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高中物理力和运动基础知识的简单总结,不足之处望补充

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  • 万物原子
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基本思路:
牛顿第二定律告诉我们,当一个力作用在物体上时,给了该物体一个加速度,加速度的大小和质量成反比,即
F=ma
但牛顿没有告诉我们的是这个力是什么样子的,是怎么产生的以及大小是怎么变化的,所以我们可以根据作用力的性质来对运动进行分类讨论:
一,力是恒力的时候,这是高中的核心和基础,包括重力,电场力,摩擦力,拉力和弹力等是恒力时的情况。
恒力F=ma
此时a=恒力F/m也是不变的,物体做匀加速运动
在匀加速运动中,物体有5个物理量需要考虑
初速度v0,末速度v,加速度a,时间t,位移s
核心要点就是:只要知道任意3个,就可以知道另外2个
而一个公式关联的是4个物理量,知道了其中任意三个,就可以把另外一个求出,比如
v=v0+at 知道v0,a,t得到v
这个公式实际上可以变形为
v0=v-at 知道v,a,t得到v0
a=(v-v0)/t 知道v,v0,t得到a
t=(v-v0)/a 知道v,v0,a得到t
但从这个公式得不到s,它只包含了4个量,从5个里面选4个有5种选择,所以类似的包含4个量的公式应该有5个,怎么找出其他的4个公式呢?
我们利用平均速度的思想,可以得到这个公式
s=(v0+v)t/2
通过联立v=v0+at和s=(v0+v)t/2 我们可以得到剩下的三个公式
消去t后得到公式
2as=v*v-v0*v0
如果不消掉t而消掉v则得到
s=v0t+1/2at*t
同理消掉v0后则得到
s=vt-1/2at*t


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  • 万物原子
    2
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所以所有关于匀加速运动的公式就是下面5个
v=v0+at 不包含s
s=(v0+v)t/2 不包含a
2as=v*v-v0*v0 不包含t
s=v0t+1/2at*t 不包含v
s=vt-1/2at*t 不包含v0
和前面对v=v0+at的变形类似,其他四个公式也可以进行四次变形,这样我们就可以把任意一个量表示为其他任意三个量的等式形式,共有5*4=20种,这就解决了前面提出的知道任意三个量求剩下两个量的问题。
要注意的是后三个公式v和t有二次项的,会解出两个根,需要根据实际情况确定答案。以上公式都是以初位置为原点S0=0和初始时间t0=0考虑的,更一般的情况应该把初始位置和时间考虑进去,只要把s替换为s-s0,把t替换为t-t0就可以了。另外第5个公式平时不常用,可能是因为它的实际物理意义不太容易理解,但懂了的话会有好处。我们是使用前面两个公式来推导出其他三个公式的,实际上这五个公式中任意两个都可以推导出其他三个。
把a=F/m代入v=v0+at
可以得到动量定理
Ft=mv-mv0
把a=F/m代入2as=v*v-v0*v0
可以得到动能定理
Fs=1/2mv*v-1/2mv0*v0
但这并不是说我们证明了动量和动能定理,只表明在匀加速运动的情况下动量和动能定理成立。
好冷,下次再写


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