06年版物理（工）復習串講資料第一篇

　　第一篇 力學

　　1.1基本概念

　　1.2 守恒定律

　　這一篇主要包括兩大部分內(nèi)容：一部分是運動學部分，一部分是力學部分，下面首先為同學們介紹第一部分內(nèi)容：

　　運動學部分首先要了解運動學主要包括哪些物理量及這些物理量之間的關(guān)系是什么？其次要了解運動學中主要的幾種運動類型，運動學中都包含哪些物理量呢？正如上面方框圖中簡單介紹的運動學包括的物理量主要有三個，位移、速度、加速度。

　　位移是一個矢量，表示的是質(zhì)點位置的變動，等于質(zhì)點質(zhì)量，在某段時間內(nèi)位置矢量的增量，提到位移要注意兩點：（1）它是矢量，和路程的定義不同，路程是標量；（2）它和位置矢量有關(guān)，位置矢量和質(zhì)點在空間的位置有關(guān)，它和時間t的函數(shù)稱之為質(zhì)點的運動方向。

　　速度是描述質(zhì)點運動快慢的物理量，以往高中我們計算速度大小時通常利用位移除以時間，這種計算方法算出的速度為平均速度，由于物體運動的多樣性及運動過程中受力的復雜性，物體運動速度是時時刻刻改變的，這就需要知道物體在某一時刻點對應的速度也就是瞬時速度。瞬時速度 為位置矢量對時間的—階導函數(shù)。

　　其物理意義又指瞬時速度是位置矢量 對時間的變化率。

　　瞬時速率是指瞬時速度的大小，而與速度的方向無關(guān)，它是一個標量其大小 即質(zhì)點運動軌跡中弧度對時間的變化率。s=s（t）為質(zhì)點運動軌道的弧長函數(shù)。

　　以上解決了速度的大小，速度是矢量，因此還要明確速度的方向，關(guān)于速度的方向是這樣確定的，質(zhì)點在任一時刻的速度方向總是與該時刻質(zhì)點所在處的軌道曲線相切，并指向前進方向。

　　加速度：描述速度變化快慢的物理量，同樣是矢量，既有大小又有方向，在數(shù)值上等于速度增量和時間間隔 的比值，同樣的這樣計算得出的加速度為平均加速度，當時間間隔 趨近于零時，上述比值的極限值我們稱它為瞬時加速度。即

　　由于速度是位矢對時間的一階導數(shù)，所以加速度是位矢對時間二階導數(shù)，關(guān)于位矢形成的運動方程和速度，加速度之間的導數(shù)關(guān)系一定要重點掌握。

　　下面介紹幾種典型的質(zhì)點運動

　　1.直線運動

　　勻速直線運動比較簡單，其運動方程為 特點是速度為常量。

　　勻變速直線運動特點是加速度保持不變，運動方程 值得一提的是自由下落過程，豎直上拋，豎直下拋，運動均是勻變速直線運動，相關(guān)公式在高中學習過，書上也有詳細列出，請大家參閱教材。

　　2.拋體運動

　　從地面上某點把一物體以一角度投射出去，物體在空中的運動就叫做拋體運動，拋體運動的時候拋出角度也就是初速方向通常和水平是一定角度，因此拋體運動通?？梢詫⑺俣确殖伤胶痛怪狈较騼蓚€分量，相應位移也分為水平、垂直兩段位移，其運動方程和其速率公式如下

　　3.圓周運動，圓周運動是一種比較常見的曲線運動，什么是圓周運動呢？簡單講質(zhì)心繞某一參考點沿著圓的軌道運動，比如手里拿根繩子，繩子一端系一小球，以手為參考點，將小球搖起來，使它在一個垂直于地面的面上繞手作圓的運動，關(guān)于圓周運動又可以分為勻速率圓周運動和變速率圓周運動。

　　勻速率圓周運動，速度大小恒定，速度方向則不斷變化，由于速度是矢量，所以方向的改變意味著必有加速度，其加速度為 其方向指向圓心，與速度垂直，所以是改變速度的方向而不改變速度的大小。

　　對于變速率圓周運動，質(zhì)點速度的大小和方向都在改變，因此它的加速度往往有兩個，一個切向加速度，一個法向加速度，前者改變速度大小，后者改變速度方向。

　　計算公式

　　此外和圓周運動還有關(guān)系的兩個物理量角加速度和角速度。

　　角速度是指質(zhì)點沿圓周運動時，假設走過一段弧長為S，相應的半徑所轉(zhuǎn)過的角度為θ，設角度隨時間t的變化率就是角速度通常用ω表示，即

　　因為角速度的存在，為了避免混淆，我們通常將前面的速度稱為線速度

　　4.相對運動（簡單介紹）

　　下面介紹本章節(jié)的第二部分“力”，自然界力的形成很多，比如，物體由于接觸而產(chǎn)生的壓力、拉力、摩擦力，又如帶電體在電場、磁場中受到的電磁力等，我們在本章節(jié)中主要涉及以下幾種力：

　　A.萬有引力：自然界中的任何兩物體之間都存在著相互吸引，這種力我們稱之為萬有引力。比如地球?qū)Φ孛嫔衔矬w的引力。那么萬有引力如何進行計算呢？量化萬有引力的定律我們稱它為萬有引力定律 ，其中r表示兩物體質(zhì)點間距離， 、為兩物體質(zhì)量，G為任何物體質(zhì)量均適用的普遍常量，被稱作萬有引力常量，G的取值是P28.F為兩物體質(zhì)點間產(chǎn)生的萬有引力。

　　值得說明的上述定律僅對質(zhì)點才成立，比如如果計算兩球體物之間的萬有引力，公式中的r指兩球心間距，

　　B.重力：地球?qū)ζ浔砻娓浇奈矬w的引力，稱之為重力，物體由于重力而產(chǎn)生的加速度我們稱之為重力加速度，重力實質(zhì)是地球?qū)ξ矬w的萬有引力，其大小計算公式 M為地球質(zhì)量，r地心到物體距離，m為物體質(zhì)量。

　　由此得到的重力加速度

　　可見重力加速度和物體本身質(zhì)量無關(guān)，但實際計算過程中g(shù)通常不用計算，直接取值9.81m/s2，一般取9.8m/s2

　　C.彈性力：什么是彈性力呢？所謂的彈性力就是指當具有彈性的物體受到力的作用后發(fā)生形變時，物體總是對使其發(fā)生形變的物體產(chǎn)生力的作用，這種力就是彈性力，典型的彈性力主要有：

　　1.彈簧的彈性力：

　　彈簧彈性力是大家熟悉的，彈簧彈性力的量化也就是計算公式： 這是R為勁度函數(shù)，其單位為N/m，x為位移式中負號表明力和位移方向相反。

　　2.正壓力

　　一個物體和另一個物體接觸，比如一個物體靜止擺放在桌面上，由于重力作用，它將對桌面產(chǎn)生一個壓力，這個壓力就是一種正壓力，它通常沒有明確的計算公式，而需要根據(jù)實際發(fā)生的情況，受力分析計算。通常和物體質(zhì)量有關(guān)系。

　　3.繩中張力

　　當繩子受到拉伸的時候，它會因為略有伸長而形成彈性力，這種拉力的方向沿繩長方向，這種彈性力不僅作用在繩子的兩端連結(jié)的物體上，同時也存在繩子的內(nèi)部。我們把這種拉緊的繩中任一截面兩側(cè)的兩部分通過截面的相互作用力稱之為該截面處張力。值得注意的是，如果繩子可以忽略質(zhì)量的話，則不論繩子靜止還是運動著的，繩中各處張力相等并且等于繩子兩端所受外界給予的拉力的大小。如果繩子的質(zhì)量不能忽略，則張力還和繩子的加速度有關(guān)，這一點要注意，尤其是在解有關(guān)張力的計算題時，一定要看清楚題中條件。

　　D.摩擦力

　　靜摩擦力是指兩物體沒有相對運動但有相對運動趨勢時產(chǎn)生的摩擦力。例如靜摩擦力可以是從零到某個最大值之間的任一數(shù)值，我們將這個最大值稱最大靜摩擦力，其計算公式 H0—靜摩擦系數(shù)，N—正壓力

　　注意：該式只計算的是最大靜摩擦力，對其它處于最大值和零之間靜摩擦的只能根據(jù)實際情況受力分析確定。當物體之間因為滑動而產(chǎn)生的摩擦力，我們稱之為滑動摩擦力，其計算公式 H滑動摩擦系數(shù)。

　　上面我們介紹了幾種常見的力和常見的幾種運動，那么物體受到的力和物體的運動到底有沒有關(guān)系？如果有，那么應該遵循一個什么樣的定律呢？這就引出了牛頓三個重要定律：

　　牛頓第一定律：“任何物體都保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，除非它受到作用力而被近改變這種狀態(tài)”這一定律的實質(zhì)是告訴我們力的作用能夠迫使物體改變運動狀態(tài)，揭示了力和運動的關(guān)系。那么這一關(guān)系如何得到量化呢？這就是牛頓第二定律。

　　牛頓第二定律：物體受到外力作用時，所獲得的加速度a的大小與外力F的大小成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向和外力相同，其數(shù)學表達式這一定律將力 和運動學中物理量加速度 聯(lián)系在一起，明確了它們之間的數(shù)量關(guān)系，這是非常重要的一個定律，是我們習題求解時常用到的。

　　牛頓第三定律講的是作用力和反作用力，因此又被稱為作用力和反作用定律

　　若物體A以力F1作用于物體B，則同時物體B以力 作用于物體A，這兩個力的大小相等，方向相反，兩力作用在同一條直線上，如果F1、F2之間中有一個力稱為作用力，則另一個力叫作反作用力，關(guān)于牛頓第三定律需要強調(diào)的是：

　　作用力和反作用力總是同時存在的

　　作用力和反作用力是作用在不同的物體上

　　作用力和反作用力是屬于同一種類型的力

　　守恒定律這部分主要包括動量守恒定律和能量守恒定律。

　　首先我們來介紹動量守恒定律，從四個方面來介紹：

　　1.質(zhì)點的動量守恒定律

　　和質(zhì)點動量守恒定律相關(guān)的物理量主要有兩個“動量”“沖量”什么是物體的動量呢？

　　物體的質(zhì)量m和其速度v的乘積稱為物體的動量，通常用P表示，動量是一個矢量，單位kg.m/s，沖量是指力在時間上的累積作用。通常用I表示，單位N？S.這是一個矢量，其計算公式

　　牛頓第二定律 指明了受力物體所受的力和加速度關(guān)系，但是這里的力是瞬時作用，物體的運動狀態(tài)也是該瞬時的變化趨勢，那么假使力不是瞬時的而是持續(xù)作用一段時間會產(chǎn)生什么現(xiàn)象呢？

　　根據(jù)

　　推知

　　左右積分

　　容易觀察等式左側(cè)為沖量定義，右邊為狀態(tài)改變前后動量差值，這說明力在時間上累積效果是使受力物體獲得了動量變化，這就是動量定理。

　　2.質(zhì)量系數(shù)的動量定理

　　首先要正確理解質(zhì)點系的概念，上面介紹的動量定理通常以一個物體為研究對象得出的，假如說現(xiàn)在有若干個物體，它們存在相互作用，不言而喻，對這若干個物體中的每個物體單獨而言，上述動量定理是適用的，如果現(xiàn)在我將這若干個物體看作一個整體，那么動量定理對這個整體是不是還成立呢？如果成立，滿足什么條件？這就是質(zhì)點系的動量定理。