高中物理公式集合:力的合成与分解

所属专题:2014高考物理复习知识点  来源:互联网    要点:高中物理公式大全  
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力(常见的力、力的合成与分解)

(1)常见的力

1.重力G=mg (方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)

2.胡克定律F=kx {方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m)}

3.滑动摩擦力F=μFN {与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)}

4.静摩擦力0≤f静≤fm (与物体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力)

5.万有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上)

6.静电力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N?m2/C2,方向在它们的连线上)

7.电场力F=Eq (E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同)

8.安培力F=BILsinθ (θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L时:F=0)

9.洛仑兹力f=qVBsinθ (θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0)

注:(1)劲度系数k由弹簧自身决定;

(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定;

(3)fm略大于μFN,一般视为fm≈μFN;

(4)其它相关内容:静摩擦力(大小、方向);

(5)物理量符号及单位B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V:带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C);

(6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。

2)力的合成与分解
1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2)

2.互成角度力的合成:

F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2

3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|

4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)

注:(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;

(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;

(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;

(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;

(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。

四、动力学(运动和力)

1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,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

2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}

3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}

4.共点力的平衡F合=0,推广 {正交分解法、三力汇交原理}

5.超重:FN>G,失重:FN<G {加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}

6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子
注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。

五、振动和波(机械振动与机械振动的传播)

1.简谐振动F=-kx {F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向}

2.单摆周期T=2π(l/g)1/2 {l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ<100;l>>r}

3.受迫振动频率特点:f=f驱动力

4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用 

5.机械波、横波、纵波 

注:(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈; 

(2)温度是分子平均动能的标志;

3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;

(4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;

(5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0;温度升高,内能增大ΔU>0;吸收热量,Q>0

(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零;

(7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;

(8)其它相关内容:能的转化和定恒定律能源的开发与利用.环保物体的内能.分子的动能.分子势能。   

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