列举高中物理力学计算中要用到的数学计算公式，并详细说明？

列举高中物理力学计算中要用到的数学计算公式，并详细说明？

力学包括静力学、运动学和动力学。即：力，牛顿运动定律，物体的平衡，直线运动，曲线运动，振动和波，功和能，动量和冲量，等。
一、重要概念和规律
(一)重要概念
1．力、力矩
力是物体间的相互作用。其效果使物体发生形变和改变物体的运动状态即产生加速度。力不能脱离物体而独立存在．有力作用时，同时存在受力物体和施力物体但物体间不一定接触。力是矢量。力按性质可分重力(G=mg)、弹力(胡克定律f=kx)、摩擦力(0 ＜ f_静＜ f_max、，f =μN)、分子力、电磁力等。按效果可分拉力、压力、支持力，张力、动力、阻力、向心力、回复力等。对于各种力要弄清它的产生原因、特点、大小、方向、作用点和具体效果。
力矩是改变物体转动状态的原因。力矩M=FL通常规定使物体顺(逆)时针转动的力矩为负(正)。注意力臂L是指转轴至力的作用线的垂直距离。
2．质点、参照物
质点指有质量而不考虑大小和形状的物体。平动的物体一般视作质点。
参照物指假定不动的物体。一般以地面做参照物。
3．位置、位移(s)、速度(v)、加速度(a)
质点的位置可以用规定的坐标系中的点表示．
位移表示物体位置的变化，是由始位置引向末位置的有向线段。位移是矢量，与路径无关．而路程是标量，是物体运动轨迹的实际长度，与路径有关。
速度表示质点运动的快慢和方向，它的方向就是位移变化的方向。其大小称为速率。在S-t图象中，某点的速度即为图线在该点物线的斜率。在匀速四周运动中，用线速度v=s/t和角速度ω=φ/t，v是矢量，方向为该点的切线方向，两者的关系为v=ωR。
加速度表示速度变化的快慢，它的方向与速度变化的方向相同，但不一定限速度方向相同。在v-t图象中某点的加速度即为图线在该点切线的斜率。
在匀速圆周运动中，用向心加速度a=v²/R和a=ω²R描述，其方向始终指向圆心。
4．质量(m)、惯性
质量表示物体内含有物质的多少，是一标量且为恒量．惯性指物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质，是物体固有的属性。惯性由质量来量度，物体的质量越大，其惯性就越大，就越难改变它的运动状态。
5．周期(T )、频率( f )、振幅(A)
在匀速圆周运动中，周期指物体运动一周的时间，频率指物体在单位时间内转动的周数。在简谐振动中，周期指物体完成一次全振动的时间，频率指在单位时间内完成的全振动防次数．波动的频率决定于波源振动的频率，它跟传播的媒质无关。周期和频率的关系；T=1/f。振幅指振动物体离开平衡位置的最大距离。振幅越大，振动能量也越大。
6．相和相差
相是决定作简谐振动的物理量在任一时刻的运动状态的物理量。相差指两个振动的相位差，即△Φ=Φ₂-Φ₁当△Φ=0时，称为同相；当△Φ=π时，称为反相。
7．波长(λ)、波速(v)
波长指两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相同的质点间均距离。波速指振动传播的速度。波长、频率和波速的关系为v=λf。同一种波当它从一种介质进入到另一种介质时，波长和波速要发生改变，但频率不变。
8．波的干涉和衍射
波的干涉指两个相干波源(两个波源频率相同、相差恒定)发出的波叠加时能形成干涉图样(某些振动加强的区域和某些振动减弱的区域互相间隔的区域)。其条件：两个相干波源发出的波叠加。
波的衍射指波绕过障碍物传播的现象。发生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸跟波长差不多。
9．音调、响度、音品
这是表征乐音三个特点的物理量，音调决定于声源的频率。响度决定于声源的振幅。音品决定于泛音的个数、泛音的频率和振幅。
10．功(W)
功是表示力作用一段位移(空间积累)效果的物理量。
要深刻理解功的概念：①如果物体在力的方向上发生了位移，就说这个力对物体做了功。因此，凡谈到做功，一定要明确指出是哪个力对哪个物体做了功。②做功出必须具有两个必要的因素；力和物体在力的方向上发生了位移。因此，如果力在物体发生的那段位移里做了功，则物体在发生那段位移的过程里始终受到该力的作用，力消失之时即停止做功之时。③力做功是一个物理过程，做功的多少反映了在这物理过程中能量变化的多少。④功可用公式W=Fscosα计算。当 0＜α＜90°时，力做正功，当α=90°时，力不做功，当90°＜α＜180°时，力做负功(或说成物体克服该力做正功)。⑤功是标量，但功有正负。功的正负仅表示力在使物体移的过程中起了动力作用还是阻力作用。⑥和外力对物体所做的功等于各个外力对物体做功的代数和。
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