高一物理必修2知识点答案完全解析

1、第3课时 描述圆周运动的物理量 匀速圆周运动基础知识回顾1描述圆周运动的物理量1）线速度:是描述质点绕圆周运动快慢的物理量,某点线速度的方向即为该点切线方向,其大小的定义式为：2）角速度: 是描述质点绕圆心圆周运动快慢的物理量,其定义式为：,国际单位为rad/s3）周期和频率:周期和频率都是描述圆周运动快慢的物理量,用周期和频率计算线速度的公式为, 用周期和频率计算角速度的公式为.4）向心加速度: 是描述质点线速度方向变化快慢的物理量, 向心加速度的方向指向圆心,其大小的定义式为或5）向心力: 向心力是物体做圆周运动时受到的总指向圆心的力，其作用效果是使物体获得向心加速度(由此而得名)，其作用

2、效果是只改变线速度的方向，而不改变线速度的大小,其大小可表示为或方向时刻与运动的方向垂直.它是根据效果命名的力.说明：向心力，可以是几个力的合力，也可以是某个力的一个分力；既可能是重力、弹力、摩擦力，也可能是电场力、磁场力或其他性质的力如果物体作匀速圆周运动，则所受合力一定全部用来提供向心力2匀速圆周运动1）定义：做圆周运动的物体，在相同的时间内通过的弧长都相等在相同的时间物体与圆心的连线转过的角度都相等2）特点：在匀速圆周运动中, 线速度的大小不变, 线速度的方向时刻改变. 所以匀速圆周运动是一种变速运动做匀速圆周运动的物体向心力就是由物体受到的合外力提供的.3离心运动:1）定义：做匀速圆周

3、运动的物体，当其所受向心力突然消失或不足以提供向心力时而产生的物体逐渐远离圆心的运动，叫离心运动2）特点：（1）当F合=的情况，即物体所受力等于所需向心力时，物体做圆周运动.（2）当F合的情况，即物体所受力小于所需向心力时，物体沿曲线逐渐远离圆心做离心运动. 了解离心现象的特点，不要以为离心运动就是沿半径方向远离圆心的运动（3）当F合的情况，即物体所受力大于所需向心力时，表现为向心运动的趋势重点难点例析一、描述匀速圆周运动的物理量之间的关系共轴转动的物体上各点的角速度相同，不打滑的皮带传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。二、关于离心运动的问题物体做离心运动的轨迹可能为直线或曲线。半径不变时物体

4、作圆周运动所需的向心力，是与角速度的平方（或线速度的平方）成正比的。若物体的角速度增加了，而向心力没有相应地增大，物体到圆心的距离就不能维持不变，而要逐渐增大使物体沿螺线远离圆心。若物体所受的向心力突然消失，即将沿着切线方向远离圆心而去。三、圆周运动中向心力的来源分析向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是某些力的合力，或某力的分力。它是按力的作用效果来命名的。分析物体做圆周运动的动力学问题，应首先明确向心力的来源。需要指出的是：物体做匀速圆周运动时，向心力才是物体受到的合外力。物体做非匀速圆周运动时，向心力是合外力沿半径方向的分力（或所有外力沿半径方向的分力的矢量和）。第4课时 匀速

5、圆周运动动力学及实例分析基础知识回顾1圆周运动的动力学问题做匀速圆周运动的物体所受合外力提供向心力，即F合=F向，或F合=。2竖直平面内的圆周运动中的临界问题 1）轻绳模型：一轻绳系一小球在竖直平面内做圆周运动。小球能到达最高点（刚好做圆周运动）的条件是小球的重力恰好提供向心力，即，这时的速度是做圆周运动的最小速度。 2）轻杆模型：一轻杆系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球能到达最高点（刚好做圆周运动）的探究是在最高点的速度. （1）当时，杆对小球的支持力等于小球的重力； （2）当时，杆对小球的支持力小于小球的重力； （3）当时，杆对小球的支持力等于零； （4）当时，杆对小球提供拉力。重点难点

6、例析一、圆周运动的动力学问题 解决有关圆周运动的动力学问题，首先要正确对做圆周运动的物体进行受力分析，必要时建立坐标系，求出物体沿半径方向的合外力，即物体做圆周运动时所能提供的向心力，再根据牛顿第二定律等规律列方程求解。二、圆周运动的临界问题圆周运动中临界问题的分析，应首先考虑达到临界条件时物体所处的状态，然后分析该状态下物体受力的特点，结合圆周运动的知识，综合解决问题1在竖直面内做圆周运动的物体竖直面内圆周运动的最高点，当没有支撑面(点)时，物体速度的临界条件是：则绳与小球的情况即为此类临界问题，因为绳只能提供拉力不能提供支持力 竖直面内圆周运动的最高点，当有支撑面(点)时，物体的临界速度：

7、杆与球的情况为此类临界问题，因为杆既可以提供拉力，也可提供支持力或侧向力2当静摩擦力提供物体做圆周运动的向心力时，常会出现临界值问题第5课时 万有引力定律及其应用基础知识回顾1开普勒三定律1）第一定律（轨道定律）：所有的行星围绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。2）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相等的面积。3）第三定律（周期定律）：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。在近似情况下，通常将行星或卫星的椭圆轨道运动处理为圆轨道运动。2万有引力定律1）内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟着两个

8、物体的质量的乘积成正比，跟他们之间的距离的二次方成反比。2）公式： F= ，其中G=6.6710-11Nm2/kg2，叫引力常量。3）适用条件：仅仅适用于质点或可以看作质点的物体。相距较远（相对于物体自身的尺寸）的物体和质量均匀分布的球体可以看作质点，此时，式中的r指两质点间的距离或球心间的距离。3万有引力定律的应用！）由得，所以R越大，越小；2）由得，所以R越大，越小；3）由得，所以R越大，T越大；4）模型总结：（1）当卫星稳定运行时，轨道半径R越大，越小；越小；T越大；万有引力越小；向心加速度越小。（2）同一圆周轨道内正常运行的所有卫星的速度、角速度、周期、向心加速度均相等。（3）这一模型

9、在分析卫星的轨道变换、卫星回收等问题中很有用。重点难点例析一、万有引力与重力1重力：重力是指地球上的物体由于地球的吸引而使物体受到的力通过分析地球上物体受到地球引力产生的效果，可以知道重力是引力的一个分力引力的另一个分力是地球上的物体随同地球自转的向心力(这个向心力也可以看作是物体受到的地球引力与地面支持力的合力) 如图5-3-2所示但由于向心力很小，所以在一般计算中可认为重力近似等于引力，重力方向竖直向下（即指向地心）图4-5-12天体表面重力加速度问题 设天体表面重力加速度为g，天体半径为R，因为物体在天体表面受到的重力近似等于受到的引力，所以有同样可以推得在天体表面h重力加速度重力加速度

10、受纬度、高度、地球质量分布情况等多种因数影响，纬度越高，高度越小，重力加速度越大二、估算天体的质量和密度把卫星（或行星）绕中心天体的运动看成是匀速圆周运动，由中心天体对卫星（或行星）的引力作为它绕中心天体的向心力根据得：因此，只需测出卫星（或行星）的运动半径r和周期T，即可算出中心天体的质量M又由=可以求出中心星体的密度第6课时 人造卫星 宇宙航行基础知识回顾1三种宇宙速度第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9kms，人造卫星的最小发射速度，人造卫星的最大环绕速度；第二宇宙速度（脱离速度）v2=11.2kms，使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）v3=16.7kms，使物

11、体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。2天体运动模型人造地球卫星1）处理方法：将卫星的运动视作匀速圆周运动。2）动力学特征：由万有引力提供向心力，且轨道平面的圆心必与地球的地心重合。3）基本规律：4）重力加速度与向心加速度（不含随地球表面自转的向心加速度）的关系：（1）因，故（2）（R为地球半径，r为轨道半径，g为地球表面的重力加速度）5）两种特殊卫星（1）近地卫星：沿半径约为地球半径的轨道运行的地球卫星，其发射速度与环绕速度相等，均等于第一宇宙速度。（2）同步卫星：运行时相对地面静止，T=24h；同步卫星只有一条运行轨道，它一定位于赤道正上方，且距离地面高度约为h3.6104km，运行时的速率3

12、.1km/s。6）卫星系统中的超重和失重（1）卫星进入轨道前的加速过程，卫星内的物体处于超重状态、（2）卫星进入园形轨道正常运行时，卫星内的物体处于完全失重状态。（3）在回收卫星的过程中，卫星内的物体处于失重状态。重点难点例析一、同步卫星问题同步卫星是指运行期与地球自转周期相等的地球卫星这里所说的“静止”是相对地球静止同步卫星只能处于赤道面上如图5-3-3所示，若同步卫星位于赤道平面的上方或下方，则地球对它的万有引力Fa或Fb的一个分力Fa1或Fb1是它环绕地球的向心力，另一个分Fa2或Fb2将使卫星向赤道平面运动这样，同步卫星在环绕地球运动的同时，将会在赤道附近振动，从而卫星与地球不能同步图

13、4-6-1 因此同步卫星的周期等于地球自转的周期是一定的，所以同步卫星离地面的高度也是一定的二、能量问题及变轨道问题只在万有引力作用下，卫星绕中心体转动机械能守恒.这里的机械能包括卫星的动能、卫星(与中心体)的引力势能离中心星体近时速度大, 离中心星体远时速度小.如果存在阻力或开动发动机等情况，机械能将发生变化，引起卫星转轨问题发射人造卫星时，先将人造卫星发射至近地的圆周轨道上运动，然后经再次启动发动机使卫星改在椭圆轨道上运动，最后定点在一定高度的圆周轨道上运动三、星球的自转问题根据万有引力定律与牛顿定律，我们可以区分随地球自转的向心加速度和环绕运行的向心加速度的不同放在地面上的物体随地球自转

14、的向心加速是地球对物体的引力和地面支持力的合力提供而环绕环绕地球运行的向心加速度完全由地球对其的引力提供对应的计算方法也不同第8课时 单元综合提升本章知识网络 水平方向：匀速运动vx=v0，x=v0t，ax=0平抛运动 竖直方向：自由落体运动vy-gt，y=gt3/2，ay=g基本物理量及公式 合运动：，ay=g 线速度： 角速度：圆周运动 周期： 线速度和角速度的关系：曲线运动、万有引力 向心加速度： 向心力：匀速圆周运动：速率、角速度不变，速度、加速度、合外力大小不变，方向时刻变化，合外力就是向心力，它只改变速度方向非匀速圆周运动：合外力一般不等于向心力，它不仅要改变物体的速度大小（切向分

15、力），还要改变速度方向（向心力）万有引力定律 定律内容定律的应用引力常量的测定 计算天体的质量和密度研究人造卫星人造地球卫星的运动学方程人造地球卫星的环绕速度地球同步卫星 研究星球表面的重力加速度的变化发现未知天体本章主要方法本章内容可理解为牛顿运动定律在曲线运动中的应用。复习过程中要注意以下几种方法 1在研究复杂曲线运动时，要树立运动的合成与分解的意识。除了将复杂的曲线运动分解城相互垂直的直线分运动外，还可以将分运动合成为物体发生的实际运动。同时，还应深刻体会运动的独立性原理，理解分运动与合运动的等时性、等效性及满足平行四边形定则的特点。2平抛运动与类平抛运动的处理方法 平抛运动可分解为水平

16、方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，其中，运动时间与合速度与水平方向的夹角是联系合运动与分运动的桥梁，当涉及位移时，要扣住时间，在涉及速度应扣住角度。3处理匀速圆周运动的运动学问题的方法。除了熟记描述量间的公式关系外，还应注意： eq oac(,1)两个重要的结论：即不打滑的皮带传动时，两轮上与皮带接触的各点线速度大小相等；同一转轮上的各点的角速度大小相同； eq oac(,2)利用可计算匀速圆周运动的运动时间； eq oac(,3)圆周追及问题可通过巧换参考系进行计算。4处理圆周运动的动力学问题的方法 eq oac(,1)匀速圆周运动满足物体的合外力等于向心力的动力学特征，关系式是处理匀速圆周运动的动力学问题的关键规律，其中，分析向心力的来源和大小与确定圆周半径是难点，应引起重视。 eq oac(,2)变速圆周运动只在特殊位置才满足物体的合外力等于向心力的关系，如竖直平面内的圆周运动问题，只有最高点与最低点才满足此关系。同时