高一物理必修2知识点总结.doc

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(1)曲线运动的轨迹是曲线。
(2)由于运动的速度方向总沿轨迹的切线方向,又由于曲线运动的轨迹是曲线,所以曲线运动的速度方向时刻变化。即使其速度大小保持恒定,由于其方向不断变化,所以说:曲线运动一定是变速运动。
(3)由于曲线运动的速度一定是变化的,至少其方向总是不断变化的,所以,做曲线运动的物体的中速度必不为零,所受到的合外力必不为零,必定有加速度。(注意:合外力为零只有两种状态:静止和匀速直线运动。)
曲线运动速度方向一定变化,曲线运动一定是变速运动,反之,变速运动不一定是曲线运动。

(1)从动力学角度看:物体所受合外力方向跟它的速度方向不在同一条直线上。
(2)从运动学角度看:物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一条直线上。
:加速度(大小和方向)不变的运动。
也可以说是:合外力不变的运动。
4曲线运动的合力、轨迹、速度之间的关系
(1)轨迹特点:轨迹在速度方向和合力方向之间,且向合力方向一侧弯曲。
(2)合力的效果:合力沿切线方向的分力F2改变速度的大小,沿径向的分力F1改变速度的方向。
①当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率将增大。
②当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率将减小。
③当合力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变。(举例:匀速圆周运动)

合运动:实际的运动。对应的是合速度。
方法:把合速度分解为沿绳方向和垂直于绳方向。

例1:一艘小船在200m宽的河中横渡到对岸,已知水流速度是3m/s,小船在静水中的速度是5m/s,
求:(1)欲使船渡河时间最短,船应该怎样渡河?最短时间是多少?船经过的位移多大?
(2)欲使航行位移最短,船应该怎样渡河?最短位移是多少?渡河时间多长?
船渡河时间:主要看小船垂直于河岸的分速度,如果小船垂直于河岸没有分速度,则不能渡河。
(此时=0°,即船头的方向应该垂直于河岸)
解:(1)结论:欲使船渡河时间最短,船头的方向应该垂直于河岸。渡河的最短时间为:合速度为:
合位移为:或者
(2)分析:
怎样渡河:船头与河岸成向上游航行。最短位移为:
合速度为:对应的时间为:
例2:一艘小船在200m宽的河中横渡到对岸,已知水流速度是5m/s,小船在静水中的速度是4m/s,
求:(1)欲使船渡河时间最短,船应该怎样渡河?最短时间是多少?船经过的位移多大?
(2)欲使航行位移最短,船应该怎样渡河?最短位移是多少?渡河时间多长?
解:(1)结论:欲使船渡河时间最短,船头的方向应该垂直于河岸。
渡河的最短时间为:合速度为:
合位移为:或者
(2)方法:以水速的末端点为圆心,以船速的大小为半径做圆,过水速的初端点做圆的切线,切线即为所求合速度方向。
如左图所示:AC即为所求的合速度方向。
相关结论:

:合速度:方向:
:方向:
:得(由下落的高度y决定)
,匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立。
。
。(A是OB的中点)。

:质点通过的圆弧长跟所用时间的比值。
单位:米/秒,m/s
:质点所在的半径转过的角度跟所用时间的比值。
单位:弧度/秒,rad/s
:物体做匀速圆周运动一周所用的时间。
单位:秒,s
:单位时间内完成圆周运动的圈数。
单位:赫兹,Hz
:单位时间内转过的圈数。
单位:转/秒,r/s(条件是转速n的单位必须为转/秒)
:
:
三种转动方式

1.“绳模型”如上图所示,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。
(注意:绳对小球只能产生拉力)
(1)小球能过最高点的临界条件:绳子和轨道对小球刚好没有力的作用
mg==
(2)小球能过最高点条件:v≥(当v>时,绳对球产生拉力,轨道对球产生压力)
(3)不能过最高点条件:v<(实际上球还没有到最高点时,就脱离了轨道)
2.“杆模型”,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况
(注意:轻杆和细线不同,轻杆对小球既能产生拉力,又能产生推力。)
(1)小球能过最高点的临界条件:v=0,F=mg(F为支持力)
(2)当0<v<时,F随v增大而减小,且mg>F>0(F为支持力)
(3)当v=时,F=0
(4)当v>时,F随v增大而增大,且F>0(F为拉力)

:.k只与中心天体质量有关的定值与行星无关.
大多数行星轨道近似为圆,这样定律中半长轴a即为轨道半径r,所以有
(牛顿发现):(G为引力常量,由卡文迪许首先测出)
(1)赤道上万有引力:(是两个不同的物理量,)
(2)两极上的万有引力:
(称为中心天体)做匀速圆周运动时,基本方程有
①天上一条龙
即
②地上有黄金
忽略地球自转,地球上的物体受到的重力等于万有引力。
(黄金代换)
注意:(a)R为地球(星球)的半径,r为轨道半径,也是天体间的距离;M为中心天体质量,m为做匀速圆周运动的天体质量,g为地球(星球)表面的重力加速度。
(b)对卫星来说:r=R+h
距离地球表面高为h的重力加速度:
推广:在星球表面质量为m物体有:即
常见题型:(1)由①可得:是分析卫星运行速度的重要公式(式中r=R+h);
向心加速度:,周期和角速度可由:、来分析
(2)由①与②可分析中心天体的质量、中心天体的密度及天体表面的重力加速度。
(3)卫星绕地球做匀速圆周运动:万有引力提供向心力
(轨道处的向心加速度a等于轨道处的重力加速度)
(除周期T与半径r成正比外,其余量都与半径r成反比)
(4)中心天体质量的计算:
方法1:(已知R和g)
方法2:(已知卫星的V与r)
方法3:(已知卫星的与r)
方法4:(已知卫星的周期T与r)
方法5:已知(已知卫星的V与T)
方法6:已知(已知卫星的V与,相当于已知V与T)
(5)地球密度计算:球的体积公式:
近地卫星(r=R)
:采用多级火箭发射卫星时,卫星脱离最后一级火箭时的速度。
运行速度:“贴着”地面运行时,运行速度等于第一宇宙速度。
第一宇宙速度(环绕速度):。卫星环绕地球飞行的最大运行速度。地球上发射卫星的最小发射速度。
第二宇宙速度(脱离速度):。使人造卫星脱离地球的引力束缚,不再绕地球运行,从地球表面发射所需的最小速度。
第三宇宙速度(逃逸速度):。使人造卫星挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去,从地球表面发射所需要的最小速度。
由于近地卫星的h远远小于R,可近似认为r≈R,所以由
得即近地卫星的运行速度叫地球第一宇宙速度,也是最小的发射速度。高空卫星的运行(圆运动),。
推广:由得任意星球第一宇宙速度:
:T=24小时;轨道:赤道平面;高度:h=×107(m)速度:v=
,它们在相互之间的万有引力作用下,绕两球连线上某点做脚速度(周期)相同的匀速圆周运动.
;

:W=Flcosα(α为F方向与物体位移l方向的夹角)
(1)两种特殊情况:①力与位移方向相同:α=0,则W=Fl
②力与位移方向相反:α=1800,则W=-Fl,如阻力对物体做功
(2)α<900,力对物体做正功;α=900,力不做功;900<α≤1800,力对物体做负功
(3)总功:(正、负功代数和);
(4)重力做功:(是初、末位置的高度差),升高为负,下降为正
重力做功的特点:只跟起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关
(单位:瓦特):(力F的方向与速度v的方向夹角α)
计算平均功率:计算瞬时功率:cosα
注意:交通工具发动机的功率指牵引力做功的功率:P=F牵v
在水平路面上最大行驶速度:(当F牵最小时即F牵=F阻,a=0)
:
重力做功计算公式:
重力势能变化量:
重力做功与重力势能变化量之间的关系:
重力做功特点:重力做正功(A到B),重力势能减小。重力做负功(C到D),重力势能增加。
:(弹簧的变化量)
弹簧弹力做的功等于弹性势能变化量的负值:
特点:弹力对物体做正功,弹性势能减小。弹力对物体做负功,弹性势能增加。
:
动能变化量:
:在一个过程中合力对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化,即末动能减去初动能。
或
:物体的动能、重力势能和弹性势能的总和,
:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能会发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
表达式:(初状态的势能和动能之和等于末状态的势能和动能之和)
(动能的增加量等于势能的减少量)
(A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量)
条件:只有重力做功或只有重力、弹簧弹力做功即动能只跟势能转化
思路:对求变力做功、瞬间过程力做功、只关注初、末状态的,动能定理优势大大地方便!对求曲线运动、只关注初、末状态的,且不计摩擦的(只有动能与势能间相互转化)用机械能守恒定律较好!如下面的几种情况,用机械能守恒定律方便(不计阻力),若有阻力,则用动能定理来求速度、阻力做的功等。
其它补充知识
:
:
:
(1)位移公式:(2)速度公式:
(3)速度与位移公式:(4)平均速度:(只适用匀变速直线)
:(1)位移公式:(2)速度公式:
:【1】平抛运动规律:物理必修2P11~13
左图说明竖直方向:自由落体运动
右图说明水平方向:匀速直线运动
上图中斜槽末端水平目的:保证小球飞出的初速度方向水平
【2】探究功与物体速度变化关系:结果为如下图所示(W-v2关系)物理必修2P64~65
【3】验证机械能守恒定律:物理必修2P73~74
(1)打B点时的速度:(式中t=;在计算时x要注意单位!)
(2)器材:刻度尺、交流电源(电磁打点计时器:电压为10V以下;电火花计时器:电压为220V)、导线、铁架台(其它见图)
(3)实验步骤:
,用导线连接到交流电源
,将纸带和重锤提升到一定高度
,再释放纸带
,重复实验,根据记录处理数据
(4)实验原理:-0
(5)误差分析:数据处理结果:,主要原因是重锤受到空气阻力及纸带受到摩擦阻力,这样减少的重力势能没有全部转变为动能,所以。