物質科學物理篇 ( 上 ) 總目錄
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物質科學物理篇 ( 上 ) 總目錄
第 1 章 運動學(一)直線運動
第 2 章 運動學(二)平面運動
第 3 章 靜力學
第 4 章 牛頓運動定律
第 5 章 動量與動量守恆
第 6 章 圓周運動、簡諧運動與轉動
第 7 章 萬有引力
第 1 章 運動學 ( 一 ) 直線運動
1.力學的基本量
2.位置與位移
3.路徑長與位移
4.速度與速率
5. x-t 圖
6.加速度 回總目錄
7. v-t圖
8.等加速度運動
9.自由落體
10. 鉛垂上拋運動
11. 相對運動
力學的基本量
回目錄
.長度:公尺
1 公尺等於光在真空中於 299,792,458 分之 1 秒內所走的距離。
.時間:秒
1 秒等於銫 133 原子在最低兩個能量狀態間變化時,所放出電磁波週期的 9,192,631,770 倍。
.質量:公斤
國際度量衡會議決議,採用鉑銥合金製成的公斤原器為標準。
位置與位移
LxLx PP , PPPP xxd
回目錄
路徑長與位移
PPPPsss
PPdddd
PPPPPP
PPPPPPPP
路徑長
位移
回目錄
速度與速率
t
st
stt
xx
vvtt
xx
t
dv
t
tt
tt
0
12
12
0
0
12
12
lim
lim
lim
12
12
υ瞬時速率
υ平均速率
瞬時速度
平均速度
回目錄
x-t 圖
圖切線斜率瞬時速度圖割線斜率平均速度
txv
txv
回目錄
加速度
12
12
0
0
12
12
12
12
lim
lim
tt
vv
aa
tt
vvt
v
a
tt
tt
瞬時加速度
平均加速度
回目錄
v-t 圖
圖面積位移圖切線斜率
瞬時加速度圖割線斜率
平均加速度
tvd
tv
a
tv
a
回目錄
等加速度運動
2000
0
20
2000
00
2
1
22
222
attvt
vatvtvv
S
a
vv
a
vvvvt
vvS
atvvt
vva
或
回目錄
s
自由落體
gHgTvg
HTgTH
gtS
2
2
2
12
1
2
2
回目錄
S
鉛垂上拋運動
00
020
202
0
00
0
2
2
10
22
1
0
vTgvvg
vTTgTvS
g
vTgTvH
g
vTTgv
tgvv
回目錄
S
相對運動
aa
uvv
uvv
tuxx
utxx
0
回目錄
第 2 章 運動學 ( 二 ) 平面運動
1.向量加法與減法
2.位置與位移
3.路徑長與位移
4.速度
5.加速度
6.等加速度運動
7.水平拋體運動
8.斜向拋體運動回總目錄
向量加法與減法
回目錄
-
位置與位移
yyxxrrdPP
yxPOr
yxOPr
PP
P
P
,'
,
,
回目錄
路徑長與位移
222 Ryx 軌跡方程式
tRtyy
tRtxx
sin
cos
運動方程式
回目錄
圓周運動的 與 圖x-t y-t 圓周運動的路線圖
速 度
yxyx
tPP
PPP
yxPP
vvvvvv
vvt
yx
t
rv
,,limlim
,,
0
回目錄
加速度
yxyx
tPP
PPP
yxyx
PP
aaaaaa
aat
vv
t
va
,,limlim
,,
0
回目錄
P
'P
等加速度運動
200
200
2
12
1
tavyy
tatvxx
yy
xx
y
yy
x
xx
a
vvyy
a
vvxx
2
220
2
0
20
2
0
或
回目錄
tavv
tavvt
vv
t
vaaa
yyy
xxx
yxyx
0
0
,,
水平拋體運動
gHvvvv
gHgTvvv
g
HvTvTxR
g
HTgTTyH
yx
yx
2
2,
2
2
2
1
20
22
0
00
2
回目錄
斜向拋體運動
022
000
20
0
2200
20
sinsin,cos
2sincos
2
sin
2,
sin22
1sin0
vvvv
vgTvvvv
g
vTvRTx
g
vTyH
g
vT
gTTvTy
yx
yx
回目錄
第 3 章 靜力學1.力的量度2.力的合成3.力的分解4.力平衡5.張力6.抗力7.摩擦力之一8.摩擦力之二9.力矩
10.靜力平衡11.靜力平衡的解題策略12.重心與質心13.省力機械-斜面14.省力機械-槓桿15.省力機械-輪軸16.省力機械-滑輪17.天平
回總目錄
力的量度
回目錄
力的合成
回目錄
力的分解
yxyx
yxyxyxyx
CCCCC
BBBBBAAAAA
,
,,
回目錄
力平衡
0321 TTT
0WN
回目錄
張 力
張力恆沿著繩長方向回目錄
抗 力
正向力恆垂直於接觸面回目錄
摩擦力之一
回目錄
(1)摩擦力屬於被動力,只有當接觸面的切線方向具有滑動傾向或滑動事實時,才存在摩擦力。
(2) 摩擦力方向恆平行於接觸面。
摩擦力之二
Nf
Nf
kk
ss
動摩擦力
最大靜摩擦力
回目錄
力 矩
垂直離開紙面垂直進入紙面
222
111
FR
FR
回目錄
靜力平衡
回目錄
靜力平衡的條件
(1) 力平衡:合力為零
(2) 力矩平衡:合力矩為零
物體達成靜力平衡時,其狀態不是靜止狀態,就是等速度運動。
靜力平衡的解題策略
回目錄
重心與質心
Cg
Cg
ygmgm
gymgymy
xgmgm
gxmgxmx
...
...
...
...
21
2211
21
2211
回目錄
省力機械-斜面
回目錄
省力機械-槓桿
回目錄
省力機械-輪軸
回目錄
省力機械-滑輪
回目錄
天 平
靈敏度
很小時當
dW
L
W
dW
L
W
WdWL
0
0
0
tan
sincos
回目錄
第 4 章 牛頓運動定律
1.牛頓第一運動定律
2.加速度與力
3.質量的定義
4.牛頓第二運動定律
5.應用牛頓運動定律的策略
6.牛頓第三運動定律 回總目錄
牛頓第一運動定律
不受力時,動者恆動,靜者恆靜 回目錄
加速度與力
回目錄
質量固定 外力固定
質量的定義
,...,
,...,
,...,
3
13
2
121
13
131
2
12
1
3
3
1
1
2
2
1
a
am
a
amm
ma
amm
a
am
a
a
m
m
a
a
m
m
為質量單位時,則以回目錄
牛頓第二運動定律
amFm
Fa
或
加速度與外力成正比物體質量一定時,物體加速度與質量成反比外力一定時,物體
)2(
)1(
回目錄
應用牛頓運動定律的策略
回目錄
牛頓第三運動定律牛頓第三運動定律
作用力與反作用力大小相等方向相反,同時產生,同時消失 回目錄
第 5 章 動量與動量守
1.動量
2.動量守恆定律
3.衝量與動量變化
4.質點組的質心
5.質心運動 回總目錄
動 量
vmp
回目錄
動量守恆定律
常數
fi pp
pt
pF
00
回目錄
fp
ip
衝量與動量變化
ptt
ptF
衝量t
pF
回目錄
質點組的質心
M
amam
t
VA
M
vmvm
t
RV
M
rmrm
mm
rmrmR
t
t
...lim
...lim
...
...
...
2211
0
2211
0
2211
21
2211
回目錄
質心運動
響,與內力無關質心運動只受外力影
外力外力
M
F
mm
FA
...21
gM
gMA
回目錄
第 6 章 圓周運動、簡諧運動與轉動
1.等速率圓周運動之一
2.等速率圓周運動之二
3.汽車過彎的等速率圓周運動
4.變速率圓周運動
5.簡諧運動之一
6.簡諧運動之二
7.簡諧運動的例子
8.單擺運動
9.角位移、角速度與角加速度
10.角動量
11.轉動慣量
12.角動量守恆 回總目錄
等速率圓周運動之一
R
v
tT
R
v
Tf
v
RT
t
Sv
22
1
2
角頻率
頻率
週期
速率
回目錄
等速率圓周運動之二
RmmaF
RR
R
R
va
CC
C
2
222
向心力
向心加速度
回目錄
汽車過彎的等速率圓周運動
tancos
sin2
RgvmgNR
mvN
回目錄
變速率圓周運動
方向改變速率改變
0
0
c
t
a
a
回目錄
簡諧運動之一
xa
R
aa
Rx
x
x
2
2 cos
cos
cos
回目錄
簡諧運動之二
回目錄
簡諧運動的例子
k
mT
m
k
m
k
xm
kxax
22
2
令
簡諧運動
回目錄
單擺運動
g
LT
L
g
L
g
sL
sg
m
mgas
22
sin
2
回目錄
角位移、角速度與角加速度
t
t
角加速度
角速度
角位移
回目錄
角動量
回目錄
rmvrpL
轉動慣量
222
21121
2222
2111
rmrmIII
rmI
rmI
回目錄
2R
角動量守恆
回目錄
第 7 章 萬有引力1.克卜勒第一定律
2.克卜勒第二定律之一
3.克卜勒第二定律之二
4.克卜勒第三定律
5.萬有引力定律
6.卡文迪西實驗
7.重力加速度之一
8.重力加速度之二
9.萬有引力與克卜勒第三定律
10.衛星運動
11.雙星互繞之一
12.雙星互繞之二回總目錄
克卜勒第一定律
點上道為橢圓,且太陽在焦軌道定律:行星繞日軌
回目錄
克卜勒第二定律之一
2
2
1
1
t
A
t
A
tA
或
等面積定律:
回目錄
克卜勒第二定律之二
sin2
1sin
2
1
sin2
1
rRvRrvt
A
rvtA
式中回目錄
克卜勒第三定律
KT
R
T
T
R
RTR
2
3
32
21
32
31
23
或
週期定律:
回目錄
萬有引力定律
221
r
mGmF
回目錄
卡文迪西實驗
23112
2
2
-1067.6
22
秒公斤公尺
MmL
rG
L
r
GMm
回目錄
重力加速度之一
2
2
2
e
e
e
e
R
GMg
Rh
hR
GM
m
hR
GMm
ga
(地球半徑)當
回目錄
重力加速度之二
23
42
2
1070.2
1075.23600
1
1
1
秒公尺
m
e
mm
aR
r
g
a
回目錄
萬有引力與克卜勒第三定律
22
3
2
2
2
4
4
GM
T
r
T
rmma
r
GMm
回目錄
衛星運動
GM
rr
a
r
v
rT
r
GMarv
r
GM
mr
GMm
a
22
2
2
2
回目錄
雙星互繞之一
1
2
2
1
2
1222111
1
2
2
1
2
12
2221
211
1
2
2
12211
2121
m
m
r
r
v
vrvrv
m
m
a
a
r
rrara
m
m
a
aamamF
TTT
、
、
或
回目錄
雙星互繞之二
Lmm
Gm
Lmm
m
L
Gmrav
L
Gm
m
Fa
L
Gm
m
Fa
212
21
22
2111
21
222
2
11 ,
212
2
1
121 2
22
mmG
LL
v
r
v
rTT
回目錄
Lmm
Gm
Lmm
m
L
Gmrav
211
21
12
1222