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1物理必修二知识点总结班级:姓名:第五章曲线运动一、运动的合成与分解平抛运动1、曲线运动(1)曲线运动的特点在曲线运动中,运动质点在某一点的瞬时速度的方向就是通过曲线的在这一点的切线方向,因此,质点在曲线运动中速度的方向时刻在变,所以曲线运动一定是变速运动。但是,变速运动不一定时曲线运动。(2)物体做曲线运动的条件从运动学角度说,物体的加速度方向跟速度方向不在同一直线上,物体就做曲线运动;从动力学角度来说,如果物体所受合外力的方向跟物体的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。判断物体做直线运动还是曲线运动就看加速度(或合外力的方向)与速度方向是否在同一直线上。若在同一直线,则做直线运动,若不在同一直线,则做曲线运动。(3)物体做曲线运动受力情况与运动的关系物体做曲线运动,所受合外力方向指向曲线的内侧(曲线凹的一边)。物体做曲线运动,当所受合外力方向与速度方向夹角为锐角时,物体做加速运动;当所受合外力方向与速度方向夹角为钝角时,物体做减速运动。因为物体所受合外力为零或不受力时,将做匀速直线运动或静止,所以物体做曲线运动一定受力且所受合外力一定不等于零(或加速度一定存在且加速度一定不等于零)。④判断物体做匀变速运动还是非匀变速运动就看物体所受合外力是否为恒力。当物体做曲线运动所受合外力为恒力时,物体就做匀变速曲线运动。2、运动的合成与分解(1)合运动与分运动之间具有独立性、等时性和等效性。(2)不在一条直线上两个直线运动的合运动的几种可能情况①两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动。②一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速曲线运动。③两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动,合运动的方向即两个加速度合成的方向。④两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动可能是匀变速直线运动,也可能是匀变速曲线运动,当两个分运动的初速度的合速度方向与两个分运动的合加速度方向在同一直线上时,合运动为匀变速直线运动,否则为匀变速曲线运动。3、平抛运动(1)定义:水平抛出的物体只在重力作用下的运动叫平抛运动。(2)性质:加速度为g的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线。(3)研究方法:平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。(4)平抛运动的规律2水平分速度:0vvx水平位移:x=v0t速度竖直分速度:gtvy位移合速度:22yxvvv竖直位移:y=221gt方向:0tanvgtvvxy方向:xytan(5)运动时间和射程yht2仅取决于竖直下落的高度;射程yhvx20取决于竖直下落的高度与初速度。4、实验:研究平抛运动的注意事项(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是:将小球放在斜槽末端水平部分,将其向两边各轻轻拨动一次,看其是否会加速或减速运动)。(2)方木板必须处于竖直面内,固定时要用重锤线检查坐标纸竖线是否竖直。(3)小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。(4)坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。(5)小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。(6)在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度,运用ygxv20可求。二、圆周运动1、描述圆周运动的物理量(1)线速度a.物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。b.方向:质点在圆弧某点的线速度方向沿该点的切线方向。c.大小:tlv(l是t时间内通过的弧长)(2)加速度a.物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢。b.大小:t(rad/s),是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度。(3)周期T、频率f、转速n做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期,用T表示。3做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数,叫做频率,用f表示,也叫转速,用n表示。(4)v、、T、f的关系fT,nfT222,rfrTrv22说明T、f、三个量中任一个确定,其余两个也就确定了,但v还和半径r有关。(5)向心加速度a.物理意义:描述线速度方向改变的快慢。b.大小:rTrrvan22224c.方向:总是指向圆心,方向时刻在改变。不论na大小是否变化,na都是个变加速度。说明na与r是成正比还是反比,要看前提条件,若相同,na与r成正比;若v相同,na与r成反比;若r相同,na与2成正比,与2v也成正比。(6)向心力a.作用:产生向心加速度,只改变线速度的方向,不改变线速度的大小。因此,向心力对圆周运动的物体不做功。b.大小:rTmrmwrvmmaFnn2222c.方向:总是沿半径指向圆心,时刻在改变,即向心力是个变力。2、匀速圆周运动(1)特点:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的。(2)性质:是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动,并且是加速度大小不变、方向时刻变化的变加速曲线运动。(3)加速度和向心力:由于匀速圆周运动仅是速度方向变化而速度大小不变,故仅存在向心加速度。因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合外力。(4)质点做匀速圆周运动的条件:合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直并指向圆心。3、变速圆周运动速度的大小有变化,向心力和向心加速度的大小也随着变化,公式rv、rrvan22、rmwrvmmaFnn22对变速圆周运动仍然适用,只是利用公式求圆周上某一点的向心力和4向心加速度的大小,必须用该点的瞬时速度值。4、常见传动装置及其特点(1)共轴传动和齿轮传动,角速度相等(2)皮带传动,线速度相等5、生活中的圆周运动(1)水平面内的圆周运动a.汽车拐弯与转盘上的物体特点:静摩擦力提供向心力b.火车拐弯与圆锥摆特点:重力与支持力的合力提供向心力。(火车按设计速度转弯,外轨高于内轨,否则将挤压内轨或外轨)(2)竖直面内的圆周运动汽车过拱形桥特点:重力和桥面的支持力的合力提供向心力凸形桥凹形桥RvmFmgN21RvmmgFN22RvmmgFN21RvmmgFN22(3)航天器中的失重现象航天员在航天器中绕地球做匀速圆周运动时,航天员只受地球引力,引力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力RmvF2,所以处于失重状态。(4)离心现象:当提供的向心力小于所需的向心力时,物体将远离原来轨道的现象。从力的角度分析物体的运动:a.匀速圆周运动:F合=rm25b.离心运动:F合<rm2c.向心运动:F合>rm2第六章万有引力与航天一、万有引力定律1、开普勒行星运动定律(1)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。这就是开普勒第一定律,又称椭圆轨道定律。(2)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相等的面积。这就是开普勒第二定律,又称面积定律。(3)所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。这就是开普勒第三定律,又称周期定律。若用R表示椭圆轨道的半长轴,T表示公转周期,则kTR23(k是一个与行星无关、与中心天体有关的常量,)2、万有引力定律(1)内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体质量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。(2)公式:221rmmGF,G为万有引力常量。英国物理学家卡文迪许较准确的测出G=6.67×10-112mN/kg2(3)适用条件:公式适合于质点间万有引力大小的计算。当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时,物体可视为质点。另外,公式也适用于均匀球体间万有引力大小的计算,只不过r应是两球心间的距离。(4)两个物体之间的引力是一对作用力和反作用力,总是大小相等、方向相反。3、应用万有引力定律分析天体的运动(1)基本方法:把天体(或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供。公式为已知v,则rvmrMmG22rGMv6已知,则rmrMmG223rGM已知T,则rTmrMmG222GMrT324已知an,则nmarMmG22rGMan解决问题时可根据情况选择公式分析、计算(2)中心天体质量M、密度的估算测出卫星绕中心天体做匀速圆周运动的半径r和周期T,由rTmrMmG222得2324GTrM;3233334RGTrRMVM(R为中心天体的半径)当卫星沿中心天体表面绕天体运动时,r=R,则23GT.(3)天体(如卫星)运动的线速度、角速度、周期与轨道半径r的关系v、、na随r的增大而减少,T随r的增大而增大。二、宇宙航行1、宇宙速度(1)第一宇宙速度(环绕速度):v1=7.9km/s,是人造地球卫星的最小发射速度,也是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度。(2)第二宇宙速度(脱离速度):v2=11.2km/s,是卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度。(3)第三宇宙速度(逃逸速度):v3=16.7km/s,是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。2、近地卫星所谓近地卫星,是指卫星的运行轨道半径等于地球的半径,卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。它的运行速度为第一宇宙速度,也是卫星的最大环绕速度。3、地球同步卫星特点:(1)运行方向与地球自转方向相同;(2)运转周期与地球自转周期相同,即T=24h;(3)运动的角速度与地球自转角速度相同;(4)运动的轨道平面在赤道的正上方;(5)与地球表面的高度固定,h=3.6×104km,则运行的轨道半径也固定;(6)运动速度固定v=3.1×103m/s。因此,所有同步卫星的线速度的大小、角速度及周期、半径都相等。7第七章机械能及其守恒定律一、功功率1、功(1)功的定义:一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生一段位移,就说这个力对物体做了功。(2)做功的两个必要因素:力和物体在力的方向上发生的位移,缺一不可。(3)功的物理意义:功是能量转化的量度。(4)公式:a.当恒力F的方向与位移l的方向一致时,力对物体所做的功为W=Fl。b.当恒力F的方向与位移l的方向成一角度时,力F对物体所做的功为W=cosFl。即力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移的夹角的余弦这三者的乘积。(5)功是标量,但有正负。(6)合力的功当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力的合力对物体所做的功,等于各个力分别对物体所做功的代数和。求合力的功可以先求各个力所做的功,在求这些力所做功的代数和;也可先求合力,再求合力所做的功;也可以用动能定理求解。2、功率(1)功率是描述做功快慢的物理量,定义为功与完成这些功所用时间的比值。所以功率的大小只与功和时间的比值有直接联系,与做功多少和时间长短无直接联系。比较功率的大小,就要比较这个值;比值越大,功率就越大,做功就越快;比值越小,功率就越小,做功就越慢。(2)计算功率的两种表达式a.tWP,用此公式求出的是平均功率。b.FvP,若v为平均速度,则P为平均功率;若v为瞬时功率,则P为瞬时功率。(3)发动机铭牌上所标注的功率为这部机械的额定功率。它是提供人们对机械进行选择、配置的一个重要参数,它反映了机械的做功能力或机械所能承担的“任务”。机械运行过程中的功率是实际功率。机械的实际功率可以小于其额定功率(称机械没吃饱),可以等于其额定功率(称满负荷运行)。但是机械不能长时间超负荷运行,这样会损坏机械设备,缩短其使用寿命。由夹角的范围做功情况物理意义=/2cos=0,W=0,即力F对物体不做功力不是阻力也不是动力0≤</2cos>0,W>0,即力F对物体做正功力是动力/2<≤cos<0,W<0,即力F对物体做负功或者说物体克服力F做功力是阻力8vtomvvtomvtvFvP可知,在功率一定的条件下,发动机产生的牵引力F跟运转速度v成反比。(4)机车的两种启动方式a.以恒定功率启动F、v、a的变化也可表示为:当加速度a=0时,机车的速度达到最大,
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