2023年高一物理知识点复习手册.docx
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1、2023年高一物理知识点复习手册 高一物理学问点复习手册 必修2第五章 曲线运动 学问点1曲线运动 学问点导学: 曲线运动的轨迹是一条曲线 曲线运动速度的方向 质点在某一点或某一时刻的速度方向是沿曲线的这一点的切线方向。 曲线运动的速度方向时刻变更。速度是描述运动的一个重要的物理量,既有大小,又有方向,假如在运动过程中只有速度大小的变更,而物体的速度方向不变,则物体只能做直线运动,因此,若物体做曲线运动,说明物体的速度方向时刻在转变。 是变速运动,必有加速度 既然曲线运动是变速运动,那么由a=v/t可得做曲线运动的物体确定具有加速度。 合外力确定不为零必受到外力作用 曲线运动既然是一种变速运动
2、,有加速度,由牛顿其次定律可知,也确定受到合外力的作用。 物体作曲线运动的条件:当物体所受的合力的方向与它的速度方向在同始终线时,物体做直线运动;当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同始终线上时,物体就做曲线运动。 6匀变速运动: 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。 7曲线运动的合力、轨迹、速度之间的关系 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。 合力的效果:合力沿切线方向的分力F2变更速度的大小,沿径向的分力F1变更速度的方向。 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。 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。 当
3、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 练习1:关于曲线运动,以下说法中正确的选项是 B) A变速运动定是曲线运动 B曲线运动定是变速运动 C速率不变的曲线运动是匀速运动 D曲线运动也可以是速度不变的运动 练习2:一个做匀速直线运动的物体,突然受到一个与运动方向不在同始终线上的恒力作用时,物体运动为 B) A接着做直线运动 B确定做曲线运动 C可能做直线运动,也可能做曲线运动 D运动的形式不能确定 学问点2质点在平面内的运动 学问点导学: 合运动与分运动 定义:假如物体同时参与了几个运动,那么物体实际发生的运动就叫做那几个运动的合运动。那几个运动叫做这个实际运动的分运动
4、特征:等时性:合运动所需时间和对应的每个分运动时间相等 独立性:一个物体可以同时参与几个不同的分运动,各个分运动独立进行,互不影响。 等效性:各分运动的规律迭加起来与合运动规律有完全相同的效果 运动的合成与分解 定义:从已知的分运动来求合运动,叫做运动的合成,求一个已知运动的分运动,叫运动的分解,运动的合成与分解包括位移、速度和加速度的合成,意义:运动的合成与分解是解决困难运动的一种基本方法,它的目的在于将困难的运动化为简洁的运动,将曲线运动化为直线运动,这样就可以应用已经驾驭的简洁运动或直线运动的规律来探讨一些困难的曲线运动,运动的合成或分解是相识和解决困难运动问题的方法和手段。 方法:运动
5、的合成和分解遵循平行四边形定则,假如各分运动都在同始终线上,我们可以选取沿该直线的某一方向作为正方向,与正方向相同的矢量取正值,与正方向相反的矢量取负值,这时就可以把矢量运算简化为代数运算。假如各分运动互成角度,那就要作平行四边形,运用作图法、解直角三角形等方法求解。 练习3:关于运动的合成与分解,以下说法不正确的选项是C A由两个分运动求合运动,合运动是唯一确定的B由合运动分解为两个分运动,可以有不同的分解方法 C物体做曲线运动时,才能将这个运动分解为两个分运动 D任何形式的运动,都可以用几个分运动代替 练习4:飞机以恒定的速度俯冲飞行,已知方向与水平面夹角为30,水平分速度的大小为200k
6、m/h,求: 飞机的飞行速度; 飞机在1min内下降的高度。 练习5:河宽300m,水流速度为3m/s,小船在静水中的速度为5m/s,问 以最短时间渡河,时间为多少?可达对岸的什么位置?60s,180m 以最短航程渡河,船头应向何处?渡河时间又为多少?向着上游与河岸成a=tan4/3 75s 练习6:一艘小船在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,船应当怎样渡河?最短时间是多少?船经过的位移多大? 2欲使航行位移最短,船应当怎样渡河?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,假如小船垂直于河岸
7、没有分速度,则不能渡河。 此时=0,即船头的方向应当垂直于河岸 解:1结论:欲使船渡河时间最短,船头的方向应当垂直于河岸。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: 练习7:一艘小船在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,船应当怎样渡河?最短时间是多少?船经过的位移多大? 2欲使航行位移最短,船应当怎样渡河?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,船头的方向应当垂直于河岸。 渡河的最短时间为: 合速度为: 合
8、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: 学问点3抛体运动 学问点导学: 1关于抛体运动 定义:物体以确定的初速度抛出,且只在重力作用下的运动。 运动性质: 竖直上抛和竖直下抛运动是直线运动;平抛、斜抛是曲线运动,其轨迹是抛物线; 抛体运动的加速度是重力加速度,抛体运动是匀变速运动; 抛体运动是一种志向化运动:地球外表旁边,重力的大小和方向认为不变,不考虑空气阻力,且抛出速度远小于宇宙速度。 处理方法:是将其分解为两个简洁的直线运动 最常用的分解方法是:水平方向上
9、匀速直线运动;竖直方向上自由落体运动或竖直上抛、竖直下抛运动。 2平抛运动的规律 平抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。 平抛运动的轨迹 是一条抛物线。 位移公式水平位移x=v0t,竖直位移y=gt2/2 速度公式水平速度为vx=v0,竖直速度为vy=gt 3速度: 合速度: 方向: 位移 合位移: 方向: 时间由: 得 由下落的高度y确定 平抛运动竖直方向做自由落体运动,匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立。 速度与水平方向夹角的正切值为位移与水平方向夹角正切值的2倍。 平抛物体随便时刻瞬时速度方向的反向延长线与初速度方向延长线的交点到抛出点的距离都
10、等于水平位移的一半。A是OB的中点。 练习6:关于平抛物体的运动,以下说法中正确的选项是 (C) A平抛物体运动的速度和加速度都随时间的增加而增大 B平抛物体的运动是变加速运动 C做平抛运动的物体仅受到重力的作用,所以加速度保持不变 D做平抛运动的物体水平方向的速度慢慢增大 练习7:在一次“飞车过黄河的表演中,汽车在空中飞经最高点后在对岸着地,已知汽车从最高点至着地点阅历的时间约0.8s,两点间的水平距离约为30m,忽视空气阻力,则汽车在最高点时速度约为_37.5m/s,最高点与着地点的高度差为3.2 m取g=10m/s2。 练习8:探讨平抛物体的运动,在安装试验装置的过程中,斜槽末端的切线必
11、需是水平的,这样做的目的是B A保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小 B保证小球飞出时,初速度水平 C保证小球在空中运动的时间每次都相等 D保证小球运动的轨道是一条抛物线 学问点4圆周运动 学问点导学: 匀速圆周运动 匀速圆周运动是曲线运动,各点线速度方向沿切线方向,但大小不变;加速度方向始终指向圆心,大小也不变,但它是变速运动,是变加速运动 线速度、角速度和周期 线速度v:描述运动的快慢,v=S/t,S为t内通过的弧长,单位为m/s 角速度:描述转动快慢,/t,单位是rad/s 周期T:完成一次完好圆周运动的时间 三者关系:v=r,2/T .线速度:质点通过的圆弧长跟所用时间的比值。 单位
12、:米/秒,m/s 角速度: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 周期:物体做匀速圆周运动一周所用的时间。 单位:秒,s 频率:单位时间内完成圆周运动的圈数。 单位:赫兹,Hz 转速:单位时间内转过的圈数。 单位:转/秒,r/s (条件是转速n的单位必需为转/秒) 向心加速度: 向心力: 三种转动方式 绳模型 练习9:对于做匀速圆周运动的物体,以下说法正确的选项是BD A相等的时间里通过的路程相等 B相等的时间里通过的弧长相等 C相等的时间里发生的位移相同 D相等的时间里转过的角度相等 练习10:质点做匀速圆周运动时,以下说法正确的选项是BC A线速度越大,周期
13、确定越小 B角速度越大,周期确定越小 C转速越大,周期确定越小 D圆周半径越小,周期确定越小 练习11:如下图的皮带传动装置,主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r,从动轮O2的半径为2r,A、B、C分别为轮缘上的三点,设皮带不打滑,求: A、B、C三点的角速度之比ABC=221; A、B、C三点的线速度大小之比vAvBvC=311。 学问点5向心加速度和向心力 学问点导学: 向心加速度 方向:总是沿着半径指向圆心,在匀速圆周运动中,向心加速度大小不变 大小:an=v2/r=r2 向心力 向心力是使物体产生向心加速度的力,方向与向心加速度方向相同,大小由牛顿其次定律可得:Fn=mv2/r=mr2
14、 向心力是根据力的作用效果命名,不是一种特殊的力,可以是弹力、摩擦力或几个力的合成,对于匀速圆周运动的向心力即为物体所受到的合外力 练习12:关于匀速圆周运动,以下说法正确的选项是(B) A匀速圆周运动是匀变速运动 B匀速圆周运动是变速运动 C匀速圆周运动是匀加速运动 D只在恒力作用下的物体,有可能作圆周运动 练习13:狗拉雪橇在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶,下列图为四个关于雪橇受到的牵引力F和摩擦力F1的示意图O为圆心,其中正确的选项是C 学问点6生活中的圆周运动 学问点导学: 火车转弯 火车在平直轨道上匀速行驶时,所受的合力等于0,那么当火车转弯时,我们说它做圆周运动,那么是什么力供
15、应火车的向心力呢?是由轮缘和外轨的挤压产生的外轨对轮缘的弹力供应向心力,由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的互相作用力很大,易损害铁轨。所以,实际的弯道处的状况,如图: 外轨略高于内轨。 此时火车的支持力FN的方向不再是竖直的,而是斜向弯道的内侧。 此时支持力与重力的合力供应火车转弯所需的向心力。 转弯处要选择内外轨适当的高度差,使转弯时所需的向心力完全由重力G和支持力FN来供应这样外轨就不受轮缘的挤压了。 汽车过拱桥和航天器中的失重问题 如图,若汽车在拱桥上以速度v前进,桥面的圆弧半径为R,求汽车过桥的最高点时对桥面的压力? 选汽车为探讨对象 对汽车进行受力分析:受到重力和桥对车的支持力 上述
16、两个力的合力供应向心力、且向心力方向向下 建立关系式:; 又因支持力与压力是一对作用力与反作用力,所以 通过与上例的类比,可以了解航天器中的失重的缘由,并由 可以解出,当时座舱对航天员的支持力F支=0,航天员处于失重状态。 离心运动 做圆周运动的物体,它的线速度方向就在圆周的切线上,物体之所以没有飞出去,是因为它受到的合外力供应了它所需的向心力。当向心力突然消逝时,物体就沿切线飞出去;当向心力缺乏时,物体虽不会沿切线飞出去,也会慢慢远离圆心,即: 定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然消逝或者缺乏以供应圆周运动所需要的向心力的状况下,将远离圆心运动出去,这种运动叫做离心运动。如图: 应用:离
17、心枯燥器、无缝钢管的生产、离心水泵。 竖直平面的圆周运动 “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状况。 留意: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 事实上球还没有到最高点时,就脱离了轨道 “杆模型,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点状况 留意: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00F为支持力 3当v=时,F=0 4当v时,F随v增大而增大,
18、且F0F为拉力 练习15:在以下状况中,汽车对凸形桥顶部的压力最小的是(D) A以较小的速度驶过半径较大的桥; B以较小的速度驶过半径较小的桥; C以较大的速度驶过半径较大的桥: D以较大的速度驶过半径较小的桥 练习16:关于离心现象以下说法正确的选项是(C) A当物体所受的离心力大于向心力时,产生离心现象 B做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消逝时它将做背离圆心的圆周运动 C做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消逝时它将沿切线做直线运动 D做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消逝时它将做曲运动 必修2第六章 万有引力与航天 学问点1行星的运动 学问点导学: 开普勒第
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