高一物理必修2 復(fù)習(xí)提綱
二、曲線運動
1、深刻理解曲線運動的條件和特點
(1)曲線運動的條件:運動物體所受合外力的方向跟其速度方向不在一條直線上時,物體做曲線運動。
(2)曲線運動的特點:○1在曲線運動中,運動質(zhì)點在某一點的瞬時速度方向,就是通過這一點的曲線的切線方向。②曲線運動是變速運動,這是因為曲線運動的速度方向是不斷變化的。○3做曲線運動的質(zhì)點,其所受的合外力一定不為零,一定具有加速度。
2、深刻理解運動的合成與分解
物體的實際運動往往是由幾個獨立的分運動合成的,由已知的分運動求跟它們等效的合運動叫做運動的合成;由已知的合運動求跟它等效的分運動叫做運動的分解。
運動的合成與分解基本關(guān)系:○1分運動的獨立性;○2運動的等效性(合運動和分運動是等效替代關(guān)系,不能并存);○3運動的等時性;○4運動的矢量性(加速度、速度、位移都是矢量,其合成和分解遵循平行四邊形定則。)
3.深刻理解平拋物體的運動的規(guī)律
(1).物體做平拋運動的條件:只受重力作用,初速度不為零且沿水平方向。物體受恒力作用,且初速度與恒力垂直,物體做類平拋運動。
(2).平拋運動的處理方法
通常,可以把平拋運動看作為兩個分運動的合動動:一個是水平方向(垂直于恒力方向)的勻速直線運動,一個是豎直方向(沿著恒力方向)的勻加速直線運動。
(3).平拋運動的規(guī)律
以拋出點為坐標原點,水平初速度V0方向為沿x軸正方向,豎直向下的方向為y軸正方向,建立如圖所示的坐標系,在該坐標系下,對任一時刻t.
①位移
分位移 , ,合位移 , .
為合位移與x軸夾角.
②速度
分速度 , Vy=gt, 合速度 , .
為合速度V與x軸夾角
(4).平拋運動的性質(zhì)
做平拋運動的物體僅受重力的作用,故平拋運動是勻變速曲線運動。
三、圓周運動
1.勻速圓周運動
1. 定義:相等的時間內(nèi)通過的圓弧長度都相等的圓周運動。
2. 描述圓周運動的幾個物理量:
(1) 線速度V:大小為通過的弧長跟所用時間的比值,方向為圓弧該點的切線方向:v=s/t;
(2) 角速度:大小為半徑轉(zhuǎn)過的角度跟所用時間的比值,有方向(暫不研究)。
ω=φ/t
(3) 周期T:沿圓周運動一周所用的時間;頻率f=1/T
(4) 轉(zhuǎn)速n:每秒鐘完成圓周運動的圈數(shù)。
3. 線速度、角速度、周期、頻率之間的關(guān)系: f=1/T, ω=2π/T=2πf, v=2πr/T =2πrf =ωr
4.注意:ω、T、f三個量中任一個確定,其余兩個也就確定,但v還和r有關(guān);固定在同一根轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動的物體其角速度相等;用皮帶傳動的皮帶輪輪緣(皮帶觸點)線速度大小相等。
2.向心力和向心加速度
1. 做勻速圓周運動的物體所受的合外力總是指向圓心,作用效果只是使物體速度方向發(fā)生變化。
2. 向心力:使物體速度方向發(fā)生變化的合外力。它是個變力;向心力是根據(jù)力的作用效果命名的,不是性質(zhì)力。
3. 向心力的大小跟物體質(zhì)量、圓周半徑和運動的角速度有關(guān) F=mω2r=mv2/r
4. 向心加速度:向心力產(chǎn)生的加速度,只是描述線速度方向變化的快慢。
公式:a=F/m=ω2r=v2/r=(2πf)2r 方向:總是指向圓心,時刻在變化,是一個變加速度。
5.圓周運動中向心力的特點:
① 勻速圓周運動:由于勻速圓周運動僅是速度方向變化而速度大小不變,故只存在向心加速度,物體受到外力的合力就是向心力??梢?,合外力大小不變,方向始終與速度方向垂直且指向圓心,是物體做勻速圓周運動的條件。
② 變速圓周運動:速度大小發(fā)生變化,向心加速度和向心力都會相應(yīng)變化,求物體在某一點受到的向心力時,應(yīng)使用該點的瞬時速度,在變速圓周運動中,合外力不僅大小隨時間改變,其方向也不沿半徑指向圓心,合外力沿半徑方向的分力提供向心力,使物體產(chǎn)生向心加速度,改變速度的方向,合外力沿軌道切線方向的分力,使物體產(chǎn)生切向加速度,改變速度的大小。
3.勻速圓周運動的實例分析
1. 向心力可以是幾個力的合力,也可是某個力的分力,是個效果力。
2. 火車轉(zhuǎn)彎問題:外軌略高于內(nèi)軌,使得火車所受重力和支持力的合力F合提供向心力:F合=mg tgθ=mv2/R 如果火車不按照規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎,會對鐵軌造成一定損害。
3. 汽車過拱橋問題:汽車以速度v過圓弧半徑為R的橋面最高點時,汽車對橋的壓力等于G-mv2/R,小于汽車的重量;通過凹形橋最低點時對橋的壓力等于G + mv2/R,大于汽車的重量。
4.圓周運動中的臨界問題:
關(guān)于臨界問題總是出現(xiàn)在變速圓周運動中,豎直平面內(nèi)的圓周運動是典型的變速圓周運動,一般情況下,只討論最高點和最低點的情況:
① 如圖所示,沒有物體支撐的小球,在豎直平面內(nèi)做圓周運動過最高點的情況:
<1> 臨界條件:小球達到最高點時繩子的拉力;(或軌道的彈力)剛好等于零,小球的重力提供其做圓周運動的向心力,即 ,上式中的 是小球通過最高點的最小速度,通常叫臨界速度 。
<2> 能過最高點的條件: (此時繩、軌道對球分別產(chǎn)生拉力、壓力)。
<3> 不能過最高點的條件: (實際上球還沒有到最高點就脫離了軌道)。
② 如圖所示,有物體支撐的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動過最高點的情況:
<1> 臨界條件:由于硬桿和管壁的支撐作用,小球恰能達最高點的臨界速度 。
<2> 如圖所示的小球過最高點時,輕桿對小球的彈性情況:
當(dāng) 時,輕桿對小球有豎直向上的支持力 ,其大小等于小球的重力,即 。
當(dāng) 時,桿對小球的作用力的方向豎直向上,大小隨速度的增大而減小,其取值范圍是: 。 當(dāng) 時, 。
當(dāng) 時,桿對小球有指向圓心的拉力,其大小隨速度的增大而增大。
<3> 如圖所示的小球過最高點時,光滑硬管對小球的彈力情況,同上面圖(1)的分析。
4.離心現(xiàn)象及其應(yīng)用
1. 離心運動:做勻速圓周運動的物體,在所受合力突然消失或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下,就做逐漸遠離圓心的運動。物體做離心運動的原因是慣性,而不是受離心力。
2. 離心運動的應(yīng)用:離心干燥器、離心分離器、洗衣脫水筒、棉花糖的制作等。
3. 汽車在轉(zhuǎn)彎處不能超過規(guī)定的速度,砂輪等不能超過允許的最大轉(zhuǎn)速。
四、萬有引力與航天
1.開普勒行星運動定律
(1).所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個焦點上.
(2).對任意一個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積.
(3).所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等. a3/T2=K
2.萬有引力定律及其應(yīng)用
自然界中任何兩個物體都是相互吸引的,引力的大小跟這兩個物體質(zhì)量的乘積成正比,跟它們距離的二次方成反比。 表達式: F=Gm1m2/r2
地球表面附近,重力近似等于萬有引力mg=Gm1m2/R2
3.第一宇宙速度 第二宇宙速度 第三宇宙速度
人造地球衛(wèi)星:衛(wèi)星環(huán)繞速度v、角速度 、周期T與半徑 的關(guān)系:
由 ,可得: ,r越大,
越小; ,r越大, 越??; ,r越大,T越大。
第一宇宙速度(環(huán)繞速度): ;
第二宇宙速度(脫離速度): ;
第三宇宙速度(逃逸速度): 。
會求第一宇宙速度: 衛(wèi)星貼近地球表面飛行
地球表面近似有 則有
4、經(jīng)典力學(xué)的局限性
牛頓運動定律只適用于解決宏觀、低速問題,不適用于高速運動問題,不適用于微觀世界。
公式和圖片太繁瑣了,湊和著看吧。