高中物理概念力學(xué)

1、高中物理概念物理力學(xué)直線運(yùn)動(dòng)一、勻速直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)：有質(zhì)量的點(diǎn)。物理模型概念：物體在任意相等的時(shí)間內(nèi)位移相等的直線運(yùn)動(dòng)公式：（位移和速度是矢量，速度的方向與位移相同，但速度的大小與位移和速度無(wú)關(guān)，與其比值有關(guān)。位移:矢量，從起點(diǎn)到終點(diǎn)的距離大小且方向從起點(diǎn)指向終點(diǎn)。）速率：速度的大小二、時(shí)間與時(shí)刻時(shí)間：過程量。指一段時(shí)刻變化。如：第一秒，（第）二秒內(nèi)等都是時(shí)間。時(shí)刻：瞬間量。指一點(diǎn)時(shí)刻。如：（第）一秒末等。三、瞬時(shí)速度、平均速度與平均速率瞬時(shí)速度：概念：運(yùn)動(dòng)的物體在某一時(shí)刻或某一位移時(shí)的速度（是矢量）。公式： 平均速度：公式：平均速率：概念：路程與時(shí)間的比值。公式：四、勻加速直線運(yùn)動(dòng)概念：直線運(yùn)

2、動(dòng)的物體,若在相等的時(shí)間內(nèi),速度變化量都相等的運(yùn)動(dòng)加速度: 概念：在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，其速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值。 符號(hào)與單位：a（m/s2）。公式：（其中：vt表示末速度，v0表示初速度） 方向：加速度是一個(gè)矢量，其方向與速度的變化量相同。在此，需要點(diǎn)明的是：若a的值為正，則物體做加速運(yùn)動(dòng)，若a的值為負(fù)，則物體做減速運(yùn)動(dòng)，若a的值為零，則物體做勻速運(yùn)動(dòng)。速度公式：（a>0）。由此可得，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖為一條傾斜直線。位移公式：（a>0）。由此可得，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖為一條拋物線。同時(shí)位移公式也可以寫成。速度平方差公式： 初速度為零的比例公式： n秒末

3、的速度比（或第n秒末的瞬時(shí)速度）： n秒內(nèi)的位移比： 第n秒內(nèi)的位移比： 第n段位移的時(shí)間比： 前n段位移的時(shí)間比： 第n秒內(nèi)的平均速度比：自由落體運(yùn)動(dòng)： 概念：一個(gè)物體不受任何阻力，只在重力作用下而下落的運(yùn)動(dòng)。 重力加速度：使物體受到地球?qū)ζ涞奈a(chǎn)生的力叫重力，由重力產(chǎn)生的加速度叫重力加速度。它是個(gè)常量，又稱重力常數(shù)。其數(shù)值約為g=9.8m/s2，常在題目中取10m/s2。 公式：。 豎直上（下）拋運(yùn)動(dòng)：物體以某一初速度沿豎直方向上或下拋出（不考慮空氣阻力），物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng),叫做豎直上（下）拋運(yùn)動(dòng)。其公式為：（以豎直向上為正方向）。豎直上（下）拋運(yùn)動(dòng)最大高度，其所用的時(shí)間。豎

4、直上拋運(yùn)動(dòng)中上升時(shí)和下降時(shí)有對(duì)稱性，即：上升和下降時(shí)間相等，整個(gè)運(yùn)動(dòng)的初末速度相等，方向相反（不計(jì)空氣阻力）。 若有某物體以恒定加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其正中間t（s）內(nèi)通過位移為s（m），則總位移S一定是。有初速度的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在任意相等的時(shí)間內(nèi)的位移之差相等，即：。由此可知A秒內(nèi)與B秒內(nèi)位移差公式為：附：勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，若初速為v0，末速為vt，那么其中間位移速度為。靜力學(xué)基礎(chǔ)一、力概念：力是物體對(duì)物體的作用。其作用效果為： 使受力物體發(fā)生形變 使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。力的三要素：力的大小，方向，作用點(diǎn)。二、重力概念：物體受到地球?qū)ζ涞奈a(chǎn)生的力公式：作用點(diǎn)與方向：作

5、用點(diǎn)為重心，方向豎直向下。三、彈力和摩擦力形變分類： 彈性形變：受力后能恢復(fù)到原來(lái)形狀的形變 范性形變：受力后不能恢復(fù)到原來(lái)形狀的形變。彈力：概念：物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力。在此需要指出：彈力的施力物體是發(fā)生形變的物體，而受力物體是使前者發(fā)生形變的物體。彈力的方向：總是由發(fā)生形變的物體指向使前者發(fā)生形變的物體。公式（胡克定律）：。其中，k為物體（一般是彈簧）的勁度系數(shù)，單位是：N/m。x為物體形變的改變量。摩擦力滑動(dòng)摩擦力： 一個(gè)物體在另一個(gè)物體非光滑表面上作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng)的力。其方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，作用點(diǎn)可畫在重心。 公式：f=N（其中，f是滑動(dòng)摩擦力，

6、N為正壓力（彈力），為動(dòng)摩擦因數(shù)。）靜摩擦力：一個(gè)物體在另一個(gè)物體非光滑表面上靜止，但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，所受到的另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng)的力。其方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，作用點(diǎn)可畫在重心。其大小與受力情況有關(guān)。靜摩擦力的最大值約等于滑動(dòng)摩擦力的大小。(最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力，但計(jì)算時(shí)可忽略。)另外，運(yùn)動(dòng)中的物體可能受到靜摩擦力。四、矢量特性矢量：既有大小，又有方向的物理量。矢量特性：任何矢量都遵守?cái)?shù)學(xué)上的向量法則。矢量的正交分解（如右圖）：物體受到多個(gè)矢量作用時(shí)求其矢量合，可將各個(gè)矢量沿兩個(gè)相互垂直的方向進(jìn)行分解，然后再分別沿這兩個(gè)方向求出矢量合。在此，值得注意的是，對(duì)于方向選擇，需盡

7、可能使落在坐標(biāo)軸上的矢量更多。五、力的合成與分解力的合成：合力與分力：一個(gè)力產(chǎn)生的效果等價(jià)于幾個(gè)其它力的效果，那么這一個(gè)力就叫做幾個(gè)其它力的合力，那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力。合力公式：，其中角是F1與F2的夾角。其合力與分力的夾角。合力的范圍是。力的分解：即力的合成的逆運(yùn)算，一般可以按其力產(chǎn)生的效果來(lái)分解。六、共點(diǎn)力的平衡共點(diǎn)力：一個(gè)物體受到幾個(gè)外力的作用，如果這幾個(gè)力有共同的作用點(diǎn)或者這幾個(gè)力的作用線(或其延長(zhǎng)線)交于一點(diǎn)的這幾個(gè)外力共點(diǎn)力。（平衡物體的力學(xué)性質(zhì)）共點(diǎn)力的性質(zhì)：共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)是靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)，共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是物體所受合外力為零。轉(zhuǎn)動(dòng)平衡： 力矩：概

8、念：在初中，我們學(xué)過杠桿原理。在高中，我們將杠桿原理中力F與力臂L的乘積稱為力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸（也可說是杠桿）的力矩，并用M表示力矩。公式：。單位是牛·米，符號(hào)是N·m。方向：力矩是矢量，在中學(xué)里，我們只考慮平面轉(zhuǎn)動(dòng)。所以，我們規(guī)定：逆時(shí)針力矩為正，順時(shí)針力矩為負(fù)。 力矩平衡及其條件：力矩平衡：指轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下的平衡。力矩平衡條件：，即：。順時(shí)針力矩和逆時(shí)針力矩的判斷：將力的作用點(diǎn)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連，并將力沿連線方向和垂直連線方向分解，然后判斷此力產(chǎn)生的力矩方向（如圖所示杠桿，F(xiàn)1使得杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，F(xiàn)2使得杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)）。動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)一、牛頓第一定律(Newton

9、9;s first law)概念：任何物體在不受任何外力的作用下，總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。牛頓第一定律的基本理論是由伽利略的慣性原理加以完善而成的，所以我們將上述的性質(zhì)叫做慣性，牛頓第一定律又叫做慣性定律。二、牛頓第二定律(Newton's second law)概念：物體的加速度跟物體所受的合外力F成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟其合外力的方向相同。公式：。這樣可看出： 圖像都是一條過原點(diǎn)的直線。推論1：，此公式是推論公式，不可在解題時(shí)直接用。推論2：質(zhì)點(diǎn)組牛頓第二定律方程：概念：有兩個(gè)物體質(zhì)量為m1、m2，在互相作用中所受的外力

10、之合為，內(nèi)力之合相互抵消為零。公式：，此公式是推論公式，不可在解題時(shí)直接用。靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)中各物理量的關(guān)系： 加速度與力：加速度始終與力的方向相同。力與加速度有瞬時(shí)性。若一個(gè)物體有加速度，那就一定有力作用。如果力消失，加速度也立即消失。力是產(chǎn)生加速度的原因。 速度與力：速度與力的方向不一定相同，可能與力的方向成任意角度。三、牛頓第三定律(Newton's third law)概念：物體在任何場(chǎng)合下都有一對(duì)大小相等方向相反的互相作用力?；ハ嘧饔昧εc平衡力的異同點(diǎn)： 相同點(diǎn)：兩力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。 不同點(diǎn)：互相作用力作用于不同物體上，其作用效果不可抵消，其兩力的性質(zhì)一定

11、相同。一對(duì)平衡力作用于同一物體上，其作用效果可以抵消，其兩力的性質(zhì)不一定相同。四、超重與失重概念：超重：物體對(duì)支持物的力F大于物體所受重力的現(xiàn)象。失重：物體對(duì)支持物的力F小于物體所受重力的現(xiàn)象。公式：超重：F-mg=ma。失重：mg-F=ma。超重與失重的基本規(guī)律：超重的物體，其加速度向上，常見的勻變速直線運(yùn)動(dòng)為勻加速上升和勻減速下降。失重的物體，其加速度向下，常見的勻變速直線運(yùn)動(dòng)為勻加速下降和勻減速上升。曲線運(yùn)動(dòng)與天體運(yùn)動(dòng)一、曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)： 概念：物體運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)。（常見的曲線運(yùn)動(dòng)有斜拋運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)以及勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在中學(xué)階段只學(xué)習(xí)后兩者。）條件：物體所受的合外力與其速度的方向

12、不在同一直線上。曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡與各矢量的關(guān)系：曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力及加速度方向總是指向該曲線的凹側(cè)（即：提供向心力），其速度方向是沿該點(diǎn)的切線方向，其軌跡被合力與速度夾在其中。設(shè)合力與瞬時(shí)速度夾角為，則當(dāng)<90°時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速率增加；當(dāng)=90°時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速率不變；當(dāng)>90°時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速率減小。運(yùn)動(dòng)的合成與分解：在運(yùn)動(dòng)學(xué)中除時(shí)間外，其他物理量皆為矢量，所以：它們都遵守?cái)?shù)學(xué)上的向量法則以及正交分解。二、平拋運(yùn)動(dòng)概念：物體以一定的初速度v0沿水平方向拋出，如果物體僅受重力作用，這樣的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng)。實(shí)質(zhì)以及性質(zhì)：實(shí)質(zhì)：水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方

13、向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。性質(zhì)：其所受合外力為恒力，其運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線，是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。公式：基本公式：速度公式：。速度的方向是該點(diǎn)在拋物線上的切線方向，它與水平方向成的角的大小為。位移公式：。軌跡公式：。速度角與位移角的關(guān)系：三、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、向心力和向心加速度描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量：線速度：質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的圓弧長(zhǎng)度l與所用的時(shí)間t之比就是質(zhì)點(diǎn)的線速度大小，用表示；其公式為；單位是m/s；其方向就是質(zhì)點(diǎn)所在圓周位置的切線方向。角速度：質(zhì)點(diǎn)所在的半徑轉(zhuǎn)過的角度與所用的時(shí)間t之比就是質(zhì)點(diǎn)的角速度大小，用表示；其公式為；單位是rad/s；讀作弧度每秒。（注：弧度制規(guī)定：等于半徑長(zhǎng)的圓弧所對(duì)的圓心角叫做1

14、弧度的角。所以，其中r是該圓半徑。）周期：質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿著圓周運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期，用符號(hào)T表示。周期與角速度的關(guān)系：；周期與線速度的關(guān)系：。轉(zhuǎn)速：質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)每秒轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，就叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速，用符號(hào)n表示。轉(zhuǎn)速的單位是r/s（讀作轉(zhuǎn)每秒）。1r/s=60r/min。轉(zhuǎn)速與線速度、角速度和周期的關(guān)系：。線速度和角速度的關(guān)系：，其中r是該圓半徑。勻速圓周運(yùn)動(dòng)：如果做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的線速度大小保持不變，或者說在相等時(shí)間內(nèi)通過的圓弧長(zhǎng)度相等，這種圓周運(yùn)動(dòng)就叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。向心力：概念：能夠使質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的力方向：總是指向圓心，與質(zhì)點(diǎn)速度方向垂直特

15、性：向心力只改變速度的方向，而速率不變。向心力公式：。向心加速度：概念：表示做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)速度方向變化快慢的物理量。方向：總是指向圓心，與質(zhì)點(diǎn)速度方向垂直。向心加速度公式：。四、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)與凹凸橋面模型豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)：實(shí)質(zhì)：對(duì)于豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，由于豎直面上總有一個(gè)物體重力或其分力在影響合外力的大小與方向，所以它不是勻速率的圓周運(yùn)動(dòng)，而是一個(gè)變加速圓周運(yùn)動(dòng)。這個(gè)運(yùn)動(dòng)由于合外力大小與方向不定，所以我們學(xué)要用之后的機(jī)械能守恒定律來(lái)求解，但我們現(xiàn)在至少可以求出最高、最低點(diǎn)的線速度和受力情況。特點(diǎn)：對(duì)于沒有支撐物的物體做的豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)，有一個(gè)物體重力或其分力作用，所以

16、必有一個(gè)極限小速度，使得物體能夠達(dá)到最高點(diǎn)。由在最高點(diǎn)的向心力大于或等于重力大?。ǎ?，則其臨界速度公式為：（即：能夠達(dá)到最高點(diǎn)的v的范圍是。）；其支持力。對(duì)于有支撐物的物體做的豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)，支撐物能產(chǎn)生對(duì)物體的拉力或支持力，所以其臨界速度大小為零；而就是界定支撐物產(chǎn)生的力的方向的界限：當(dāng)時(shí)，物體受向上的彈力，大小為；當(dāng)時(shí)，物體不受彈力；當(dāng)時(shí)，物體受向下的彈力，大小為。凹凸橋面模型：實(shí)際上凹凸橋面模型相當(dāng)于有支撐物的豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)，詳解如上。五、天體運(yùn)動(dòng)定律開普勒定律：開普勒第一定律（也稱橢圓定律）：每一個(gè)行星都沿各自的橢圓軌道環(huán)繞太陽(yáng)，而太陽(yáng)則處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)中。開普勒第二定律（也稱面

17、積定律）：在相等時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)和運(yùn)動(dòng)著的行星的連線所掃過的面積都是相等的。開普勒第三定律(也稱周期定律)：各個(gè)行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期的平方和它們的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的立方成正比。萬(wàn)有引力定律：概念：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小與兩物體的質(zhì)量的乘積成正比，與兩物體間距離（這里是指兩均勻物體重心之間的距離）的平方成反比。公式：（其中G是萬(wàn)有引力常數(shù)，其值為6.67×10-11Nm2/kg2）推論（不可在解題中直接使用）：中心天體質(zhì)量公式：（其中G是萬(wàn)有引力常數(shù)，R是繞中心天體運(yùn)行的行星軌道半徑。）天體密度公式（其中G是萬(wàn)有引力常數(shù)，Tmin是中心天體自轉(zhuǎn)周期。）對(duì)于萬(wàn)有引力的理

18、解： 重力與萬(wàn)有引力的關(guān)系：重力與萬(wàn)有引力方向的比較及規(guī)律：重力和地球向心力是地球萬(wàn)有引力的兩個(gè)分力，地球萬(wàn)有引力的方向總指向地心，而重力并不一定指向地心，并且其與萬(wàn)有引力的夾角比較小，只有在地球兩極（在兩極時(shí)，萬(wàn)有引力只有重力提供）和赤道上萬(wàn)有引力和重力完全重合。由此可見：重力加速度隨緯度變高而增大，赤道上的最小。黃金代換式：由于重力與地球萬(wàn)有引力大小相差不大，所以可認(rèn)為兩者相等，得出黃金代換式：，同樣這公式也適用于測(cè)量其他星球的重力加速度。 人造衛(wèi)星問題：宇宙速度：第一宇宙速度是指在地面附近繞地做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，其大小為7.9km/s；第二宇宙速度是指掙脫地球引力環(huán)繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

19、的速度，其大小為11.2km/s；第三宇宙速度是指掙脫太陽(yáng)引力飛向星際空間的速度，其大小為16.7km/s；若速度小于第一宇宙速度，則飛不出地球；若速度大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度，則繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)；若速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，則繞太陽(yáng)做橢圓遠(yuǎn)動(dòng)。人造衛(wèi)星繞地時(shí)其軌道半徑應(yīng)不小于，離地高度應(yīng)不小于（其中R是地球半徑，G是引力恒量，g是重力常數(shù)，T是繞地周期，M是地球質(zhì)量。）衛(wèi)星種類：第一種是近地衛(wèi)星，其繞地線速度是第一宇宙速度，即：；第二種是同步衛(wèi)星，其周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，其軌道半徑一定是，其離地高度一定是，其線速度一定是。其軌道必須在赤道面上，方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同隨

20、軌道半徑各物理量的變化規(guī)律：當(dāng)衛(wèi)星在太空中繞地做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其重力、向心力和萬(wàn)有引力是同一個(gè)力，衛(wèi)星處于完全失重狀態(tài)。所以由（其中m是衛(wèi)星質(zhì)量，M是地球質(zhì)量），推出，所以軌道半徑越大，向心力、向心加速度、線速度和角速度都減小，而周期變大。雙星問題：雙星：相距較近，僅在彼此引力下運(yùn)動(dòng)的兩顆恒星叫做雙星系統(tǒng)。環(huán)旋雙星系統(tǒng)：若兩顆恒星都繞著它們連線上的某一點(diǎn)勻速旋轉(zhuǎn)，那么它們就在環(huán)旋。環(huán)旋雙星系統(tǒng)的質(zhì)量與距中心旋點(diǎn)的距離的乘積相同，即：，它們的總質(zhì)量等于（r，R分別是兩顆恒星距中心旋點(diǎn)的距離）。 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波的性質(zhì)一、機(jī)械振動(dòng)概念：質(zhì)點(diǎn)在某一平衡位置附近受到回復(fù)力的作用來(lái)回做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。它也是一種

21、周期運(yùn)動(dòng)。描述機(jī)械振動(dòng)的物理量：振幅：振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離。振幅是標(biāo)量，符號(hào)是A，單位為米（m）。振幅描述了物體振動(dòng)幅度的大小和振動(dòng)的強(qiáng)弱。全振動(dòng)：振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)從某一位置出發(fā)第一次回到該位置，且其各物理量大小和方向都相同的過程。振動(dòng)物體一次全振動(dòng)所經(jīng)過的路程為4倍的振幅（4A）。周期：完成一次全振動(dòng)的時(shí)間。符號(hào)為T，單位是秒（s）。頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)。符號(hào)為f，單位是赫茲（Hz），它與周期的關(guān)系為。機(jī)械振動(dòng)的圖像： 概念：反映振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)（振子）在不同時(shí)刻的位移的圖像。振動(dòng)圖線是一條正（余）弦曲線。通常用橫軸t表示時(shí)間，用縱軸x表示振子偏離平衡位置的位移。 圖像中能直接讀出的

22、物理量（如下圖）：振幅A。周期T，即OB的長(zhǎng)。 由圖中可知矢量方向：位移：在第一象限，位移總是為正方向；在第四象限，位移總是為負(fù)方向。加速度和力：總是指向平衡位置。速度：某一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度方向總指向下一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)所在的位置。值得注意的是，當(dāng)振子遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)，加速度和力的方向與速度方向相反；當(dāng)振子靠近平衡位置時(shí)，加速度和力的方向與速度方向相同。二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)概念：若某質(zhì)點(diǎn)受到的回復(fù)力總與其偏離平衡位置的位移成正比，方向總是指向平衡位置的機(jī)械振動(dòng)。回復(fù)力：概念：振動(dòng)物體所受到的使振子返回平衡位置并總指向平衡位置的力。其作用是使振子返回平衡位置。公式：，其中k是回復(fù)力與位移的比例系數(shù)，在彈簧振動(dòng)中k就

23、是勁度系數(shù)?；貜?fù)力總是與位移方向相反。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期：公式：。由此可見，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期以及頻率與振幅無(wú)關(guān)。三、單擺單擺： 概念：一根長(zhǎng)度不變，質(zhì)量可忽略的細(xì)繩下系一個(gè)可忽略體積的小球（或質(zhì)點(diǎn)），組成的一個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)它的繩與豎直面偏角小于5°時(shí)，可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。單擺的回復(fù)力是擺球重力的切向分力。 等時(shí)性：?jiǎn)螖[的周期與振幅無(wú)關(guān)。當(dāng)繩長(zhǎng)一定時(shí)，周期是個(gè)定值。 單擺的周期公式：，其中l(wèi)是繩長(zhǎng)，g是重力加速度。 單擺的回復(fù)力公式：，其中回復(fù)力方向與位移方向相反。單擺的兩個(gè)等效：等效擺長(zhǎng)：擺長(zhǎng)l是指擺動(dòng)圓弧的圓心到擺球的中心的距離。等效重力加速度：重力加速度g在某些情況下應(yīng)理解為單擺系統(tǒng)整體所受加

24、速度，若處于完全失重狀態(tài)，則單擺靜止。單擺的能量特征：只有重力做功，所以機(jī)械能守恒。四、波的性質(zhì)（波可以分為兩類，分別是機(jī)械波和電磁波，在此我們學(xué)習(xí)機(jī)械波）波的形式： 橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波傳遞方向垂直的波（所有電磁波以及部分機(jī)械波都是橫波）。 縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波傳遞方向在同一直線上的波（部分機(jī)械波如聲波等是縱波）。機(jī)械波： 概念：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播。 產(chǎn)生條件：波源：產(chǎn)生機(jī)械波的物體。介質(zhì)：傳播機(jī)械振動(dòng)的物質(zhì)。（機(jī)械波在真空中不能被傳播，而電磁波可以。） 實(shí)質(zhì)：機(jī)械波傳播的是波源在機(jī)械振動(dòng)中產(chǎn)生的能量和它的振動(dòng)形式，且介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)不隨波傳遞而遷移。已經(jīng)形成的波的傳遞與波源無(wú)關(guān)，

25、即：傳入介質(zhì)中的波具有獨(dú)立性。 波長(zhǎng)：概念：在波的圖像中，偏離平衡位置的位移和速度總相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間距離，用符號(hào)表示，單位是米（m）。波速：概念：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)波傳遞的距離，用v表示，單位是米每秒（m/s）。波速公式：。但波速只由介質(zhì)決定，頻率只由波源決定。波的圖像：概念：反映各質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻由波傳遞造成不同位移的曲線。其描述的是不同質(zhì)點(diǎn)共同產(chǎn)生的圖像，而振動(dòng)圖像是同一質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)間產(chǎn)生的圖像。波的圖像是一條正（余）弦曲線。通常用橫軸x表示在波傳遞方向上介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的平衡位置，用縱軸y表示介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。波傳遞在圖像上的表示為平移。波傳遞方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的判定（如下圖）：圖線可將圖

26、像分為兩塊，若波傳動(dòng)方向在圖線的一側(cè)，則其質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向也在這一側(cè)（它們互相垂直）。此法叫做“同側(cè)法”。起振方向的判定：我們首先定義在波傳遞中由波源發(fā)出的第一個(gè)振點(diǎn)為起振點(diǎn)。因?yàn)槠鹫顸c(diǎn)是距離波源最遠(yuǎn)的，所以可根據(jù)靠近起振點(diǎn)的圖像形狀用同側(cè)法判斷起振方向。五、波的傳播波的反射和折射定律波的反射：概念：波在傳播過程中，遇到兩不同密度介質(zhì)的分界時(shí)，又返回原介質(zhì)的現(xiàn)象。特點(diǎn)：反射角等于入射角，且波長(zhǎng)、頻率和波速不變。波的折射：概念：波在傳播過程中，通過兩不同密度介質(zhì)時(shí)，波速方向改變的現(xiàn)象。折射定律：發(fā)生折射的波，其入射波和折射波的波速之比等于入射角和折射角的正弦之比。即：。波的疊加、干涉和衍射 機(jī)械功與

27、機(jī)械能一、機(jī)械功（機(jī)械功和沖量分別是力對(duì)空間和時(shí)間產(chǎn)生的積累效應(yīng)。）機(jī)械功和功率：機(jī)械功的概念：力作用在物體上且物體在力的方向上有位移，那么就說：力對(duì)物體做了功。（這個(gè)力是恒力。）功是個(gè)標(biāo)量，是力對(duì)空間的積累效應(yīng)。公式為。對(duì)于機(jī)械功公式的理解：在公式W=Fscos中表示位移與力的夾角，當(dāng)cos>0，則力對(duì)物體做正功；當(dāng)cos=0時(shí)力不做功；當(dāng)cos<0，力對(duì)物體做負(fù)功（值為負(fù)值），這個(gè)說法等價(jià)于物體克服力做功（值為正值）。當(dāng)一個(gè)不變大小只變方向的力對(duì)物體做功，且其路徑總是與力的方向相切，則其功的大小等于力與路徑的乘積，表達(dá)成公式就是：。功率的定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所做的功叫功率。其公式為

28、，這個(gè)公式?jīng)]有表達(dá)出正比反比關(guān)系（因?yàn)檫@是定義式）。功率公式也可寫成，其中是速度與力的夾角。實(shí)際功率與額定功率：實(shí)際功率：機(jī)械在實(shí)際情況下的功率。額定功率：機(jī)械在正常情況下的最大功率。當(dāng)某車在消耗額定功率（或在勻速直線運(yùn)動(dòng)中）的情況下，阻力（此時(shí)阻力等于牽引力）與最大速度成反比，即：。發(fā)動(dòng)機(jī)問題：以恒定（額定）功率啟動(dòng)，即P恒定，而要速度v變大，由可得，其牽引力F逐漸變小，假定摩擦力不變則F合=F-f變小，加速度變小，速度增加變慢，即物體做減加速直線運(yùn)動(dòng)，但總有一時(shí)刻，F(xiàn)=f，此時(shí)開始勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最大值即。所以，v-t圖像是一個(gè)遞增凸函數(shù)和v=vmax的分段函數(shù)圖像。v-t圖像如下圖

29、所示。以恒定牽引力啟動(dòng)，即F恒定，假定摩擦力不變則F合不變，加速度恒定，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，但總有一個(gè)時(shí)刻，功率P達(dá)到了額定功率，就要減小牽引力來(lái)增大速度，此時(shí)速度可用之后學(xué)的動(dòng)能定理來(lái)解。v-t圖像如下圖所示。斜面摩擦力做的功：對(duì)于一個(gè)物體在支持力無(wú)改變的情況下，從斜面無(wú)或有初速的下滑，假定摩擦因數(shù)為，斜面長(zhǎng)在水平面的投影為S，則摩擦力做的功Wf=mgS。流體功率公式：。其中是流體（平均）密度，s是流體通過的橫截面積，v是流體速度。二、機(jī)械能（機(jī)械能是能的一種，能就是如果有力對(duì)物體做功，那么這個(gè)物體就具有了能。能中比較特殊的就是動(dòng)能(Ek)和勢(shì)能了，其中勢(shì)能分類較多，如：重力勢(shì)能(Ep)、彈性勢(shì)能(Ep)、引力勢(shì)能(Ep)及電勢(shì)能(Eq)等）概念：動(dòng)能與重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和。動(dòng)能：概念：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。公式：。動(dòng)能定理：概念：作用在物體上合外力所做的功等于物體動(dòng)能增量。也可以說成：作用在物體上各力所做的功之和等于物體動(dòng)能增量。公式：。 動(dòng)能定理的應(yīng)用：對(duì)于動(dòng)能定理，可以說是物理運(yùn)動(dòng)學(xué)上的一個(gè)偉大杰作，它有效減少了牛頓第二定律繁瑣的步驟。例如：在之前提到的機(jī)械功中