《初中物理力学讲解》课件

初中物理力学讲解什么是力学？力学的研究对象定义研究对象重要性力学是物理学的一个分主要研究宏观物体的机支，研究物体的运动和械运动规律，包括物体受力之间的关系，以及的运动状态、受力情况物体平衡的条件它侧以及能量转化等从简重于分析物体在各种力单的抛体运动到复杂的作用下的行为机械系统都是力学的研究对象课程大纲及学习目标课程大纲学习目标12本课程将涵盖基本物理量、运通过本课程的学习，你将能够动学、力学三大板块包括时理解并运用运动学公式解决实间、速度、加速度等概念，以际问题，分析物体受力情况并及重力、弹力、摩擦力等各种进行力的合成与分解，掌握能力的分析还会学习动能、势量转化的规律，解决与压强和能、机械能守恒等能量知识浮力相关的实际问题能将知识与生活现象结合考核方式力学在日常生活中的应用实例交通工具建筑工程体育运动汽车、火车、飞机等交通工具的运行都桥梁、房屋等建筑工程的设计必须考虑体育运动中的各种动作都涉及到力学原离不开力学原理例如，汽车的加速、力学因素例如，桥梁的承重能力、房理例如，跳远、投掷、游泳等都需要减速、转弯等都涉及到力的作用和运动屋的稳定性等都涉及到力的平衡和材料运用力学知识来提高运动成绩运动员的改变飞机的升力和阻力也需要通过的强度高楼大厦的抗风能力也需要进的动作姿势、力量运用等都与力学密切力学分析进行设计行精密的力学计算相关基本物理量和国际单位制基本物理量国际单位制力学中常见的物理量包括长度、国际单位制（）是一套全球通SI质量、时间、力、速度、加速度用的单位系统，用于规范物理量等这些物理量是描述物体运动的计量力学中常用的单位包SI和受力情况的基础每个物理量括米（）、千克（）、秒（m kg都有其特定的单位和符号）、牛顿（）等使用统一的s N单位制可以避免计算错误单位换算在解决实际问题时，经常需要进行单位换算例如，将千米每小时（）换算为米每秒（）掌握常见的单位换算关系，可以提高解km/h m/s题效率和准确性熟悉前缀如千（）、兆（）、毫（）等k Mm标量和矢量的概念标量矢量区分标量是只有大小，没有方向的物理量矢量是既有大小，又有方向的物理量区分标量和矢量对于理解物理概念至关例如，质量、时间、温度、路程等都是例如，位移、速度、加速度、力等都是重要在解决实际问题时，需要根据物标量标量的运算遵循代数法则，可以矢量矢量的运算需要考虑方向，不能理量的性质选择正确的运算方法例如直接进行加减乘除等运算直接进行代数运算，需要遵循平行四边，计算合力时，需要考虑各个力的方向形法则或三角形法则位移、路程和时间路程路程是物体实际运动轨迹的长度，只有大小，没有方向路程是标量，单位为2位移米（m）在单向直线运动中，位移的大小等于路程，但在曲线运动中，位移位移是描述物体位置变化的物理量，是1的大小通常小于路程从初始位置指向最终位置的有向线段，既有大小又有方向位移是矢量，单位时间为米（）m时间是描述物体运动过程的物理量，表示事件发生的先后顺序和持续长短时3间是标量，单位为秒（）时间间隔s是指两个时刻之间的间隔速度的概念定义公式速度是描述物体运动快慢和方向速度的计算公式为速度位移=的物理量速度是矢量，既有大时间，通常表示为/v=Δx/Δt小又有方向速度的方向就是物速度的单位为米每秒（）m/s体运动的方向意义速度的大小表示物体运动的快慢，速度的方向表示物体运动的方向例如，汽车的速度为向东，表示汽车以米每秒的速度向东行驶20m/s20平均速度的计算方法定义公式示例平均速度是描述物体在一段时间内的平平均速度的计算公式为平均速度总例如，某物体在秒内向东运动了米=1050均运动快慢程度的物理量平均速度等位移总时间，通常表示为平，然后又在秒内向西运动了米，则/v=x/t520于总位移除以总时间均速度是矢量，方向与总位移的方向相该物体在这秒内的平均速度为（1550-同），方向向东20/15=2m/s瞬时速度的理解定义获取意义瞬时速度是描述物体在某一时刻或某一位置瞬时速度可以通过取极短时间间隔内的平均在非匀速运动中，瞬时速度随时间变化掌的运动快慢和方向的物理量瞬时速度是矢速度来近似当时间间隔趋近于零时，平均握瞬时速度的概念可以更精确地描述物体的量，既有大小又有方向瞬时速度的方向就速度就趋近于瞬时速度例如，汽车速度表运动状态例如，描述汽车在不同时刻的速是物体在该时刻的运动方向显示的数值可以近似认为是汽车的瞬时速度度变化情况速度单位换算练习单位换算关系示例km/h→m/s1km/h=1/

3.6m/s72km/h=20m/sm/s→km/h1m/s=

3.6km/h25m/s=90km/hcm/s→m/s1cm/s=

0.01m/s150cm/s=

1.5m/s速度单位换算是在解决力学问题中常见的操作熟练掌握单位换算关系可以提高解题效率和准确性例如，将汽车的速度从千米每小时换算为米每秒，以便进行计算加速度的概念定义公式12加速度是描述物体速度变化快加速度的计算公式为加速度慢的物理量加速度是矢量，速度变化量时间，通常表=/既有大小又有方向加速度的示为加速度的a=Δv/Δt方向就是速度变化的方向，不单位为米每二次方秒（m/s²一定是速度的方向）意义3加速度的大小表示物体速度变化的快慢，加速度的方向表示速度变化的方向例如，汽车的加速度为，表示汽车的速度每秒增加2m/s²2米每秒匀速运动的特征速度恒定直线运动相等位移匀速运动是指物体在运匀速运动通常是直线运在相等的时间间隔内，动过程中速度保持不变动，因为速度的方向保物体通过的位移相等的运动速度的大小和持不变在匀速直线运这意味着物体在每个时方向都不随时间变化动中，物体沿一条直线间段内运动的距离相同例如，在高速公路上匀以恒定的速度运动例例如，每隔秒，物1速行驶的汽车，速度表如，在笔直的铁轨上匀体通过的距离都是米5的指针稳定不变速行驶的火车匀速运动的图像分析位移时间图像速度时间图像图像应用--在位移时间图像中，匀速运动表现为一在速度时间图像中，匀速运动表现为一通过图像分析可以直观地了解匀速运动--条直线直线的斜率表示速度的大小条水平直线直线的高度表示速度的大的特征可以根据图像计算速度、位移斜率越大，速度越大例如，一条斜率小例如，一条高度为的直线表示物和时间例如，根据速度时间图像计算10-为的直线表示物体以米每秒的速度匀体以米每秒的速度匀速运动物体在一段时间内通过的位移5510速运动匀变速运动的特征加速度恒定直线运动匀变速运动是指物体在运动过程匀变速运动通常是直线运动，因中加速度保持不变的运动加速为加速度的方向保持不变在匀度的大小和方向都不随时间变化变速直线运动中，物体沿一条直例如，汽车在启动或刹车过程线以变化的的速度运动例如，中，加速度保持不变自由落体运动就是一种匀变速直线运动速度变化在相等的时间间隔内，物体的速度变化量相等这意味着物体在每个时间段内速度的增加或减少量相同例如，每隔秒，物体的速度增加米12每秒匀变速运动的公式推导基本公式匀变速直线运动的基本公式包括速度公式（），位移公v=v₀+at式（），速度位移公式（）这些公x=v₀t+1/2at²v²-v₀²=2ax式描述了速度、位移、加速度和时间之间的关系推导过程这些公式可以通过积分的方法从加速度的定义推导出来例如，从a可以推导出从可以推导出=dv/dt v=v₀+at v=dx/dt x=v₀t+1/2at²公式应用这些公式可以用于解决各种匀变速直线运动问题例如，计算汽车在刹车过程中的位移，计算物体在自由落体运动中的速度自由落体运动分析特征自由落体运动的初速度为零，加速度为物体下落的速度越来越快，下落的g2距离越来越大在空气阻力可以忽略的定义情况下，所有物体都以相同的加速度下落自由落体运动是指物体只在重力作用下1从静止开始下落的运动自由落体运动公式是一种特殊的匀变速直线运动，加速度等于重力加速度g自由落体运动的公式包括速度公式（），位移公式（）v=gt h=1/2gt²3这些公式描述了速度、高度和时间之间的关系可以用于计算物体在自由落体运动中的速度和高度重力加速度的概念定义数值重力加速度是指物体在只受重力重力加速度的大小随地理位置和作用下产生的加速度重力加速高度的变化而略有不同在地球度用符号表示，其大小约为表面，的平均值为g

9.8g

9.8m/s²重力加速度的方向总是竖在赤道附近，的值较小；在两m/s²g直向下极附近，的值较大g应用重力加速度是计算重力和自由落体运动的重要参数可以用于计算物体的重量，也可以用于计算物体在自由落体运动中的速度和高度例如，计算苹果从树上掉落的速度力的概念和特征定义特征效果力是物体之间的相互作用，是改变物体力具有物质性、相互性和矢量性物质力的作用效果包括改变物体的运动状态运动状态的原因力是矢量，既有大小性指力是物体之间的相互作用，必须有和改变物体的形状例如，推车可以使又有方向力可以用箭头来表示，箭头施力物体和受力物体相互性指作用力车运动起来，拉弓可以使弓变形力的的长度表示力的大小，箭头的方向表示和反作用力大小相等，方向相反矢量作用效果取决于力的大小、方向和作用力的方向性指力既有大小又有方向点力的单位和测量测量工具测量力的常用工具是弹簧测力计弹簧2测力计利用弹簧的伸长量与所受拉力成单位正比的原理来测量力的大小使用弹簧力的国际单位是牛顿（N）1牛顿等测力计时，需要注意量程和零点校准1于使千克质量的物体产生米每二次方11秒的加速度的力牛顿是一个导出单位测量方法，可以用基本单位表示为kg·m/s²测量力时，需要明确力的方向和作用点可以将力分解为水平方向和竖直方向3的分力，分别测量后再进行合成例如，测量物体在斜面上受到的摩擦力重力的概念和计算定义公式重力是由于地球的吸引而使物体重力的计算公式为重力质量=受到的力重力的方向总是竖直重力加速度，通常表示为×G=向下，作用点在物体的重心任其中，表示物体的质量mg m何有质量的物体都会受到重力作，表示重力加速度重力的单g用，包括静止和运动的物体位为牛顿（）N影响因素重力的大小与物体的质量成正比，与重力加速度成正比质量越大，重力越大；重力加速度越大，重力越大重力加速度随地理位置和高度的变化而略有不同弹力的概念和特点定义弹力是物体发生弹性形变时产生的力弹力的方向与物体形变的方向相反，总是试图恢复物体的原状例如，弹簧被压缩或拉伸时会产生弹力产生条件弹力产生的条件是物体之间发生弹性接触并发生形变只有发生形变，物体才会产生弹力例如，书本放在桌面上，书本和桌面之间发生形变，产生弹力特点弹力的特点是大小与形变程度有关，方向与形变方向相反形变越大，弹力越大弹力可以是拉力，也可以是压力例如，弹簧被拉伸时产生拉力，被压缩时产生压力胡克定律的内容定律内容劲度系数应用胡克定律描述了弹力与形变量之间的关劲度系数是描述弹簧弹性特性的物理量胡克定律可以用于计算弹簧的弹力，也k系在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧劲度系数越大，弹簧越硬，形变相同可以用于测量力的大小例如，弹簧测的形变量成正比可以用公式表示为的弹簧，弹力越大劲度系数的单位为力计就是利用胡克定律来测量力的还F=，其中表示弹力，表示劲度系数，牛顿每米（）可以用于设计减震系统，利用弹簧的弹kx Fk N/m表示形变量力来吸收冲击能量x摩擦力的类型滑动摩擦力滑动摩擦力是物体之间发生相对滑动时产生的力滑动摩擦力的方向与相对滑2动方向相反，总是阻碍物体之间的相对静摩擦力滑动例如，在地面上滑动的木块受到静摩擦力是物体之间存在相对运动趋势滑动摩擦力作用1时产生的力静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，总是试图阻止物体滚动摩擦力发生相对运动例如，放在斜面上的静滚动摩擦力是物体之间发生滚动时产生止物体受到静摩擦力作用的力滚动摩擦力通常小于滑动摩擦力3，因此滚动比滑动更容易例如，汽车的车轮在地面上滚动时受到滚动摩擦力作用静摩擦力的特点产生条件大小静摩擦力产生的条件是物体之间静摩擦力的大小随外力的变化而存在相对运动趋势只有存在相变化静摩擦力有一个最大值，对运动趋势，物体之间才会产生称为最大静摩擦力当外力小于静摩擦力例如，放在斜面上的最大静摩擦力时，静摩擦力等于物体，受到重力的分力作用，有外力；当外力大于最大静摩擦力向下滑动的趋势，因此会受到静时，物体开始滑动摩擦力作用方向静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反静摩擦力总是试图阻止物体发生相对运动例如，放在斜面上的物体，有向下滑动的趋势，因此静摩擦力的方向沿斜面向上滑动摩擦力的规律规律滑动摩擦力的大小与正压力成正比，与接触面的材料和粗糙程度有关，而与接触面积和相对速度无关可以用公式表示为，其中f=μN f表示滑动摩擦力，表示动摩擦因数，表示正压力μN动摩擦因数动摩擦因数是描述接触面粗糙程度的物理量动摩擦因数越大，接μ触面越粗糙，滑动摩擦力越大动摩擦因数通常小于，单位为无量1纲应用滑动摩擦力在生活中有很多应用例如，汽车的刹车系统就是利用滑动摩擦力来减速的滑动摩擦力也可以用于防止物体滑动例如，鞋底的花纹可以增加鞋与地面之间的摩擦力，防止滑倒摩擦力在生活中的应用行走刹车传送带人在行走时，脚与地面之间产生摩擦力汽车的刹车系统利用摩擦力来减速刹传送带利用摩擦力来输送物体物体放，摩擦力推动人前进没有摩擦力，人车片与刹车盘之间产生摩擦力，将汽车在传送带上，传送带与物体之间产生摩就无法行走，只能在原地打滑鞋底的的动能转化为热能，使汽车减速停止擦力，推动物体前进传送带广泛应用花纹可以增加鞋与地面之间的摩擦力，刹车片需要定期更换，以保证刹车效果于工厂、矿山、港口等地，用于输送各防止滑倒种物品力的平衡条件平衡状态平衡条件物体处于平衡状态是指物体静止物体处于平衡状态的条件是合或匀速直线运动的状态物体在力为零可以用公式表示为∑F平衡状态下，受到的合力为零这意味着物体在方向和=0x y这意味着物体在各个方向上受到方向上受到的合力都为零，即的力相互平衡，∑Fx=0∑Fy=0应用力的平衡条件可以用于分析物体受力情况，判断物体是否处于平衡状态例如，分析放在桌面上的书本受力情况，判断书本是否处于平衡状态还可以用于设计桥梁、房屋等建筑结构，保证结构的稳定性共点力的平衡定义共点力是指作用在物体同一点或作用线相交于一点的几个力例如，用两根绳子悬挂一个物体，绳子对物体的拉力就是共点力平衡条件物体在共点力作用下处于平衡状态的条件是合力为零可以用公式表示为这意味着物体在方向和方向上受到的合力∑F=0x y都为零，即，∑Fx=0∑Fy=0解题方法解决共点力平衡问题的常用方法包括力的合成法、力的分解法、正交分解法可以根据具体情况选择合适的方法例如，用正交分解法解决斜面上物体的受力分析问题力的合成与分解力的分解力的分解是指将一个力等效为几个力的过程分解后的力称为分力力的分解需要明确分力的方向一个力可以分解2力的合成为无数个分力，但通常根据实际情况选择合适的分力方向力的合成是指将几个力等效为一个力的1过程合成后的力称为合力力的合成应用需要考虑力的大小和方向合力可以用平行四边形法则或三角形法则来计算力的合成与分解在力学分析中非常重要可以用于计算合力，分析物体受力情况，解决各种力学问题例如，分析斜3面上物体的受力情况，需要将重力分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向的分力平行力的合成同向平行力反向平行力同向平行力的合力大小等于各个反向平行力的合力大小等于各个力的大小之和，方向与各个力的力的大小之差，方向与较大的力方向相同，作用点在各个力之间的方向相同，作用点在较小的力，且合力作用点到各个力的距离的一侧，且合力作用点到各个力与各个力的大小成反比的距离与各个力的大小成反比如果两个力的大小相等，则合力为零，形成力偶力偶力偶是指大小相等、方向相反、作用在不同位置的两个平行力力偶不能用一个力来等效，但可以产生转动效果例如，转动方向盘、拧螺丝等都是力偶的应用力矩的概念定义单位应用力矩是描述力对物体产生转动效果的物理量力矩的单位是牛顿米（）力矩有正负力矩在力学分析中非常重要可以用于分析·N·m力矩的大小等于力的大小与力臂的乘积之分，通常规定顺时针方向的力矩为正，逆物体转动情况，解决各种转动问题例如，力臂是指从转动轴到力的作用线的距离可时针方向的力矩为负力矩的方向垂直于力分析扳手拧螺丝的力矩，分析门绕门轴转动以用公式表示为，其中表示力矩，和力臂所构成的平面，可以用右手螺旋定则的力矩M=Fd M表示力的大小，表示力臂判断F d杠杆原理类型杠杆可以分为三类省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆省力杠杆的动力臂大于定义阻力臂，可以省力但费距离费力杠杆2的动力臂小于阻力臂，费力但省距离杠杆是一种可以绕固定点转动的刚性物等臂杠杆的动力臂等于阻力臂，不省力体杠杆通常用于省力或省距离杠杆1也不费力，但可以改变力的方向的平衡条件是动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂可以用公式表示为F₁d₁应用，其中表示动力，表示动力=F₂d₂F₁d₁臂，表示阻力，表示阻力臂F₂d₂杠杆原理在生活中有很多应用例如，撬棍是省力杠杆，可以用于撬起重物3镊子是费力杠杆，可以用于夹取细小物体天平是等臂杠杆，可以用于测量物体的质量杠杆的应用实例撬棍镊子天平撬棍是一种省力杠杆使用撬棍时，动镊子是一种费力杠杆使用镊子时，动天平是一种等臂杠杆天平的两臂长度力臂大于阻力臂，因此可以用较小的力力臂小于阻力臂，因此需要较大的力才相等，因此不省力也不费力，但可以准撬起较重的物体撬棍广泛应用于建筑能夹取物体镊子广泛应用于医疗、电确测量物体的质量天平广泛应用于实、矿山等领域，用于搬运重物子等领域，用于夹取细小物体验室、商店等地，用于测量物体的质量滑轮组的原理定义原理应用滑轮组是由多个定滑轮和动滑轮组成滑轮组的原理是使用滑轮组可以减滑轮组在生活中有很多应用例如，的机械装置滑轮组可以省力，也可少拉力的大小，但需要增加拉动绳子起重机、电梯等都使用滑轮组来提升以改变力的方向滑轮组的省力倍数的距离拉动绳子的距离等于物体上重物滑轮组广泛应用于建筑、矿山等于承担物重的绳子的段数例如，升的高度乘以承担物重的绳子的段数、港口等地，用于搬运重物一个由两个定滑轮和一个动滑轮组成因此，使用滑轮组可以省力，但不的滑轮组，其省力倍数为能省功3定滑轮和动滑轮定滑轮定滑轮是指固定不动的滑轮定滑轮不能省力，但可以改变力的方向使用定滑轮时，拉力的大小等于物体的重力，拉动绳子的距离等于物体上升的高度定滑轮的优点是可以方便地改变力的方向，例如将向下的拉力变为向上的拉力动滑轮动滑轮是指可以随物体一起移动的滑轮动滑轮可以省力，但不能改变力的方向使用动滑轮时，拉力的大小等于物体重力的一半，拉动绳子的距离等于物体上升高度的两倍动滑轮的优点是可以省力，但需要增加拉动绳子的距离组合可以将定滑轮和动滑轮组合成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向滑轮组的省力倍数等于承担物重的绳子的段数例如，一个由两个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，其省力倍数为3功的概念和计算公式功的计算公式为功力位移=××，通常表示为，其cosθW=Fs cosθ中表示功，表示力的大小，表示位W Fs2定义移的大小，表示力与位移之间的夹角θ功的单位是焦耳（）功是力作用在物体上，使物体在力的方J1向上发生位移的过程功是能量转化的正功与负功量度如果一个力对物体做了功，则表示有能量从一种形式转化为另一种形式当力与位移的方向相同时，力做正功，表示能量增加当力与位移的方向相反时，力做负功，表示能量减少当力与3位移的方向垂直时，力不做功，表示能量没有发生转化例如，重力对下落的物体做正功，对上升的物体做负功功率的定义定义公式另一个公式功率是描述做功快慢的物理量功率功率的计算公式为功率功时间功率也可以用力和速度表示功率等=/等于单位时间内所做的功功率越大，通常表示为，其中表示于力的大小与物体速度的乘积可以P=W/t P，表示做功越快例如，一台功率为功率，表示功，表示时间功率的用公式表示为，其中表示功W tP=Fv P瓦的机器比一台功率为瓦的单位是瓦特（）瓦特等于焦耳率，表示力的大小，表示物体的速1000500W11F v机器做功更快每秒（）度这个公式适用于力和速度方向相1J/s同的情况机械效率的计算定义机械效率是指有用功与总功的比值机械效率表示机械装置的能量利用率机械效率越高，表示机械装置的能量损失越少例如，一台机械效率为的机器比一台机械效率为的机器能量利用率更高80%60%公式机械效率的计算公式为机械效率有用功总功，通常表示为=/η=W有用总机械效率通常用百分数表示，例如机械效率总是/W80%小于，因为机械装置总会存在能量损失1影响因素机械效率受多种因素的影响例如，摩擦力、机械装置的结构等都会影响机械效率减小摩擦力、优化机械装置的结构可以提高机械效率例如，在机械装置中添加润滑剂可以减小摩擦力，提高机械效率动能的概念定义公式影响因素动能是物体由于运动而具有的能量动动能的计算公式为动能质量动能的大小与物体的质量成正比，与速=1/2××能的大小与物体的质量和速度有关质速度，通常表示为，其度的平方成正比这意味着速度对动能²E k=1/2mv²量越大，速度越大，动能越大例如，中表示动能，表示物体的质量，的影响更大例如，速度增加一倍，动E km v一辆高速行驶的汽车比一辆低速行驶的表示物体的速度动能的单位是焦耳（能增加四倍因此，高速运动的物体具J汽车具有更大的动能）有很大的危险性势能的类型弹性势能弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能量弹性势能的大小与物体的形重力势能2变量有关形变量越大，弹性势能越大例如，被压缩的弹簧比未被压缩的弹重力势能是物体由于被举高而具有的能簧具有更大的弹性势能量重力势能的大小与物体的质量和高1度有关质量越大，高度越高，重力势电势能能越大例如，放在高处的物体比放在低处的物体具有更大的重力势能电势能是电荷在电场中由于位置不同而具有的能量电势能的大小与电荷的电3量和电场强度有关电势能是电荷在电场中相互作用的结果例如，正电荷在负电荷附近具有较低的电势能重力势能的计算定义公式重力势能是物体由于被举高而具重力势能的计算公式为重力势有的能量重力势能的大小与物能质量重力加速度高度=××体的质量和高度有关质量越大，通常表示为，其中E p=mgh，高度越高，重力势能越大重表示重力势能，表示物体E pm力势能的零点可以任意选择，通的质量，表示重力加速度，表g h常选择地面作为零点示物体的高度重力势能的单位是焦耳（）J影响因素重力势能的大小与物体的质量成正比，与高度成正比这意味着质量越大，高度越高，重力势能越大例如，一个质量为千克的物体放在米210高的地方，其重力势能为焦耳2×

9.8×10=196弹性势能的计算定义公式应用弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的弹性势能的计算公式为弹性势能弹性势能在生活中有很多应用例如，弹簧=1/2×能量弹性势能的大小与物体的形变量有关劲度系数形变量，通常表示为床垫利用弹性势能来提供舒适的睡眠体验ײE p=1/2形变量越大，弹性势能越大弹性势能只，其中表示弹性势能，表示劲度系弹簧枪利用弹性势能来发射子弹弓箭利用kx²E pk能由发生弹性形变的物体具有，例如弹簧、数，表示形变量弹性势能的单位是焦耳弹性势能来发射箭矢x橡皮筋等（）J机械能及其转化定义转化摩擦损耗机械能是指物体具有的动能和势能的总机械能可以相互转化动能可以转化为在实际过程中，机械能的转化通常伴随和机械能包括动能、重力势能和弹性势能，势能也可以转化为动能例如，着能量损耗例如，摩擦力会将机械能势能机械能是描述物体运动状态的重物体从高处下落时，重力势能转化为动转化为内能（热能），导致机械能减少要物理量例如，高速行驶的汽车具有能弹簧被压缩后释放时，弹性势能转因此，机械效率总是小于，因为机械1较大的机械能化为动能装置总会存在能量损失机械能守恒定律定律内容公式机械能守恒定律是指在只有重力机械能守恒定律可以用公式表示或弹力做功的情况下，物体的机为，其E k₁+E p₁=E k₂+E p₂械能保持不变这意味着动能和中和表示初状态的动能E k₁E p₁势能的总和保持不变例如，一和势能，和表示末状态E k₂E p₂个物体在空中自由运动时，如果的动能和势能这个公式表示初忽略空气阻力，则其机械能守恒状态的机械能等于末状态的机械能应用机械能守恒定律可以用于解决各种力学问题例如，计算物体从斜面上滑下时的速度，计算单摆运动的周期需要注意的是，只有在满足守恒条件的情况下才能使用机械能守恒定律压强的概念定义压强是描述物体单位面积上所受压力的物理量压强的大小等于压力除以受力面积压强是标量，只有大小，没有方向压强的方向总是垂直于受力面积公式压强的计算公式为压强压力受力面积，通常表示为=/p=F/A，其中表示压强，表示压力的大小，表示受力面积的大小压强p F A的单位是帕斯卡（）帕斯卡等于牛顿每平方米（）Pa111N/m²影响因素压强的大小与压力成正比，与受力面积成反比这意味着压力越大，受力面积越小，压强越大例如，用同样的力按压，针尖比指尖产生的压强更大因此，针尖可以刺穿物体，而指尖不能压强的计算公式固体压强液体压强气体压强固体压强的计算公式为，其中液体压强的计算公式为，其中气体压强是指气体分子对容器壁产生的p=F/A pp=ρgh p表示压强，表示压力的大小，表示受表示压强，表示液体的密度，表示重压力气体压强的大小与气体的温度、FAρg力面积的大小压力是指垂直作用在物力加速度，表示液体的深度液体内部体积和分子数量有关可以用理想气体h体表面上的力受力面积是指物体表面的压强随深度的增加而增大在同一深状态方程来描述气体压强与pV=nRT受到压力的面积度，液体向各个方向的压强相等温度、体积和分子数量之间的关系液体压强特点特点应用液体内部存在压强液体内部的液体压强在生活中有很多应用压强随深度的增加而增大在同例如，水坝的设计需要考虑液体一深度，液体向各个方向的压强压强的影响，保证水坝的稳定性相等液体压强的大小与液体的潜水艇需要承受巨大的液体压密度和深度有关，与液体的形状强，因此需要特殊的设计和材料和体积无关连通器原理可以用于测量液体的液面高度连通器连通器是指底部连通、上端开口的容器在连通器中，当液体静止时，各容器中的液面高度相等这个原理可以用于制作液面计、水位计等测量工具例如，水壶、锅炉水位计等都是利用连通器原理制成的帕斯卡原理原理内容帕斯卡原理是指加在密闭液体上的压强，能够大小不变地传递到液体的各个部分这意味着在密闭液体中，只要在一个地方施加压力，液体就会将压力传递到各个地方，并且压力的大小不会改变公式帕斯卡原理可以用公式表示为，其中表示施加的压强，表示传p₁=p₂p₁p₂递的压强由于压强等于压力除以面积，因此可以得到，其F₁/A₁=F₂/A₂中和表示施加的压力和面积，和表示传递的压力和面积F₁A₁F₂A₂应用帕斯卡原理在生活中有很多应用例如，液压千斤顶、液压刹车等都是利用帕斯卡原理制成的液压千斤顶可以利用较小的力产生较大的力，用于提升重物液压刹车可以利用较小的力产生较大的摩擦力，用于减速停车大气压强的测量实验测量工具影响因素大气压强的测量可以用托里拆利实验进测量大气压强的常用工具是气压计气大气压强随高度的增加而减小在海拔行托里拆利实验使用一根装满水银的压计可以分为水银气压计和金属盒气压较高的地方，大气压强较低大气压强玻璃管，倒立在水银槽中，测量水银柱计水银气压计的精度较高，但使用不还随天气变化而变化例如，晴天气压的高度，从而计算大气压强在标准大方便金属盒气压计体积小巧，使用方较高，阴天气压较低大气压强的变化气压下，水银柱的高度约为厘米便，但精度较低会影响人们的生活和健康76浮力的产生原理原理方向浮力是浸在液体中的物体受到液浮力的方向总是竖直向上，与重体向上托的力浮力的产生原理力的方向相反浮力的作用点在是液体对物体上下表面产生的压物体的重心浮力的方向与液体力差物体下表面受到的压力大的密度有关在密度较大的液体于上表面受到的压力，压力差就中，物体受到的浮力较大是浮力例如，放在水中的木块会受到浮力作用，向上浮起大小浮力的大小与物体排开液体的重力有关物体排开的液体越多，受到的浮力越大这个关系可以用阿基米德原理来描述例如，一艘船的浮力等于船排开水的重力阿基米德原理原理内容阿基米德原理是指浸在液体中的物体所受到的浮力，大小等于物体所排开的液体的重力可以用公式表示为浮排，其中浮表示浮力，排F=G FG表示物体排开的液体的重力排可以用液排来表示，其中液表GρgVρ示液体的密度，表示重力加速度，排表示物体排开的液体的体积g V影响因素浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关液体的密度越大，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大浮力的大小与物体的形状、大小、质量等无关，只与物体排开液体的重力有关应用阿基米德原理在生活中有很多应用例如，船的设计需要考虑阿基米德原理，保证船能够漂浮在水面上潜水艇需要利用阿基米德原理来控制其浮沉测量物体的密度可以用阿基米德原理进行计算物体的浮沉条件漂浮悬浮沉底当物体所受到的浮力等于物体的重力时当物体所受到的浮力等于物体的重力时当物体所受到的浮力小于物体的重力时，物体处于漂浮状态这意味着物体可，且物体的密度等于液体的密度时，物，物体会沉入液体底部这意味着物体以漂浮在液面上，并且只有一部分浸入体处于悬浮状态这意味着物体可以停的密度大于液体的密度例如，石头会液体中例如，木头可以漂浮在水面上留在液体的任何位置，并且不会上浮或沉入水底，因为石头的密度大于水的密，因为木头的密度小于水的密度下沉例如，潜水艇可以通过调节其自度身的重力来实现悬浮浮力的计算方法公式法平衡法浮力的计算可以用公式法当已当物体处于漂浮或悬浮状态时，知物体排开液体的重力时，可以可以使用平衡法根据物体的平直接使用阿基米德原理进行计算衡条件，浮力等于物体的重力，，即浮排液排即浮物物这种方F=G=ρgV F=G=m g当未知物体排开液体的重力时，法适用于求解物体的密度或体积可以使用浮液排进行F=ρgV计算称重法可以使用称重法来测量浮力先测量物体在空气中的重力物，然后测G量物体浸在液体中的视重视浮力等于重力减去视重，即浮物G F=G视这种方法适用于测量不规则物体的浮力-G生活中的浮力应用轮船轮船利用浮力漂浮在水面上轮船的设计需要考虑阿基米德原理，保证轮船能够漂浮在水面上，并且能够承载足够的货物和人员轮船的排水量是指轮船排开水的质量，排水量越大，轮船能够承载的货物和人员越多潜水艇潜水艇利用浮力来实现其浮沉潜水艇通过改变其自身的重力来实现其浮沉当潜水艇需要上浮时，会排出水箱中的水，减小自身的重力，使浮力大于重力，从而上浮当潜水艇需要下沉时，会向水箱中注入水，增加自身的重力，使浮力小于重力，从而下沉热气球热气球利用浮力漂浮在空气中热气球通过加热气球内的空气，减小气球内的空气密度，使气球受到的浮力大于自身的重力，从而上升热气球的高度可以通过调节气球内的空气温度来控制典型力学习题解析例题例题12一个质量为千克的物体，受到一个大小为牛顿的水平推力作一个质量为千克的物体，从高为米的斜面顶端由静止滑下，到21015用，在粗糙的水平面上做匀加速直线运动，加速度为米每二次达斜面底端时的速度为米每秒，求物体在斜面上克服摩擦力所28方秒，求物体与水平面之间的动摩擦因数做的功（）g=10m/s²解析首先分析物体的受力情况，物体受到重力、支持力、推力解析首先分析能量的转化情况，物体从斜面上滑下时，重力势和摩擦力作用根据牛顿第二定律，可以列出，其中能转化为动能和克服摩擦力所做的功根据能量守恒定律，可以F-f=ma表示推力，表示摩擦力，表示质量，表示加速度摩擦力列出摩擦，其中表示质量，表示重力F fm amgh=1/2mv²+W mg等于动摩擦因数乘以支持力，支持力等于重力，即加速度，表示高度，表示速度，摩擦表示克服摩擦力所做f=μN=h vW代入已知数据，可以求出动摩擦因数为的功代入已知数据，可以求出克服摩擦力所做的功为焦耳μmg

0.318力学计算技巧总结受力分析运动分析解决力学问题的第一步是进行受力解决力学问题的第二步是进行运动分析明确物体受到哪些力的作用分析明确物体的运动状态，以及，以及各个力的大小和方向可以物体的速度和加速度可以用运动用力的示意图来表示物体的受力情学公式来描述物体的运动情况例况例如，分析斜面上物体的受力如，分析自由落体运动，需要使用情况，需要将重力分解为沿斜面方自由落体运动的公式向和垂直于斜面方向的分力能量分析解决力学问题的第三步是进行能量分析明确物体在运动过程中能量的转化情况可以用能量守恒定律来描述物体的能量变化例如，分析物体从斜面上滑下时的能量转化情况，需要使用能量守恒定律常见错题分析错题类型常见错题类型包括受力分析错误、运动分析错误、公式运用错误、单位换算错误、忽略摩擦力、忽略空气阻力等例如，在分析斜面上物体的受力情况时，容易忽略摩擦力在计算物体运动的时间时，容易出现单位换算错误原因错题的原因主要包括概念理解不透彻、公式记忆不准确、解题方法不熟练、审题不仔细、计算错误等例如，对重力、弹力、摩擦力的概念理解不透彻，容易出现受力分析错误对运动学公式记忆不准确，容易出现公式运用错误避免方法避免错题的方法包括加强概念理解、熟记公式、多做练习、认真审题、仔细计算等例如，可以通过画图、举例等方式加深对物理概念的理解可以通过做大量的练习题来熟练掌握解题方法在做题时，要认真审题，明确题意，避免遗漏条件力学实验演示实验实验12探究小车速度随时间变化的规律实验器材包括小车、打点计探究加速度与力、质量的关系实验器材包括小车、打点计时时器、纸带、电源、长木板、垫块等实验步骤包括安装实验器、纸带、电源、长木板、垫块、砝码、细线、滑轮等实验步器材、接通电源、释放小车、分析纸带数据、得出结论通过实骤包括安装实验器材、平衡摩擦力、改变小车受到的力、改变验可以探究小车速度随时间变化的规律，验证匀变速直线运动的小车的质量、分析纸带数据、得出结论通过实验可以探究加速规律度与力、质量的关系，验证牛顿第二定律力学知识点总结基本概念基本定律12力学是研究物体运动和受力之力学的基本定律包括牛顿三间关系的物理学分支基本概定律、能量守恒定律、阿基米念包括质量、时间、位移、德原理、帕斯卡原理等掌握速度、加速度、力、动能、势这些基本定律可以解决各种力能、功、功率、压强、浮力等学问题例如，牛顿第二定律理解这些基本概念是学习力可以用于计算物体的加速度学的基础解题方法3解决力学问题的常用方法包括受力分析、运动分析、能量分析等熟练掌握这些解题方法可以提高解题效率和准确性例如，在分析斜面上物体的受力情况时，需要将重力分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向的分力。