as 物理讲义 · ①add and subtract coplanar vectors a b c equilibrium : resultant force = 0 ②...
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1
As 物理讲义
主编 吴梓桢
北京市梓桢 A—level 培训中心 (创立于 2004)
7 年打造专业 A—Level 课外培训机构 & 公司自编经典学习资料
公司网站:www.alevelzizhen.com (登录网站可以下载更多学习资料)
公司地点:
第一教室:北京市海淀区中关村东路 123号都市网景 2号楼 2103(地铁 10号线知春里,13
号线大钟寺,知春路站,4号线人民大学站步行 10分钟左右均可到达)
第二教室:北京市通州区潞河区名苑 1号楼 4单元 501
联系方式:手机 13681511657 或 15001212231 固话 62142630
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2
Chapter 1-Physical qualities & units
1 SI units
2 Derived units from Base SI units
eg1: [ ] [ ][ ]F m a
2N kgms
eg2: [ ] [ ][ ] [ ]W F s ma m
2 2J kgms m kgm
eg3: 3122][
]][[
][][
SAkgmAS
mkgms
SA
mma
tI
WV
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3
3 Check whether a formula is correct
Base unit of [ ]A = Base unit of [ ]B
4 Prefix
5 Esitmate
quantities magnitude quantities magnitud
e
quantities magnitu
de
Distance from
Sun to Earth
1.510 11 m Distance
from London
to Paris
3.510 5 m Length of car 4m
Diameter of a
hair
510 4 m Diameter of
an atom
310 10 m Diameter of
a nucleus
410 15
The mass of
orange
100—150g The mass of
an adult
human
50—100kg The height
of a room
2—3m
The diameter
of a pencil
0.5—1.0cm The volume
of a small
0.5cm 3 The volume
of a human
head
410 3
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4
bean
The speed of a
jumbo jet( 客
机)
220m/s The
temperature
of the human
body
310K The speed
of sound in
air
340m/s
The density of
Air
0.5—1.5kg/m 3 The mass of
a protractor
5—50g Frequency of
audible
sound wave
20—20K
HZ
6 Vector & Scalar
Vector: has both magnitude and direction
Scalar: has only magnitude
①Add and subtract coplanar vectors
cba equilibrium : resultant force = 0
② Represent a vector as two perpendicular components.
1F rF Resultant force : 2 2
1 2rF F F
Horizontal component : 1 cosrF F
2F Vertical component : 2 sinrF F
③常见的 vector and scalar
vector scalar
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Force
Displacement
Acceleration
Velocity
Momentum
Weight
Current
Voltage
Speed
Work
Energy
Power
Chapter 2 Measurement & Uncertainty
1. Measurement equipment 测量仪器
会使用天平 秒表 螺旋测微仪 游标卡尺 温度计 直尺
Eg:
micrometer screw 螺旋测微仪:
主尺 3.5mm,副尺 20*0.01mm=0.20mm,长度 3.5+0.20=3.70mm
vernier caliper 游标卡尺
主尺 0.5cm,副尺 1*0.01cm=0.01cm,长度 0.5+0.01=0.51cm
When used to measure diameter of a wire
(1) when the wire is not uniform, measure at different positions.
(2) when the cross-section of the wire is noncircular, measure along the wire.
2. Non-linear scals
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3. Error
(1) Systematic error ( affecting accurate )
Results in all readings being far from the “true value”.
·Zero error , Parallex error,Reaction time
·can be reduced / eliminated
(2) random error ( affecting precise)
Results in readings being scattered around the “true value”.
·Can be reduced by repeating and averaging.
Eg: (1) 测重力加速度的值,真实值是 9.81
Big system error
small random error
small system error
big random error
7.81 9.90
7.82 9.79
7.83 9.83
7.82 9.68
(2) 对于 readings 的 count rate 图
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A,small system error ,small random error (精确又准确)
B,small system error ,big random error (准确不精确)
C,big system error ,small random error (精确不准确)
D,big system error ,big random error (既不精确又不准确)
4. Uncertainty
(1)type of uncertainty
Eg : 15.2 0.1 cm
Absolute uncertainty : 0.1 cm
Fractional uncertainty : 0.1 / 15.2 = 0.007 cm
Percentage uncertainty : .0.1 / 15.2100% = 0.7%
measured value should be recorded under the uncertainty
Eg:15.26 0.24cm should be recorded as 15.3 0.2cm
(2) Caculation involving error---uncertainty
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① “+” / “-”
mCKBA CmBKA
② “×” / “÷”
qk
nm
ST
BAaP
S
Sq
T
Tk
B
B
nA
Am
P
P
1
5. Graph skills
(1)Graph of experiment
Eg:求加速度 ( 21
2s at )
y-intercept : system error in distance
mesuring
points aroud:random error in experiment
(2)Calibration curves
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虚线:Reading = true value
虚线以上,度数偏大,虚线以下,度数偏小
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Chapter 3 Forces
1. Type of forces
(1)Weight
W=mg (作用在重心上)
(i)Centre of gravity(centre of weight)
The point at which the whole weight is considered to act on.
(ii)Difference between mass and weight
Mass:Quantity of substance,scalar
Weight:Force due to gravity,vector
(2)Upthrust
Produced by pressure difference
2
1
2 1( )
u u
d d
u d u d
F P A gh A
F P A gh A
upthrust F F P A P A gh gh A
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(3)Frictional force
Direction :
Always opposite with the moving direction or the direction of moving in trends。
Magnitude :
When moving forward
f R F
: coefficient of frictional
R : normal reaction
(4)viscous force(Drag)
流体(liquid and air)中的摩擦力,与物体运动方向相反
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2D kv ,速度越大,Drag 越大
Drag depend on several factors
* velocity *cross-sectional area
* roughness of surface *shape
一般,在液体中,Upthrust < Viscous force,在空气中 Viscous force <
Upthrust
2.Equilibrium of forces
(1) Resolve
在平行于接触面和垂直于接触面的方向将力分解
sin 30
cos30
f W
R W
(2) Vector triangle
将力平移在一起能构成一个 closed triangle
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sin 30
cos30
f W
R W
3 .Turning Effect of Forces
(1) Moment
The product of force and perpendicular distance from the pivot to the
action line
of the force.
a. 1M F x b.
2 sinM F x F d
PS: 当作用力经过支点时,力矩为 0
Eg:悬挂法找重心
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(i)分析物体受到的力
* weight
* normal reaction at A: AR
* frictional force at A: AF
(ii)Take moment about A
AR 和 AF 均经过 A 点,关于 A 的 moment 为 0
物体静止时, 0rM ,重力一定经过 A 点,所以重心一定在 A 的正下方
(2) Torque
Couple: two parallel forces are same in magnitude and opposite in
direction
Torque:product of one of the forces and the perpendicular distance
between the
two forces.
Eg:
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F s
3. Equilibrium 平衡状态
(1) Equilibrium of forces
The net forces acting on an object in any direction is zero
(2) Equilibrium of moments
The net moments/torques acting on an object about any point is zero
Eg:
(i)力的平衡
A BT T Mg mg (1)
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(ii)力矩的平衡
Take moment about A
1.5 3
1.8B
M Mg mg
M T
, 1.5 3 1.8BM M Mg mg T (2)
(iii)联立(1)(2)可求 ,A BT T
Ps:选择支点的原则:
不要选择已知力和所求力所经过的点作为支点
尽量选择未知的不需要求的力经过的点作为支点
求 TA,选:B 作为支点
1.8 1.2
0.3
1.8 1.2 0.3
A
A
M T mg
M Mg
T mg Mg
即可求出 TA