ap物理c力學公式及重要概念解讀

 

　　AP物理C力學是很多同學們比較常選的一門AP課程，為了幫助同學們更好的學習和準備AP物理C力學考試，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力學公式以及重要的知識點點，一起來了解一下吧。

AP物理C力學公式

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

　　其中：A.Kinematics：運動學占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兩段直的折線路徑(對應兩段位移矢量之和)，她會選擇直接連接出發(fā)點和終點的直線捷徑(等效的對應兩個位移矢量和)，這樣構(gòu)成了一個矢量和三角形。

　　矢量的點乘A·B=ABcosΘ(加重符號都表示矢量)和叉乘(大小)：/A×B/=/ABsinΘ/(叉乘結(jié)果是矢量，方向為從A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，點乘和叉乘，是矢量分析的基礎(chǔ)，是我們學習AP物理C的基本數(shù)學框架一定要熟練掌握。

　　矢量在直角坐標系中的分量(components of vectors,coordinate systems),特別強調(diào)的是物理上只會用“右手系”，也就是從X軸到Y(jié)軸的右手螺旋拇指指向Z軸，這個和叉乘的定義是一樣的，好記!有了ta，大家在學電磁學的時候就不用左右手的擰麻花了。AP物理C還需要掌握柱坐標和球坐標，這在需要柱對稱和球?qū)ΨQ的積分問題時，就很有用了。運動學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，后兩個概念是標量，只有在一些特殊情況下才和對應矢量的模(大小)相等。

　　一維運動(Motion in one dimension)：一維運動的矢量性就記住有正負的方向就行，對于一維勻加速直線運動，務必掌握其最重要的三個方程：

　　第一求速度的公式，角標i(initial)和f(final)總是代表初和末，這個公式只要從勻加速度等于平均加速度的定義就可以得到：

　　第二個求位移的公式：，這個公式可以理解為保持初速度的勻速運動位移和初速為零的勻加速運動位移之和(第二項在V-T圖中是一個三角形面積，底為⊿t，高為a*⊿t)

　　第三個公式是把前面兩個公式消去變量⊿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能的變化。

　　二維運動

　　第一類問題是拋射體運動(Motion in two dimensions,including projectile motion)，拋射體運動由于可以在直角坐標系中進行矢量分解，所以也就是水平方向的勻速運動和垂直方向的勻加(減)速運動(注意Y軸向上，所以重力加速度在公式中是負的：-g)

　　第二類問題是相對運動，關(guān)鍵的公式是：物體相對于地的(earth)速度等于相對于地參考系(reference)的速度加上物體相對于參考系(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動(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，這種運動加速度永遠指向圓心，所以也叫向心加速度，大小為V2/R(最王道圓周運動公式，求瞬間加速度也有效，這會兒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，即角度為反時針轉(zhuǎn)時，右手螺旋拇指沖我們的方向為角速度方向)

　　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動狀態(tài)。第一定律是靜力學的基礎(chǔ)，畫好受力分析圖是王道，這應該是中國學生的強項

　　2.Dynamics of a single particle(second law)第二定律F=ma用來列出物體的動力學方程，畫對受力分析圖(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。特別強調(diào)在非慣性系中，需要考慮等效引力這一項，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，這是下面推導多物體系統(tǒng)動量和角動量守恒的基礎(chǔ)。(因為系統(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，外力對物體做功等于物體的機械能的改變。

　　2.Forces and potential energy：保守力和勢能的概念，正是因為保守力場做的功和具體的路徑無關(guān)，只和等勢面有關(guān)，才有了勢能的概念，所以重力場有勢能的概念。

　　3.Conservation of energy：機械能守恒定律，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，就可以認為是物體勢能的變化，因此，總的機械能，就是勢能加動能，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“強權(quán)”或者別的神馬，責任自負)

　　D.Systems of particles,linear momentum(多物體系統(tǒng)和動量占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等于其動量改變⊿P，注意，這是一個矢量方程，當然，這個方程直接可以從牛頓第二定律得到F=⊿P/⊿t，但是動量的概念要比力的概念在物理學中應用范圍要大得多，特別是在量子力學中。

　　3.Conservation of linear momentum(動量守恒),collisions：對于一個多體問題，內(nèi)力的沖量和都抵消了，如果哪個方向上再沒有外力，系統(tǒng)的總動量自然守恒。所以，動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力學公式以及知識點的總結(jié)，大家有沒有完全掌握呢？學好AP物理，除了要記好這些AP物理知識點外，還需要同學們在日常學習和備考中多進行練習和訓練，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。如果在學習上有什么問題，歡迎隨時咨詢我們的在線老師喲！