高一物理必修2知识点总结-期中考试部分

高一物理必修2知识点总结--期中考试部分高一物理必修二知识点总结1.曲线运动1(曲线运动的特征(1)曲线运动的轨迹是曲线。(2)由于运动的速度方向总沿轨迹的切线方向，又由于曲线运动的轨迹是曲线，所以曲线运动的速度方向时刻变化。即使其速度大小保持恒定，由于其方向不断变化，所以说:曲线运动一定是变速运动。(3)由于曲线运动的速度一定是变化的，至少其方向总是不断变化的，所以，做曲线运动的物体的中速度必不为零，所受到的合外力必不为零，必定有加速度，但加速度可能恒定不变(例如:平抛运动)。(注意:合外力为零只有两种状态:静止和匀速直线运动。)曲线运动速度方向一定变化，曲线运动一定是变速运动，反之，变速运动不一定是曲线运动。2(物体做曲线运动的条件(1)从动力学角度看:物体所受合外力方向跟它的速度方向不在同一条直线上。(2)从运动学角度看:物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一条直线上。3(匀变速运动:加速度(大小和方向)不变的运动。也可以说是:合外力不变的运动。4曲线运动的合力、轨迹、速度之间的关系(1)轨迹特点:轨迹在速度方向和合力方向之间，且向合力方向一侧弯曲。(2)合力的效果:合力沿切线方向的分力F改变速度的大小，沿径向的分力F改变速度21的方向。?当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率将增大。?当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率将减小。?当合力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变。(举例:匀速圆周运动)2、运动的合成与分解:1、不在同一直线上的运动的合成与分解问题:两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动。一个匀速直线运动和一个非匀速直线运动合成一定是曲线运动。两个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。2、在同一直线上的运动的合成与分解问题:两个匀速直线运动的合运动可能是匀速直线运动，也可能是静止状态。13.小船渡河例1:一艘小船在200m宽的河中横渡到对岸，已知水流速度是3m/s，小船在静水中的速度是5m/s，求:(1)欲使船渡河时间最短，船应该怎样渡河,最短时间是多少,船经过的位移多大,(2)欲使航行位移最短，船应该怎样渡河,最短位移是多少,渡河时间多长,船渡河时间:主要看小船垂直于河岸的分速度，如果小船垂直于河岸没有分速度，则不能渡河。ddtt,,,minvvcos,船船,(此时=0?，即船头的方向应该垂直于河岸)解:(1)结论:欲使船渡河时间最短，船头的方向应该垂直于河岸。渡河的最短时间为:d22vvv,，t,合速度为:min合船水v船2222xxxdvt,，,，()合位移为:或者xvt,,ABBC水合(2)分析:,怎样渡河:船头与河岸成向上游航行。最短位移为:xd,mind22vvvv,,,sin,t,合速度为:对应的时间为:合船船水v合4.平抛运动基本规律vv,,vgtx0y22,,1(速度:合速度:方向:tan,v,v，v,xyvgt,vvy,xoxvt,,0y1gt,22xxy,，tan,,2(位移,合位移:方向:,1合2ygt,x2vo,,22y12t,y,gt3(时间由:得(由下落的高度y决定)g24(平抛运动竖直方向做自由落体运动，匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立。tan2tan,,,5(速度与水平方向夹角的正切值为位移与水平方向夹角正切值的2倍。6.平抛物体任意时刻瞬时速度方向的反向延长线与初速度方向延长线的交点到抛出点的距2离都等于水平位移的一半。(A是OB的中点)。5.匀速圆周运动1.线速度:质点通过的圆弧长跟所用时间的比值。,s2,单位:米/秒，m/svrrfrnr,,,,,22,,,,tT2.角速度:质点所在的半径转过的角度跟所用时间的比值。,,,2单位:弧度/秒，rad/s,,,,22fn,,,,tT3.周期:物体做匀速圆周运动一周所用的时间。22,,r单位:秒，s,,Tv,4.频率:单位时间内完成圆周运动的圈数。1f,单位:赫兹，HzT5.转速:单位时间内转过的圈数。Nn,单位:转/秒，r/s(条件是转速n的单位必须为转/秒)nf,t2v2,2226.向心加速度:,,,,,arvrfr()(2),,,rT2v2,222,,,,,,7.向心力:Fmammrmvmrmfr()(2),,,rT三种转动方式6.生活中的圆周运动1、火车转弯问题:32、拱形桥问题:7.竖直平面的圆周运动,(“绳模型”如右图所示，小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。(注意:绳对小球只能产生拉力)(1)小球能过最高点的临界条件:绳子和轨道对小球刚好没有力的作用2绳模型vRgvmg==,m临界R(2)小球能过最高点条件:v?(当v>时，绳对球产生拉力，轨道对球产生RgRg压力)(3)不能过最高点条件:v<(实际上球还没有到最高点时，就脱离了轨道)Rg,(“杆模型”，小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况(注意:轻杆和细线不同，轻杆对小球既能产生拉力，又能产生推力。)(1)小球能过最高点的临界条件:v=0，F=mg(F为支持力)4(2)当0<v<时，F随v增大而减小，且mg>F>0(F为支持力)Rg(3)当v=时，F=0Rg(4)当v>时，F随v增大而增大，且F>0(F为拉力)Rg8.万有引力定律1.开普勒第三定律:行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一个常量。3r(K值只与中心天体的质量有关),k2Tmm122.万有引力定律:F,,G万2r(1)赤道上万有引力:(是两个不同的物理量，)FmgFmgma,，,，ga和引向向向(2)两极上的万有引力:Fmg,引3.忽略地球自转，地球上的物体受到的重力等于万有引力。GMm2(黄金代换),,,mgGMgR2RGMmGM24.距离地球表面高为h的重力加速度:,,,,,,，,,mgGMgRhg，，22RhRh，，，，，，GMm5.卫星绕地球做匀速圆周运动:万有引力提供向心力FF,,万向2rGMmGMg,,,maa(轨道处的向心加速度a等于轨道处的重力加速度)轨22rr2GMmvGM,,,mv2rrrGMmGM2,,,,,mr23rr223GMmr24,,,,,,,mrT,,2rTGM,,6.中心天体质量的计算:2gR2方法1:(已知R和g)GMgRM,,,G2GMvr方法2:(已知卫星的V与r)vM,,,rG23GMr,,方法3:(已知卫星的与r),,,M,3rG232344,,rr,,,TM方法4:(已知卫星的周期T与r)2GMGT5,GMv,,3rvT,方法5:已知(已知卫星的V与T)M,,,232,G4r,,T,,GM,,GMv,,3v,r方法6:已知(已知卫星的V与，相当于已知V与T),,,M,G,GM,,,3,r,437.地球密度计算:球的体积公式:VR,,323,,4r,M,2GT3,,mM2,2近地卫星,(r=R),3Gm,,()r2,MMr3,2GTrT,,,,,3234RVGTR,,3,8.发射速度:采用多级火箭发射卫星时，卫星脱离最后一级火箭时的速度。运行速度:是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动时的线速度(当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度。卫星环绕地球飞行的最大运行速度。地球上发射卫星第一宇宙速度(环绕速度):7.9km/s。的最小发射速度。第二宇宙速度(脱离速度):11.2km/s。使人造卫星脱离地球的引力束缚，不再绕地球运行，从地球表面发射所需的最小速度。第三宇宙速度(逃逸速度):16.7km/s。使人造卫星挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，从地球表面发射所需要的最小速度。9、同步卫星，在赤道上的物体，近地卫星的周期，速度，加速度的比较:基本信息:在赤道上的物体:周期为24小时。近地卫星:向心加速度约为g。同步卫星:周期为24小时。在赤道上的物体的向心加速度不等于重力加速度，应与其余二者区分。近地卫星低于同步卫星，故而周期短于同步卫星。同步卫星离地面远，向心加速度小于近地卫星，角速度、线速度低于近地卫星。同步卫星与赤道物体角速度相等，但环绕半径大的多，所以线速度、向心加速度大于赤道物体故:周期:近地<同步=赤道角速度:近地>同步=赤道速度:赤道<同步<近地向心加速度:赤道<同步<近地10、“双星”问题的分析思路6两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象，叫双星。双星问题是万有引力定律在天文学上的应用的一个重要内容，现就这类问题的处理作简要分析。一、要明确双星中两颗子星做匀速圆周运动的向心力来源双星中两颗子星相互绕着旋转可看作匀速圆周运动，其向心力由两恒星间的万有引力提供。由于力的作用是相互的，所以两子星做圆周运动的向心力大小是相等的，利用万有引力定律可以求得其大小。二、要明确双星中两颗子星匀速圆周运动的运动参量的关系两子星绕着连线上的一点做圆周运动，所以它们的运动周期是相等的，角速度也是相等的，所以线速度与两子星的轨道半径成正比。三、要明确两子星圆周运动的动力学关系。设双星的两子星的质量分别为M和M，相距L，M和M的线速度分别为v和v，角121212速度分别为ω和ω，由万有引力定律和牛顿第二定律得:122MMvM21:121,,,GMMr11112Lr1ω12MMvMM22:1222,,,GMMrr2rM2222121LrL2ω2在这里要特别注意的是在求两子星间的万有引力时两子星间的距离不能代成了两子星做圆周运动的轨道半径。【例题一】两颗靠得很近的天体称为双星，它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动，因而不至于由于万有引力而吸引到一起，以下说法中正确的是:A、它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比。B、它们做圆周运动的线速度之比与其质量成反比。C、它们做圆周运动的半径与其质量成正比。D、它们做圆周运动的半径与其质量成反比。解析:两子星绕连线上的某点做圆周运动的周期相等，角速度也相等。由v=rω得线速度与两子星圆周运动的半径是成正比的。因为两子星圆周运动的向心力由两子星间的万有引MMMM22221212力提供，向心力大小相等，由，可知:，MrMr,,,,,,,GMrGMr1122221122LL所以它们的轨道半径与它们的质量是成反比的。而线速度又与轨道半径成正比，所以线速度与它们的质量也是成反比的。正确答案为:BD。11、人造卫星变轨问题例1人造飞船首先进入的是距地面高度近地点为200km，远地点为340km的的椭圆轨道，在飞行第五圈的时候，飞船从椭圆轨道运行到以远地点为半径的圆行轨道上，如图所示，试处理下面几个问题(地球的半径R=6370km，g2=9.8m/s):1)飞船在椭圆轨道,上运行，Q为近地点，P为远地点，当飞船运动(轨道2到P点时点火，使飞船沿圆轨道,运行，以下说法正确的是轨道1A(飞船在Q点的万有引力大于该点所需的向心力QPB(飞船在P点的万有引力大于该点所需的向心力AC(飞船在轨道1上P的速度小于在轨道2上P的速度地球D(飞船在轨道1上P的加速度大于在轨道2上P的加速度解析飞船在轨道1上运行，在近地点Q处飞船速度较大，相对于以近地点到地球球心的距离为半径的轨道做离心运动，说明飞船在该点所受的万有引力小于在该点所需的向心力;在远地点P处飞船的速度较小，相对于以远地点到地球球心为半径的轨道飞船做向心运动，说明飞船在该点所受的万有引力大于在该点所需的向心力;当飞船在轨道1上运动到P点时，飞船向后喷气使飞船加速，万有引力提供飞船绕地球做圆周运动的向心力不足，飞船7将沿椭圆轨道做离心运动，运行到轨道2上，反之亦然，当飞船在轨道2上的p点向前喷气使飞船减速，万有引力提供向心力有余，飞船将做向心运动回到轨道1上，所以飞船在轨道1上P的速度小于在轨道2上P的速度;飞船运行到P点，不论在轨道1还是在轨道2上，所受的万有引力大小相等，且方向均于线速度垂直，故飞船在两轨道上的点加速度等大。答案BC(2)假设由于飞船的特殊需要，美国的一艘原来在圆轨道运行的飞船前往与之对接，则飞船一定是A(从较低轨道上加速B(从较高轨道上加速C(从同一轨道上加速D(从任意轨道上加速解析由(1)题的分析可知，飞船应从低圆规道上加速，做离心运动，由椭圆轨道运行到较高的圆轨道上与飞船对接。答案A例2(发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，，则当卫星分别在1、2、3轨道