1. El equilibrio de los objetos de fuerza
1. La fuerza es el efecto de un objeto sobre un objeto. Es la razón por la que el objeto se deforma y cambia su estado de movimiento. , produce aceleración). La fuerza es vectorial.
2. Gravedad (1) La gravedad es causada por la atracción de la Tierra hacia los objetos.
[Nota] La gravedad es causada por la atracción de la Tierra, pero no se puede decir. que la gravedad es la tierra. La atracción de la gravedad es un componente de la gravitación universal.
Pero cerca de la superficie terrestre, se puede considerar que la gravedad es aproximadamente igual a la gravitación universal
(2). ) La magnitud de la gravedad: G=mg en la superficie terrestre, G/=mg/ a una altura h sobre el suelo, donde g/=[R/(R h)]2g
(3) Dirección de gravedad: verticalmente hacia abajo (no necesariamente apuntando al centro de la tierra).
(4) Centro de gravedad: el punto donde actúa la fuerza gravitacional resultante sobre cada parte del objeto. El centro de gravedad del objeto no está necesariamente sobre el objeto. 3. Causa de la fuerza elástica (1): debido a Ocurre cuando un objeto que sufre deformación elástica tiene tendencia a recuperar su deformación
(2) Condiciones de ocurrencia: ① Contacto directo;
(3) Dirección de la fuerza elástica: Opuesta a la dirección de deformación del objeto, el objeto que recibe la fuerza elástica es el objeto que causa la deformación, y el objeto que aplica la fuerza es el objeto que se deforma. En el caso de contacto punto-superficie, es perpendicular a la superficie;
En el caso de dos superficies curvas En el caso de contacto (equivalente a contacto puntual), el plano tangente común es perpendicular a la superficie. punto de contacto.
①La dirección de la fuerza de tracción de la cuerda siempre es a lo largo de la cuerda y apunta a la dirección de contracción de la cuerda, y en una cuerda ligera la tensión es la misma en todas partes.
②La varilla ligera puede producir presión y tensión, y la dirección no es necesariamente a lo largo de la varilla.
(4) El tamaño de la fuerza elástica: en circunstancias normales, debe resolverse según el estado. del movimiento del objeto, usando condiciones de equilibrio o la ley de Newton La fuerza elástica del resorte se puede resolver mediante la ley de Hooke
★Ley de Hooke: Dentro del límite elástico, el tamaño de la fuerza elástica del. resorte y la forma del resorte La variable es proporcional, es decir, F = kx.k es el coeficiente de rigidez del resorte, que solo está relacionado con el resorte en sí, y la unidad es N / m. p> 4. Fricción
(1) Condiciones de ocurrencia: ① Hay presión entre objetos en contacto entre sí ③ La superficie de contacto no es lisa ③ Hay movimiento relativo (fricción deslizante) o una; tendencia del movimiento relativo (fricción estática) entre los objetos en contacto. Falta uno de estos tres puntos.
(2) La dirección de la fuerza de fricción: a lo largo de la dirección tangente de la superficie de contacto. opuesta a la dirección del movimiento relativo o tendencia del movimiento relativo del objeto, y puede ser igual o opuesta a la dirección del movimiento del objeto
(3) Método para determinar la dirección de la fricción estática:
① Método de hipótesis: primero, suponga que la superficie de contacto de los dos objetos es lisa. En este momento, si los dos objetos no se mueven entre sí, significa que no tienen tendencia a moverse. entre sí, y no hay fricción estática; si dos objetos se mueven entre sí, significa que originalmente tenían una tendencia de movimiento relativo, y la dirección de la tendencia de movimiento relativo original es la misma que la de Movimiento relativo cuando se supone que la superficie de contacto es suave. Entonces la dirección de la fuerza de fricción estática es relativa al objeto. La dirección de la tendencia del movimiento es opuesta para determinar la dirección de la fuerza de fricción estática. ②Método de equilibrio: la dirección de la fuerza de fricción estática se puede juzgar en función de las dos condiciones de equilibrio de fuerza.
(4) Tamaño: primero determine de qué tipo es Fricción y luego analícela y resuélvala de acuerdo con su. leyes respectivas.
①Fricción por deslizamiento: Calcular usando la fórmula f=μF N, donde FN es la presión positiva del objeto, que no necesariamente es igual a la gravedad del objeto. Incluso puede que no tenga nada que ver. tiene que ver con la gravedad. O se puede resolver utilizando condiciones de equilibrio o la ley de Newton según el estado de movimiento del objeto.
② Tamaño de la fuerza de fricción estática: el tamaño de la fuerza de fricción estática puede variar entre 0 y f máx. , y generalmente debe basarse en El estado de movimiento de un objeto se resuelve mediante condiciones de equilibrio o la ley de Newton
5. Análisis de fuerza del objeto
(1) Determinar el objeto bajo. estudie y analice los efectos de los objetos circundantes sobre él. No analice la fuerza ejercida por el objeto sobre otros objetos, y no piense erróneamente que la fuerza que actúa sobre otros objetos actúa sobre el objeto de investigación mediante "transmisión de fuerza". p>
(2) Presione Análisis secuencial de "fuerzas de propiedad". Es decir, análisis en el orden de gravedad, fuerza elástica, fuerza de fricción y otras fuerzas. No confunda "fuerza de efecto" con "fuerza de propiedad" y. repita el análisis.
(3) Si hay una La dirección de la fuerza es difícil de determinar y se puede analizar utilizando el método de hipótesis Primero suponga que la fuerza no existe, imagine cómo está el objeto. El estudio se moverá y luego examinará en qué dirección debe estar la fuerza para que el objeto pueda alcanzar el estado de movimiento dado.
6. Fuerza y fuerza componente: Si una fuerza actúa sobre un objeto, el efecto que produce es el mismo que el efecto que producen varias fuerzas actuando juntas son iguales, esta fuerza se llama fuerza resultante de esas fuerzas.
, y esas fuerzas se llaman componentes de esta fuerza. (2) El método fundamental de síntesis y descomposición de fuerzas: la regla del paralelogramo
(3) Síntesis de fuerzas: Encuentra los valores de varias fuerzas conocidas. La fuerza resultante se llama fuerza resultante.
El rango de valores de la fuerza resultante F de las dos fuerzas (F 1 y F 2 ) en el punto *** es: |F 1 -F 2 | ≤F≤F 1 F 2.
(4) Descomposición de fuerza: Encontrar los componentes de una fuerza conocida se llama descomposición de fuerza (la descomposición de fuerza y la síntesis de fuerza son operaciones inversas entre sí).
En problemas prácticos, el efecto real producido por la fuerza conocida generalmente se descompone; para facilitar la investigación de ciertos problemas, en muchos problemas se utiliza el método de descomposición ortogonal. 7. ***Balance de fuerzas puntuales
(1) ***Fuerza puntual: varias fuerzas que actúan sobre un mismo punto del objeto, o cuyas líneas de acción se cruzan en un punto
.(2) Estado de equilibrio: un objeto que mantiene un movimiento lineal uniforme o permanece estacionario se denomina estado de equilibrio, que es un estado en el que la aceleración es igual a cero.
(3)★***. La condición de equilibrio de un objeto bajo la acción de una fuerza puntual: la fuerza externa neta sobre el objeto es cero, es decir, ∑F=0. Si se utiliza el método de descomposición ortogonal para resolver el problema de equilibrio, las condiciones de equilibrio deben ser. : ∑Fx =0, ∑Fy =0.
(4) Métodos comunes para resolver problemas de equilibrio: método de aislamiento, método holístico, método gráfico, método de similitud de triángulos, método de descomposición ortogonal, etc.
2. Movimiento lineal
1. Movimiento mecánico: el movimiento de un objeto con respecto a otro objeto. El cambio de posición se llama movimiento mecánico, denominado movimiento, que incluye movimiento de traslación, rotación y Vibración Para estudiar el movimiento de un objeto, es necesario seleccionar un objeto de referencia (es decir, un objeto que se supone estacionario). Para el movimiento del mismo objeto, dependiendo del objeto de referencia seleccionado, la descripción de. su movimiento será diferente. La tierra se usa generalmente como objeto de referencia para estudiar el movimiento del objeto.
2. Punto de masa: se usa para reemplazar el objeto que solo tiene masa pero no tiene forma ni tamaño. Es un modelo físico idealizado. El tamaño de un objeto por sí solo no puede utilizarse como base para considerarlo como una partícula.
La distancia y el desplazamiento son conceptos completamente diferentes. En términos de tamaño, el tamaño del desplazamiento es generalmente menor que la distancia. Sólo en el movimiento lineal en una dirección, el tamaño del desplazamiento es igual a la distancia. /p>
4. Velocidad y velocidad
(1) Velocidad: una cantidad física que describe qué tan rápido se mueve un objeto.
①Velocidad promedio. : el desplazamiento de una partícula dentro de un cierto período de tiempo y la relación del tiempo que tarda en ocurrir este desplazamiento se llama velocidad promedio v durante este período (o desplazamiento), es decir, v = s/t. La velocidad es una descripción aproximada del movimiento de velocidad variable.
②Velocidad instantánea: movimiento La velocidad de un objeto en un momento determinado (o en una posición determinada) apunta hacia el lado delantero a lo largo de la tangente al punto donde se encuentra la partícula. se encuentra en la trayectoria. La velocidad instantánea es una descripción precisa del movimiento de velocidad variable.
(2) Velocidad: ①La velocidad solo tiene magnitud, no tiene dirección y es una cantidad escalar.
②Velocidad promedio: la relación entre la distancia recorrida por una partícula en un cierto período de tiempo y el tiempo transcurrido se llama velocidad promedio durante este período. En general, velocidad variable La velocidad promedio en movimiento no es necesariamente igual a la velocidad promedio. son iguales sólo en movimiento lineal en una dirección.
5. Aceleración
(1) La aceleración describe el cambio en la velocidad. Es una cantidad física de velocidad, que es un vector. también se llama tasa de cambio de velocidad
(2) Definición: En el movimiento lineal uniforme, la relación entre el cambio de velocidad Δv y el tiempo Δt que tarda en ocurrir este cambio se llama aceleración uniforme. del movimiento lineal de velocidad variable está representado por a.
(3) Dirección: consistente con la dirección del cambio de velocidad Δv Pero no necesariamente consistente con la dirección de v.
[. Nota] Aceleración No tiene nada que ver con la velocidad mientras la velocidad cambie, no importa cuán grande o pequeña sea, siempre que la velocidad no cambie (velocidad uniforme), no importa cuán grande sea; la velocidad es, la aceleración siempre es cero; siempre que la velocidad cambie rápidamente, no importa si la velocidad es grande, pequeña o cero, la aceleración del objeto es grande
6. Movimiento lineal uniforme. (1) Definición: Un movimiento lineal con igual desplazamiento en cualquier tiempo igual se llama movimiento lineal uniforme.
(2) Características: a=0, v=constante (3) Fórmula de desplazamiento: S=vt.
7. Movimiento lineal de velocidad uniforme (1) Definición: Un movimiento lineal con cambios iguales de velocidad en un tiempo igual se denomina movimiento lineal de velocidad uniforme
(2) Características: a=constante (3)★Fórmula: Fórmula de velocidad: V=V0 en Fórmula de desplazamiento: s=v0t en2
Fórmula de velocidad y desplazamiento: vt2-v02=2como velocidad promedio V=
Las ecuaciones anteriores son todas ecuaciones vectoriales. Al aplicar, se debe especificar la dirección positiva y luego el vector se debe convertir en una cantidad algebraica para resolver. Generalmente, la dirección de la velocidad inicial se selecciona como la dirección positiva. que es consistente con la dirección positiva toma el valor de " ", y todo lo que es opuesto a la dirección positiva toma el valor de "-".
8. 1) Una partícula que se mueve en línea recta a una velocidad uniforme. La diferencia de desplazamiento dentro de dos tiempos iguales consecutivos T es una constante, es decir,
ΔS=Sn l –Sn=aT2 =constante
(2) Movimiento lineal de velocidad uniforme La velocidad instantánea de una partícula en un momento intermedio dentro de un cierto período de tiempo es igual a la velocidad promedio durante este período, es decir:
9. Movimiento de caída libre
(1) Condición: Inicial La velocidad es cero y solo se ve afectada por la gravedad (2) Propiedades: Es un movimiento lineal uniformemente acelerado con una velocidad inicial de cero, a=g.
(3) Fórmula:
10. Imagen en movimiento
(1) Imagen de desplazamiento (imagen st): ①La pendiente de la recta tangente en un punto en la imagen representa la velocidad correspondiente en ese momento;
②La imagen es una línea recta que indica que el objeto se mueve en línea recta a una velocidad constante. Movimiento, si la imagen es una curva, representa
El objeto se mueve con velocidad variable;
③La imagen cruza el eje horizontal, lo que indica que el objeto se mueve de un lado del punto de referencia al otro lado.
(2) Velocidad imagen (imagen v-t): ①En la imagen de velocidad, se puede leer la velocidad del objeto en cualquier momento
② En la imagen de velocidad, el desplazamiento del objeto dentro de un período de tiempo es igual; al valor de la imagen de velocidad del objeto y el área encerrada por este eje de tiempo
③En la imagen de velocidad, la aceleración del objeto en cualquier momento es la pendiente de la línea tangente del punto correspondiente en el. imagen de velocidad.
④La línea del gráfico intersecta el eje horizontal, lo que indica que el objeto La velocidad del movimiento es en la dirección opuesta
⑤ La línea recta representa un objeto que se mueve a una velocidad uniforme. o un movimiento en línea recta a una velocidad uniforme; la curva representa un objeto que se mueve a una velocidad constante
Leyes del movimiento de Newton
★1. mantener siempre un estado de movimiento lineal uniforme o de reposo hasta que una fuerza externa lo obligue a cambiar este estado de movimiento.
(1) El movimiento es una propiedad de un objeto, y el movimiento de un objeto no lo requiere. fuerza para mantenerlo.
(2) La ley establece que cualquier objeto tiene inercia
(3) No está sujeto a Los objetos de fuerza no pueden existir. puede verificarse directamente mediante experimentos, sin embargo, se basa en una gran cantidad de fenómenos experimentales y se descubre a través del razonamiento lógico del pensamiento. Le dice a las personas otra nueva forma de estudiar problemas físicos: mediante la observación de una gran cantidad de fenómenos experimentales y el uso de humanos. Pensando lógicamente, podemos encontrar las leyes de las cosas a partir de una gran cantidad de fenómenos.
(4) La primera ley de Newton es la base de la segunda ley de Newton y no puede considerarse simplemente como un caso especial de Newton. segunda ley cuando no existe una fuerza externa. la primera ley de Newton da cualitativamente la relación entre fuerza y movimiento, y la segunda ley de Newton da cuantitativamente la relación entre fuerza y movimiento
2. Inercia: Propiedad de un objeto. para mantener un movimiento lineal uniforme o un estado de reposo.
(1) La inercia es una propiedad inherente de un objeto, es decir, todos los objetos tienen inercia y no tiene nada que ver con la fuerza y el estado de movimiento. del objeto. Por lo tanto, se dice que las personas sólo pueden "usar" la inercia pero no pueden "superar" la inercia (2) La masa es una medida de la inercia de un objeto. Segunda ley de Newton: La aceleración de un objeto depende de La fuerza resultante de la fuerza externa es directamente proporcional e inversamente proporcional a la masa del objeto La dirección de la aceleración es la misma que la dirección de la fuerza externa resultante. F sum=ma
(1) La segunda ley de Newton revela cuantitativamente que la fuerza y la relación entre el movimiento, es decir, conociendo la fuerza, pueden analizar las reglas de movimiento del objeto de acuerdo con la segunda ley de Newton; por el contrario, conociendo el movimiento, se puede estudiar su situación de fuerza de acuerdo con la segunda ley de Newton, que proporciona una base para diseñar y controlar el movimiento. Base teórica
(2) Para la expresión matemática de la segunda ley de Newton. , F suma = ma, F suma es fuerza y ma es el efecto de la fuerza. Se debe prestar especial atención a no tratar a ma como una fuerza.
(3) La segunda ley de Newton revela el efecto instantáneo de. fuerza.Es decir, hay una correspondencia instantánea entre la fuerza que actúa sobre un objeto y su efecto. Cuando la fuerza cambia, la aceleración cambia y cuando se elimina la fuerza, la aceleración se vuelve cero, el efecto instantáneo de la atención es la aceleración. en lugar de velocidad
(4) Segunda ley de Newton F suma = ma, F suma es un vector, ma también es un vector, y las direcciones de ma y F suma son siempre las mismas La combinación .F. se puede sintetizar y descomponer, y ma también se puede sintetizar y descomponer
4. Tercera ley de Newton: la fuerza de acción y la fuerza de reacción entre dos objetos son siempre iguales en magnitud y dirección. actúan sobre la misma línea recta.
(1) La tercera ley del movimiento de Newton señala que la interacción entre dos objetos es mutua, por lo que las fuerzas siempre aparecen en pares y siempre ocurren al mismo tiempo. Desaparecen al mismo tiempo. (2) La fuerza de acción y la fuerza de reacción son siempre fuerzas de la misma naturaleza.
(3) La fuerza de acción y la fuerza de reacción actúan sobre dos objetos diferentes respectivamente, cada uno produciendo su propio efecto. y no pueden Superposición
5. El ámbito de aplicación de la ley del movimiento de Newton: objetos macroscópicos de baja velocidad y.
En el sistema inercial.
6. Sobrepeso e ingravidez
(1) Sobrepeso: El objeto tiene aceleración hacia arriba y se dice que tiene sobrepeso La presión del objeto con sobrepeso sobre el. superficie de apoyo F N (o La fuerza de tracción sobre el objeto suspendido) es mayor que la gravedad del objeto mg, es decir, F N = mg ma (2) Ingravidez: el objeto tiene aceleración hacia abajo, lo que se dice que no tiene peso. La presión del objeto ingrávido sobre la superficie de soporte FN (o la presión sobre el objeto suspendido La fuerza de tracción) es menor que la gravedad mg del objeto. Es decir, FN = mg-ma. el objeto es completamente ingrávido (3) Cuestiones a las que se debe prestar atención en la comprensión del sobrepeso y la ingravidez
① Independientemente de si el objeto se encuentra en estado de ingravidez o sobrepeso, la gravedad del objeto. en sí no ha cambiado, pero la presión del objeto sobre el soporte (o la fuerza de tracción sobre el objeto suspendido) no es igual a la gravedad del objeto mismo ② El fenómeno de sobregravedad o ingravidez no tiene nada que ver con la velocidad de. el objeto solo depende de la dirección de aceleración. "Acelerar ascenso" y "Desacelerar ascenso" tienen sobrepeso; "Acelerar ascenso" y "Desacelerar ascenso" están en estado de ingravidez. Ingravidez total, todo es normal. Los fenómenos físicos provocados por la gravedad desaparecerán por completo, como el péndulo se detiene, falla la balanza, el objeto sumergido en el agua ya no flota, la columna de líquido ya no produce presión, etc. p>
6. Tratar cuestiones de conexión: ---Por lo general, se utiliza el método general para encontrar la aceleración y el método de aislamiento para encontrar la fuerza.
4. Movimiento curvilíneo y gravitación universal
1. Movimiento curvilíneo
(1) Las condiciones para que un objeto se mueva en un movimiento curvilíneo: el exterior total La fuerza (o aceleración) sobre la partícula en movimiento no está en la misma línea recta que la dirección de su velocidad (2) Características del movimiento curvo: la dirección de la velocidad de una partícula en un cierto punto es la dirección tangente de la curva que pasa por ese punto. La dirección de la velocidad de la partícula cambia todo el tiempo, por lo que el movimiento curvilíneo debe ser un movimiento de velocidad variable.
(3) La trayectoria del movimiento curvilíneo: la trayectoria de un objeto en movimiento curvilíneo se curva hacia el. Dirección apuntada por la fuerza externa neta Si se conoce la trayectoria del movimiento del objeto, se puede determinar la fuerza externa neta sobre el objeto. La dirección general del movimiento, como la trayectoria del movimiento de lanzamiento plano se curva hacia abajo, la trayectoria de. el movimiento circular siempre se curva hacia el centro del círculo, etc.
2. Síntesis y descomposición del movimiento
(1) Movimiento sintético La relación con el movimiento diminuto: ① Isoccronía ② Independencia; ③ Equivalencia.
(2) Las reglas para la síntesis y descomposición del movimiento: la regla del paralelogramo
(3) Principio de descomposición: descomponer según el efecto real del movimiento. y el movimiento real del objeto es el movimiento combinado
3. ★★★Movimiento de lanzamiento plano
(1) Características: ① Tiene velocidad inicial en la dirección horizontal; solo se ve afectado por la gravedad y es un movimiento curvo uniformemente variable cuya aceleración es la aceleración de la gravedad g.
(2) Reglas de movimiento: el movimiento de lanzamiento plano se puede descomponer en un movimiento lineal uniforme en dirección horizontal y libre. movimiento de caída en la dirección vertical
① Establezca un sistema de coordenadas rectangular (generalmente el punto de lanzamiento es el origen de las coordenadas O, la dirección vo de la velocidad inicial es la dirección positiva del eje x y la dirección vertical hacia abajo es. la dirección positiva del eje y);
② se maneja mediante dos leyes de submovimiento (como se muestra a la derecha).
4. (1) Describir el movimiento circular Cantidad física
①Velocidad lineal: describe la velocidad del movimiento circular de la partícula. El tamaño v=s/t (s es la longitud del arco que pasa en t tiempo), y la dirección es la dirección de la velocidad lineal de la partícula en un determinado punto del arco. La dirección tangente del punto del arco
② Velocidad angular: describe qué tan rápido gira la partícula alrededor del centro del círculo. el tamaño ω=φ/t (unidad rad/s), φ es el radio que conecta la partícula y el centro del círculo dentro de t tiempo. Su dirección no se estudia en la escuela secundaria.
③Período T, frecuencia f ---------El tiempo que tarda un objeto en movimiento circular en moverse durante una semana se llama período
p>
El número de. Los giros que da un objeto en movimiento circular a lo largo del círculo alrededor del centro del círculo por unidad de tiempo se llaman frecuencia
⑥ Fuerza centrípeta: siempre apunta al centro del círculo, produciendo aceleración centrípeta. La fuerza solo cambia la velocidad lineal. La dirección no cambia la magnitud de la velocidad. [Nota] La fuerza centrípeta se nombra según el efecto de la fuerza. Al analizar la fuerza sobre una partícula en movimiento circular, no se debe agregar otra. fuerza centrípeta además de la fuerza sobre el objeto
(2) Movimiento circular uniforme: la velocidad lineal es constante, la velocidad angular, el período y la frecuencia son constantes, la aceleración centrípeta y la fuerza centrípeta también son constantes. , y la velocidad es constante La dirección de la velocidad cambia todo el tiempo en el movimiento curvo de velocidad variable
(3) Movimiento circular de velocidad variable: la velocidad cambia tanto en direcciones grandes como pequeñas. aceleración (la dirección del cambio de velocidad), pero también aceleración tangencial (la dirección es a lo largo de la dirección tangente de la pista, utilizada para cambiar la magnitud de la velocidad. En términos generales, la dirección de la aceleración total no apunta). al centro del círculo, y la fuerza resultante no es necesariamente igual a la fuerza centrípeta. El componente de la fuerza externa total que apunta en la dirección del centro del círculo actúa como una fuerza centrípeta, produciendo una aceleración cardíaca. ; el componente de la fuerza externa combinada en la dirección tangencial produce aceleración tangencial ① Como en la escena de la esquina superior derecha, la condición para que la pelota pase el punto más alto es v ≥ v pro v pro La fuerza centrípeta proporcionada por la gravedad es. v pro ② Como se muestra en la parte inferior derecha. En el escenario de la imagen, la condición para que la pelota pase el punto más alto es v ≥ 0.
5★. La ley de la gravitación universal
(1) La ley de la gravitación universal: Todos los objetos del universo se atraen entre sí La magnitud de la fuerza gravitacional entre dos objetos es. relacionado con su masa El producto es directamente proporcional e inversamente proporcional al cuadrado de su distancia.
Fórmula:
(2)★★★Analiza el movimiento de los cuerpos celestes aplicando. la ley de la gravitación universal
① Método básico: trate el movimiento de los cuerpos celestes como un movimiento circular uniforme, y la fuerza centrípeta requerida la proporciona la gravitación universal. Es decir, dirección F = F:
.Al realizar la solicitud, puede elegir la fórmula adecuada para el análisis o análisis según la situación real ② Estimación de la masa M y densidad ρ del cuerpo celeste:
(3) Tres velocidades cósmicas
① La primera velocidad cósmica: v 1 = 7,9 km/s, que es un satélite. La velocidad mínima de lanzamiento es también la velocidad máxima en órbita del satélite terrestre.
② La segunda velocidad cósmica. (velocidad de desprendimiento): v 2 = 11,2 km/s, la velocidad mínima de lanzamiento para que un objeto se libere de las limitaciones gravitacionales de la Tierra
③La tercera velocidad cósmica (velocidad de escape): v 3 =. 16,7 km/s, la velocidad mínima de lanzamiento para que un objeto se libere de las limitaciones gravitacionales del sol.
(4) Satélite geosincrónico
El llamado satélite geosincrónico es estacionario. En relación con el suelo, este satélite está ubicado en una órbita estable a una cierta altura sobre el ecuador, y su período de movimiento alrededor de la Tierra es igual al período de rotación de la Tierra, es decir, T = 24 h = 86400 s. los satélites que están muy por encima del suelo deben estar en el plano ecuatorial, y solo hay una órbita. Todos los satélites sincrónicos están en esta órbita, funcionando con la misma velocidad lineal, velocidad angular y período.
(5). ) Sobrepeso y pérdida de peso de los satélites
"Sobrepeso" es el proceso de ascenso acelerado del satélite que entra en órbita y el proceso de descenso desacelerado durante la recuperación. Este escenario es el mismo que el del objeto con sobrepeso en el "ascensor". La "pérdida de peso" es el proceso por el que el satélite entra en órbita después de entrar en órbita. Durante el funcionamiento normal, los objetos del satélite son completamente "ingrávidos" (porque la gravedad proporciona fuerza centrípeta). Los principios de fabricación están relacionados con la gravedad, no se pueden utilizar normalmente.
5. Momento
1. Momento e Impulso
(1) Momento: El producto del. La masa y la velocidad de un objeto en movimiento se llaman impulso, es decir, p = mv. Es un vector y su dirección es la misma que la dirección de v. Dos impulsos iguales deben ser iguales en magnitud y dirección. /p>
(2) Impulso: El producto de una fuerza y su tiempo de acción se llama impulso de la fuerza, es decir, I = Ft. El impulso también es un vector, y su dirección está determinada por la dirección de. la fuerza.
2. ★★Teorema del momento: El impulso de la fuerza externa neta sobre un objeto es igual al cambio en su momento Expresión: Ft=p′-p o Ft=mv′-. mv
(1) La fórmula anterior es una fórmula vectorial Cuando se utiliza para analizar problemas, se debe prestar especial atención a la dirección del impulso, el impulso y el cambio de impulso
(. 2) F en la fórmula es la fuerza resultante de todas las fuerzas externas, incluida la gravedad, sobre el objeto de investigación.
(3) El objeto de investigación del teorema del momento puede ser un solo objeto o un sistema de objetos. Para un sistema de objetos, solo necesita analizar la fuerza del sistema. No es necesario considerar la fuerza externa del sistema. La acción de la fuerza interna del sistema no cambia el impulso total de todo el sistema. /p>
(4) El teorema del momento se aplica no sólo a fuerzas constantes, sino también a fuerzas que cambian con el tiempo. Para fuerzas variables La fuerza F en el teorema de la fuerza y el momento debe entenderse como el valor promedio de la variable. fuerza dentro del tiempo de acción.
★★★ 3. Ley de conservación del momento: Un sistema no está sujeto a fuerzas externas o la suma de las fuerzas externas es cero, el momento total de este sistema se mantiene. sin cambios
Expresión: m 1 v 1 m 2 v 2 =m 1 v 1 ′ m 2 v 2 ′
(1) Condiciones de momento para el establecimiento de la ley de conservación
①El sistema no está sujeto a fuerzas externas o la fuerza resultante de las fuerzas externas sobre el sistema es cero
②Aunque la fuerza resultante de las fuerzas externas sobre el sistema no es cero, Las fuerzas externas sobre el sistema son mucho más pequeñas que las fuerzas internas, como en los problemas de colisión.
La fuerza de fricción y las fuerzas externas, como la gravedad, durante la explosión son mucho menores que las fuerzas internas de interacción y pueden ignorarse.
③Aunque la fuerza resultante de las fuerzas externas sobre el sistema no es cero, sí lo es. en una dirección determinada Si la componente de on es cero, entonces la componente del impulso total del sistema en esa dirección permanece sin cambios
(2) La velocidad de conservación del impulso tiene "cuatro propiedades": ① vector. propiedad; ② propiedad instantánea; ③ Relatividad; ④ Universalidad
4. Explosión y colisión
(1) La característica más común de los problemas de explosión y colisión es que se produce la interacción entre objetos. De repente, el tiempo de acción es muy corto, la fuerza de acción es muy grande y mucho mayor que la fuerza externa sobre el sistema, por lo que puede tratarse mediante la ley de conservación del impulso
(. 2) Durante el proceso de explosión, otras formas de energía se convierten en energía cinética. La energía cinética del sistema aumentará después de una explosión. Durante el proceso de colisión, la energía cinética total del sistema generalmente no se reduce ni se convierte. en energía interna.
(3) Debido al corto tiempo de los problemas de explosión y colisión, el desplazamiento del objeto durante la acción es muy pequeño y generalmente se puede ignorar. El proceso de acción se puede simplificar. como un proceso idealizado, es decir, después de la acción, comienza a moverse con un nuevo impulso desde la posición en el momento anterior a la acción.
5. Fenómeno de retroceso: El fenómeno de retroceso se refiere al fenómeno que ocurre cuando algo. Los objetos en el sistema cambian su impulso en una determinada dirección bajo la acción de la fuerza interna del sistema, los objetos restantes en el sistema cambian su impulso en la dirección opuesta. Los cohetes son todos ejemplos de movimiento de retroceso. En el fenómeno del retroceso, el impulso del sistema se conserva.
6. Energía mecánica
1. Trabajo
(1) La definición de trabajo: el producto. de la fuerza y el desplazamiento que actúa en la dirección de la fuerza. Es una cantidad física que describe el efecto acumulativo de la fuerza en el espacio y es una cantidad de proceso.
Fórmula de definición: W= F?s?cosθ. , donde F es la fuerza, s es el desplazamiento del punto de aplicación de la fuerza (al suelo) y θ es el ángulo entre la fuerza y el desplazamiento.
(2) Método de cálculo de. la magnitud del trabajo:
①El trabajo de fuerza constante se puede calcular según W=F?S?cosθ. Esta fórmula solo es aplicable al trabajo de fuerza constante ②Según W=P?t. calcule el trabajo promedio durante un período de tiempo. ③Uso El teorema de la energía cinética calcula el trabajo de la fuerza, especialmente el trabajo de la fuerza variable ④ Según el hecho de que el trabajo es una medida de la transformación de energía, el trabajo se puede calcular a su vez. /p>
(3) Cálculo del trabajo realizado por la fricción y la resistencia del aire: trabajo La magnitud de es igual al producto de la fuerza por la distancia
El trabajo total realizado por el par de fricción mutua. fuerzas de dos objetos en movimiento relativo: W = fd (d es la distancia relativa entre los dos objetos), y W =Q (generación de calor por fricción)
2. 1) El concepto de potencia: La potencia es una cantidad física que expresa qué tan rápido actúa una fuerza, y es una cantidad escalar. Al calcular la potencia, debes distinguir entre Para encontrar la potencia de qué fuerza, también debes distinguir si. están buscando potencia promedio o potencia instantánea.
(2) Cálculo de potencia ①Potencia promedio: P=W/t (fórmula de definición) representa la potencia promedio dentro del tiempo t, ya sea trabajo realizado por fuerza constante. o trabajo realizado por fuerza variable, es aplicable. ②Potencia instantánea: P=F?v?cosα P y v representan respectivamente la potencia y la velocidad en el tiempo t, y α es el ángulo entre las dos. (3) Potencia nominal y potencia real: Potencia nominal: la potencia máxima del motor cuando funciona normalmente. Potencia real: la potencia real del motor, que puede ser menor que la potencia nominal, pero no puede exceder la potencia nominal. durante mucho tiempo.
(4) El problema de arrancar el vehículo La potencia de la locomotora o la potencia del motor generalmente se refiere a la potencia de su fuerza de tracción. ① Comenzando con potencia constante P: el proceso de movimiento de la locomotora primero realiza un movimiento de aceleración con aceleración decreciente y luego realiza un movimiento lineal uniforme a la velocidad máxima v m=P/f
② Comienza con. tracción constante F: La locomotora primero hace un movimiento de aceleración uniforme, y cuando la potencia aumenta a la velocidad nominal La velocidad a potencia es v1=P/F, luego comienza a acelerar con aceleración decreciente y finalmente se mueve en línea recta a una velocidad constante a la velocidad máxima vm=P/f.
3. Energía cinética: La energía que tiene un objeto debido a su movimiento se llama energía cinética Expresión: Ek=mv2/2 (1) La energía cinética es una cantidad física que describe el estado de movimiento de un objeto. (2) La diferencia entre energía cinética y momento Conexión
①La energía cinética es una cantidad escalar y el momento es una cantidad vectorial. Cuando el momento cambia, la energía cinética no necesariamente cambia cuando la energía cinética cambia. , el impulso debe cambiar.
② Los significados físicos de los dos son diferentes: la energía cinética y el trabajo están relacionados, el cambio de energía cinética se mide por el trabajo y el impulso, y el cambio de impulso; se mide por impulso ③La relación entre los dos es EK=P2/2m
4. ★★★ ★Teorema de la energía cinética: el trabajo total realizado por una fuerza externa sobre un objeto es igual al cambio en. la energía cinética del objeto. Expresión
(1) La expresión del teorema de la energía cinética se obtiene cuando una fuerza constante actúa sobre el objeto y se mueve en línea recta. el caso de fuerza variable y movimiento curvo de objetos. (2) El trabajo y la energía cinética son escalares y no pueden descomponerse mediante la regla del vector, por lo que el teorema de la energía cinética no tiene componente. La aplicación del teorema de la energía cinética sólo considera los estados inicial y final, no está restringida por las condiciones de conservación y no se ve afectada por cambios en la naturaleza de la fuerza y los procesos físicos. Por lo tanto, cualquier problema dinámico que involucre fuerza y desplazamiento, no el. El tiempo de acción de la fuerza se puede analizar y resolver utilizando el teorema de la energía cinética y, en general, es más sencillo que utilizar la ley del movimiento de Newton y la ley de conservación de la energía mecánica.
(4) Cuando el movimiento. de un objeto se compone de varios procesos físicos, no requiere Al estudiar el estado intermedio del proceso, estos procesos físicos se pueden estudiar en su conjunto, evitando así los detalles específicos de cada proceso de movimiento. Tiene las ventajas de un proceso conciso. , método ingenioso y pequeña complejidad computacional.
5. Energía potencial gravitacional
(1) Definición: Los objetos en la Tierra tienen energía relacionada con su altura, lo que se llama energía potencial gravitacional.
① La energía potencial gravitacional es la energía entre la tierra y el objeto. Es el sistema que lo compone, en lugar del objeto solo. ② El tamaño de la energía potencial gravitacional está relacionado con la selección de. la superficie de energía potencial cero. ③ La energía potencial gravitacional es una cantidad escalar, pero se puede dividir en " " y "-".
(2) Características del trabajo realizado por la gravedad: Trabajo realizado por la gravedad. solo está determinado por la diferencia de altura entre las posiciones inicial y final, y no tiene nada que ver con la trayectoria de movimiento del objeto WG =mgh
(3) El trabajo realizado por la gravedad está relacionado con la energía potencial. de la gravedad Relación cambiada: El trabajo realizado por la gravedad es igual al valor negativo del incremento de la energía potencial gravitacional Es decir, WG = -
6. Energía potencial elástica: La energía debida a un objeto. a la deformación elástica
★ ★★ 7. Ley de conservación de la energía mecánica
(1) La energía cinética y la energía potencial (energía potencial gravitacional, energía potencial elástica) se denominan colectivamente mecánicas. energía, E=E k E p .
(2) Conservación de la energía mecánica El contenido de la ley: Cuando sólo la gravedad (y la fuerza del resorte) funcionan, la energía cinética del objeto y el potencial gravitacional La energía (y la energía potencial elástica) se convierten entre sí, pero la cantidad total de energía mecánica permanece sin cambios (3) Expresión de la ley de conservación de la energía mecánica
(4) Tres formas de expresar la. conservación de la energía mecánica en el sistema:
①La energía mecánica total E 1 del estado inicial del sistema es igual a la energía mecánica total E 2 del estado final, es decir, E1 =E2
②La energía potencial gravitacional total disminuida por el sistema ΔE P menos es igual a la energía cinética total aumentada por el sistema ΔE K aumentado, es decir, ΔE P menos = ΔE K aumentado
③Si el sistema tiene solo dos objetos A y B, entonces La energía mecánica disminuida por el objeto A es igual a la energía mecánica aumentada del objeto B, es decir, ΔE A menos = ΔE B aumentado
[Nota] ¿Cuál La forma de expresión que se elige al resolver el problema debe elegirse de manera flexible de acuerdo con el significado de la pregunta. Lo importante es que cuando se usa la fórmula ①, se debe especificar la superficie de referencia de energía potencial cero, mientras que cuando se usan las fórmulas ② y ③; utilizado, no es necesario especificar la superficie de referencia de energía potencial cero, pero se debe distinguir la reducción y el aumento de energía
(5) Métodos para juzgar si se conserva la energía mecánica
①Juzgar por el trabajo: analizar la fuerza sobre el objeto u objeto (incluidas las fuerzas internas y externas) y aclarar el trabajo realizado por cada fuerza. Si solo hay gravedad sobre el objeto o sistema o la fuerza del resorte funciona, ninguna otra fuerza lo hace. El trabajo o la suma algebraica del trabajo realizado por otras fuerzas es
Cero, entonces se conserva la energía mecánica.
② Utilice la conversión de energía para determinar: si solo hay conversión mutua de energía cinética y energía potencial en el sistema objeto pero no hay conversión de energía mecánica en otras formas de energía, entonces se conserva la energía mecánica del sistema de objetos.
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③Para problemas como el tensado repentino de algunas cuerdas y colisiones inelásticas entre objetos, a menos que se especifique lo contrario en la pregunta, la energía mecánica no debe conservarse. ni se conservará la energía mecánica durante una colisión completamente inelástica.
8. Relación funcional
(1) Cuando sólo la gravedad (o la fuerza del resorte) funciona, la energía mecánica de. el objeto se conserva.
(2) El trabajo realizado por la gravedad sobre el objeto es igual a la reducción de la energía potencial gravitacional del objeto: W G =E p1 -E p2
<. p> (3) El trabajo realizado por la fuerza externa combinada sobre el objeto es igual al cambio en la energía cinética del objeto: W G =E k2 -E k1 (teorema de la energía cinética)(4 ) El trabajo realizado sobre el objeto por fuerzas distintas de la gravedad (o fuerza del resorte) es igual al cambio en la energía mecánica del objeto: W F =E 2 -E 1