ap物理c力學(xué)公式及重要概念解讀

 

　　AP物理C力學(xué)是很多同學(xué)們比較常選的一門AP課程，為了幫助同學(xué)們更好的學(xué)習(xí)和準(zhǔn)備AP物理C力學(xué)考試，A+國際教育小編就根據(jù)AP物理大綱中的內(nèi)容為大家解讀AP物理C力學(xué)公式以及重要的知識(shí)點(diǎn)點(diǎn)，一起來了解一下吧。

AP物理C力學(xué)公式

　　Newtonian Mechanics.(牛頓力學(xué)、占整個(gè)PhysicsC力學(xué)考試的100%)

　　其中：A.Kinematics：運(yùn)動(dòng)學(xué)占18%。

　　包括：矢量(vectors)的概念：既有大小，又有方向;矢量代數(shù)(vector algebra)：矢量和的三角形法則是必須熟練掌握的，最簡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)矢量和三角形。

　　矢量的點(diǎn)乘A·B=ABcosΘ(加重符號(hào)都表示矢量)和叉乘(大小)：/A×B/=/ABsinΘ/(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)，Θ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(components of vectors,coordinate systems),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?qū)ΨQ的積分問題時(shí)，就很有用了。運(yùn)動(dòng)學(xué)中要用到的三大矢量：位移、速度和加速度(displacement,velocity and acceleration)，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(大小)相等。

　　一維運(yùn)動(dòng)(Motion in one dimension)：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，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：

　　第二個(gè)求位移的公式：，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(第二項(xiàng)在V-T圖中是一個(gè)三角形面積，底為⊿t，高為a*⊿t)

　　第三個(gè)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⊿x,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)

　　第一類問題是拋射體運(yùn)動(dòng)(Motion in two dimensions,including projectile motion)，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)

　　第二類問題是相對(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。

　　第三類問題是勻速圓周運(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：ω=2π/T(物理意義是一個(gè)周期T內(nèi)，物體跑了一整圈弧度為2π，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?

　　B.Newton’s laws of motion(牛頓定律占20%)

　　1.Static equilibrium(first law)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)

　　2.Dynamics of a single particle(second law)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-body diagram)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。

　　3.Systems of two or more objects(third law)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)

　　C.Work,energy,power(功、能和功率占14%)

　　1.Work and work–energy theorem：做功的概念F·⊿S，外力對(duì)物體做功等于物體的機(jī)械能的改變。

　　2.Forces and potential energy：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。

　　3.Conservation of energy：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。

　　4.Power(功率：單位時(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))

　　D.Systems of particles,linear momentum(多物體系統(tǒng)和動(dòng)量占12%)

　　1.Center of mass(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=∫Xdm/∫dm。

　　2.Impulse and momentum：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二定律得到F=⊿P/⊿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。

　　3.Conservation of linear momentum(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。

　　以上就是A+小編關(guān)于AP物理C力學(xué)公式以及知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)，大家有沒有完全掌握呢？學(xué)好AP物理，除了要記好這些AP物理知識(shí)點(diǎn)外，還需要同學(xué)們?cè)谌粘W(xué)習(xí)和備考中多進(jìn)行練習(xí)和訓(xùn)練，往年的真題和模擬題可以幫助我們熟悉考試規(guī)律以及答題技巧。如果在學(xué)習(xí)上有什么問題，歡迎隨時(shí)咨詢我們的在線老師喲！