物理必修二

物理必修二 第一章 抛体运动第一节 曲线运动Ⅰ.曲线运动：1、定义：物体运动轨迹是曲线的运动 2、速度方向：切线方向 总结：曲线运动：必不为0的量⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎭⎬⎫合外力不一定变加速度速率速度必变 可为0的量：位移Ⅱ.做曲线运动的条件：合外力（即加速度）方向与速度方向不在同一直线上Ⅲ.轨迹：曲线运动的轨迹夹在速度与合外力之间，且总朝向合外力方向弯曲 Ⅳ.直线运动与曲线运动：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧=变，如匀速圆周运动非匀变速：不变，如平抛匀变速：曲线运动反向与匀减速：同向与匀加速：不变，匀速：直线运动合合合a a v F v F v F 0 第二节 运动的合成与分解Ⅰ.合运动、分运动：1、定义：一个运动的运动效果与另两个运动合成的运动效果相同，则这个运动叫合运动，另两个运动则为分运动（注：人观察的运动是合运动） 2、运动的合成与分解：①等效替代 ②遵守平行四边形定则 ③等时性 Ⅱ.模型：船过河1、垂直过河2、时间最短3、当水船v v <第三节 平抛运动Ⅰ.平抛运动：1、定义：初速度水平，只受重力作用的运动2、特点：是g a =的匀变速曲线运动3、研究、分解⎩⎨⎧动竖直方向：自由落体运做匀速直线运动水平方向：以0v Ⅱ.规律：1、()竖直向下,0g a g a a y x =⎩⎨⎧== 2、()002200tan ,v gt v v gt v v gtv v v y y x ==+=⇒⎩⎨⎧==θ3、()00222202220221tan ,2121v gt t v gt x y gt t v y x X gt y t v x ===⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=⇒⎪⎭⎪⎬⎫==β 注：①合位移方向与合速度方向不同：βθtan 2tan = ②速度的反向延长线必过⎪⎭⎫⎝⎛0,2x4、平抛运动的时间由竖直高度决定，与0v 无关： 时间：gh t gt h 2212=⇒=水平射程：g hv t v x 200⋅==（由h v ,0共同决定） 5、平抛运动中速度变化是均匀的：t g v ∆⋅=∆Ⅲ.平抛运动的处理：1、落在平面上2、落在斜面上3、有相等时间间隔Ⅳ.实验：研究平抛运动： 1、 斜槽末端的切线要水平 2、小球要用密度大的实心球 3、小球的运动要靠近坐标值但不能接触 4、小球每次要从斜槽上同一位置无初速度滚下 5、坐标原点为球心处而非槽口末端 6、要选距0点远一些的点进行测量 第二章 匀速圆周运动第一节 圆周运动Ⅰ.匀速圆周运动：1、定义：轨迹为圆，在相同时间内通过圆弧长相等的运动 2、描述的物理量：①时间弧长线速度=，()s m t s v /∆∆=，方向：切线方向 ②时间圆心角角速度=，()s rad s t //，弧度∆∆=ϕω 注：a 、弧度，如2π弧度（14.3≈π） b.ω是矢量，有大小、方向 ③周期()T :运动一周的时间，单位s 频率()f ：1s 内的圈速，单位：转/秒s r / 注：a.对一给定的匀速圆周运动，线速度变；速率不变；角速度、周期、频率不变。

b.转速（n ）=频率3、关系：一周内转过的弧长：r π2 转过的角度：π2 fT r v f T rn rf T r v 1,22,222==⇒=====ωππωπππ Ⅱ.固轴转动：各点n f T ,,,ω相同不打滑的皮带传动、齿轮转动、摩擦传动，边缘各点线速度相同第二节 匀速圆周运动的向心力和向心加速度Ⅰ.向心力：1、定义：物体做匀速圆周运动时所受的始终指向圆心的合力注：向心力是按效果命名的，它是重力、弹力、摩擦力等的合力，或都是某一个力的分力，不是单独受的力2、 大小：()r v m r f m r T m r m F 222222==⎪⎭⎫ ⎝⎛==ππω 3、方向：指向圆心，时刻改变，是变力Ⅱ.向心加速度：1、定义：做匀速圆周运动的物体产生的始终指向圆心的加速度2、大小：rv r m F a 22===ω 3、方向：指向圆心，是描述线速度方向变化快慢的物理量()v a ⊥ 4、匀速圆周运动是变加速度的变速曲线运动注：r a 2ω=，当ω一定时，a 与r 成正比；rv a 2=，当v 一定时，a 与r 成反比第三节 圆周运动的实例分析Ⅰ.解题步骤：1、明确研究对象，将其隔离出来 2、弄清圆周的轨道平面，找出圆心和半径3、分析受力，弄清向心力的来源4、由r m rv m F 22ω==求解 Ⅱ.竖直平面内的圆周运动： 1、轻绳模型：①临界条件：恰好过最高点，只受重力：gr v rv m mg =⇒=2②当gr v >，小球受有向下的力：rv m mg N 2=+③gr v <，小球不能到达最高点2、转杆模型： ①0=v ，mg N = ②gr v <<0有向上的支持力③gr v =，只受重力④gr v >，受有向下压力（或拉力）Ⅲ.实例模型： 1、汽车转弯：① 路面是平的：r m rv m f 22ω==静② 路面外侧略高于内侧2、火车转弯：有突出的轮缘：r vm mg 20tan =θdh =≈⇒θθθsin tan 很小 dgrhv rv m d hmg =⇒=∴020 0v v =时，轮缘与铁轨无挤压0v v >时，外轨对轮缘平行斜面向内挤压0v v <时，内轨对轮缘平行斜面向外挤压Ⅳ.离心运动：1、定义：在做匀速圆周运动时，由于合外力提供的向心力消失或不足，以致物体沿圆周运动的切线方向飞出或远离圆心而去的运动叫离心运动注：离心运动的本质是物体惯性的表现，并不是受有“离心力”第三章 万有引力定律第一节 天体运动Ⅰ.地心说代表人物：托勒密 日心说代表人物：哥白尼 Ⅱ.开普勒行星运动定律：开普勒第一定律：所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上开普勒第二定律：从太阳到行星的连线在相等的时间扫过相等的面积开普勒第三定律：行星轨道半长轴的三次方与公转周期的比值是一个常量： k Tr =23注：椭圆近似为圆，太阳在圆心处，r 为半径第二节 万有引力定律1、 内容：任何两个物体之间都存在相互作用的力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与这两个物体之间的距离的平方成反比：221r m m GF =（G 为引力常量） 2、 适用：万有引力定律适用于能看成质点的两物体或两个质量分布均匀的球体。

但任何两物体间都有万有引力，而一般物体间的万有引力很小，不考虑；但天体之间或天体与物体间万有引力很大 3、 物体所受的重力是地球对物体万有引力的一个分力，近似mg RMmG≈2 赤道上：R m mg R MmG22ω+= 两极：mg RMmG =2∴纬度越大，g 越大重力方向：赤道上、两极处指向地心，其它都不指向地心4、重力与高度关系： 表面上：()g m h R MmG mg R Mm G'=+⇒=22 ∴越高，g 越小第三节 万有引力定律的应用解决天体运动问题方法：把天体运动看作匀速圆周运动，万有引力提供向心力⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=⇒⎪⎭⎫ ⎝⎛=⇒=⇒=⇒GM r T r T m r GM r m r GM v r v m r M G a m a r Mm G 323222222ππωω心心 离天体越近的行星，心a 越大，v 越大，ω越大，T 越小注：①r v TT r v ωπωπ===,2,2仍成立 ②在地球表面及近地处：mg RMmG R r ==2,③地球的体积：VMR V ==ρπ,343④常识：地球绕太阳公转，365=T 天；自转，1=T 天。

月球绕地球公转：27=T 天第四节 人造卫星 宇宙速度Ⅰ.人造卫星：1、 人造卫星：0v 越大，射程越大；0v 达到某一值时，就绕地球做圆周运动成为人造卫星2、 卫星上的轨道：轨道圆心必为地心 Ⅱ.宇宙速度：1、 第一宇宙速度（环绕速度）：⎪⎩⎪⎨⎧度发射卫星的最小发射速度地球卫星中最大运行速在地球附近绕地运行 s km v /9.71≈注：区分：发射速度发v 与运行速度运v ；发射越高的卫星，发v 越大，运v 越小2、 第二宇宙速度（脱离速度）：在地面上发射，脱离地球引力，称为绕太阳运行的卫星s km v /2.112≈3、 第三宇宙速度（逃逸速度）：在地面上发射，脱离太阳引力的最小发射速度s km v /7.163≈Ⅲ.卫星的超重、失重：发射：失重 在轨道上运行：完全失重（万有引力提供向心力） Ⅳ.卫星的发射：在赤道附近，利用地球的自转速度第四章 机械能和能源第一节 功Ⅰ.功：1.定义：如果物体受到力的作用，并在力的作用下发生了位移，那么力对物体做了功 2、做功的因素：力、物体在力的方向上发生了位移3、做功与能量变化的关系：做功的过程就是能量变化的过程，做了多少功就有多少能量发生了变化，所以说，功是能量的量度Ⅱ.功的公式：1、Fx w =（F 与x 同向，若不同向，分解力或位移） 2、单位：焦耳（J ） m N J ⋅=11 功是标量 Ⅲ.功的正负：看F 与v(或x)的夹角ααcos Fx W =⇒ 1、 当︒<≤900α时，0>w ，力对物体做正功 2、 当︒=90α时，0=w ，力对物体不做工3、 当︒≤<︒18090α时，0<w ，力对物体做负功（或物体克服这个力做正功） Ⅳ.合力的功的两种求法⎩⎨⎧数和先求各力的功，后求代功先求合力，后求合力的Ⅴ.求功的方法：①找出力、速度（或位移）的方向 ②分解力或位移③求合力的功就是这个力的功注：①F 与x 同向，Fx w =； F 与x 反向，Fx w -=； F 与x 垂直，0=w ②一个力做功与其它力及物体运动状态无关 ③重力做功与路径无关，只与高度差有关Ⅵ.1、滑动摩擦力、静摩擦力都可以对物体做正功、负功、不做工 2、一对作用力与反作用力做功，两者之间无确定关系 3、一对平衡力做功，二者代数和为0第二节 功率Ⅰ.功率：1、意义：表示做功快慢2、定义：功率（P ）=时间x2 单位：w （瓦） 3、公式：()平均功率twP =()瞬时功率Fv P =（F 与v 同向，若不同向，分解F 或v ） Ⅱ.机车的起动：机车发动机的功率是指牵引力的功率，不是合外力或阻力的功率 1、以恒定的功率起动：匀速保持达最大，时，当变力）m 0(v v a f F a F v mFa FvP −→−==−→−↓−−→−↓−−→−↑==2、匀加速起动：匀速保持达最大时，当仍可增大，当额额不变m v P F A F Fv P v v a f F F v v a P P P v −→−==−→−↓−−→−↑−→−≠=−→−↑−−−−→−↑==,0,0,,第三节 势能Ⅰ.重力势能：1、定义：物体由于位于高处而具有的能量叫做重力势能 2、公式：mgh E P = （J ）3、重力势能是相对的，与参考面（零势能的面）的选择有关：在参考面上：0=P E 在参考面上方：0>P E 在参考面下方：0<P E 注：重力势能的变化与参考面的选取无关4、重力做功与重力势能变化的关系：①重力做功只与高度差有关②关系：重力所做的功等于物体重力势能变化量的负值，即P G E W ∆-= ③物体从高到低，重力做正功，重力势能减小物体从低到高，重力做负功，重力势能增加 5、重力势能是物体与地球组成的系统所共有的Ⅱ.弹性势能：1、定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能 2、大小：与x k ∆,有关；对弹簧：()221x k E P ∆=（物体形变越大，弹性势能越大） 3、弹性势能是系统共有的 Ⅲ.势能包括重力势能、弹性势能Ⅳ.功是过程量； 能量（包括动能、重力势能、弹性势能、机械能）是状态量第四节 动能 动能定理Ⅰ.动能：1、定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能 2、公式：221mv E k =注：物体速度变，动能不一定变；若物体动能变，速度一定变 Ⅱ.1、动能定理：合外力所做的功等于物体动能的变化 2、公式：21222121mv mv W E k -==∆ 说明：①W 是合外力做的功或各力做的功的代数和②适用：直线、曲线运动； 恒力、变力运动； 力可以同时作用，也可分段作用 解题步骤：①确立研究对象，分析受力以及运动过程 ②求各个力所做的功，以及初态、末态的动能 ③列方程：21222121mv mv W -=Ⅲ.用动能定理求解一般比用牛顿第二定律及运动等公式求解简便，甚至能求解曲线运动、变力问题等，在不涉及加速度时优先使用动能定理第五节 机械能守恒定律 1、机械能=动能+势能 P k E E E +=⇒ （势能包括重力势能、弹性势能）2、内容：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，称为机械能的守恒定律3、表达式：22212122112121mgh mgv mgh mgv E E E E k P k P +=+⇒+=+ 4、条件：只有重力或系统内弹力做功理解：①只受重力或系统内弹力做功 ②还受其它力，但其它力不做功③其它力做功，但做功的代数和等于0判断方法：①根据守恒条件判断 ②分析是否存在动能与势能的转化若只存在动能和势能的相互转化，不存在机械能和其它形式的能的转化，则机械能守恒第六节 能源的开发与利用1、 能量守恒定律：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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变 2、 一些力做功的功能关系：① 合外力做的功等于物体动能的变化量：12k k k E E E W -=∆=∆合 ② 重力做的功等于重力势能变化量的负值：()12P P P G E E E W --=∆-=③ 重力做功不引起机械能的变化，除重力、系统弹力以外的力做功等于物体系统机械能的变化量：12E E E W -=∆=除重力、弹力④ 摩擦生热：机械能少量相对滑=⋅=S f Q 摩擦力做功=摩擦力×路径。