1、高中物理必修高中物理必修 2 知识回顾知识回顾 1.速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向. 2.曲线运动的性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运 动. 3.曲线运动的条件：物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上或它的加速度方向与 速度方向不在同一直线上. 4.运动的合成：已知分运动求合运动. 5.运动的分解：已知合运动求分运动. 6.位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则. 7.运动分解根据运动的实际效果分解，也可采用正交分解法. 8.合运动与分运动的关系 (1)等时性：合运动和分运动经历的时间相等，即
2、同时开始、同时进行、同时停止. (2)独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进行，不受其他运动的影响. (3)等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果. 9.关联速度模型特点 与绳(杆)相连的物体运动方向与绳(杆)不在一条直线上. 10. 关联速度模型的合速度与分速度 合速度绳(杆)拉物体的实际运动速度 v平行四边形对角线 11. 关联速度模型的解题原则 把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量， 根据沿绳(杆)方向的分速度大 小相等求解.常见的模型如图所示. 12.小船渡河问题中的合运动与分运动 合运动船的实际运动 v合平行四边形对角线 13
3、. 小船渡河问题中两类问题、三种情景 渡河时间最短 当船头方向垂直河岸时，渡河时间 最短，最短时间 tmin d v船 渡河位移最短 如果 v船v水， 当船头方向与上游河 岸夹角 满足 v船cosv水时，合 速度垂直河岸，渡河位移最短，等 于河宽 d 如果 v船v水，当船头方向(即 v船方 向)与合速度方向垂直时， 渡河位移 最短，等于dv 水 v船 14. 平抛运动的定义：将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，物体只在重力作用下的运动. 15. 平抛运动的性质：平抛运动是加速度为 g 的匀变速曲线运动，运动轨迹是抛物线. 16. 平抛运动的基本规律 如图，以抛出点 O 为坐标原点，以初速度 v
4、0方向(水平方向)为 x 轴正方向，竖直向下为 y 轴正 方向. 17.斜抛运动的定义：将物体以初速度 v0斜向上方或斜向下方抛出，物体只在重力作用下的运 动. 18. 斜抛运动的性质：斜抛运动是加速度为 g 的匀变速曲线运动，运动轨迹是抛物线. 19. 斜抛运动的基本规律(以斜上抛运动为例，如图所示) (1)水平方向：v0 xv0cos_，F合x0； (2)竖直方向：v0yv0sin_，F合ymg. 20.匀速圆周运动 (1)定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，所做的运动就是匀速圆周运 动. (2)特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动. (3)条件：合外力大
5、小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心. 21.匀速圆周运动的向心力 (1)作用效果 向心力产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小. (2)大小 Fnmv 2 r mr2m4 2 T2 rmv. (3)方向 始终沿半径方向指向圆心，时刻在改变，即向心力是一个变力. (4)来源 向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供. 22.描述圆周运动的物理量 定义、意义 公式、单位 线速度(v) 描述圆周运动的物 体运动快慢的物理量 是矢量，方向和半 径垂直，和圆周相切 vs t(定义式) 2r T (与周期的关系) 单位：m/s 角速度 () 描述物体绕圆
6、心转 动快慢的物理量 是矢量，但不研究 其方向 t(定义式) 2 T (与周期的关系) 单位：rad/s 与 v 的关系：vr 周期(T) 转速(n) 频率(f) 周期是物体沿圆周 运动一周所用的时 间，周期的倒数为频 率 转速是单位时间内 物体转过的圈数 T2r v 1 f(与频率的关系) T 的单位：s n 的单位：r/s、r/min f 的单位：Hz 向心加速 度(an) 描述线速度方向变 化快慢的物理量 方向指向圆心 anv 2 r 2r4 2 T2 rv 单位：m/s2 23.离心运动和近心运动 (1)离心运动：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力 的
7、情况下，就做逐渐远离圆心的运动. (2)受力特点(如图 7) 图 7 当 F0 时，物体沿切线方向飞出，做匀速直线运动. 当 0Fmr2时，物体逐渐向圆心靠近，做近心运动. (3)本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力小于做匀速圆周运动需要 的向心力. 24. 开普勒开普勒三大三大定律定律 定律 内容 图示或公式 开普勒第一定 律(轨道定律) 所有行星绕太阳运动的轨道都 是椭圆，太阳处在椭圆的一个 焦点上 开普勒第二定 律(面积定律) 对任意一个行星来说，它与太 阳的连线在相等的时间内扫过 的面积相等 开普勒第三定 律(周期定律) 所有行星轨道的半长轴的三次 方跟它的公转周期
8、的二次方的 比都相等 a3 T2k， k 是一个与行星无关的 常量 24万有引力定律内容 自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量 m1和 m2的乘积成正比、与它们之间距离 r 的二次方成反比 25万有引力定律表达式 FGm1m2 r2 ，G 为引力常量，G6.6710 11N m2/kg2，由英国物理学家卡文迪许测定 26万有引力定律适用条件 (1)公式适用于质点间的相互作用，当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时，物体可视 为质点 (2)质量分布均匀的球体可视为质点，r 是两球心间的距离 27天体(卫星)运行问题分析 将天体或卫星的运动看成匀速圆周
9、运动，其所需向心力由万有引力提供 28天体(卫星)运行问题基本公式： (1)线速度：GMm r2 mv 2 r v GM r (2)角速度：GMm r2 m2r GM r3 (3)周期：GMm r2 m 2 T 2rT2 r3 GM (4)向心加速度：GMm r2 maaGM r2 结论：r 越大，v、a 越小，T 越大 29三个宇宙速度 第一宇宙速度 (环绕速度) v17.9km/s，是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的 最大环绕速度，也是人造地球卫星的最小发射速度 第二宇宙速度 (脱离速度) v211.2km/s，是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度 第三宇宙速度 (逃逸速度) v316
10、.7km/s，是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度 30卫星问题中的“相距最近” 两卫星的运转方向相同， 且位于和中心连线的半径上同侧时， 两卫星相距最近， 从运动关系上， 两卫星运动关系应满足(AB)t2n(n1,2,3) 31卫星问题中的“相距最远” 当两卫星位于和中心连线的半径上两侧时，两卫星相距最远，从运动关系上，两卫星运动关系 应满足(AB)t(2n1)(n1,2,3) 32做功的两个要素 (1)作用在物体上的力 (2)物体在力的方向上发生位移 33做功的公式 WFlcos (1) 是力与位移方向之间的夹角，l 为物体的位移 (2)该公式只适用于恒力做功 34做功的正负 (1)当 0
11、 2时，W0，力对物体做正功 (2)当 2时，W0，力对物体不做功 (3)当 2 时，W0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功 35功率的定义：功与完成这些功所用时间之比 36功率的物理意义：描述力对物体做功的快慢 37功率的公式： (1)PW t ，P 描述时间 t 内力对物体做功的快慢 (2)PFv v 为平均速度，则 P 为平均功率 v 为瞬时速度，则 P 为瞬时功率 当力 F 和速度 v 不在同一直线上时，可以将力 F 分解或者将速度 v 分解 38两种启动方式 两种方式 以恒定功率启动 以恒定加速度启动 Pt图和vt图 OA 段 过程分 析 vFP不变 v a FF阻 m a
12、FF 阻 m 不变F 不变 vP Fv直到 PP额Fv1 运动性 质 加速度减小的加速直线运 动 匀加速直线运动，持续时间 t0 v1 a AB 段 过程分 析 FF阻a0vm P F阻 vFP 额 v aFF 阻 m 运动性 质 以 vm做匀速直线运动 加速度减小的加速直线运动 BC 段 FF阻a0以 vmP 额 F阻做匀 速直线运动 39.三个重要关系式 (1)无论哪种启动过程， 机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度， 即 vm P Fmin P F阻(式中 Fmin 为最小牵引力，其值等于阻力大小 F阻) (2)机车以恒定加速度启动的过程中，匀加速过程结束时，功率最大，但速度不是最大，
13、vP 额 F vmP 额 F阻. (3)机车以恒定功率启动时， 牵引力做的功 WPt.由动能定理得： PtF阻xEk.此式经常用于 求解机车以恒定功率启动过程的位移大小和时间 40动能 (1)定义：物体由于运动而具有的能量叫作动能 (2)公式：Ek1 2mv 2，单位：焦耳(J).1J1N m1kg m2/s2. (3)动能是标量、状态量 41动能定理 (1)内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化 (2)表达式：WEkEk2Ek11 2mv2 21 2mv1 2. (3)物理意义：合力做的功是物体动能变化的量度 42重力做功与重力势能的关系 (1)重力做功的特点 重力
14、做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关 重力做功不引起物体机械能的变化 (2)重力势能 表达式：Epmgh. 重力势能的特点 重力势能是物体和地球所共有的，重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化 与参考平面的选取无关 (3)重力做功与重力势能变化的关系 重力对物体做正功，重力势能减小；重力对物体做负功，重力势能增大即 WGEp1Ep2 Ep. 43弹性势能 (1)定义：发生弹性形变的物体之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能 (2)弹力做功与弹性势能变化的关系： 弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增加即 WEp. 44机械能守恒定律 (1)内容：在只有重力或弹力做功
15、的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保 持不变 (2)表达式：mgh11 2mv1 2mgh21 2mv2 2. 45机械能守恒的三种表达式 守恒角度 转化角度 转移角度 表达式 E1E2 EkEp EA增EB减 物理意义 系统初状态机械 能的总和与末状 态机械能的总和 相等 系统减少(或增加)的 重力势能等于系统增 加(或减少)的动能 系统内 A 部分物体机 械能的增加量等于 B 部分物体机械能的减 少量 注意事项 选好重力势能的 参考平面，且初、 末状态必须用同 一参考平面计算 势能 分清重力势能的增加 量或减少量， 可不选参 考平面而直接计算初、 末状态的势能差 常用于解决
16、两个或多 个物体组成的系统的 机械能守恒问题 46. 应用机械能守恒解题的一般步骤 (1)选取研究对象； (2)进行受力分析，明确各力的做功情况，判断机械能是否守恒； (3)选取参考平面，确定初、末状态的机械能或确定动能和势能的改变量； (4)根据机械能守恒定律列出方程； (5)解方程求出结果，并对结果进行必要的讨论和说明 4747涉及弹簧的机械能问题涉及弹簧的机械能问题，对同一弹簧，弹性势能的大小由弹簧的形变量决定，弹簧伸长量 和压缩量相等时， 弹簧弹性势能相等 物体运动的位移与弹簧的形变量或形变量的变化量有关 48对功能关系的理解 (1)做功的过程就是能量转化的过程，不同形式的能量发生相互
17、转化是通过做功来实现的 (2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化， 具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等 49常见的功能关系 几种常见力做功 对应的能量变化 关系式 重力 正功 重力势能减少 WGEpEp1Ep2 负功 重力势能增加 弹簧等的弹力 正功 弹性势能减少 W弹EpEp1Ep2 负功 弹性势能增加 电场力 正功 电势能减少 W电EpEp1Ep2 负功 电势能增加 合力 正功 动能增加 W合EkEk2Ek1 负功 动能减少 除重力和弹簧弹 力以外的其他力 正功 机械能增加 W其他EE2E1 负功 机械能减少 一对滑动摩
18、擦力做功 机械能减少内能增 加 QFfs相对 50摩擦力做功的特点 (1)一对静摩擦力所做功的代数和总等于零； (2)一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，差值为机械能转化为内能的部分，也就是系统机 械能的损失量； (3)说明：两种摩擦力对物体都可以做正功，也可以做负功，还可以不做功 51三步求解相对滑动物体的能量问题 (1)正确分析物体的运动过程，做好受力分析 (2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系，求出两个物体的相 对位移 (3)代入公式 QFf x相对计算，若物体在传送带上做往复运动，则为相对路程 s相对 52能量守恒定律内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体 转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变 53能量守恒定律表达式 E减E增 54用能量守恒定律解题基本思路 (1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等； (2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等
