AP物理C力學(xué)必備知識(shí)梳理復(fù)習(xí)課程

1、AP物理C力學(xué)對(duì)于目標(biāo)工科的留學(xué)黨來講，AP物理C幾乎是必學(xué)科目。當(dāng)然還有純粹對(duì)AP物理C是愛好的小伙伴們，今天小編為小伙伴們梳理了AP物理C力學(xué)的考點(diǎn)，內(nèi)容很全，尤其適合考前梳理，一起來看一下吧。NewtonianMechanics牛頓力學(xué)、占整個(gè)PhysicsC力學(xué)考試的100%Kinematics運(yùn)動(dòng)學(xué)占18%“矢量（vectors）的概念既有大小，又有方向；矢量代數(shù)（vectoralgebra）.矢量和的三角形法則是必須熟練掌握的，最簡(jiǎn)單的記憶方法就是花萌萌面對(duì)兩段直的折線路徑（對(duì)應(yīng)兩段位移矢量之和），她會(huì)選擇直接連接出發(fā)點(diǎn)和終點(diǎn)的直線捷徑（等效的對(duì)應(yīng)兩個(gè)位移矢量和），這樣構(gòu)成了一個(gè)矢

2、量和三角形。“矢量的點(diǎn)乘AB=ABcos0（加重符號(hào)都表示矢量）和叉乘（大?。?AXB/=/ABsin0/（叉乘結(jié)果是矢量，方向?yàn)閺腁繞到B的右手螺旋系大拇指方向），為矢量A和B的夾角。矢量的加減，點(diǎn)乘和叉乘，是矢量分析的基礎(chǔ)，是我們學(xué)習(xí)AP物理C的基本數(shù)學(xué)框架一定要熟練掌握。矢量在直角坐標(biāo)系中的分量（componentsofvectors,coordinatesystems）,特別強(qiáng)調(diào)的是物理上只會(huì)用“右手系”，也就是從X軸到Y(jié)軸的右手螺旋拇指指向Z軸，這個(gè)和叉乘的定義是一樣的，好記！有了ta,大家在學(xué)電磁學(xué)的時(shí)候就不用左右手的擰麻花了。AP物理C還需要掌握柱坐標(biāo)和球坐標(biāo)，這在需要柱對(duì)稱和球

3、對(duì)稱的積分問題時(shí)，就很有用了?！斑\(yùn)動(dòng)學(xué)中要用到的三大矢量位移、速度和加速度（displacement,velocityandacceleration），特別要注意別把距離（或者叫路程distance），速率（speed）和前面的概念搞混了，后兩個(gè)概念是標(biāo)量，只有在一些特殊情況下才和對(duì)應(yīng)矢量的模（大?。┫嗟取！耙痪S運(yùn)動(dòng)（Motioninonedimension）一維運(yùn)動(dòng)的矢量性就記住有正負(fù)的方向就行，對(duì)于一維勻加速直線運(yùn)動(dòng)，務(wù)必掌握其最重要的三個(gè)方程：第一,求速度的公式Vf=Vi+at角標(biāo)i（initial）和f（final）總是代表初和末，這個(gè)公式只要從勻加速度等于平均加速度的定義就可以得到：

4、第二，求位移的公式AX=Vit+1/2at2這個(gè)公式可以理解為保持初速度的勻速運(yùn)動(dòng)位移和初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)位移之和第三,2aAX=Vf2-Vi2公式是把前面兩個(gè)公式消去變量，t,得：更方便的記憶方法是公式左邊用牛頓第二定律F=ma,變成外力做功的形式：F小，左邊多出來的2/m轉(zhuǎn)到右邊，右邊就正好得到物體動(dòng)能的變化。二維運(yùn)動(dòng)第一,拋射體運(yùn)動(dòng)（Motionintwodimensions,includingprojectilemotion），拋射體運(yùn)動(dòng)由于可以在直角坐標(biāo)系中進(jìn)行矢量分解，所以也就是水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和垂直方向的勻加（減）速運(yùn)動(dòng)（注意Y軸向上，所以重力加速度在公式中是負(fù)的：-g）第二

5、,相對(duì)運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵的公式是：物體相對(duì)于地的（earth）速度等于相對(duì)于地參考系（reference）的速度加上物體相對(duì)于參考系（relative）的速度，特別注意以上的公式是矢量和。第三,勻速圓周運(yùn)動(dòng)（半徑R）,特別注意這里的勻速是指勻速率，速度的方向總是在變的，這種運(yùn)動(dòng)加速度永遠(yuǎn)指向圓心，所以也叫向心加速度，大小為V2/R（最王道圓周運(yùn)動(dòng)公式，求瞬間加速度也有效，這會(huì)兒V自然是瞬間速度）,其角速度的定義為：=2冗/T（物理意義是一個(gè)周期T內(nèi)，物體跑了一整圈弧度為2冗，所以兩者之比為角速度，角速度為矢量，方向定義仍為右手螺旋，即角度為反時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，右手螺旋拇指沖我們的方向?yàn)榻撬俣确较颍㎞ewton

6、slawsofmotion（牛頓定律占20%）“Staticequilibrium（firstlaw）第一定律如果物體受的外力之和為零，TA將保持靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。第一定律是靜力學(xué)的基礎(chǔ)，畫好受力分析圖是王道，這應(yīng)該是中國學(xué)生的強(qiáng)項(xiàng)“Dynamicsofasingleparticle（secondlaw）第二定律F=ma用來列出物體的動(dòng)力學(xué)方程，畫對(duì)受力分析圖（free-bodydiagram）仍然是重中之重，在這里，斜坡上物體受力問題，是出題者的最愛。特別強(qiáng)調(diào)在非慣性系中，需要考慮等效引力這一項(xiàng)，AP考試也很容易碰到?！癝ystemsoftwoormoreobjects（thirdl

7、aw）第三定律物體施力和物體受到的反作用力大小相等方向相反，這是下面推導(dǎo)多物體系統(tǒng)動(dòng)量和角動(dòng)量守恒的基礎(chǔ)。（因?yàn)橄到y(tǒng)的內(nèi)力之和或內(nèi)力矩之和可以抵消）Work,energy,power（功、能和功率占14%）“Workandwork-energytheorem做功的概念F團(tuán)外力對(duì)物體做功等于物體的機(jī)械能的改變?！癋orcesandpotentialenergy保守力和勢(shì)能的概念，正是因?yàn)楸Ｊ亓?chǎng)做的功和具體的路徑無關(guān)，只和等勢(shì)面有關(guān)，才有了勢(shì)能的概念，所以重力場(chǎng)有勢(shì)能的概念?！癈onservationofenergy機(jī)械能守恒定律，把前面的功能定理回想一遍，如果外力只有保守力：重力，那么ta做的

8、功，就可以認(rèn)為是物體勢(shì)能的變化，因此，總的機(jī)械能，就是勢(shì)能加動(dòng)能，將守恒，這是非常愛考的內(nèi)容，不管是高考還是AP。“Power功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間做的功，唯一要提醒的就是：英文Power在這里是功率的意思，你要把ta理解成“強(qiáng)權(quán)”或者別的神馬，責(zé)任自負(fù)Systemsofparticles,linearmomentum（多物體系統(tǒng)和動(dòng)量占12%）“Centerofmass（質(zhì)心的概念，在地球表面，和重心重疊），特別是要會(huì)用微積分求質(zhì)心：Xc=JXdm/Jdm?！癐mpulseandmomentum沖量定理，物體所受外力沖量F，t等于其動(dòng)量改變，P,注意，這是一個(gè)矢量方程，當(dāng)然,這個(gè)方程直接可以從牛頓第

9、二定律得到F=ZP/，t,但是動(dòng)量的概念要比力的概念在物理學(xué)中應(yīng)用范圍要大得多，特別是在量子力學(xué)中?！癈onservationoflinearmomentum（動(dòng)量守恒）,collisions對(duì)于一個(gè)多體問題，內(nèi)力的沖量和都抵消了，如果哪個(gè)方向上再?zèng)]有外力，系統(tǒng)的總動(dòng)量自然守恒。所以，動(dòng)量守恒定律在無摩擦的碰撞問題上特別有用，別看ta只占總分的12%，但幾乎是每次必考。Circularmotionandrotation（圓周問題和轉(zhuǎn)動(dòng)占18%）“Uniformcircularmotion前面運(yùn)動(dòng)學(xué)講了勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有向心加速度V2/R，在這里，你只要關(guān)心神馬力給出的這個(gè)向心加速度，動(dòng)力學(xué)方程就

10、出來了F=mV2/R，不用再提醒用牛頓第二定律了吧？“Torqueandrotationalstatics力矩的概念產(chǎn)rXF,物體保持不轉(zhuǎn)動(dòng)靜止?fàn)顟B(tài)也需要外力矩之和為零，需要畫物體的力矩分析圖?！癛otationalkinematicsanddynamics開始建立轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的概念，1=斤2dm（r是質(zhì)量元dm到轉(zhuǎn)軸的距離），理解和質(zhì)量類似，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I是衡量物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的物理量，有了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的概念，我們就可以理解，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)來說，力矩和角速度的時(shí)間變化率（角加速度）成正比T=Id/dt尸“Angularmomentumanditsconservation轉(zhuǎn)動(dòng)中很重要的概念就是角動(dòng)量L=rXp=I，

11、這可以和動(dòng)量的概念mv類比，同樣角動(dòng)量的概念不僅在經(jīng)典力學(xué)，在量子力學(xué)中的地位也特別重要（甚至可以說更重要，比如：自旋的概念)。如果對(duì)于某個(gè)定軸來說：力矩之和為零自然能得到角動(dòng)量守恒的結(jié)論。Oscillationsandgravitation(振動(dòng)和引力場(chǎng)問題占18%)“Simpleharmonicmotion(dynamicsandenergyrelationships)簡(jiǎn)諧振動(dòng)，從動(dòng)力學(xué)方程出發(fā)，能夠得到類似這樣的微分方程d2x/dt2+x=0,解為x=Acos(t+t),都?xì)w為簡(jiǎn)諧振動(dòng)?！癕assonaspring彈簧上的物體，當(dāng)然，這個(gè)彈簧力滿足胡克定律F=-kd,其動(dòng)力學(xué)方程會(huì)導(dǎo)致前

12、面說的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。“Pendulumandotheroscillations單擺和其他簡(jiǎn)諧振動(dòng)，很有趣的是，他們的運(yùn)動(dòng)方程就是一個(gè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)在x軸上的投影x=Acos(wt+6),所以其中的圓頻率和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度定義完全一樣=2tt/To“Newtonslawofgravity牛頓萬有引力定律：引力與物體的質(zhì)量成正比，和其距離的平方成反比F=GM1M2/R2。“Orbitsofplanetsandsatellites從牛頓的萬有引力定律結(jié)合牛頓第二定律，得到天體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程，可以解出衛(wèi)星和行星的軌道方程。a.Circular：圓形軌道，相當(dāng)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，引力即為向心力。b.General：一般的情形，求解天地運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程，可以得到天體運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道、雙曲軌道或拋物線軌道。相互吸引的兩個(gè)星體系統(tǒng)（m，M）是機(jī)械能守恒的（總能量為E）,相對(duì)于M,我們可以得到m的速率?？偨Y(jié)：麥克斯韋方