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力学是物理学的重要分支。力是物体间的相互作用,具有大小、方向和作用点三个要素。质量是物体惯性的量度,表示物体抵抗运动状态改变的能力。需要注意的是,质量和重量是不同的概念。
牛顿三大运动定律是力学的基础。第一定律说明物体具有惯性,在不受外力时保持静止或匀速直线运动。第二定律建立了力与加速度的定量关系,F等于ma。第三定律指出力的相互性,作用力与反作用力大小相等、方向相反。
受力分析是解决力学问题的关键步骤。首先要明确研究对象,然后分析该对象受到哪些力的作用,最后画出受力示意图。以斜面上的物体为例,它受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用。注意只画作用在研究对象上的力,不要画研究对象对其他物体的作用力。
平衡问题的求解基于平衡条件:物体所受合力为零。在二维情况下,需要满足x方向和y方向的力平衡。以斜面上的静止物体为例,建立坐标系后,将各力分解到坐标轴上,列出平衡方程求解未知量。这是静力学问题的基本方法。
运动学研究物体的运动规律。位移描述物体位置的变化,速度描述位移随时间的变化率,加速度描述速度随时间的变化率。在匀变速直线运动中,速度与时间成线性关系,遵循v等于v0加at的公式。通过v-t图像可以直观理解这些运动学量的关系。