运动系统归纳总结图

1 / 80 运动系统归纳总结图 第一章 机械运动知识点总结 1长度的测量是最基本的测量，最常用的工具是刻度尺。 2长度的主单位是米，用符号： m表示，我们走两步的距离约 是 1 米，课桌的高度约米。 3长度的单位还有千米、分米、厘米、毫米、微米，它们关系是： 1 千米 =1000 米 =103 米； 1 分米 =米 =10-1米 1 厘米 =米 =10-2米； 1毫米 =米 =10-3 米 1 米 =106 微米； 1 微米 =10-6 米。 4刻度尺的正确使用： (1).使用前要注意观察它的零刻线、量程和最小刻度值； (2).用刻度尺测量时，尺要 沿着所测长度，不利用磨损的零2 / 80 刻线； (3).读数时视线要与尺面垂直，在精确测量时，要估读到最小刻度值的下一位； (4). 测量结果由数字和单位组成。 5误差：测量值与真实值之间的差异，叫误差。 误差是不可避免的，它只能尽量减少，而不能消除，常用减少误差的方法是：多次测量求平均值。 6特殊测量方法： (1)累积法：把尺寸很小的物体累积起来，聚成可以用刻度尺来测量的数量后，再测量出它的总 长度，然后除以这些小物体的个数，就可以得出小物体的长度。如测量细铜 丝的直径，测量一张纸的厚度。 (2)平移法：方法如图 :(a)测硬币直径； (b)测乒乓球直径； (3)替代法：有些物体长度不方便用刻度尺直接测量的，就可用其他物体代替测量。 3 / 80 如 (a)怎样用短刻度尺测量教学楼的高度，请说出两种方法？ (b)怎样测量学校到你家的距离 ?(c)怎样测地图上一曲线的长度？ (4)估测法 :用目视方式估计物体大约长度的方法。 7. 机械运动：物体位置的变化叫机械运动。 8. 参照物：在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体 )叫参照物 . 9. 运动和静止的相对性：同一个物体是运动还是静止，取决于所选的参照物。 10. 匀速直线运动：快慢不变、经过的路线是直线的运动。这是最简单的机械运动。 11. 速度：用来表示物体运动快慢的物理量。 12. 速体指在单位时间内通过的路程。公式： v=s/t 4 / 80 速度的单位是：米 /秒；千米 /小时。 1米 /秒 =千米 /小时 13. 变速运动：物体运动速度是变化的运动。 14. 平均速度：在变速运动中，用总路程除以所用的时间可得物体在这段路程中的快慢程度，这就是平均速度。用公式：v=s/t;日常所说的速度多数情况下是指平均速度。 15. 根据速度、时间可求路程： s=vt： 16. 人类发明的计时工具有：日晷 沙漏 摆钟 石英钟 原子钟。 第二章 声现象 1 . 声音的发生：由物体的振动而产生。振动停止，发声也停止。 2声音的传播：声音靠介 质传播。真空不能传声。通常我们听到的声音是靠空气传来的。 3声速：在空气中传播速度是： 340 米 /秒。声音在固体传播比液体快，而在液体传播又比空气 5 / 80 体快。 4利用回声可 测距离： S=1/2vt 5乐音的三个特征：音调、响度、音色。 (1)音调 :是指声音的高低，它与发声体的频率有关系。 (2)响度 :是指声音的大小，跟发声体的振幅、声源与听 者的距离有关系。 6减弱噪声的途径： (1)在声源处减弱； (2)在传播过程中减弱； (3)在人耳处减弱。 7可听声：频率在 20Hz 20000Hz 之间的声波：超声波：频率高于 20000Hz 的声波；次声波： 频率低于 20Hz的声波。 8 超声波特点：方向性好、穿透能力强、声能较集中。具体应用有：声呐、 B 超、超声波速度测定器、超声波清洗器、6 / 80 超声波焊接器等。 9次声波的特点：可以传播很远，很容易绕过障碍物，而且无孔不入。一定强度的次声波对人 体会造成危害，甚至毁坏机械建筑等。它主要产生于自然界中的火山爆发、海啸地震等，另外人类制造的火箭发射、飞机飞行、火车汽车的奔驰、核爆炸等也能产生次声波。 第三章 物态变化知识点总结 1. 温度：是指物体的冷热程度。测量的工具是温度计 , 温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制 成的。 2. 摄氏温度 (): 单位是摄氏度。 1 摄氏度的规定：把冰水混合物温度规定为 0 度，把 一标准大气压下沸水的温度规定为 100度，在 0度和 100 度之间分成 100 等分，每一等分为1 。 3常见的温度计有： 7 / 80 (1)实验室用温度计； (2)体温计； (3)寒暑表。 体 温计：测量范围是 35 至 42 ，每一小格是 。 4. 温度计使用： (1)使用前应观察它的量程和最小刻度值； (2)使用时温度计玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要碰到容器底 或容器壁； (3)待温度计示数稳定后再读数； (4)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计中液柱的上表面相平。 5. 固体、液体、气体是物质存在的三种状态。 6. 熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化。要吸热。 7. 凝固：物质从液态变成固态的过程叫凝固。要放热 . 8 / 80 8. 熔点和凝固点： 晶体熔化时保持不变的温度叫熔点；。晶体凝固时保持不变的温度叫凝固点。晶体的熔点和凝固点相同。 9. 晶体和非晶体的重要区别：晶体都有一定的熔化温度，而非晶体没有熔点 10. 熔化和凝固曲线图： 11. (非晶体熔化曲线图） 12. 上图中 AD是晶体熔化曲线图，晶体在 AB段处于固态，在 BC段是熔化过程，吸热，但温度 不变，处于固液共存状态， CD 段处于液态；而 DG 是晶体凝固曲线图， DE 段于液态， EF 段落是凝固过程，放热，温度不变，处于固液共存状态， FG处于固态。 13. 汽化：物质从液态变为气态的过程叫汽化，汽化的方式有蒸发和沸腾。都要吸热。 9 / 80 14. 蒸发： 是在任何温度下，且只在液体表面发生的，缓慢的汽化现象。 15. 沸腾：是在一定温度 (沸点 )下，在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。液体沸腾时要吸热，但温度保持不变，这个温度叫沸点。 16. 影响液体蒸发快慢的因素： (1)液体温度； (2)液体表面积； (3)液面上方空气流动快慢。 17. 液化：物质从气态变成液态的过程叫液化，液化要放热。使气体液化的方法有：降低温度和压缩体积。 18. 升华和凝华：物质从固态直接变成气态叫升华，要吸热；而物质从气态直接变成固态叫凝华，要放热。 19. 水循环：自然界中的水不停地运动、变化着，构成了一个巨大的水循环系统。水的循环伴随着能量的转移。 第四章 光现象知识点总结 10 / 80 1. 光源：自身能够发 光的物体叫光源。 2. 光的直线传播：光在均匀介质中是沿直线传播。 小孔成像条件：孔要足够小 特点：倒立、相似、与小孔形状无关 3光在真空中传播速度最大，是 3108 米 /秒，而在空气中传播速度也认为是 3108 米 /秒。 4我们能看到不发光的物体是因为这 些物体反射的光射入了我们的眼睛。 5光的反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上，反射光线与入射光线分居法线两 侧，反射角等于入射角。镜面反射 VS 漫反射： 镜 面反射：平行光照射到光滑界面时，反射光线依然平行。 漫反射：平行光照射到凹凸不平的界面时，反射光线向四面八方散开。 11 / 80 漫反射和镜面反射一样遵循光的反射定律。 6平面镜成像 特点： (1) 平面镜成的是虚像； (2) 像与物体大小相等；像与物体到镜面的 距离相等； (4)像与物体的连线与镜面垂直。另外，平面镜里成的像与物体左右倒置。 7. 实像：由光线汇聚而成；虚像：一种视觉感觉，并不是由实际光线汇聚而成。 8平面镜应用： (1)成像； (2)改变光路； (3)增大视觉空间。 9平面镜在生活中使用不当会造成光污染。 10. 球面镜包括凸面镜和凹面镜，它们都能成像。具体 应用有：车辆的后视镜、商场中的反光镜是凸面镜；手电筒的反光罩、太阳灶、医术戴在眼睛上 的反光镜是凹面镜。 12 / 80 11. 光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般发生变化的现象。 12. 光的折射规律：光从空气斜射入水或其他介质，折射光线与入射光线、法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居法线两侧，折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当 光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。 13. 太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的。 14光的三原色是：红、绿、蓝；颜料的三原色是：红、黄、蓝。 15不可见光包括有：红外线和紫外线。特点：红外线能使被照射的物体发热，具有热效应；紫外线最显著的性质是能使荧光物质发光，另外还可 以灭菌 。 13 / 80 第五章 透镜及其应用知识点总结 1. 凸透镜：中间厚边缘薄的透镜，它对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜。 2.凹透镜：中间薄边缘后的透镜，它对光线有发散作用，所以也叫发散透镜。 3.光心：透镜的中心位置，通过透镜光心的光线不会发生偏折。 4.主光轴：过光心使透镜对称的虚线。 5.焦点：平行于主光轴的光线通过凸透镜会聚到另一侧的点，此点叫焦点。凸透镜有两个对称的 焦点。 6.焦距：焦点到光心的距离，凸透镜两个焦距相等。 7.照相机成像特点：照相机镜头为凸透镜，成缩小、倒立的实像。 14 / 80 8.投影仪成像特点：投影仪镜头为凸透镜，成放大、倒立的实像。 9.放大镜成像特点：放大镜为凸透镜，成放大、正立的虚像。10. 如照相机； 凸透镜成像： (1)物体在二倍焦距以 外 (u2f)，成倒立、缩小的实像 (像距：f (2)物体在焦距和二倍焦距之间 ,成正立、放大的虚像。 12人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体相当于照相机的镜头，视网膜相当于照相 机内的胶片。 13近视眼看不清远处的景物，需要配戴凹透镜；远视眼看不清近处的景物，需要配戴凸透镜。 14.近视眼、远视眼成像以及矫正： “ 近前远后，近凹远凸 ” 15 / 80 15望远镜能使远处的物体在近处成像，其中伽利略望远镜目镜是凹透镜，物镜是凸透镜；开普 勒望远镜目镜物镜都是凸透镜。 16显微镜的目镜物镜也都是凸透镜。 例如：放大镜。 第六章 质量与密度知识点总结 1质量 (m)：物体中含有物质的多少叫质量。 2质量国际单位是 :千克。其他有：吨，克，毫克， 1 吨 =103千克 =106克 =109毫克 3物体的质量不随形状 ,状态 ,位置和温度而改变。 4质量测量工具：实验室常用天平测质量。常用的天平有托盘天平和物理天平。 5天平的正确使用： (1)把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻线处； 16 / 80 (2)调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，这时天平平衡； (3)把物体放在左盘里，用镊子向右盘加减砝码并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡； (4)这时物体的质量等于右盘中砝码总质量加上游码所对的刻度值。 6使用天平应注意： (1)不能超过最大称量； (2)加减砝码要用镊子，且动作要轻； (3)不要把潮湿的物体和化学药品直接放在托盘上。 7. 密度：某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。用 表示密度， m 表示质量， V表示体积，密度单位是千克/米 3， (还有：克 /厘米 3)， 1 克 /厘米 3=1000 千克 /米 3；质量 m的单位是：千克；体积 V的单位是米 3。 17 / 80 8密度是物质的一种特性，不同种类的物质密度一般不同。 9水的密度 =103 千克 /米 3 10密度知识的应用： (1)鉴别物质：用天平测出质量 m 和用量筒测出体积 V 就可据公式：求出物质密度。再查密度表。 (2)求质量： m=V 。 (3)求体积： v=m/ 1 讲 授 新 课 讲授新课： 一、大气的受热过程 【环节一】 学生自主学习【依据：新课程要求培养学生自18 / 80 主学习的能力，把课堂还给学生，老师就不用讲】 教师指导学生阅读教材 P30-P31,然后用自己的语言描述太阳辐射到达地面经历的过程。 【发挥学生的主动性，学生之间互评，教师给予激励性评价】 师：当太阳辐射穿过厚厚的大气层时，又发生了什么？太阳辐射的能量能 100到达地面吗？ 【环节二】 师生互动 教师引导学生读图，得出结论 太阳暖地面【发挥教师的主导作用】 1、 指导生阅读 P30 注释，知道短波辐射与长波辐射的含义。 2、 问题：太阳辐射穿过大气层时大部分能量到哪里？结果怎样？ 3、 点评生的回答并归纳板书 太阳暖地面 【环节三】理解大气的削弱作用【学生的主体与教师的主导作用】 19 / 80 1、 教师用投影出示 “ 太阳辐射与波长 ” 图片，生根据课前搜集的资料填写表格，【教材没有这部分内容，课前让学生搜 集，培养其获取资源和信息的能力，教师要整合教材。】 大气成份 臭氧、水汽、二氧化碳 空气分子、微小尘埃 颗粒较大的尘埃等 云层、较大尘埃 主要作用 2、 请学生据所填表格并结合图归纳削弱作用的表现形式，说出反射和吸收作用的强弱与生么有关系，削弱作用造 成的结果怎样。 3、 老师点评、纠错并及时鼓励。 师：从图中我们已经看到，地面吸收太阳辐射后开始增温。请大家看图上由地面垂直向上的箭头表示什么？它的去向20 / 80 又如何呢？ 【环 节四】生读图思考，教师讲解有关知识。得出结论 地面暖大气【培养学生的读图析图能力】 1、生仔细观察图代表各种辐射的箭头，试着说出什么是地面辐射以及地面辐射的去向和结果。 2、师用 “ 多媒体课件 ” 简单介绍大气的垂直分层，让生知道与人类关系最密切的一层就是离地面最近的 对流层。 2 教 学 反 思 【环节八】实战应用 反馈练习 1、让学生两人一组试着用箭头画出 “ 大气的受热过程 ” 选派代表展示自己的成果。要求在图上正确表示出太阳辐射、大气的吸收作用、大气的反射作用、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射等环节。 2、选择题 (1)下列现象与大气对太阳辐射削弱作用无关的是 ( ) A多云的夜晚通常比晴朗的夜晚温暖些 B夏21 / 80 季天空多云时，白天的气温不会太高 C晴朗的天空呈现尉蓝色 D低云笼罩的白天，天空仍是明亮的 大气对地面的保温作用主要是由于 ( ) A大气吸收太阳辐射而增温 B大气逆辐射补偿地面辐射损失的能量 C大气对地面辐射的反射作用 D大气热容量大，不易降温 城市上空的雾和低云比郊区多，主要是因为 ( ) A风速较大 B水汽较多 C尘埃较多 D气流较低 3、根据所学知识解释自然现象： 夏季天空多云时，白天气温不会太高；多云的夜晚通常比晴朗的夜晚温暖些。 在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？ 【环节22 / 80 九】 课后作业 1、为 什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是全球太阳辐射强度最大的地区？ 2、大气保温作用的强弱与人类活动有什么关系？人类怎样做才能减少 “ 温室效应 ” ？ 【教学反思】 4 力和运动知识点的归纳总结 一、力的种类 :这些性质力是受力分析不可少的 “ 受力分析的基础 ” 学 重力： G = mg (g 随高度、纬度、不同星球上不同 ) 弹簧的弹力： F= Kx 滑动摩擦力： F 滑 = ?N A 案 静摩擦力： O? f 静 ? fm 万有引力： Fm引 =G 23 / 80 1m2 装 r2 订 电场力： Fu电 =q E =q d 库仑力： F=K q1q2 r2 (真空中、点电荷 ) 磁场力： (1)、安培力：磁场对电流的作用力。 公 式： F= BIL 方向 :线 左手定则 24 / 80 (2)、洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力。公式： f=BqV (B?V) 方向 :左手定则 二、运动分类：是高中物理的重内 点、难点 匀速直线运动： F合 =0 V00 匀变速直线运动：初速为零，初速不为零， 不 匀变速直、曲线运动 (决于 F合与 V0的方向关系 ) 但 F 合= 恒力 只受重力作用下的几种运动：自由落体，竖直下抛，竖直上抛，平抛，斜抛等 圆周运动：竖直平面内的圆周运动 (最低点和最高点 )；匀速圆周运动 (关键搞清楚是向心力的来源 ) 要 简谐运动：单摆运动，弹簧振子； 波动及共振； 类平25 / 80 抛运动 ; 带电粒在电场力作用下的运动情况；带电粒子在 f 洛作用下的匀速圆周运动 三、物理解题的依据： 力的公式 各物理 量的定义 答 各种运动规律的公式 物理中的定理、定律及数学几何关系 四、几类物理基础知识要点： 凡是性质力要知：施力物体和受力物体； 题 对于位移、速度、加速度、动量、动能要知参照物； 状态量要搞清那一个时刻的物理量； 过程量要搞清那段时间或那个位侈或那个过程发生的； 如何判断物体作直、曲线运动；如何判断加减速运动；如何26 / 80 判断超重、失重现象。 五、知识分类举要 1、力的合成与分解：求 F1、 F2两个共点力的合力的公式： 注意： (1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。 (2) 两个力的合力范围： ? F1 F2 ? ? F? F1 +F2 1 (3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。 2、共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合外力为零。 ?F=0 或 ?Fx=0 ?Fy=0 推论： 1非平行的三个力作用于物体而平衡 ,则这三个力一定共点。按比例可平移为一个封闭的矢量三角形 2几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力 (一个力 )的合力一定等值反向 三力平衡：F3=F1 +F2 3、摩擦力的公式： 27 / 80 (1 ) 滑动摩擦力： f= ?N 说明 ： a、 N 为接触面间的弹力，可以大于 G；也可以等于G;也可以小于 G b、 ?为滑动摩擦系数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力 N 无关 . (2 ) 静摩擦力： 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解 ,与正压力无关 . 大小范围： O? f 静 ? fm (fm 为最大静摩擦力，与正压力有关 ) 说明： a 、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，还可以与运动方向成一定夹角。 b、摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。 c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势28 / 80 的方向相反。 d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受 静摩擦力的作用。 3.力的独立作用和运动的独立性 当物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就象其它力不存在一样，这个性质叫做力的独立作用原理。 一个物体同时参与两个或两个以上的运动时，其中任何一个运动不因其它运动的存在而受影响，物体所做的合运动等于这些相互独立 的分运动的叠加。 根据力的独立作用原理和运动的独立性原理，可以分解加速度，建立牛顿第二定律的分量式，常常能解决一些较复杂的问题。 六、几种典型的运动模型： 匀变速直线运动： 两个基本公式 (规律 )： 及几个重要推论： (1) 推论： Vt2 V02 = 2as (2) A B 段中间时刻的即时速度 : Vt/ 2 =_ =_ 等于这段的平均速度 29 / 80 (3) AB段位移中点的即时速度 : Vs/2 =_ VV0?VtsSN?1?Sv22 t/ 2 =V=o?vt 2=t=N 2T = VN ? Vs/2 = 2 匀速： Vt/2 =Vs/2 ; 匀加速或匀减速直线运动： Vt/2 (4) S1 第 t秒 = St-S t-1= (vo t + 2a t2) v11o( t 1) +2a (t 1)2= V0 + a (t 2 ) (5) 初速为零的匀加速直线运动规律 在 1s 末 、 2s 末、 3s 末 ?ns 末的速度比为：30 / 80 _ 在 1s 、 2s、 3s?ns 内的位移之比为： _ 在第 1s 内、第 2s内、第 3s内 ?第 ns内的位移之比为：_ 从静止开始通过 连续相等位移所用时间之比为： _ 通过连续相等位移末速度比为： _ (6) 先考虑减速至停的时间 ). 实验规律： (7) 通过打点计时器在纸带上打点 (或照像法记录在底片上 )来研究物体的运动规律：此方法称留迹法。 初速无论是否为零 ,只要是匀变速直线运动的质点 ,就具有下面两个很重要的特点： 在连续相邻相等时间间隔内的位移之差为一常数； ?s = aT2。 中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度 注意： 是判断物体是否作匀变速直线运动的方法。 ?s = aT2 求的方法 VN=V=sSN?1?SN t=2T vt/2?v 平 31 / 80 ?v0?vt2?st?sn?1?sn2T 求 a方法： ?s = aT2 S2 N?3一 SN=3 aT Sm 一 Sn=( m-n) aT2 利用 “ 逐差法 ” 求 a： a? ?s4?s5?s6?s1?s2?s3?9T2 画出图线根据各计数点的速度 ,图线的斜率等于 a； 识图方法 :一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点 例一、试通过计算出的刹车距离 s 的表达式说明公路旁书写“ 严禁超载、超速及酒后驾车 ” 以及 “ 雨天路滑车辆减速行驶 ” 的原理。 思维方法篇 32 / 80 1平均速度的求解及其方法应用 一 用定义式： v? ?s V?Vt?t 普遍适用于各种运动； v=02 只适用于加速度恒定的 匀变速直线运动 2巧选参考系求解运动学问题 3追及和相遇或避免碰撞的问题的求解方法 (另解析 ) 解题常规方法：公式法 (包括数学推导 )、图象法、比例法、极值法、逆向转变法 、竖直上抛运动： (速度和时间的对称 ) 分过程：上升过程匀减速直线运动 ,下落过程初速为 0 的匀加速直线运动 . 全过程：是初速度为 V0 加速度为 ?g 的匀减33 / 80 速直线运动。 (1)上升最大高度 :H=_ (2)上升的时间 :t=_ (3)上升、下落经过同一位置时的加速度相同，而速度等值反向 (4)上升、下落经过同一段位移的时间相等。 (5)从抛出到落回原位置的时间 :t =_ (6)适用全过程 S = V1o t g t2 ; Vt = Vo g t ; Vt2 Vo22 = 2gS (S、 Vt的正、负号的理解 ) 、匀速圆周运动 线速度 : V= s=2?R =?R=2?f R 角速度： ?2?2?f t T=t? 34 / 80 T 追及问题： ?AtA=?BtB+n2 向心加速度： a =_ 向心力： F= ma = _ 注意： (1)匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力，总是指向圆心 . (2)卫星绕地球、行星绕太阳作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。 、平抛运动：匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动的合运动 运动特点： a、只受重力； b、初速度与重力垂直尽管其速度大小和方向时刻在改变，但其运动的加速度却恒为重力加速度 g，因而平抛运动是一个 匀变速曲线运动。在任意相等时间内速度变化相等。 平抛运动的处理方法：平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。水平方向和竖直方向的两个分运动既具有独立性，又具有等时性 平抛运动的规律：以物体的出发点为原点，沿水平和竖直方向建成立坐标。 ax=0? 35 / 80 ay=0? 水平方向 vx=v0 ? vy=gt? x=v0t? 2? tan?vy gt v? Vy = Votg? Vo =Vyctg xv0 2 V = o?V2y Vo = Vcos? Vy = Vsin 在 36 / 80 Vo、 Vy、 V、 X、 y、 t、 ?七个物理量中 ,如果 已知其中任意两个 ,可根据以上公式求出其它五个物理量。 做平抛运动的物体，任意时刻速度的反向延长线一 定经过此时沿抛出方向水平总位移的中点。 、竖直平面内的圆周运动 并且经常出现临界状态。 (圆周运动实例 ) 火车转弯 汽车过拱桥、凹桥 3 飞机做俯冲运动时，飞行员对座位 的压力。 物体在水平面内的圆周运动和物体在竖直平面内的圆周运动。 万有引力 卫星的运动、库仑力 电子绕核旋转、洛仑兹力 带电粒子在匀强磁场中的偏转、重力与弹力的合力 锥摆、 火车转弯：设火车弯道处内外轨高度差为 h，内外轨间距 L，转弯半径 R。由于外 37 / 80 轨略高于内轨，使得火车所受重力和支持力的合力 F 合提供向心力。 由 F0 2 合 ?mgtan?mgsin?mgh L?mvR v0?gtan?R (是内外轨对火 得 vRgh 0?L 车都无摩擦力的临界条件 ) 即当火车转弯时行驶速率不等于 V0 时，其向心力的变化可由内外轨道对轮缘侧压力自行调节，但调节 程度不宜过大，38 / 80 以免损坏轨道。 无支承的物体，在竖直平面内作圆周运动过最高点情况： 临界条件：由 mg+T=mv2 /L知，小球速度越小，绳拉力或环压力 T 越小，但 T 的最小值只能为零，此时小球以重力提供作向心力，恰能通过最高点。即 mg=m v2临 R 结论：绳子和轨道对小球没有力的作用， 只有重力提供作向心力，临界速度 V 临 =gR 有支承的物体，在竖直平面作圆周运动过最高点情况： 临界条件：杆和环对小球有支持力的作用 当 V=0时， N=mg 39 / 80 当小球运动到最高点时，速度 v?gR 时，受到杆的作用力 N但 N?mg， 当小球运动到最高点时，速度 v?gR 时，杆对小球无作用力N?0 当小球运动到最高点时，速度 vgR 时，小球受到杆的拉力 N 作用 注意物理圆与几何圆的最高点、最低点的区别 (以上规律适用于物理圆 ,不过最高点 ,最低点 , g 都应看成等效的 ) 2解决匀速圆周运动问题的一般方法 明确研究对象，必要时将它从转动系统中隔离出来。 找出物体圆周运动的轨道平面，从中找出圆心和半径。 分析物体受力情况，千万别臆想出一个向心力来。 建立直角坐标系将力正交分解。 ?建立方程组 ?Fx?mv2?R?m?2R?m2?T2R ? 40 / 80 ?Fy?03离心运动与向心运动 牛顿第二定律： F 合 = ma 或者 ?Fx = m ax ?Fy = m ay 理解： (1)矢量性 (2)瞬时性 (3)独立性 (4)同体性 (5)同系性 (6)同单位制 力和运动的关系 物体受合外力为零时，物体处于静止或匀速直线运动状态； 物体所受合外力不为零时，产生加速度，物体做变速运动 若合外力恒定，则加速度大小、方向都保持不变，物体做匀变速运动，匀变速运动的轨迹可以是直线，也可以是曲线 物体所受恒力与速度方向处于同一直线时，物体做匀变速直线运动 根据力与速度同向或反向，可以进一步判定物体是做匀加速直线运动或匀减速直线运动； 若物体所受恒力与速度方向成角度，物体做匀 变速曲线运动 物体受到一个大小不变，方向始终与速度方向垂直的外力作用时，物体做匀速圆周运动此时，外力仅改变速41 / 80 度的方向，不改变速度的大小 物体受到一个与位移方向相反的周期性外力作用时，物体做机械振动 表 1 给出了几种典型的运动形式的力学和运动学特征 论运动规律 、万有引力及应用：与牛二及运动学公式 1、思路和方法 : 卫星或天体的运动看成匀速圆周运动 , F 心 =F 万 (类似原子模型 ) 2、三大运动模型 、在天体表面随天体自转 、贴近天体表面做匀速圆周运动 、距天体表面一定高度做匀速圆周运动 3、求中心天体的质量 M和密度 G2?224?r3 由 Mm r2=m(T)r 可得 M=GT2 ， =M 42 / 80 3?4?r3GR3T2 当 r=R，即近地卫星绕中心天体运行时，=?3? GT2 3 ?R3 题目中常隐含： (地球表面重力加速度为 g)；这时可能要用到上式与其它方程联立来求 【讨论】 (v 或 EK)与 r 关系， r 最小时为地球半径时， v 第一宇宙 =/s (最大的运行速 度、最小的发射速度 )； T 最小 = s 球面 =4?r2 s=?r2 (光的垂直有效面接收，球体推进辐射 ) s 球冠 =2?Rh 4、 理解近地卫星：来历、意义 万有引力 重力 =向心力、 r 最小时为地球半径、 最大的运行速度 =v第一宇宙 =/s (最小的发射速度 )； T 最小 = 5、同步卫星 几个一定：三颗可实现全球通讯 (南北极仍有盲区 ) 轨道为赤道平面 T=24h=86400s 离地高 h= 104km(为43 / 80 地 球 半 径 的 倍 ) V 同步 =/s V 第 一 宇 宙=/s ?=15o/h(地理上时区 ) a=/s2 6、运行速度与发射速度的区别 7、卫星的能量 :r增 ?v减小 (EK减小 应该熟记常识：地球公转周期 1年 , 自转周期 1天 =24小时 =86400s, 地球表面半径 103km 表面重力加速度 g= m/s2 月球公转周期 30天 力学助计图 结果 原因 会变化 受力 原因 第一章 绪论 基本概念：机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。 第二章 平面机构的结构分析 44 / 80 机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。 1. 机构运动简图的绘制 机构运动简图的绘制是本章的重点，也是 一个难点。 为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性，对绘制好的简图需进一步检查与核对。 2. 运动链成为机构的条件 判断所设计的运动链能否成为机构，是本章 的重点。 运动链成为机构的条件是：原动件数目等于运动链的自由度数目。 机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行。 机 构自由度计算是本章学习的重点。 45 / 80 准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理。 (1) 复合铰链 复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。 正确处理方法： k 个在同一处形成复合铰链的构件，其转动副的数目应为 (k-1)个。 (2) 局部自由度 局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。 局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。 正确处理方法：从机构自由度计算公式中将局部自由度减去，也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体，预先将滚子除去不计，然后再利用公式计算自由度。 (3) 虚约束 46 / 80 虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。 正确处理方法：计算自由度时，首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后用自由度公式进行计算。 虚约束都是在一定的几何条件下出现的，这些几何条件有些是暗含的，有些则是明确给定的。对于暗含的 几何条件，需通过直观判断来识别虚约束；对于明确给定的几何条件，则需通过严格的几何证明才能识别。 3. 机构的组成原理与结构分析 机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反，前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，以组成新的机构，它为设计者进行机构创新设计提 供了一条途径；后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架，以便对机构进行结构分类。 第三章 平面机构的运动分析 1基本概念：速度瞬心、绝对速度瞬心和相对速度瞬心，以及 “ 三心定理 ” 。 47 / 80 2瞬心法在简单机构运动分析上的应用。 3同一构件上两点的速度之间及加速度之间矢量方程式、组成移动副两平面运动构件在瞬时重合点上速度之间和加速度的矢量方程式，在什么条件下，可用相对运动图解法求解？ 4 “ 速度影像 ” 和 “ 加速度影像 ” 的应用条件。 5 构件的角速度和角加速度的大小和方向的确定以及构件上某点法向加速度的大小和方向的确定。 6哥氏加速度出现的条件、大小的计算和方向的确定。 第四章 平面机构的力分析 1基本概念： “ 静力分析 ” 、 “ 动力分析 ” 及 “ 动态静力分析 ” 、 “ 平衡力 ” 或 “ 平衡力矩 ” 、 “ 摩擦角 ” 、 “ 摩擦锥 ” 、 “ 当量摩擦系数 ” 和 “ 当量摩擦角 ” 、 “ 摩擦圆 ” 。 48 / 80 2各种构件的惯性力的确定： 作平面移动的构件； 绕通过质心轴转动的构件； 绕不通过质心的轴转动的构件； 作平面复合运动的构件。 3机构的动态静力分析的方法和步骤。 4总反力方向的确定： 根据两构件之间的相对运动 (或相对运动的趋势 )方向 ，正确地确定总反力的作用方向是本章的难点之一。 移动副：总反力 Rxy 总是与相对速度 vyx 之间呈 90+ 的钝角； 斜面摩擦问题的分析方法是本章的重点之一。 49 / 80 槽面摩擦问题 可通过引入当量摩擦系数及当量摩擦角的概念，将其简化为平面摩擦问题。运动副元素的几何形状不同，引入的当量摩擦系数也不同，由此使得运动副元素之间的摩擦力不同。 转动副：总反力 Rxy总是与摩擦圆相切。它对铰链中心所形成的摩擦力矩 Mfxy=Rxy 。方向与相对角速度 yx 的方向相反。 Rxy的确切方向需从该构件的力平衡条件中得到。 第五章 机械的效率和自锁 1基本概念： “ 自锁 ” 。 2 “ 机构效率 ” 和 “ 损失系数 ” 以及具体机构效率的计算方法。 3.“ 自锁 ” 与 “ 不动 ” 这两个概念有何区别？ “ 不动 ” 的机构是否一定 “ 自锁 ” ？机构发生自锁是否一定 “ 不动 ” ？为什么？ 4. 自锁现象及自锁条件的判定 无论驱动力多大，机械都无法运动的现象称为机械的自锁。其原因是由于机械中存在50 / 80 摩擦力，且驱动力作用在某一范围内。 一个自锁机构，只是对于满足自锁条件的驱动力在一定运动方向上的自锁；而对于其他外力，或在其他运动方向上则不一定自锁。因此，在谈到自锁时，一定要说明是对哪个力，在哪个方向上自锁。 自锁条件可用以下 3 种方法求得： 对移动副，驱动 力位于摩擦角之内；对转动副，驱动力位于摩擦圆之内。 (2) 令工作阻力小于零来求解。采用图解解析法或解析 法求出工作阻力与主动力的数学表达式，然后再令工作阻力小于零，即可求出机构的自锁条件。 (3) 利用机械效率计算式求解，即令 第六章 机械的平衡 本章的重点是刚性转子的平衡设计。 51 / 80 1. 刚性转子的平衡设计 根据直径 D与轴向宽度 b之比的不同，刚性转子可分为两类： (1) 当 b / D 时，可以将转子上各个偏心质量近似地看作分布在同一回转平面内，其惯性力的平衡问题实质上是一个平面汇交力系的平衡问题。 (2) 当 b / D 时，转子的轴向宽度较大，首先应在转子上选定两个可添加平衡质量的、且与离心惯性力平行的平面 作为平衡平面，然后运用平行力系分解的原理将各偏心质量所产生的离心惯性力分解到这两个平衡平面上。这样就把一个空间力系的平衡问题转化为两平衡平面内的平面汇交力系的平衡问题。 2. 刚性转子的平衡试验 当 b / D 时，可在平衡架上进行静平衡试验。 当 b / D 时，则需要在动平衡机上进行动平衡试验。 第七章 机械的运转及其速度波动的调节 52 / 80 本章主要研究两个问题：一是确定机械真实的运动规律；二是研究机械运转速度的波动调节。 1. 机械的运转过程 机械在外力作用下的运转过程分为启动、稳定运转和停车等3 个阶段。注意理解 3 个阶段中功、能量和机械运转速度的变化特点。 2. 机械的等效动力学模型 (1) 对于单自由度的机械系统，研究机械的运转情况 时，可以就某一选定的构件 (即等效构件 )来分析，将机械中所有构件的质量、转动惯量都等效地转化到这一构件上，把各构件上所作用的力、力矩也都等效地转化到等效构件上，然后列出等效构件的运动方程式来研究其运动规律。这就是建立所谓的等效动力学模型的过程。 (2) 建立机械系统等效动力学模型时应遵循的原则是：使机械系统在等效前后的动力学效应不变，即 53 / 80 动能等效：等效构件所具有的动能，等于整个机械系统的总动能。 外力所做的功等效：作用在等效构件上的外力所做的功，等于作用在整个机械系统中的所有外力所做功的总和。 3. 机械速度波动的调节方法 (1) 周期性速度波动的机械系统，可以利用飞轮储存能量和释放能量的特性来调节机 械速度波动的大小。飞轮的作用就是调节周期性速度的波动范围和调节机械系统能量。 (2) 非周期性速度波动的机械系统，不能用飞轮进行调节。当系统不具有自调性时，则需要利用调速器来对非周期性速度波动进行调节。 4. 飞轮设计 (1) 飞轮设计的基本问题，是根据等效力矩、等效转动惯量、平均角速度，以及机械运转速度不均匀系数的许用值来计算飞轮的转动惯量。无论等效力矩是哪一种运动参数的函数关54 / 80 系，最大盈亏功必然出现在 max 和 min 所在两位置之间。 (2) 飞轮设计中应注意以下 2个问题： 为减小飞轮转动惯量 (即减小飞轮的质量和尺寸 )，应尽可能将飞轮安装在系统的高速轴上。 安装飞轮只能减小周期性速度波动，但不能消除速度波动。 第八章 平面连杆机构及其设计 1. 平面四杆机构的基本型式及其演化方法 铰链四杆机构可以通过 4 种方式演化出其他形式的四杆机构： 取不同构件为机架； 改变构件的形状和尺寸； 运动副元素的逆换； 运动副的扩大。 55 / 80 2. 平面连杆机构的工作特性 1) 急回特性 有时某一机构本身并无急回特性，但当它与另一机构组合后，此组合后的机构并不一定亦无急回特性。机构有无急回特性，应从急回特性的定义入手进行分析。 2） 压力角和传动角 压力角是衡量机构传力性能好坏的重要指标。对于传动机构，应使其 角尽可能小 ( 尽可能 大 )。 连杆机构的压力角 (或传动角 )在机构运动过程中是不断变化的，在从动件的一个运动循环中， 角存在一个最大值max 。在设计连杆机构时，应注意使 max 。 3） 死点位置 此处应注意： “ 死点 ” 、 “ 自锁 ” 与机构的自由度 F0 的区别。 56 / 80 自由度小于或等于零，表明该运动链不是机构而是一个各构件间根本无相对运动的桁架； 死点是在不计摩擦的情况下机构所处的特殊位置，利用惯性或其他办法，机构可以通过死点位置，正常运动； 自锁是指机构在考虑摩擦的情况下，当驱动力的作用方向满足一定的几何条件时，虽然机构自由度大于零，但机构却无法运动的现象。 死点、自锁是从力的角度分析机构的运动情况，而自由度是从机构组成的角度分析机构的运动情况。 3. 平面连杆机构的设计 平面连杆机构运动设计常分为三大类设计命题：刚体导引机构的设计、函数生成机构的设计和轨迹生成机构的设计。 在设计一个四杆机构使其两连架杆实现预定的对应角位置时，可以用 “ 刚化反转法 ” 求解此四杆机构。这个问题是本章的难点之一。 57 / 80 第九章 凸轮机构及其设计 本章的重点是凸轮机构的运动设计。 1. 凸轮机构的类型及其特点 2. 从动件运动规律的选择或设计 运动规律： a：名词术语：推程运动角、远休止角、推程、基圆等。 b：常用的运动规律：方程式的推导、运动线图及其变化规律、运动特点性 冲击及其发生的位置、时刻和应用的场合）。 c：运动规律的选择依据：满足工作对从动件特殊的运动要求；满足运动规律拼接的边界条件，即各段运动规律的位移、速度和加速度值在连接点处应分别相等；使最大速度和最大加速度的值尽可能小。 3. 凸轮廓线的设计 58 / 80 凸轮廓线设计的反转法原理是本章的重点内容之一。 无论是用图解法还是解析法设计凸轮廓线，所依据的基本原理都是反转法原理。 4. 凸轮基本尺寸的确定 a：压力角：定义、不同位置时机构压力角的确定以及对压力角所提出限制的原因 b：基圆半径： 确定原则： max 或者 min =3 5 mm c：滚子半径：取决于凸轮轮廓曲线的形状，对于内凹的曲线形状，保证最大压力角 max 不超过许用压力角 ；对于外凸的曲线形状，保证凸轮实际廓线的最小曲率半径 a min= min -rr