《力和机械复习》课件

力学复习力学是研究物体在内外力作用下运动规律的一门重要学科从质点的平衡与运动条件,到刚体的旋转运动,再到机械系统的能量守恒,本节将全面复习力学的基本原理课程概述课程目标课程内容教学方式考核方式本课程旨在全面系统地回顾力涵盖力的定义和种类、力的合理论讲授、课堂讨论、课后练期末考试为主,平时表现占一学知识体系,帮助学生巩固和成与分解、力的平衡条件、摩习相结合,并适当安排实践操定比例,注重过程性评价拓展力学的基本概念、原理及擦力、功率、机械能、动量守作环节,提高学生的综合应用应用恒等基础知识同时深入探讨能力各类简单机械的工作原理及应用力的定义和种类力的定义力的种类基本力力是引起物体平衡或运动状态改变的原因力可分为接触力如摩擦力、弹力和作用力在宇宙中存在四种基本力:引力、电磁力、是导致物体加速或改变形状的物理作用如重力、电磁力、原子力等根据形式还强核力和弱核力这些基本力是造成世界运可分为标量力和矢量力行的根源力的合成与分解向量性质1力具有方向和大小力的合成2将多个力合成为一个等效力力的分解3将一个力分解为多个分力力是一个具有方向和大小的矢量量我们可以将多个力合成为一个等效的合力,也可以将一个力分解为多个分力这些操作对于分析力的平衡和物体的运动分析至关重要力的平衡条件合力为零力的矢量平衡对物体来说,所有外力的合力必须物体受到的所有力矢量的代数和为零,这样物体才能保持静止或匀必须为零,即各力的大小和方向必速运动须相互平衡力矩平衡物体所受力矩的代数和必须为零,即顺时针力矩等于逆时针力矩摩擦力的分类和计算静摩擦力1当物体静止时产生的摩擦力,阻碍物体开始运动的力通常用μsN计算动摩擦力2当物体运动时产生的摩擦力,减缓物体运动的力通常用μkN计算滚动摩擦力3当圆柱体或球体在平面上滚动时产生的摩擦力,通常远小于滑动摩擦力功和功率的概念功的定义功率的定义12功是物体在外力作用下发生位功率是单位时间内完成的功移时所做的机械工作单位为反映了物体运动的快慢单位焦耳J为瓦特W功与功率的关系功率的实际应用34功率等于功除以时间功大而功率是评估机械设备性能的重时间短则功率大,反之则功率小要指标,如发动机功率、电动机功率等机械能的定义能量的形式机械能是物体由于位置或者运动而具有的能量包括位能和动能表示与计算位能用重力加速度和物体质量和高度计算动能用物体质量和速度计算能量转化机械能可以相互转换,也可以转化为其他形式的能量,如热能、电能等机械能的转化动能转化运动物体拥有的动能可以通过摩擦力或碰撞等过程转化为其他形式的能量势能转化重力势能和弹性势能可以转化为动能或其他形式的能量，如电能或热能能量守恒在能量转化过程中，总能量保持不变能量可以从一种形式转换为另一种形式动量定义和守恒定律动量定义动量是物体质量与速度乘积,反映物体运动状态动量守恒定律在无外力作用下,物体系的总动量保持不变动量应用动量守恒定律广泛应用于碰撞、爆炸等过程分析冲量的概念和应用定义冲量冲量定律12冲量是一个物体受力过程中力冲量定律表明,物体受力后,其动和时间的乘积它描述了物体量的变化量等于作用力的冲量受力的强度和持续时间这是动量守恒的数学描述冲量的应用安全气囊工作原理34冲量概念广泛应用于汽车安全汽车碰撞时,气囊迅速充气,通过气囊、体育运动中的撞击分析、冲量原理减小乘客受力,从而降机械设计等领域低伤害机械简单机的种类杠杆滑轮斜面楔子杠杆是一种利用支点放大力量滑轮通过改变力的作用点和方斜面通过改变力的作用角度来楔子通过改变力的方向来放大的简单机械杠杆常见于门把向来降低用力滑轮广泛应用放大力量螺丝起子、楔子都力量钉子、斧头等都是利用手、钳子等工具中于起重装置、绞车等机械中是利用斜面原理的简单机械楔子原理的工具杠杆原理及应用施加力的点1施加在杠杆上的力受力点2承受力的点支点3杠杆转动的中心点杠杆原理基于力矩的概念,通过合理地选择施加力的点、受力点和支点,能放大力的大小或改变力的方向,从而提高机械设备的效率应用广泛,如门窗、破冰船、起重机等滑轮原理及应用支点1滑轮系统的固定支点改变力的方向2滑轮可以改变拉力的方向力的放大3多滑轮组合可以放大作用力滑轮是一种常见的简单机械,通过滑轮系统可以改变力的方向和大小,从而提高机械优势滑轮广泛应用于起重机、吊车、登山绳索等场景,是提高机械效率的重要工具斜面原理及应用力的分解1力可以分解成沿斜面方向和法向力两个部分机械优势2斜面可以放大力的作用，提高机械优势应用场景3斜面广泛应用于楼梯、坡道、螺丝和楔子等斜面原理是指利用斜面来放大作用于物体上的力的大小当一个力作用在一个斜面上时，可以分解成沿斜面方向和垂直于斜面的两个分力通过调节斜面的坡度，可以改变分力的比例，从而提高机械优势斜面广泛应用于日常生活中的许多场景，如楼梯、坡道、螺丝和楔子等楔子原理及应用力的放大楔子能将较小的作用力放大为较大的分离力或挤压力撬离与挤压楔子可用于撬起或分离物体,也可用于挤压物体表面广泛应用楔子广泛应用于钉子、楔子、斧头、楔形楔等工具和设备中螺旋原理及应用螺旋力原理1螺旋运动可以将旋转运动转换为直线运动,广泛应用于机械设备中螺旋组件2螺旋组件通常包括螺杆和螺母,通过相互配合实现运动传递螺旋应用3螺旋机构广泛应用于升降机、压缩机、虫轮等机械装置中齿轮传动原理齿轮种类包括直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等多种类型,适用于不同应用场景齿轮传动原理通过齿轮啮合,实现动力从一个轴系传递到另一个轴系,改变转速和扭矩传动比计算根据齿轮齿数比可以计算出传动比,从而确定输出轴的转速和扭矩齿轮设计需要考虑材料强度、加工工艺、润滑等因素,确保齿轮传动可靠稳定液压原理和应用液压系统1利用液体压力传递力量液压缸2将液压力转化为直线运动液压马达3将液压力转化为旋转运动液压阀门4控制液压系统的压力和流量液压系统由液压缸、液压马达和液压阀门等组成它们利用流体的压力传递力量,实现直线运动和旋转运动液压系统具有承载能力强、控制灵活、反应快等优点,广泛应用于工业机械、建筑机械等领域气压原理和应用气压的定义1气压是由气体分子的热运动对容器内壁产生的压力,是气体的基本物理特性气压的测量2使用气压表可以测量气压值,常见单位有帕斯卡Pa、毫米汞柱mmHg等气压的应用3气压广泛应用于机械、电子、医疗等领域,如气动工具、气压制动系统、呼吸机等物体运动的描述运动描述方式运动分析图表坐标系描述可以使用慢动作视频等技术更清楚地观察和通过绘制位移-时间图、速度-时间图等运动在合适的坐标系下,可以用数学语言定量描描述物体的运动过程,捕捉物体的位置变化、图表,可以更直观地分析物体的运动规律和述物体的位置、速度、加速度等运动参数,速度变化等细节信息特征为进一步分析奠定基础均匀直线运动速度恒定路程与时间成正比在均匀直线运动中，物体的速度物体移动的路程和所花费的时间大小和方向都保持不变成正比关系加速度为零动能不变在均匀直线运动中，物体的加速由于速度恒定，物体的动能在整度为零，受力平衡个过程中保持不变加速度运动加速度概念加速度计算加速度分类应用实例加速度是物体运动速度随时间使用速度公式v=u+at计算加等加速度运动速度随时间线性加速度广泛应用于机动车辆、变化的比率加速度可正可负,速度a,其中v为末速度,u为初速变化,非等加速度则呈非线性工程机械、运动训练等领域,表示速度增加或减少度,t为时间变化是理解运动规律的重要概念牛顿运动定律第一定律第二定律12物体将以等速直线运动,除非受物体加速度的大小与作用在物到外力作用体上的合外力成正比,方向与合外力方向相同第三定律3任何两个物体之间的作用力和反作用力大小相等,方向相反重力加速度及其测量重力加速度物体在地球表面自由下落时的加速度，约

9.8m/s²是描述地球引力大小的重要参数测量方法通过自由落体实验、摆动实验等方式测量重力加速度这些实验可以精确测量重力加速度的数值应用重力加速度的测量在工程、航空航天等领域有广泛应用,是许多力学问题的基础力的矢量性质向量表示力力的合成与分解重力的矢量性质力是一个矢量物理量,不仅有大小,还有方向力可以用矢量的方式进行合成和分解,这对地球引力作用于物体的重力是一个重要的垂用箭头可以直观地表示力的大小和方向分析复杂力系统很有帮助直向下的矢量力,必须考虑它的大小和方向绳索和拉力的分析力的分解绳索上的力可分解为沿绳索方向和垂直于绳索的分量,了解力的分解有助于分析平衡条件绳索张力绳索两端的张力大小相等,分析绳索上的作用力有助于计算承受的最大拉力滑轮作用在滑轮系统中,绳索的张力会根据绳索的缠绕情况发生变化,这会影响到负载的平衡抛物线运动分析初速度1确定物体的发射速度发射角度2确定物体的发射角度重力加速度3确定物体受重力加速度的影响抛物线轨迹4根据初速度、发射角度和重力加速度确定抛物线的轨迹抛物线运动是物体在重力作用下随着初速度和发射角度而产生的曲线运动通过分析初速度、发射角度和重力加速度等因素,我们可以预测出物体运动的轨迹以及落点位置,从而更好地理解和控制抛物线运动机械效率的概念定义计算机械效率是衡量机械系统能量转通过输出功与输入功的比值来计换效果的指标算机械效率意义影响因素提高机械效率可以降低能源消耗结构设计、材料选择和维护保养并提高系统性能都会影响机械效率总结和复习通过这一系列的课程,我们已经全面掌握了力和机械的基本概念和原理现在是时候总结归纳这些知识,并进行全面复习,为后续的应用做好准备。