高中物理力学课件

高中物理力学课件欢迎来到高中物理力学课程！本课程旨在为学生提供一个全面而深入的力学基础，从基本的概念和定律出发，逐步引导学生掌握解决实际问题的能力通过本课程的学习，你将能够理解力与运动的关系，掌握各种类型的力及其计算方法，为未来的物理学习打下坚实的基础课程概述力学基础平衡与摩擦运动学本课程将从力的基本概念入手，介绍力的课程将深入探讨平衡的概念，包括静力平课程还将深入探讨直线运动和抛体运动，定义、种类以及力的矢量性你将学习牛衡和动力平衡，以及平衡方程的建立此学习匀速直线运动、匀变速直线运动以及顿运动定律，理解力与运动之间的内在联外，还将详细介绍摩擦力，包括静摩擦力、自由落体运动的规律你将掌握位移、速系同时，还将学习力的分解与合成，为动摩擦力以及它们在实际问题中的应用度、加速度等运动学量的计算方法，并能解决复杂力学问题提供工具够解决相关的实际问题力的定义及种类力的定义常见的力12力是物体间的相互作用，是改重力由于地球吸引而产生的变物体运动状态的原因力是力；弹力物体发生形变后产矢量，既有大小，又有方向生的力；摩擦力阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力；分子力分子之间相互作用的力；电磁力电荷之间或磁体之间相互作用的力力的单位3在国际单位制（SI）中，力的单位是牛顿（N）1N定义为使质量为1kg的物体产生1m/s²加速度的力牛顿第一定律定律内容惯性一切物体总保持匀速直线运动状牛顿第一定律也称为惯性定律，态或静止状态，直到有外力迫使它揭示了惯性的存在惯性是物它改变这种状态为止体具有的维持自身运动状态不变的性质，质量是惯性大小的量度适用条件牛顿第一定律只适用于惯性参考系惯性参考系是指不受外力作用或所受合外力为零的参考系牛顿第二定律定律内容理解要点矢量性物体的加速度跟物体所瞬时性力和加速度是F=ma是矢量式，必须受的合外力成正比，跟瞬时对应的独立性规定正方向通常以加物体的质量成反比，加作用在物体上的每个力速度的方向为正方向，速度的方向跟合外力的都独立产生加速度同与加速度同向的力为正，方向相同公式F=ma体性力和加速度是对与加速度反向的力为负同一个物体而言的牛顿第三定律定律内容1两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上性质2大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，同时产生，同时消失，性质相同应用3分析相互作用的物体之间的受力关系，例如人走路时脚对地面的力与地面给脚的反作用力力的分解定义方法应用将一个力分解为几个分力，使分力的作用平行四边形法则以已知力为对角线，将将力分解为水平方向和竖直方向的分力，效果与原力相同力分解为两个分力，分力的大小和方向根方便分析物体的运动状态例如，分析斜据实际情况确定面上物体的受力情况合力的计算互成角度平行四边形法则以分力为邻边，作平行2四边形，合力为对角线余弦定理F²=F1²+F2²+2F1F2cosθ同一直线1方向相同F=F1+F2；方向相反F=多个力|F1-F2|先将多个力分解为水平方向和竖直方向的分力，再分别计算水平方向和竖直方向的合力，最后将两个方向的合力合成为总合3力摩擦力影响因素接触面的粗糙程度，正压力的大小1方向2与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反种类静摩擦力物体有相对运动趋势但未运动；滑动摩擦力物体之3间有相对滑动弹性力定义1物体发生弹性形变后，恢复原状时产生的力胡克定律2F=kx，其中F为弹力，k为劲度系数，x为形变量应用3计算弹簧的弹力，分析弹簧连接的物体的受力情况张力张力是绳子由于形变而产生的，沿着绳子指向绳子收缩方向的力张力的大小与绳子的拉伸程度有关，也与绳子的材质和粗细有关在分析问题时，通常认为绳子是轻质的，忽略绳子的重力重力定义方向作用点由于地球吸引而使物体受到的力公式G竖直向下，指向地心实际上，由于地球自物体的重心重心是指物体各部分所受重力=mg，其中g为重力加速度，通常取转，重力的方向并非严格指向地心，但通常的合力的作用点规则物体的重心在几何中

9.8m/s²可以忽略这种偏差心，不规则物体的重心可以通过实验方法确定平衡的概念平衡是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态平衡状态的物体所受合力为零平衡分为静力平衡和动力平衡静力平衡是指物体处于静止状态；动力平衡是指物体处于匀速直线运动状态分析平衡问题时，首先要确定研究对象，然后分析物体的受力情况，最后根据平衡条件列方程求解平衡方程的建立受力分析坐标系方程确定研究对象，分析物体受到哪些力作用，建立合适的坐标系，将力分解为坐标轴上根据平衡条件，在每个坐标轴上列出力平包括重力、弹力、摩擦力等画出受力图，的分力通常选择物体运动方向或容易分衡方程例如，在x轴上，∑Fx=0；在y标明各个力的大小和方向解力的方向为坐标轴方向轴上，∑Fy=0解方程组，求出未知力的大小和方向静摩擦力产生条件方向大小123接触面粗糙，物体间有相对运动趋势，与物体相对运动趋势方向相反0≤f≤fm，其中fm为最大静摩擦力物体间有弹力作用静摩擦力的大小随外力的变化而变化，不能直接用公式计算通常根据平衡条件或牛顿第二定律求解动摩擦力产生条件方向接触面粗糙，物体间有相对滑动，与物体相对运动方向相反物体间有弹力作用大小f=μN，其中μ为动摩擦因数，N为正压力动摩擦因数与接触面的材料和粗糙程度有关，通常由实验测定滑轮系定滑轮动滑轮滑轮组不省力，但可以改变力省一半力，但不能改变既可以省力，又可以改的方向力的方向变力的方向省力多少取决于承担物重的绳子的段数杠杆原理定义1在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆要素2支点杠杆绕着转动的固定点；动力使杠杆转动的力；阻力阻碍杠杆转动的力；动力臂从支点到动力作用线的距离；阻力臂从支点到阻力作用线的距离平衡条件3动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2力矩的概念定义力臂单位力对物体产生转动效应的物理量力矩等从转动轴到力作用线的距离牛顿·米（N·m）于力乘以力臂力矩的计算方向力矩是矢量，方向可以用右手螺旋定则判2断顺时针方向的力矩为负，逆时针方向的力矩为正公式1M=FL，其中M为力矩，F为力的大小，L为力臂应用计算作用在物体上的力矩，分析物体的转动状态例如，计算扳手拧螺丝的力矩3力矩平衡条件1物体所受的合力矩为零公式2∑M=0，即顺时针方向的力矩之和等于逆时针方向的力矩之和应用3分析物体的转动平衡状态，例如，分析跷跷板的平衡条件万有引力定律内容任何两个物体之间都存在引力，引力的大小与两个物体的质量的乘积成正比，与两个物体之间距离的平方成反1比公式2F=Gm1m2/r²，其中G为万有引力常量，G=

6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²应用计算天体之间的引力，分析天体的运动规律例如，计算地球对3月亮的引力重力加速度赤道北京北极重力加速度是指物体只受重力作用时具有的加速度重力加速度的大小与纬度有关，通常取

9.8m/s²重力加速度的方向竖直向下，指向地心在精确计算中，需要考虑不同地区的重力加速度值质量与重量的区别质量重量物体所含物质的多少，是物体惯性大小的量度质量是标量，只具物体由于地球吸引而受到的力，是矢量，既有大小，又有方向，单有大小，没有方向，单位是千克（kg）质量不随物体所处的位置位是牛顿（N）重量随物体所处的位置而改变，例如，在月球上，而改变物体的重量只有地球上的1/6惯性定律定义应用注意物体具有保持原来运动状态的性质叫做惯解释生活中的惯性现象，例如，汽车紧急惯性不是力，而是一种性质任何物体都性质量是物体惯性大小的量度质量越刹车时，乘客会向前倾；跳远时，助跑可具有惯性，无论物体是静止还是运动大，惯性越大，物体越难改变运动状态以增加起跳速度；用力甩动衣服可以去除灰尘运动的分类直线运动曲线运动12物体沿直线运动例如，匀速物体沿曲线运动例如，抛体直线运动、匀变速直线运动运动、圆周运动变速运动3物体速度大小发生变化的运动例如，匀变速直线运动、变速圆周运动匀速直线运动定义公式物体沿直线运动，且速度大小保v=s/t，其中v为速度，s为位移，持不变t为时间特点加速度为零，合力为零加速度公式定义公式方向速度的变化量与发生这a=vt-v0/t，其中a加速度是矢量，方向与一变化所用时间的比值为加速度，vt为末速度，速度变化的方向相同v0为初速度，t为时间加速度为正，表示物体做加速运动；加速度为负，表示物体做减速运动位移、速度、加速度关系匀速直线运动1位移s=vt；速度v=常量；加速度a=0匀变速直线运动2位移s=v0t+1/2at²；速度vt=v0+at；加速度a=常量关系3位移是速度对时间的积分，速度是加速度对时间的积分匀加速直线运动定义物体沿直线运动，且加速度大小保持不变的运动公式vt=v0+at，s=v0t+1/2at²，vt²-v0²=2as特点加速度为常量，速度均匀变化自由落体运动公式2vt=gt，h=1/2gt²，vt²=2gh定义1物体只受重力作用，从静止开始下落的运动特点初速度为零，加速度为重力加速度g，方向竖直向下3位移、速度、时间关系匀速直线运动1s=vt匀变速直线运动2s=v0t+1/2at²,vt=v0+at自由落体运动3h=1/2gt²,vt=gt抛体运动定义1将物体以一定的初速度抛出，在重力作用下物体所做的运动分类2平抛运动初速度水平；斜抛运动初速度与水平方向成一定角度特点水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动或竖直上抛3运动最高点与水平距离最高点是指物体在竖直方向上到达的最大高度水平距离是指物体从抛出点到落地点的水平距离在斜抛运动中，当抛射角度为45°时，水平距离最大最高点的高度与初速度的竖直分量有关角速度与线速度线速度角速度物体沿圆周运动的瞬时速度v=s/t=2πr/T，其中s为弧长，t为物体绕圆心转动的快慢ω=θ/t=2π/T，其中θ为转过的角度，t时间，r为半径，T为周期为时间，T为周期角加速度定义方向单位角速度的变化量与发生这一变化所用时间角加速度是矢量，方向与角速度变化的方弧度/秒²rad/s²的比值α=ωt-ω0/t，其中α为角加向相同角加速度为正，表示物体做加速速度，ωt为末角速度，ω0为初角速度，t转动；角加速度为负，表示物体做减速转为时间动角动量定理定义公式12物体所受合外力矩的冲量等于∑MΔt=ΔL，其中∑M为合外物体角动量的变化力矩，Δt为时间间隔，ΔL为角动量的变化量应用3分析物体的转动状态，例如，分析花样滑冰运动员旋转速度的变化力矩与角加速度关系转动惯量M=Iα，其中M为力矩，I为转动物体转动惯性大小的量度，与物惯量，α为角加速度体的质量和质量分布有关应用计算物体在力矩作用下的角加速度，分析物体的转动状态机械能概念动能势能机械能物体由于运动而具有的物体由于其位置或状态动能和势能之和机械能量Ek=1/2mv²，而具有的能量重力势能守恒条件只有重力其中m为质量，v为速能Ep=mgh，其中m或弹力做功度为质量，g为重力加速度，h为高度；弹性势能Ep=1/2kx²，其中k为劲度系数，x为形变量动能定理内容1合外力所做的功等于物体动能的变化W合=ΔEk=Ek2-Ek1，其中W合为合外力所做的功，Ek2为末动能，Ek1为初动能特点2只与初末状态有关，与运动过程无关应用3计算物体动能的变化，分析物体的运动状态例如，计算汽车加速行驶时动能的变化势能定理内容重力或弹力所做的功等于物体势能的变化的负值W重=-ΔEp，W弹=-ΔEp特点势能的变化只与初末位置有关，与运动路径无关应用计算物体势能的变化，分析物体的运动状态例如，计算物体从高处落下时重力势能的变化功的计算正功与负功2当0≤θ90°时，力做正功；当90°θ定义≤180°时，力做负功；当θ=90°时，力不做功力与物体在力的方向上发生的位移的乘1积W=Fs cosθ，其中W为功，F为力的大小，s为位移，θ为力与位移之间的夹角单位3焦耳（J）1J=1N·m功率的计算定义单位时间内所做的功P=W/t，其中P为功率，W为功，t为时间1平均功率与瞬时功率平均功率一段时间内所做的功与时间的比值瞬时功率某一时刻所做的2功与时间的比值P=Fv cosθ，其中F为力的大小，v为速度，θ为力与速度之间的夹角单位3瓦特（W）1W=1J/s简单机械杠杆1平衡条件F1L1=F2L2滑轮2定滑轮不省力，动滑轮省一半力斜面3省力但费距离效率计算滑轮组斜面杠杆效率是指有用功与总功的比值η=W有用/W总，其中η为效率，W有用为有用功，W总为总功效率总是小于1，因为存在额外功的损耗，例如摩擦力做功课程总结力学基础平衡与摩擦运动学力的概念、牛顿运动定律、力的分解与合平衡的概念、平衡方程的建立、静摩擦力、直线运动、抛体运动、角速度与线速度、成动摩擦力角加速度。