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1、精品_精品资料_高中物理必修 2 期末总复习学问点大全考试重点内容:曲线运动、动量、功和能、机械振动等(一)曲线运动、万有引力学问结构1. 曲线运动肯定是变速运动;速度沿轨迹切线方向fangxiang, 加速度方向 fangxiang沿合外力方向 指向轨道内侧.物体做曲线运动的条件是合外力与速度不在一条直线上.2. 曲线运动的讨论方法:矢量合成与分解法,切线方向的分力 Ft只转变质点的运动速率大小. 法线方向的分力 Fn只转变质点运动的方向.3. 运动的合成和分解:速度、位移、加速度等都是矢量,都可 以依据需要和实际情形, 用平行四边形定就合成和分解. 两个匀速直线运动的合成,两个初速度为0
2、的匀变速运动的合成肯定是直线运动.两个直线运动的合成不肯定是直线运动.4. 平抛运动:加速度: ag,方向竖直向下,与质量无关,与初速度大小无关.速度: vxv0, vygt,vt( v02+vy2 )1/2,方向与水平方向成 角, tg gt/v0.位移: xv0t, ygt2/2, s( x2+y2) 1/2,方向与水平方向成角, tgy/x.轨迹方程: ygx2/2v02 为抛物线.在空中飞行时间: t( 2h/g)1/2,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_与质量和初速度大小无关,只由高度打算.水平最大射程: xv0tv0( 2h/g)1/2 由初速度和高度打算,与质量无关
3、.曲线运动的位移、速度、加速度都不在同一方向上.5. 匀速圆周运动:1) 周期 T、质点运动一周所用的时间.是描述质点转动快慢的物理量.2) 线速度 v、质点通过的弧长 s与所用时间 t之比为肯定值,该比值是匀速圆周运动的速率 v s/ ,t数值上等于质点在单位时间内通过的弧长. 线速度的方向在圆周的切线方向上.线速度是描述质点转动快慢和方向的物理量.3) 角速度 、连接质点与圆心的半径转过的角度 与所用时间 t之比为肯定值,该比值是匀速圆周运动的角速度 /,数t值上等于在单位时间内半径转过的角度.单位是弧度 /秒( rad/s),角速度也是描述质点转动快慢的物理量周期、线速度、角速度之间有的
4、关系:质点转一周弧长 s 2,r时间为 T,就 v 2r/T角度为 2 2/T由上两公式有 vr, v/r圆周运动是曲线运动, 它的速度方向时刻在变化着, 匀速圆周运动肯定是变速运动, “匀速”仅是速率不变的意思.4) 匀速圆周运动的加速度a、加速度的方向指向圆心 向心可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_加速度,其方向时时刻刻指向圆心,即方向时时刻刻在变化着,所以 匀速圆周运动是变加速运动.向心加速度的大小:an v2/r2r.5) 向心力 F mamv2/r,或 Fma m2r ,方向总指向圆心.向心力是依据力的作用成效命名的.6. 万有引力与天体、卫星的轨道运动万有引力定律:宇
5、宙间任何两个有质量的物体间都是相互吸引 的,引力大小与两物体的质量的乘积成正比, 与它们的距离的平方成反比.设物体质量分别为 m1、m2,物体之间距离为 r,就 F Gm1m2/r2万有引力定律在天文学上的应用 天体质量及运动分析, 宇宙速度与卫星轨道运动问题分析依据:万有引力定律、牛顿运动定律、 F mv2/r、匀速圆周运动规律.常用近似条件:将有关轨道运动看作匀速圆周运动,引力 F mg mv2/r(g 随高度、纬度等因素变化而变化).7. 宇宙速度:(1) )线速度:设卫星到的心的距离为r, r 就是卫星轨道半径, 围绕线速度为 v,卫星质量为 m.设的球质量为 M,的球半径为 R.依据
6、万有引力定律和牛顿运动定律有GMm/r2 mv2/r由此得到围绕速度 v( GM/r ) 1/2对全部的球卫星,围绕速度由轨道半径打算,与卫星质量,性能 因素无关. r R+h,h 为卫星距的面的高度, r( h)越大,围绕速度越小.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) )角速度:由 v/r有 ( GM/r3 )1/2(3) )周期:由2/T得 T 2( r3/ GM) 1/2角速度和周期均由轨道半径打算,半径越大,角速度越小,周期越长.宇宙速度:第一宇宙速度:由围绕速度公式v( GM/r ) 1/2rR+h,当高度 h 远远小于的球半径时, 即卫星在的面邻近绕的球做匀速圆周
7、运动.近似有 v( GM/R)1/2这是的球卫星的最大围绕速度.又在的球表面邻近,的球对卫星的引力近似等于重力mg mg mv2/R 可得v( gR) 1/2把 g 9.8 10 3km/s2 和 R6.4x103km 代入上公式,得到 v 7.9km/s,这是的球卫星在的面邻近绕的球做匀速圆周运动的围绕速度,是最大的围绕速度, 也是使一个物体成为人造的球卫星所必需的最小发射速度 .我们称之为第一宇宙速度.VI 7.9km/s其次宇宙速度: 当发射速度小于第一宇宙速度时, 物体将落回的面.当发射速度大于 v7.9km/s,卫星将在不同圆轨道或椭圆轨道运动.当发生速度大于等于 11.2km/s
8、时,物体将摆脱的球引力束缚, 成可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_为人造行星或飞向其它行星.所以11.2km/s 为其次宇宙速度.VII 11.2km/s第三宇宙速度:当物体的速度达到16.7km/s 时,物体将摆脱太阳引力的束缚飞向太阳系以外的宇宙空间,16.7km/s 为第三宇宙速度.VIII 16.7km/s(二)动量与动量守恒学问结构1. 力的冲量定义:力与力作用时间的乘积冲量IFt矢量:方向当力的方向不变时,冲量的方向就是力的方向.过程量:力在时间上的累积作用,与力作用的一段时间相关单位:牛秒、 N.s2. 动量定义:物体的质量与其运动速度的乘积动量pmv矢量:方向速度
9、的方向状态量:物体在某位置、某时刻的动量单位:千克米每秒、 kgm/s3. 动量定理 Ft mvt mv0动量定理讨论对象是一个质点, 讨论质点在合外力作用下、 在一段时间内的一个运动过程. 定理表示合外力的冲量是物体动量变化的 缘由,合外力的冲量打算并量度了物体动量变化的大小和方向.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_矢量性:公式中每一项均为矢量,公式本身为一矢量式,在同一条直线上处理问题,可先确定正方向,可用正负号表矢量的方向,按代数方法运算.当讨论的过程作用时间很短, 作用力急剧变化 (打击、碰撞)时, F可懂得为平均力.动量定理变形为 F p/ ,t说明合外力的大小方向打算
10、物体动量变化率的大小方向,这是牛顿其次定律的另一种表述.4. 动量守恒:一个系统不受外力或所受到的合外力为零,这个 系统的动量就保持不变, 可用数学公式 表达为 pp 系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量.p1 p2 相互作用的两个物体组成的系统, 两物体动量的增量大小相等方向相反.p 0 系统总动量的变化为零“守衡”定律的讨论对象为一个系统,上式均为矢量运算,一维情形可用正负表示方向.留意把握变与不变的关系, 相互作用过程中, 每一个参加作用的成员的动量均可能在变化着, 但只要合外力为零, 各物体动量的矢量合总保持不变.留意各状态的动量均为对同一个参照系的动量. 而相互作用的系统可以
11、是两个或多个物体组成.5. 怎样判定系统动量是否守衡?动量守衡条件是系统不受外力,或合外力为零.一般讨论问题,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_假如相互作用的内力比外力大许多, 就可认为系统动量守衡. 依据力的独立作用原理, 假如在某方向上合外力为零, 就在该方向上动量守衡.留意守衡条件对内力的性质没有任何限制, 可以是电场力、 磁场力、核力等等.对系统状态没有任何限制,可以是微观、高速系统, 也可以是宏观、低速系统. 而力的作用过程可以是连续的作用,可以 是间断的作用,如二人在光滑平面上的抛接球过程.综上有:物体运动状态是否变化取决于物体所受的合外力.物体运动状态变化得快慢取决
12、于物体所受到的合外力和质量大小.物体究竟做什么形式的运动取决于物体所受到的合外力和初始状态.物体运动状态变化了多少取决于(1) )力的大小和方向.(2) )力作用时间的长短.试验说明只要力与其作用时间的乘积肯定,它引起同一个物体的速度变化相同,力与力作用时间的乘积,可以打算和量度力的某种作用成效冲量.系统的内力转变了系统内物体的动量, 但系统外力才是转变系统总动量的缘由.(三)能量和能量守恒学问结构可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_功是一个过程量, 与力在空间的作用过程相关. 恒力功的运算公式与物体运动过程无关. 重力功、弹力功与路径无关. 功是一个标量, 但有正负之分.2. 功
13、率 P:功率是表征力做功快慢的物理量、 是标量 :P W/t .如做功快慢程度不同, 上式为平均功率.留意恒力的功率不肯定恒定, 如初速为零的匀加速运动,第一秒、其次秒、第三秒内合力的平均功率之比为 1:3:5 .已知功率可以求力在一段时间内所做的功 WPt,这时可能是变力再做功.上式经常用于分析解决机车牵引功率问题,常设有以下两种约束条件:1) 发动机功率肯定:牵引力与速度成反比,只要速度转变,牵引力 FP/v 将转变,这时的运动肯定是变加速运动.2) 机车以恒力启动:牵引力 F 恒定,由 P Fv 可知,如车做匀加速运动, 就功率 P 将增加,这种过程直到 P 达到机车的额定功率为止(留意
14、不是达到最大速度为止) .3. 能:自然界有多种运动形式,与不同运动形式相应的存在不同形式的能量:机械运动机械能.热运动内能.电磁运动电磁能.化学运动化学能.生物运动生物能.原子及原子核运动原子能、核能 .动能:物体由于有机械运动速度而具有的能量Ek mv2/2能,包括动能和势能,都是标量.都是状态量,如动能由速度决 定,重力势能由高度打算, 弹性势能由形变状态打算. 都具有相对性,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_物体速度相对于不同的参照物有不同的结果, 相应的动能相对于不同的参照物有不同的动能. 势能相对于不同的零势能参考面有不同的结果,势能有可能取负值,它意味着此时物体的势
15、能比零势能低.4. 动能定理:讨论对象:质点,数学表达公式:W mv2/2 mv02/2.公式中 W 为质点受到的全部的作用力在所讨论的过程中做的总功,它可以是恒力功, 可以是变力功,可以是分阶段由不同的力 做功累积(代数和)而得到的结果.动能定理对力的性质没有任何限 制,可以是重力、 弹力、摩擦力、也可以是电场力、 磁场力或其它力.等式右边为所讨论的过程(初、末状态)中质点的动能的变化.动能 定理说明,力对物体所做的总功,是物体动能变化的缘由,力对物体 所做的总功量度了物体动能的变化大小.5. 机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的情形下,物体的 动能和势能发生相互转化, 但机械能的总量保持
16、不变. 机械能守恒定律的讨论对象是系统, 一般简化为物体. 守恒是指系统在满意守恒条件下,机械能动能和势能之和,在状态变化过程中总保持不变.怎样判定机械能是否守衡?(1) )依据守恒条件:是否只有重力或弹力做功(2) )考察状态:比较、确定不同状态的机械能,看它们是否相同(3) )考察系统是否发生气械能与其它形式的能量的转化6. 功和能:功是能量转化的量度.7. 关于速度、动量、动能:速度动量 动能均为描述质点运动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_状态的物理量,速度反映质点运动快慢和方向,是运动学量.运动速度不能描述物体所含机械运动的强弱, 例如我们可以用手去接一个以速度 v 飞
17、来的篮球,但不敢去接一个以同样速度飞来的铅球.动量是描述物体所含机械运动大小的物理量,是动力学量.当一个运动物体与其它物体相互作用时,机械作用强度取决于动量大小.速度 动量均为矢量 .动能也是动力学量,是标量,当机械运动与其它形式的运动之间发生转化时, 量度这种转化的是动能的变化而不是速度或动量的变化.由上述分析我们可进一步懂得力、 冲量和功,请你自己比较分析.8. 比较力学三个核心定律牛顿定律 F ma (矢量式、瞬时式)动量定理 Ft mvmv0 (矢量式、过程式)动能定理 Wmv2/2 mv02/2 (标量式、过程式)这是讨论质点运动的三条核心规律,它们的意义分别为: 力是转变质点运动状态的缘由 ;力在时间上的累积作用 Ft量度质点动量的变化.力在空间上的累积作用W 量度质点动能的变化.三条规律为我们解决力学问题供应了三条途径.在讨论对象受恒力作用时, 三种方法都可以应用. 当问题直接涉及状态与空间位移时, 用动能定懂得决问题来得直接. 当问题直接涉及状态和时间时, 用动量定懂得决问题比较简洁. 当物体在变力作用下,特殊是复杂的曲线运动时,一般首选能法解决问题.当讨论对象 是一个相互作用的系统时,应首选守恒规律解决.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载
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