间带入计算。 2.自由落体运动：V0=0，a=g 的运动，仅在重力作用下 3.竖直方向的抛体运动（分段法和整体法的区别，对称性） 4 追及和相遇问题：当距离最大最小的时候一般是两物体速度相等的 时候；相遇问题分为相向和同向，关键是找到一个位移的关系。 接上： 1 开普勒三定律 2 万有引力定律 3 宇宙速度的推导计算 4 卫星变 轨 5 同步卫星半径 36000km， 6 随着卫星轨道半径的增大只有绕行周期 变大，其他的量全部变小。常考：中心天体质量和密度的计算
13、，第一 宇宙速度的计算，半径变化对其他量的变化 1.离心和向心现象；2.传动模型 （确定不变量） ； 3.两种临界问题 4.圆锥摆 5 实例：火车汽车过桥 光学知识结构图 几何光学 光的直线传播 (均匀介质) 光的反射 光的折射 本影半影日食月食小孔成像 真空中光速c = 3.0108米/秒 反射定律入射线、 反射线与法线共面， 且分居法线两侧，入射角=反射角。 平面镜成像特点：成虚像;像与物等大 小,正立,且与镜面位置对称。 折射定律光线从第一种媒质射入第 二种媒质时,入射线、折射线与法线共 面，且分居法线两侧；入射角 （i） 与 折射角(r)正弦的比值为一常量 n，n= r i sin s
14、in (n 由两种媒质种类决定)，称为 第二种媒质对第一种媒质的折射率。 如第一种媒质是空气或真空， n 又称为 第二种媒质的折射率。 全反射现象光线从空气 或真空中射向其它媒质(n密 n疏)时,当入射角大于等于 临界角 C 时,折射光线完全 消失,反射光最强.这种现象 叫做全反射。SinC= n 1 光的色散一束白光通过三 棱镜后发生色散,形成按一定 次序(红、橙、黄、绿、蓝、 靛、紫)排列的光谱。 色散现象表明：白光是由各 种单色光组成的复色光，同 种媒质对不同色光的折射率 不同，对紫光折射率最大， 对红光折射率最小。 棱镜光从玻璃棱镜的一 个侧面射入， 从另一个侧面 射出时， 出射光线跟
15、入射光 线相比，向底面偏折。 全反射棱射横截面是 等腰直角三角形的棱镜 叫全反射棱镜。 光的本性 光谱 光的波动性 光的粒子性 发射光谱由发光物体直接产生 的光谱叫发射光谱。 吸收光谱连续光谱中某些波长 的光被物质吸收后产生的光谱叫 吸收光谱 光的干涉 光的衍射 双缝干涉 薄膜干涉 干涉的应用 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：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；光电子的最大 初动能随入射光的频率 增大而增大；光电子 的发射是光照瞬间进行 的；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
16、叫做一个光 子。光子的能量 E=hv， h=6.6310 34J s， 称普 朗克常量。 爱因斯坦的光电方程： hvW= 2 1 mv2，其中 W 为逸出功， 2 1 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） 。 电磁波谱无线电波、红外线、可见光、 紫外线、伦琴射线、r 射线，由低频到高 频，构成了范围非常广阔的电磁波谱。 连续光谱由连续分布的一切波 长的光组成的光谱。 明线光谱（线状谱）由一些不 连续的亮线组成的光谱。 各种元素都有一定的线状谱，元 素不同，线状谱也不同，故线状 谱又称原子光谱。 光谱分析根据光谱来鉴别质和确定它 的化学组成，这种方法叫光谱分析。做 光谱分析时，可利用明线光谱也可以利 用吸收光谱。 热学、原子物理知识结构图 分子动理论 物质是由大量的分子组成的 油膜法测分子的直径 分子直径数量级 10 10m，分子质量数量级 1026kg 阿伏伽德
