《动力与运动规律》课件

动力与运动规律课程简介课程目标课程内容本课程旨在帮助大家掌握动力与运动规律的基本概念，并能够运用这些知识分析和解决实际问题认识动力动力的分类重力弹力12由于地球的吸引而产生的力，方向总是竖直向下物体发生形变后产生的力，方向总是与形变的方向相反摩擦力电磁力3两个相互接触的物体之间，由于相对运动或相对运动趋势而产生的力，方向总是与相对运动或相对运动趋势相反静力与动力的区别静力动力作用在物体上，但不会使物体发生运动状态的改变，例如，一个作用在物体上，可以改变物体的运动状态，例如，一个静止的物静止的物体，如果受到的力是平衡力，物体将保持静止状态体，如果受到的力是不平衡力，物体将开始运动力的特点大小方向12力的强度可以用数值表示力具有方向性，可以用箭头表示作用点3力作用在物体上的特定位置力的合成和分解合成分解将多个力合成一个等效力，称为合力将一个力分解成多个方向上的力，称为分力力矩力矩是力对物体产生转动效应的度量它的大小等于力的大小乘以力臂的长度，其中力臂是指从转轴到力的作用线的垂直距离力矩的方向取决于力的方向和力臂的方向力矩的应用力矩在生活中有着广泛的应用，例如，使用扳手拧螺丝、用方向盘操控汽车、使用门把手开门等，都是力矩的应用实例平衡条件当物体处于平衡状态时，它既不会发生平动，也不会发生转动平衡条件是指物体处于平衡状态时必须满足的条件，包括合力和合力矩都为零也就是说，物体所受到的所有力的合力为零，且物体所受到的所有力矩的合力矩也为零物体的平衡物体可以处于三种平衡状态稳定平衡、不稳定平衡和随遇平衡当物体受到扰动后，能够自动恢复到原来的平衡位置，则称该物体处于稳定平衡状态当物体受到扰动后，不能自动恢复到原来的平衡位置，反而会远离原来的平衡位置，则称该物体处于不稳定平衡状态当物体受到扰动后，能够保持在新的位置上平衡，则称该物体处于随遇平衡状态摩擦力摩擦力是两个相互接触的物体之间，由于相对运动或相对运动趋势而产生的阻碍运动的力摩擦力的方向总是与相对运动或相对运动趋势的方向相反摩擦力的种类静摩擦力滑动摩擦力12当物体处于静止状态或相对静当物体发生相对滑动时，物体止状态时，物体之间存在的摩之间存在的摩擦力擦力滚动摩擦力3当一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力牛顿第一定律牛顿第一定律，也称为惯性定律，指出一个物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动状态也就是说，物体保持其运动状态不变的趋势，这种趋势称为惯性惯性概念惯性是物体保持其运动状态不变的趋势一个物体的惯性大小取决于它的质量，质量越大，惯性越大例如，一辆汽车比一辆自行车更容易保持其运动状态，因为汽车的质量更大牛顿第二定律牛顿第二定律指出，物体的加速度的大小与其所受的合外力成正比，与其质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同公式，其中表示合F=ma F外力，表示物体的质量，表示物体的加速度m a质量的定义质量是物体所含物质的多少，它是物体惯性大小的度量质量是一个标量，它通常用千克（）来表示质量是一个基本物理量，它与物体的体积和密度kg有关重力加速度重力加速度是指物体在重力场中自由下落时，其速度每秒增加的量，通常用字母表示地球表面的重力加速度约为，也就是说，物体每秒的速g

9.8m/s²度增加米重力加速度的大小会随着纬度和海拔高度的变化而略有改变

9.8自由落体运动自由落体运动是指物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动自由落体运动是一种匀加速直线运动，其加速度等于重力加速度自由落体运动的规律可以由牛顿第二定律推导出来，其运动方程为，其中表示下落的高度，表示下落的时间h=1/2gt²h t抛体运动抛体运动是指物体被抛出后，只在重力作用下运动的运动抛体运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动由于重力的作用，抛体运动的轨迹通常是一个抛物线抛体运动的规律可以用牛顿第二定律和运动学公式来描述牛顿第三定律牛顿第三定律指出，当两个物体相互作用时，它们之间会产生大小相等，方向相反的两个力，这两个力分别称为作用力和反作用力作用力和反作用力同时产生，同时消失，且作用在不同的物体上作用力与反作用力例如，当你推墙壁时，你的手对墙壁施加了一个推力，同时墙壁也会对你的手施加一个大小相等、方向相反的推力这个例子说明，作用力和反作用力是同时存在的，它们是相互作用的结果动量概念动量是物体运动状态的度量，它的大小等于物体的质量乘以其速度动量是一个矢量，其方向与物体的速度方向相同动量的单位是千克米每秒（）kg·m/s动量守恒定律动量守恒定律指出，一个系统不受外力作用时，系统的总动量保持不变也就是说，系统的动量总和在任何时候都是恒定的，即使系统中的物体相互作用动量守恒定律是自然界中的一个基本定律，它在物理学和工程学中有着广泛的应用动量的应用动量守恒定律在现实生活中有着广泛的应用，例如，火箭发射时，火箭向后喷出燃气，根据动量守恒定律，火箭获得一个向前的动量，从而推动火箭升空另外，枪械射击时，枪械获得一个向后的反冲动量，这是由于子弹获得一个向前的动量造成的动量守恒定律也是解释碰撞现象的重要工具动能概念动能是指物体由于运动而具有的能量动能的大小与物体的质量和速度有关，具体公式为，其中表示动能，表Ek=1/2mv²Ek m示物体的质量，表示物体的速度v动能定理动能定理指出，物体动能的变化量等于合外力做功的功也就是说，当物体受到合外力做功时，它的动能就会发生改变如果合外力对物体做正功，物体的动能就会增加；如果合外力对物体做负功，物体的动能就会减少势能概念势能是指物体由于其所处的位置或状态而具有的能量势能的种类有很多，例如重力势能、弹性势能、电势能等重力势能是指物体由于高度而具有的能量，它与物体的质量和高度有关弹性势能是指物体由于形变而具有的能量，它与物体的弹性系数和形变的大小有关机械能定理机械能定理指出，在一个系统中，如果只有保守力做功，则系统的机械能守恒机械能是指动能和势能的总和也就是说，系统的机械能不会消失，只会从一种形式转换为另一种形式例如，一个从高处落下的物体，它的重力势能会逐渐转化为动能能量转换与守恒能量转换是指能量从一种形式转换为另一种形式的过程能量守恒定律指出，在一个封闭系统中，能量的总量保持不变，它不会消失，也不会凭空产生，只会从一种形式转换为另一种形式例如，一个发电机将机械能转化为电能，一个电灯泡将电能转化为光能和热能简单机械简单机械是用来改变力的方向、大小或运动方式的工具常用的简单机械包括杠杆、滑轮、斜面、楔子、轮轴等简单机械可以使我们用较小的力完成较大的工作，例如，使用杠杆撬动石头，使用滑轮提升重物杠杆定律杠杆定律指出，作用在杠杆上的力矩之和等于零杠杆定律可以用公式F1L1来表示，其中表示作用在杠杆上的动力，表示动力臂，表示=F2L2F1L1F2作用在杠杆上的阻力，表示阻力臂杠杆定律说明了力的方向、大小和作L2用点之间的关系滑轮滑轮是一种用来改变力的方向或大小的简单机械滑轮可以分为定滑轮和动滑轮定滑轮的作用是改变力的方向，它不会改变力的大小动滑轮的作用是改变力的方向和大小，它可以使我们用较小的力提升较重的物体斜面斜面是一种用来改变力的方向或大小的简单机械斜面的作用是使我们用较小的力将物体提升到一定的高度斜面的倾斜程度决定了力的方向和大小倾斜程度越大，所需的力就越小，但需要移动的距离就越长楔子楔子是一种用来分离或固定物体的简单机械楔子的作用是利用其尖锐的形状将物体劈开或固定楔子通常由金属或木材制成，它可以用来劈开木材、固定门窗等轮轴轮轴是一种用来改变力的方向或大小的简单机械轮轴由一个轮子和一个轴组成，轮子的半径大于轴的半径通过旋转轮子，我们可以带动轴旋转，从而实现力的放大或方向的改变轮轴在日常生活和工业生产中有着广泛的应用，例如，门把手、方向盘、螺丝刀等都是轮轴的应用实例应用举例动力与运动规律在现实生活中有着广泛的应用，例如，汽车、飞机、轮船等交通工具的运动，桥梁、建筑物的建造，机器的运行，以及体育运动等，都与动力与运动规律息息相关了解动力与运动规律可以帮助我们更好地理解这些现象，并利用这些规律解决实际问题单摆单摆是一种由一根不可伸长的轻绳和一个质量不计的质点组成的振动系统单摆的运动周期取决于绳子的长度和重力加速度单摆的运动周期公式为，其中表示单摆的运动周期，表示绳子的长度，表示重力加速度T=2π√L/g TL g多摆多摆是由多个单摆组成的振动系统多摆的运动比单摆更加复杂，它可以产生各种各样的运动模式例如，多个单摆的运动可以产生同步振动、反相振动、混沌振动等简单谐振动简单谐振动是指一个物体在平衡位置附近做往复运动，且运动的加速度与位移成正比，并总是指向平衡位置简单谐振动是一个非常重要的振动模型，它可以用来描述许多物理现象，例如，弹簧振动、单摆振动、声波振动等简单谐振动的特点周期性振幅12简单谐振动是一种周期性的运简单谐振动的振幅是指物体偏动，它的运动周期是一个常离平衡位置的最大距离数频率3简单谐振动的频率是指物体每秒钟完成的振动次数总结与拓展动力与运动规律是一门非常重要的学科，它揭示了物体运动背后的力量，并为我们提供了理解和解决实际问题的方法我们学习动力与运动规律不仅可以帮助我们更好地理解自然现象，还可以应用这些知识来设计和制造各种机器，从而改善人类的生活未来，我们可以进一步学习更高级的动力学和运动学知识，探索更复杂的物理现象，并应用这些知识推动科技进步。