中职物理教程[页]课件.ppt
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1、中职物理教程退出出版社 理工分社1中职物理教程中职物理教程退出出版社 理工分社第章 力 物体的平衡.力力是物体对物体的作用。力的三要素力的大小、方向、作用点,叫做力的三要素。力的图示中职物理教程退出出版社 理工分社地球对物体的吸引力叫做重力。弹力 弹簧受力可以伸长或缩短。当把对物体的外力取消后,物体能够恢复原状的形变,叫做弹性形变。把发生弹性形变的物体,为恢复原状而对使它发生形变的物体产生力的作用力的这种力叫做弹力。在弹性限度以内,弹簧的弹力的大小 跟弹簧形变的长度 成正比,这个规律 叫做胡克定律。具 有相对运动趋势的两个静止物体之间的阻碍相对运动发生的力叫做静摩擦力。中职物理教程退出出版社
2、理工分社静摩 擦力的最大值叫做最大静摩擦力。一个物体在另一个物体表面上相对滑动,所受到的另一个物体阻碍它相对运动的力叫做滑动摩擦力。滑动摩擦力的大小跟两物体间正压力 N的大小成正比,即 中职物理教程退出出版社 理工分社1.2 力的合成共点力的合成求几个分力的合力叫做力的合成。如果几个力同时作用在物体上的同一点上,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫做共点力。力的平行四边形定则两个互成角度的共点力的合力,可以用代表这两个力的线段为邻边作出的平行四边形的 对角线来表示。这种求合力的规则叫做力的平行四边形定则。中职物理教程退出出版社 理工分社中职物理教程退出出版社 理工分社矢量和标量 在物理学中
3、,将物理量分为两大类:把只有大小没有方向的物理量叫做标 量,如长度、质量、时间等;把既有大小又有方向,它的运算遵循平行四边形定则的物理量,叫做 矢量,如力、速度等。1.3 力的分解把一个已知力分解成两个或两个以上的分力,叫做力的分解。把力沿两个相互垂直的方向进行分解,叫做力的正交分解。中职物理教程退出出版社 理工分社1.4 共点力作用下物体的平衡一个物体在共点力的作用下,保持静止或做匀速直线运动的状态叫做平衡状 态。一个物体受到的合力为零,为共点力作用下物体的平衡条件。中职物理教程退出出版社 理工分社1.5 有固定转轴的物体的平衡有固定转动轴的物体保持静止或做匀速转动的状态称为转动平衡状态。从
4、转轴到力的作用线的垂直距离叫做力臂。把力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩。若用 L来表示力臂,M来表示力矩,则有 力矩的单位是牛顿米,简称牛米,符号为 Nm。在计算中,通常规定使物体沿逆时针方向转动的力矩为正力矩,使物体沿顺时针方向转动的力矩为负力矩。中职物理教程退出出版社 理工分社物体的转动效果是由物体所受的力矩决定的。有固定转动轴的物体的平衡条件是物 体所受的合力矩为零。中职物理教程退出出版社 理工分社第2章 匀变速直线运动2.1 位移和路程物体运动时,位置会随时间而发生变化,这种物体位置随时间发生变化的运动叫 做机械运动,简称运动。物体运动 与否,是相对于另外的参考物体而言的,我们把被选
5、作参考的物体叫做参考物或参考系。物体运动状态的描述与参考系的选取有关,机械运动的这种性质叫做运动的相对性。忽略物体的大小和形状,用一个具有物体质量的点来代替物体,这样的点叫做质点。由初位置A指向末位置B的有向线段叫做位移,用s表示。有向线段的长度表示位移的大小,位移的方向由初位置指 向末位置。中职物理教程退出出版社 理工分社物体所经过的路径长度叫做路程。在 SI制中,位移和路程的单位相同,都是米,符号是 m。位移是矢量而路程是标量。在曲线运动中,位移的大小小于路程,只有在单向直线运动 中,位移的大小才等于路程。时刻和时间 时刻指某一瞬时。时间是指两个时刻之间的间隔。在SI制中,时刻和时间的单位
6、都是秒,符号是 s。在研究物体运动时,时刻与位置相对应,时间与位移或路程相对应。2.2 速度中职物理教程退出出版社 理工分社物体运动有快慢之分,有的运动快,有的运动慢;运动有方向性,有的向右,有的向 左。在物理上用速度来表示物体运动的快慢和方向。物体沿直线运动,如果在任意相等的时间内所通过的位移相等,这样的运动叫做匀速直线 运动。位移跟时间的比值可以表示物体运动的快慢,比值大,运动快;比值小,运动慢。在匀速直线运动中,物体的位移s跟发生这段位移所用时间t的比值,叫做匀速直线运动的速度。用 v表示,则中职物理教程退出出版社 理工分社速度是用来表示物体运动快慢和方向的物理量。速度是矢量,速度的大小
7、表示 物体运动的快慢,速度的方向表示物体运动的方向。匀速直线运动的位移公式物体沿直线运动,如果在任意相等的时间内所通过的位移不相等,这样的运动叫做变速直 线运动。在变速直线运动中,物体的位移s跟发生这段位移所用时间t的比值,叫做物体在这段时 间或这段位移内的平均速度。用v表示,则中职物理教程退出出版社 理工分社变速直线运动的位移公式速度是物体在某一时刻(或某一位置)的速度,叫做瞬时速度,简称速度。速度的大小叫做速率。它表示物体运动的快慢,只有大小,没有方向,是标量。速度-时间图像 物体的运动规律也可以用图像来表示。中职物理教程退出出版社 理工分社2.3 加 速 度匀变速直线运动 在变速直线运动
8、中,速度在不断地变化,而最简单、最重要的是速度均匀变化的直线运动。物体沿直线运动,如果在任意相等的时间内速度的改变量都相等,这样的运动叫做匀变速直线运动。中职物理教程退出出版社 理工分社匀变速直线运动分两种情况:火车速度在均匀增加,叫做匀加速直线运动;汽车速度在均 匀减小,叫做匀减速直线运动。在不同的匀变速直线运动中,有的速度变化快,有的速度变化慢,物理上用加速度来表示物体速度变化的快慢。在匀变速直线运动中,物体速度的改变量跟所用时间的比值,叫做匀变速直线运动的加速度,用a表示,即中职物理教程退出出版社 理工分社加速度是用来表示物体速度变化快慢的物理量。加速度是矢量,其大小表示速度变化的快慢,
9、其方向表示速度变化的方向。物体做匀速直线运动时,速度不变,所以匀速直线运动是加速度为零的运动。2.4 匀变速直线运动的规律速度与时间的关系 物体做匀变速直线运动时,速度与时间的关系由速度-时间图像位移与时间的关系速度与位移的关系中职物理教程退出出版社 理工分社匀变速直线运动的平均速度初速度为零的匀加速直线运动中职物理教程退出出版社 理工分社2.5 自由落体运动自由落体运动 物体下落是一种常见而且重要的运动。石块、粉笔、篮球等从手中下落,它们总是竖直向下运动,越落越快,做加速直线运动。物体在只有重力作用下,从静止开始的运动,叫做自由落体运动。自由落体运动是典型的初速度为零的匀加速直线运动。重力加
10、速度中职物理教程退出出版社 理工分社自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,其加速度为重力加速度g,在式(2-9)中,用g替换a,下落高度h替换位移s,可得自由落体运动公式:中职物理教程退出出版社 理工分社第3章 牛顿运动定律3.1 牛顿第一定律牛顿第一定律任何物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。物体保持原来的静止或者匀速直线运动状态的性质,叫做物体的惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。运动和力的关系 牛顿第一定律指出物体没有受到外力作用时,物体静止或做匀速直线 运动。力是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因。3.2 牛顿第三定律作用力和反作用力 你
11、拉弹簧,变形的弹簧也拉你。中职物理教程退出出版社 理工分社两物体之间的作用力F和反作用力F总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线,这就是牛顿第三定律。式中的负号表示F和F 的方向总是相反。应用牛顿第三定律时应注意以下几点:中职物理教程退出出版社 理工分社作用力和反作用力总是作用在两个不同的物体上,不能相互抵消;而平衡力是作用于同一个物体上,可以相互抵消。作用力和反作用力总是同时存在,同时对等变化,或同时消失。作用力和反作用力是性质相同的力,即同为弹力或同为摩擦力。牛顿第三定律与物体的运动状态无关。应用牛顿第三定律,一定要分清受力物体和施力物体。3.3 牛顿第二定律加速度和力的关系中职物理教程
12、退出出版社 理工分社加速度和质量的关系牛顿第二定律 根据上面的实验结果,物体所受的合外力与它的质量、加速度有如下关系:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。这就是牛顿第二定律,即重力与质量中职物理教程退出出版社 理工分社3.4 牛顿运动定律的应用运用牛顿第二定律解题时,有两种类型的题,一种是已知力求运动情况,另一种是已知物体的运动情况求力。解题时首先要正确分析物体的运动情况和受力情况,然后利用牛顿第二定律和运动学公式,就可求出力、速度、加速度、路程等物理量。中职物理教程退出出版社 理工分社牛顿第一定律:任何物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直
13、到有外力迫使它改变这种状态为止。惯性是物体的固有属性。任何物体都具有惯性。惯性的大小用质量来量度。物体的运动不需要外力来维持,外力是改变物体运动状态(即产生加速度)的原因。牛顿第三定律:两物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,沿一条直线,分别作用在这两个物体上。作用力和反作用力性质相同,且发生在相互作用的不同物体之间,不能相互抵消;同时存在,同时变化,同时消失。中职物理教程退出出版社 理工分社第4章 动量4.1 动量定理运动物体的质量和速度的乘积叫做动量。动量通常用字母p表示,即中职物理教程退出出版社 理工分社动量定理 一列前进的火车,具有一定的动量。力和力的作用时间的乘积叫做力的
14、冲量。冲量用字母I表示,即物体所受合外力的冲量等于物体的动量的改变量。这个结论叫做动量 定理。由动量定理可知,如动量的改变量是一定的,那么,力的作用时间越短,则作用力越大;力的作用时间越长,则作用力越小。这就是茶杯掉在石头上容易摔碎,而掉在软的海绵垫上就不易破碎的原因所在。因此在搬运玻璃等易碎物品时,在木箱里垫上瓦棱纸、发泡塑料、稻草等物,在跳高运动员落地一侧,垫一个弹性很好的垫子等,都是为了延长力的作用时间,减小易碎物体或运动员所受到的冲撞力。而在打击、碰撞、爆炸等作业中,则要用减小作用时间的方法,来增大冲击力。中职物理教程退出出版社 理工分社4.2 动量守恒动量守恒定律对于两个物体组成的系
15、统,如果系统不受外力或所受的合外力为零,则系统 的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律。中职物理教程退出出版社 理工分社动量守恒定律是自然界最基本最普遍的规律之一。反冲运动 打炮的时候,炮弹从炮筒中飞出,炮身向后退。力和力作用时间的乘积叫做力的冲量。物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化量,这个规律叫做动量定理。对于多个物体组成的系统,如果系统不受外力或所受的合外力为零,则系统的总动量保持恒定,这个规律叫做动量守恒定律。中职物理教程退出出版社 理工分社第5章 曲线运动5.1 曲线运动曲线运动的方向曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的瞬时速度的方向在该点的切线方向上
16、(指向前进的一侧)。中职物理教程退出出版社 理工分社曲线运动的条件物体做曲线运动的条件是物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。5.2 平抛运动运动的合成和分解如果某物体同时参与几个运动,那么这个物体实际的运动就叫做那几个运动的合运动,那几个运动叫做这个实际运动的分运动。已知分运动求合运动叫做运动的合成,已知合运动求分运动叫做运动的分解。运动合成和分解遵循平行四边形定则。运动的合成有以下特点:合运动一定是物体的实际运动;中职物理教程退出出版社 理工分社分运动之间没有相互联系;合运动和分运动所用的时间相等;合运动和分运动的位移、速度、加速度都遵守平行四边形定则。平抛运动 将物体用一定的
17、初速度,沿水平方向抛出后,物体所做的曲线运动称为平抛运动。如沿水平方向投掷的小石块,从枪口平射出去的子弹,水平飞行的飞机所投的物资等的运动都是平抛运动。中职物理教程退出出版社 理工分社中职物理教程退出出版社 理工分社一个运动可以看成是同时进行的几个各自独立的运动的叠加。这个结论称为运动的叠加原理。5.3 匀速圆周运动运动轨迹是一个圆的运动叫做圆周运动。圆周运动是一种常见的运动。质点做圆周运动时,如果在相等的时间里通过的弧长都相等,这种运动叫做匀速圆周运动。中职物理教程退出出版社 理工分社周期 质点沿圆周转一周所需的时间叫做周期,用T表示,单位是秒,符号是s。周期越大,表示质点旋转越慢;周期越小
18、,表示质点旋转越快,可见周期是用来描述圆周运动物体运动快慢的物理量。频率 质点在单位时间内做圆周运动的周数,叫做频率,用字母f表示。在SI制中,它的 单位是1/秒,符号是s-1(Hz)。频率越高,物体旋转越快;频率越小,物体旋转越慢,可见周期和频率的关系是:角速度在匀速圆周运动中,连接质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间的比,叫做匀速圆周运动的角速度,用表示,即中职物理教程退出出版社 理工分社因质点在周期T内转过的角度是2,所以线速度 做匀速圆周运动的质点通过的弧长跟通过这段弧长所用时间的比值,叫做匀速圆周运动的线速度。即显然,做匀速圆周运动的质点,在圆周上任一点的线速度的方向就是过该点切线的
19、方向。如果圆周的半径为R,则质点在一个周期T的时间内通过的弧长s2r。因此,匀速圆周运动中线速度的大小中职物理教程退出出版社 理工分社中职物理教程退出出版社 理工分社5.4 向心力 向心加速度物体受重力、拉力、支持力的作用,重力和支持力相互平衡,拉力沿半径指向圆心,物理学中把这种沿着半径指向圆心的力,叫做向心力。(1)向心力与质量的关系(2)向心力与半径的关系(3)向心力与角速度的关系物体做匀速圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比,与半径成正比,与角速度的二次方成正比。中职物理教程退出出版社 理工分社向心加速度 做匀速圆周运动的物体由于受到向心力的作用,必然产生加速度,使物体的速度方向不断变
20、化(速度的大小不变)。根据牛顿第二定律F=ma,这个加速度的方向与向心力方向相同,总是指向圆心,因此叫做向心加速度。由中职物理教程退出出版社 理工分社所以做匀速圆周运动的物体,在合力突然消失或者合力小于物体做圆周运动所 需要的向心力时,物体将逐渐远离圆心,这种的运动叫做离心运动,这种现象叫做离心现象。中职物理教程退出出版社 理工分社离心式水泵离心脱水机 离心脱水机是用来快速甩掉湿物体上的水的装置。洗衣机里的脱水筒,纺织厂里使湿的棉纱、毛线或纺织品脱水的器械,就是这种装置。中职物理教程退出出版社 理工分社第6章 机械能自然界存在各种不同形式的能量机械能(动能和势能)、内能、电能、化学能、核能等。
21、各种不同形式的能量可以通过做功相互转化,而且在转化过程中总能量守恒。功和能是物理学的重要概念。6.1 功功 一个物体受到力的作用,如果沿力的方向发生一段位移,这个力就对物体做了功。力和在力的方向上发生的位移,是做功的两个不可缺少的因素。力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小,力和位移的夹角的余弦三者的乘积。中职物理教程退出出版社 理工分社合力做的功 可以证明,当物体在几个力的作用下发生位移时,合力对物体所做的功,等于这几个力对物体所做功的代数和。一个物体能够对外做功,说明这个物体具有能量。中职物理教程退出出版社 理工分社功和能的关系 各种不同形式的能量可以通过做功相互转化,而且在转化过程中
22、能量总量守恒。做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生转化。所以,功是能量转化的量度。6.2 功率功与完成这些功所用时间的比值,叫做功率。用P表示功率,如果在t秒时间内所做的功是W,那么功率 在SI制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W。1 W=1J/s。瓦特单位较小,常用1 000 W为单位,叫做千瓦(kW)。功率是标量。功率、力和速度的关系 功率也可以用力和速度来表示。中职物理教程退出出版社 理工分社6.3 动能定理动能 流动的河水、飞行的子弹、下落的重锤等运动着的物体能够做功,因而具有能量。物体由于运动而具有的能叫做动能。动能定理 外力所做的功等于动能的变化。当外力对
23、物体做功时,物体的动能增加;当物体克服外力做功时,物体的动能减小。如果物体受到几个力的共同作用,那么合力所做的功等于各个力做功的代数和。中职物理教程退出出版社 理工分社6.5 势能势能也叫位能,它是由物体的相互作用力和它们的相对位置决定的能量。根据物体间相互作用力不同,可分为重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等。重力势能 由物体与地球的相互作用力和它们的相对位置所决定的能量叫做重力势能。如果物体的质量不变,离地面越高,它具有的重力势能就越大。物体的重力势能等于物体的质量与重力加速度和高度三者的乘积。重力势能是标量,它的单位和功的单位相同,在 SI制中都是J。重力所做的功只跟初位置的高度和末位
24、置的高度有关,跟物体运动的路径无关。中职物理教程退出出版社 理工分社弹性势能 发生弹性形变的物体,在恢复原状时能够对外界做功,因而具有能量,这种能量叫做弹性势能。弹性势能跟弹性形变的大小有关。例如弹簧的弹性越大,恢复原状时对外做的功就越多,弹簧的弹性势能就越大。6.5 机械能守恒定律机械能 动能和势能(重力势能和弹性势能)统称机械能。机械能是可以相互转化的。机械能守恒定律 从实验和理论可以证明:在只有重力做功的条件下,物体的动能和势能可以相互转化,在转化的过程中,机械能的总量保持不变,这就是机械 能守恒定律。即中职物理教程退出出版社 理工分社能量既不能创造,也不能消灭,只能从一种形式的能转化为
25、另一种形式的能,或由一个物体转移到另一个物体,但能量的总量始终保持不变,这就是能量守恒定律。功和能有密切的关系。中职物理教程退出出版社 理工分社第7章 机械振动和机械波物体在平衡力作用下,做匀速直线运动;在大小和方向都不变的恒力作用下,做匀变速运动;在大小不变而方向改变的向心力作用下,做匀速圆周运动。机械振动是自然界中常见的运动形式之一。7.1 简谐振动将物体沿着直线或弧线在某一平衡位置附近做的往复运动叫做机械振动,简称振动。简谐振动 振动的形式多种多样,其中最简单的是简谐振动。k是比例常数,即弹簧的劲度系数。负号表示回复力F的方向跟位移的方向 相反。中职物理教程退出出版社 理工分社物体在与位
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