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  • 人教版物理必修一的所有公式

    人教版物理必修一的所有公式
    關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的
    其他人氣:707 ℃時(shí)間:2020-05-23 16:34:00
    優(yōu)質(zhì)解答
    一、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(1)------直線運(yùn)動(dòng)
    1)勻變速直線運(yùn)動(dòng):
    1.平均速度(定義式)v=s/t
    2.有用推論Vt2-Vo2=2as
    3.中間時(shí)刻速度Vt/2= =(Vt+Vo)/2
    4.末速度Vt=Vo+at
    5.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2
    6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
    7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0}
    8.實(shí)驗(yàn)用推論Δs=aT2 {Δs為連續(xù)相鄰相等時(shí)間(T)內(nèi)位移之差}
    9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時(shí)間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h.
    注:
    (1)平均速度是矢量;
    (2)物體速度大,加速度不一定大;
    (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式;
    (4)其它相關(guān)內(nèi)容:質(zhì)點(diǎn)、位移和路程、參考系、時(shí)間與時(shí)刻〔見第一冊(cè)P19〕/s--t圖、v--t圖/速度與速率、瞬時(shí)速度〔見第一冊(cè)P24〕.
    2)自由落體運(yùn)動(dòng)
    1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt
    3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計(jì)算) 4.推論Vt2=2gh
    注:
    (1)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),遵循勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律;
    (2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下).
    (3)豎直上拋運(yùn)動(dòng)
    1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
    3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點(diǎn)算起)
    5.往返時(shí)間t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時(shí)間)
    注:
    (1)全過程處理:是勻減速直線運(yùn)動(dòng),以向上為正方向,加速度取負(fù)值;
    (2)分段處理:向上為勻減速直線運(yùn)動(dòng),向下為自由落體運(yùn)動(dòng),具有對(duì)稱性;
    (3)上升與下落過程具有對(duì)稱性,如在同點(diǎn)速度等值反向等.
    二、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(2)----曲線運(yùn)動(dòng)、萬有引力
    1)平拋運(yùn)動(dòng)
    1.水平方向速度:Vx=Vo 2.豎直方向速度:Vy=gt
    3.水平方向位移:x=Vot 4.豎直方向位移:y=gt2/2
    5.運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)
    6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
    合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
    7.合位移:s=(x2+y2)1/2,
    位移方向與水平夾角α:tgα=y(tǒng)/x=gt/2Vo
    8.水平方向加速度:ax=0;豎直方向加速度:ay=g
    注:
    (1)平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),加速度為g,通常可看作是水平方向的勻速直線運(yùn)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合成;
    (2)運(yùn)動(dòng)時(shí)間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關(guān);
    (3)θ與β的關(guān)系為tgβ=2tgα;
    (4)在平拋運(yùn)動(dòng)中時(shí)間t是解題關(guān)鍵;(5)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體必有加速度,當(dāng)速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng).
    2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)
    1.線速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
    3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
    5.周期與頻率:T=1/f 6.角速度與線速度的關(guān)系:V=ωr
    7.角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系ω=2πn(此處頻率與轉(zhuǎn)速意義相同)
    8.主要物理量及單位:弧長(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);轉(zhuǎn)速(n):r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2.
    注:
    (1)向心力可以由某個(gè)具體力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直,指向圓心;
    (2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,其向心力等于合力,并且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動(dòng)能保持不變,向心力不做功,但動(dòng)量不斷改變.
    3)萬有引力
    1.開普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質(zhì)量無關(guān),取決于中心天體的質(zhì)量)}
    2.萬有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它們的連線上)
    3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m),M:天體質(zhì)量(kg)}
    4.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質(zhì)量}
    5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
    6.地球同步衛(wèi)星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑}
    注:
    (1)天體運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;
    (2)應(yīng)用萬有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等;
    (3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空,運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同;
    (4)衛(wèi)星軌道半徑變小時(shí),勢能變小、動(dòng)能變大、速度變大、周期變?。ㄒ煌矗?;
    (5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9km/s.
    三、力(常見的力、力的合成與分解)
    1)常見的力
    1.重力G=mg (方向豎直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用點(diǎn)在重心,適用于地球表面附近)
    2.胡克定律F=kx {方向沿恢復(fù)形變方向,k:勁度系數(shù)(N/m),x:形變量(m)}
    3.滑動(dòng)摩擦力F=μFN {與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,μ:摩擦因數(shù),FN:正壓力(N)}
    4.靜摩擦力0≤f靜≤fm (與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反,fm為最大靜摩擦力)
    5.萬有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它們的連線上)
    6.靜電力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N•m2/C2,方向在它們的連線上)
    7.電場力F=Eq (E:場強(qiáng)N/C,q:電量C,正電荷受的電場力與場強(qiáng)方向相同)
    8.安培力F=BILsinθ (θ為B與L的夾角,當(dāng)L⊥B時(shí):F=BIL,B//L時(shí):F=0)
    9.洛侖茲力f=qVBsinθ (θ為B與V的夾角,當(dāng)V⊥B時(shí):f=qVB,V//B時(shí):f=0)
    注:
    (1)勁度系數(shù)k由彈簧自身決定;
    (2)摩擦因數(shù)μ與壓力大小及接觸面積大小無關(guān),由接觸面材料特性與表面狀況等決定;
    (3)fm略大于μFN,一般視為fm≈μFN;
    (4)其它相關(guān)內(nèi)容:靜摩擦力(大小、方向)〔見第一冊(cè)P8〕;
    2)力的合成與分解
    1.同一直線上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2)
    2.互成角度力的合成:
    F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2時(shí):F=(F12+F22)1/2
    3.合力大小范圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
    4.力的正交分Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)
    注:
    (1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;
    (2)合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
    (3)除公式法外,也可用作圖法求解,此時(shí)要選擇標(biāo)度,嚴(yán)格作圖;
    (4)F1與F2的值一定時(shí),F1與F2的夾角(α角)越大,合力越小;
    (5)同一直線上力的合成,可沿直線取正方向,用正負(fù)號(hào)表示力的方向,化簡為代數(shù)運(yùn)算.
    四、動(dòng)力學(xué)(運(yùn)動(dòng)和力)
    1.牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律(慣性定律):物體具有慣性,總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止
    2.牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}
    3.牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律:F=-F´{負(fù)號(hào)表示方向相反,F、F´各自作用在對(duì)方,平衡力與作用力反作用力區(qū)別,實(shí)際應(yīng)用:反沖運(yùn)動(dòng)}
    4.共點(diǎn)力的平衡F合=0,推廣 {正交分解法、三力匯交原理}
    5.超重:FN>G,失重:FN6.牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用條件:適用于解決低速運(yùn)動(dòng)問題,適用于宏觀物體,不適用于處理高速問題,不適用于微觀粒子〔見第一冊(cè)P67〕
    注:平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線狀態(tài),或者是勻速轉(zhuǎn)動(dòng).
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