力與運動

1. 力與運動

2. 生活中常見的運動

3. 位移： • 定義：位移為位置的變化。 • 公式：位移＝末位置－初位置。 • 量值：起點到終點的直線距離。 • 方向：為向量，由起點指向終點。

4. 路徑： • 定義：運動時經過的 全部距離，稱為路徑。 • 無方向性，為純量。 • 任何時候，路徑≧位移。

5. 位移和路徑的比較

6. 平均速度： • 定義：單位時間內的位移。 • 公式：位移÷時間 • 單位：m/s • 圖形：x-t圖中AB兩點間的割線斜率。 • 方向：和位移同方向。

7. 速度與斜率

8. 等加速度運動時AB兩點間平均速度＝(初速＋末速)／2等加速度運動時AB兩點間平均速度＝(初速＋末速)／2

9. 平均速率： • 定義：單位時間內所經過的路徑長。 • 公式：路徑長÷時間 • 單位：m/s • 若運動方向不變時，平均速率=平均速度。

10. 平均加速度： • 定義：單位時間內的速度變化，稱為加速度 • 公式＝速度變化÷時間 • 單位：m/s2

11. 平均加速度： • 圖形：v-t圖中AB兩點間的割線斜率。 • 方向：加速度和速度變化同方向。 • 運動效應：改變物體運動的方向或是快慢。

12. 加速度和斜率

13. V-t 圖形與面積 • V-t圖圖形下的面積代表位移。 • 橫軸上面積位移為正 • 橫軸下面積位移為負 • 位移＝S1－S2 • 路徑＝S1＋S2

14. 力的作用

15. 力的三要素： • 大小 • 方向 • 作用點

16. 力的單位： • 重力單位：kgw、gw。 • 絕對單位：Nt、dyne。

17. 力的效應： • 改變物體的形狀 • 伸長形變 • 壓縮形變 • 彎曲形變 • 扭轉形變

18. 彈簧與虎克定律： • 定義：彈性體在彈性限度內內，受力(F)和產生的變形量(△X)成正比。 • 公式：F=k△x。同一條彈簧，彈力常數(K值)相同。

19. 虎克定律與圖形

20. 力的效應 • 改變物體的運動狀態。(牛頓第二運動定律) • 加速(加速度＞0) • 減速(加速度＜0) • 轉彎(向心加速度)

21. 力的種類： • 接觸力 • 非接觸力

22. 接觸力： • 施力體需要和受力體相接觸，才能產生力的效應。例如：推力、拉力、浮力、空氣阻力、張力、摩擦力……

23. 非接觸力(超距力)： • 施力體和受力體相隔一段距離，即能產生力的效應。例如：萬有引力(重力)、 靜電力、靜磁力……。

24. 牛頓第一運動定律(慣性定律) • 物體不受外力，或合力=0 時，則必保持它的原來狀態：靜者恆靜； 動者恆作等速度直線運動。

25. 慣性： • 物體保持原來狀態的特性，稱為慣性。 • 因為物體有慣性，所以不會突然停止或突然運動，而會保持原來的狀態。

26. 慣性的應用： • 公車開動時，乘客身體保持靜止的慣性，向後傾斜。 • 公車煞車時，乘客身體保持運動的慣性，向前傾斜。

27. 牛頓第二運動定律(運動定律) • 意義：若物體運動狀態改變，表示物體受力作用，且合力≠0，此時物體作加速度運動。

28. 運動定律 • 內容：物體受外力作用時，在沿著合力(F)的方向一個加速度(a)，，此加速度的大小和作用力成正比，和質量成反比。 • 公式：F＝ma。

29. 加速度的性質 • 加速度方向和力的方向相同。 • 若加速度和運動方向平行，此加速度改變運動快慢，稱為切線加速度。

30. 法線加速度 • 若加速度和運動方向垂直，則加速度改變物體運動方向，稱為法線加速度，或向心加速度。

31. 等速率圓周運動只有法線加速度，沒有切線加速度。自由落體有切線加速度，沒有法線加速度。斜向拋射或水平拋射有切線加速度，有法線加速度。等速率圓周運動只有法線加速度，沒有切線加速度。自由落體有切線加速度，沒有法線加速度。斜向拋射或水平拋射有切線加速度，有法線加速度。

32. 牛頓第三運動定律(反作用力定律) • 甲、乙二物體有力的交互作用時，當甲施力於乙時，乙亦必同時施反作用力於甲，且二力大小相等、方向相反、作用在同一直線上。

33. 性質： • 兩物發生力的交互作用時，作用力與反作力作用在不同物體上，不能抵消。 • 作用力和反作用力兩者大小相等，因此加速度和質量成反比。

34. 性質： • 作用力與反作用力同時產生，當作用力消失時， 反作用力亦同時消失。 • 作用力和反作用力若在同一系統內，會發生抵消的現象。

35. 重量與生活

36. 萬有引力定律： • 兩物體間恆存在相互吸引的作用力(F)，此力大小和兩物體質量乘積成正比，和距離平方成反比。

37. 重量： • 意義：物體在星球上受到星球的萬有引力作用，成為重力，或是重量。 • 公式：w=mg • 月球表面的重力加速度為地表的1/6。

38. 人造衛星： • 1957年10月4日蘇聯發射人類第一個人造衛星史波尼克號。 • 1958年1月31日美國發射人造衛星探險者號。 • 目前台灣有中華一號衛星，屬於低空軌道研究用衛星。

39. 人造衛星 • 人造衛星繞地球做等速率圓周運動，所需的向心力，是由於衛星在軌道位置所受的萬有引力。

40. 同步衛星： • 人造衛星繞地球所需的時間和地球自轉所需的時間相同，稱為同步衛星。

41. 失重： • 物體或人造衛星在軌道上繞行地球運轉，所受的向心力恰等於萬有引力時，使得物體和磅秤之間，沒有接觸的正向力，因此磅秤測不到物體的重量，稱為失重。

42. 大氣壓力

43. 大氣壓力的成因 • 成因：地球表面的空氣形成大氣層，此大氣層受重力影響，具有重量，壓在地球表面形成大氣壓力，簡稱氣壓。

44. 馬德堡半球

45. 托里切利實驗

46. 大氣壓力的應用－吸盤

47. 距地面愈高，大氣壓力愈小。 • 大氣壓力是因空氣重量所產生的。 • 水蒸氣比空氣輕，所以水蒸氣含量愈多(濕度愈大)，氣壓愈低。

48. 大氣壓力沒有特定方向，各方向大小皆相等，空氣對物體的壓力，其方向與界面垂直。大氣壓力沒有特定方向，各方向大小皆相等，空氣對物體的壓力，其方向與界面垂直。 • 水面下物體所受的壓力＝大氣壓力＋液體壓力。

49. 標準狀況下(stp)，一莫耳的任何氣體含體積22.4升。標準狀況下(stp)，一莫耳的任何氣體含體積22.4升。 • 在地表附近，每上升100公尺，氣壓約降低0.8cmHg(厘米汞柱)，因此氣壓計可用來測量估計距離海平面的高度。

50. 大氣壓力的疾病： • 高山症是由於大氣壓力過低。 • 潛水夫症由於大氣壓力過高。