高一下学期物理期末总复习知识点

精品文档 1欢迎下载 期末总复习期末总复习 考试重点内容 曲线运动 动量 功和能 机械振动 一 曲线运动 万有引力 知识结构 1 曲线运动一定是变速运动 速度沿轨迹切线方向 加速度方向沿 合外力方向 指向轨道内侧 物体做曲线运动的条件是合外力与速度 不在一条直线上 2 曲线运动的研究方法 矢量合成与分解法 切线方向的分力 Ft 只改变质点的运动速率大小 法线方向的分力 Fn只改变质点运动的 方向 3 运动的合成和分解 速度 位移 加速度等都是矢量 都可以根 据需要和实际情况 用平行四边形定则合成和分解 两个匀速直线运动 的合成 两个初速度为 0 的匀变速运动的合成一定是直线运动 两个直 线运动的合成不一定是直线运动 4 平抛运动 加速度 a g 方向竖直向下 与质量无关 与初速度 大小无关 速度 vx v0 vy gt vt v02 vy2 1 2 方向与水平方向成 角 tg gt v0 位移 x v0t y gt2 2 s x2 y2 1 2 方向与水平方向成 角 tg y x 轨迹方程 y gx2 2v02为抛物线 在空中飞行时间 t 2h g 1 2 与质量和初速度大小无关 只由高度决定 水平最大射程 x v0t v0 2h g 1 2 由初速度和高度决定 与质量无关 曲线运动的位移 速度 加速度都不在同一方向上 5 匀速圆周运动 1 周期 T 质点运动一周所用的时间 是描述质点转动快慢的物 精品文档 2欢迎下载 理量 2 线速度 v 质点通过的弧长 s 与所用时间 t 之比为一定值 该比值是匀速圆周运动的速率 v s t 数值上等于质点在单位时 间内通过的弧长 线速度的方向在圆周的切线方向上 线速度是描述质 点转动快慢和方向的物理量 3 角速度 连接质点与圆心的半径转过的角度 与所用时 间 t 之比为一定值 该比值是匀速圆周运动的角速度 t 数值上等于在单位时间内半径转过的角度 单位是弧度 秒 rad s 角速度也是描述质点转动快慢的物理量 周期 线速度 角速度之间有的关系 质点转一周弧长 s 2 r 时间为 T 则 v 2 r T 角度为 2 2 T 由上两公式有 v r v r 圆周运动是曲线运动 它的速度方向时刻在变化着 匀速圆周运动 一定是变速运动 匀速 仅是速率不变的意思 4 匀速圆周运动的加速度 a 加速度的方向指向圆心 向心加 速度 其方向时时刻刻指向圆心 即方向时时刻刻在变化着 所以匀速 圆周运动是变加速运动 向心加速度的大小 an v2 r 2r 5 向心力 F ma mv2 r 或 F ma m 2r 方向总指向圆心 向心力是根据力的作用效果命名的 6 万有引力与天体 卫星的轨道运动 万有引力定律 宇宙间任何两个有质量的物体间都是相互吸引的 引力大小与两物体的质量的乘积成正比 与它们的距离的平方成反比 设物体质量分别为 m1 m2 物体之间距离为 r 则 F Gm1m2 r2 万有引力定律在天文学上的应用 天体质量及运动分析 宇宙速 度与卫星轨道运动问题分析依据 万有引力定律 牛顿运动定律 F mv2 r 匀速圆周运动规律 常用近似条件 将有关轨道运动看作匀 速圆周运动 引力 F mg mv2 r g 随高度 纬度等因素变化而变化 7 宇宙速度 1 线速度 设卫星到地心的距离为 r r 就是卫星轨道半径 环 绕线速度为 v 卫星质量为 m 设地球质量为 M 地球半径为 R 根据万有引力定律和牛顿运动定律有 GMm r2 mv2 r 由此得到环绕速度 v GM r 1 2 对所有地球卫星 环绕速度由轨道半径决定 与卫星质量 性能因 素无关 r R h h 为卫星距地面的高度 r h 越大 环绕速度越小 精品文档 3欢迎下载 2 角速度 由 v r 有 GM r3 1 2 3 周期 由 2 T 得 T 2 r3 GM 1 2 角速度和周期均由轨道半径决定 半径越大 角速度越小 周期越 长 宇宙速度 第一宇宙速度 由环绕速度公式 v GM r 1 2 r R h 当高度 h 远远小于地球半径时 即卫星在地面附近绕地球 做匀速圆周运动 近似有 v GM R 1 2 这是地球卫星的最大环绕速度 又在地球表面附近 地球对卫星的引力近似等于重力 mg mg mv2 R 可得 v gR 1 2 把 g 9 8 10 3km s2和 R 6 4x103km 代入上公式 得到 v 7 9km s 这是地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的环绕速 度 是最大的环绕速度 也是使一个物体成为人造地球卫星所必须的最 小发射速度 我们称之为第一宇宙速度 VI 7 9km s 第二宇宙速度 当发射速度小于第一宇宙速度时 物体将落回地面 当发射速度大于 v 7 9km s 卫星将在不同圆轨道或椭圆轨道运动 当发生速度大于等于 11 2km s 时 物体将挣脱地球引力束缚 成为人 造行星或飞向其它行星 所以 11 2km s 为第二宇宙速度 VII 11 2km s 第三宇宙速度 当物体的速度达到 16 7km s 时 物体将挣脱太阳 引力的束缚飞向太阳系以外的宇宙空间 16 7km s 为第三宇宙速度 VIII 16 7km s 二 动量与动量守恒 知识结构 1 力的冲量 定义 力与力作用时间的乘积 冲量 I Ft 矢量 方向 当力的方向不变时 冲量的方向就是力的方向 精品文档 4欢迎下载 过程量 力在时间上的累积作用 与力作用的一段时间相关 单位 牛秒 N s 2 动量 定义 物体的质量与其运动速度的乘积 动量 p mv 矢量 方向 速度的方向 状态量 物体在某位置 某时刻的动量 单位 千克米每秒 kgm s 3 动量定理 Ft mvt mv0 动量定理研究对象是一个质点 研究质点在合外力作用下 在一段 时间内的一个运动过程 定理表示合外力的冲量是物体动量变化的原因 合外力的冲量决定并量度了物体动量变化的大小和方向 矢量性 公式中每一项均为矢量 公式本身为一矢量式 在同一条 直线上处理问题 可先确定正方向 可用正负号表矢量的方向 按代数 方法运算 当研究的过程作用时间很短 作用力急剧变化 打击 碰撞 时 F 可理解为平均力 动量定理变形为 F p t 表明合外力的大小方向决定物体 动量变化率的大小方向 这是牛顿第二定律的另一种表述 4 动量守恒 一个系统不受外力或所受到的合外力为零 这个系统 的动量就保持不变 可用数学公式表达为 p p 系统相互作用前的总 动量等于相互作用后的总动量 p1 p2 相互作用的两个物体组成的系统 两物体动量的增 量大小相等方向相反 p 0 系统总动量的变化为零 守衡 定律的研究对象为一个系统 上式均为矢量运算 一维情 况可用正负表示方向 注意把握变与不变的关系 相互作用过程中 每一个参与作用的成 员的动量均可能在变化着 但只要合外力为零 各物体动量的矢量合总 保持不变 注意各状态的动量均为对同一个参照系的动量 而相互作用的系统 可以是两个或多个物体组成 5 怎样判断系统动量是否守衡 动量守衡条件是系统不受外力 或合外力为零 一般研究问题 如 果相互作用的内力比外力大很多 则可认为系统动量守衡 根据力的独 立作用原理 如果在某方向上合外力为零 则在该方向上动量守衡 注意守衡条件对内力的性质没有任何限制 可以是电场力 磁场力 精品文档 5欢迎下载 核力等等 对系统状态没有任何限制 可以是微观 高速系统 也可以 是宏观 低速系统 而力的作用过程可以是连续的作用 可以是间断的 作用 如二人在光滑平面上的抛接球过程 综上有 物体运动状态是否变化取决于 物体所受的合外力 物体运动状态变化得快慢取决于 物体所受到的合外力和质量大 小 物体到底做什么形式的运动取决于 物体所受到的合外力和初始 状态 物体运动状态变化了多少取决于 1 力的大小和方向 2 力作用时间的长短 实验表明只要力与其作用时间的乘积一 定 它引起同一个物体的速度变化相同 力与力作用时间的乘积 可以 决定和量度力的某种作用效果 冲量 系统的内力改变了系统内物体的动量 但系统外力才是改变系统总 动量的原因 三 能量和能量守恒 知识结构 总 对质点 只有重力和弹簧弹力做功 机械能守恒 其它力 机械能 在能的转化过程中能的总量保持不变能的转化和守恒 关系 WEk WE 功 功 恒力的功 一段时间内的功 力对物体做的总功动能变化 功率 平均功率 平均平均 瞬时功率 能 机械能 势能 重力势能 动能 内能 电磁能 化学能 原子能 弹性势能 WFs WPt P W t PFv pFv cos 1 功的两要素 力 沿力方向的位移 F s 功是一个过程量 与力在空间的作用过程相关 恒力功的计算公式 与物体运动过程无关 重力功 弹力功与路径无关 功是一个标量 但 有正负之分 2 功率 P 功率是表征力做功快慢的物理量 是标量 P W t 若做功快慢程度不同 上式为平均功率 注意恒力的功率不一定恒定 如初速为零的匀加速运动 第一秒 第二秒 第三秒 内合力的平均 功率之比为 1 3 5 已知功率可以求力在一段时间内所做的功 W Pt 这时可能是变力再做功 精品文档 6欢迎下载 上式常常用于分析解决机车牵引功率问题 常设有以下两种约束条 件 1 发动机功率一定 牵引力与速度成反比 只要速度改变 牵引 力 F P v 将改变 这时的运动一定是变加速运动 2 机车以恒力启动 牵引力 F 恒定 由 P Fv 可知 若车做匀加 速运动 则功率 P 将增加 这种过程直到 P 达到机车的额定功率为止 注意不是达到最大速度为止 3 能 自然界有多种运动形式 与不同运动形式相应的存在不同形 式的能量 机械运动 机械能 热运动 内能 电磁运动 电磁 能 化学运动 化学能 生物运动 生物能 原子及原子核运动 原子能 核能 动能 物体由于有机械运动速度而具有的能量 Ek mv2 2 机械能 势能 动能 势能 重力势能 物体由于受到重力作用而具有重力势能 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有弹性势能 大小由形变及物体本身性质决定 Epmgh 能 包括动能和势能 都是标量 都是状态量 如动能由速度决定 重 力势能由高度决定 弹性势能由形变状态决定 都具有相对性 物体速 度相对于不同的参照物有不同的结果 相应的动能相对于不同的参照物 有不同的动能 势能相对于不同的零势能参考面有不同的结果 势能有 可能取负值 它意味着此时物体的势能比零势能低 4 动能定理 研究对象 质点 数学表达公式 W mv2 2 mv02 2 公式中 W 为质点受到的所有的作用力在所研究的过程中做的总功 它可 以是恒力功 可以是变力功 可以是分阶段由不同的力做功累积 代数 和 而得到的结果 动能定理对力的性质没有任何限制 可以是重力 弹力 摩擦力 也可以是电场力 磁场力或其它力 等式右边为所研究 的过程 初 末状态 中质点的动能的变化 动能定理表明 力对物体 所做的总功 是物体动能变化的原因 力对物体所做的总功量度了物体 动能的变化大小 5 机械能守恒定律 在只有重力或弹力做功的情况下 物体的动能 和势能发生相互转化 但机械能的总量保持不变 机械能守恒定律的研 究对象是系统 一般简化为物体 守恒是指系统在满足守恒条件下 机 械能 动能和势能之和 在状态变化过程中总保持不变 怎样判断机械能是否守衡 1 根据守恒条件 是否只有重力或弹力做功 2 考察状态 比较 确定不同状态的机械能 看它们是否相同 3 考察系统是否发生机械能与其它形式的能量的转化 精品文档 7欢迎下载 6 功和能 功是能量转化的量度 7 关于速度 动量 动能 速度 动量 动能均为描述质点运动状态 的物理量 速度反映质点运动快慢和方向 是运动学量 运动速度不能 描述物体所含机械运动的强弱 例如我们可以用手去接一个以速度 v 飞 来的篮球 但不敢去接一个以同样速度飞来的铅球 动量是描述物体所 含机械运动大小的物理量 是动力学量 当一个运动物体与其它物体相 互作用时 机械作用强度取决于动量大小 速度 动量均为矢量 动能也 是动力学量 是标量 当机械运动与其它形式的运动之间发生转化时 量度这种转化的是动能的变化而不是速度或动量的变化 由上述分析我们可进一步理解力 冲量和功 请你自己比较分析 8 比较力学三个核心定律 牛顿定律 F ma 矢量式 瞬时式 动量定理 Ft mv mv0 矢量式 过程式 动能定理 W mv2 2 mv02 2 标量式 过程式 这是研究质点运动的三条核心规律 它们的意义分别为 力是改变 质点运动状态的原因 力在时间上的累积作用 Ft 量度质