高中物理必修二知识点总结.doc

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1、 质点:在研究物体运动的过程中,如果物体的大小和形状在所研究问题中可以忽略时,把物体简化为一个点,认为物体的质量都集中在这个点上,这个点称为质点。
2、 参考系:任何运动都是相对于某个参照物而言的,这个参照物称为参考系。
3、 坐标系:定量的描述运动,采用坐标系。
4、 时刻和时间间隔:,就是时刻,时刻在时间轴上对应某一点。两个时刻之间的间隔称为时间,时间在时间轴上对应一段。
,符号为s,常见单位还有min,h
5、 路程:物体运动轨迹的长度
6、 位移:表示物体位置的变动。可用从起点到末点的有向线段来表示,是矢量。
位移的大小小于或等于路程。
7、 速度:物理意义:表示物体位置变化的快慢程度。
分类平均速度:物体通过的位移与所用的时间之比。
瞬时速度:某一时刻(或某一位置)的速度。
与速率的区别和联系速度是矢量,而速率是标量
平均速度=位移/时间,平均速率=路程/时间
瞬时速度的大小等于瞬时速率
8、 加速度物理意义:表示物体速度变化的快慢程度
定义:物体的加速度等于物体速度变化(vt—v0)与完成这一变化所用时间的比值
a=(vt—v0)/t(即等于速度的变化率)a不由△v、t决定,而是由F、m决定。
方向:与速度变化量的方向相同,与速度的方向不确定。(或与合力的方向相同)
二、 运动图象
1、x—t图象(即位移图象)
(1)、纵截距表示物体的初始位置。
(2)、倾斜直线表示物体作匀变速直线运动,水平直线表示物体静止,曲线表示物体作变速直线运动。
(3)、斜率表示速度。斜率的绝对值表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向。
2、v—t图象(速度图象)
(1)、纵截距表示物体的初速度。
(2)、倾斜直线表示物体作匀变速直线运动,水平直线表示物体作匀速直线运动,曲线表示物体作变加速直线运动(加速度大小发生变化)。
(3)、纵坐标表示速度。纵坐标的绝对值表示速度的大小,纵坐标的正负表示速度的方向。
(4)、斜率表示加速度。斜率的绝对值表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向。
(5)、面积表示位移。横轴上方的面积表示正位移,横轴下方的面积表示负位移。
三、实验:用打点计时器测速度
1、两种打点计时器的异同点
电磁打点计时器:振针复写纸工作电压为4-6V电源的频率50Hz时,
电火花打点计时器:电火花墨粉盒电压220V电源的频率50Hz时,
2、纸带分析;
(1)、从纸带上可直接判断时间间隔,用刻度尺可以测量位移。
(2)、可计算出经过某点的瞬时速度
(3)、可计算出加速度
第二章 匀变速直线运动的研究
一、 基本关系式
v=v0+atx=v0t+1/2at2v2-vo2=2axv=x/t=(v0+v)/2
二、 推论
1、 vt/2=v=(v0+v)/2
2、△x=at2{xm-xn=(m-n)at2}
3、初速度为零的匀变速直线运动的比例式
(1)初速度为0的n个连续相等的时间末的速度之比:
V1:V2:V3:……:Vn=1:2:3:……:n
(2)初速度为0的n个连续相等时间内全位移X之比:
X1:X2:X3:……:Xn=1:2
(3)初速度为0的n个连续相等的时间内S之比:
S1:S2:S3:……:Sn=1:3:5:……:(2n—1)
(4)初速度为0的n个连续相等的位移内全时间t之比
t1:t2:t3:……:tn=1:√2:√3:……:√n
(5)初速度为0的n个连续相等的位移内t之比:
t1:t2:t3:……:tn=1:(√2—1):(√3—√2):……:(√n—√n—1)
应用基本关系式和推论时注意:
(1)、确定研究对象在哪个运动过程,并根据题意画出示意图。
(2)、求解运动学问题时一般都有多种解法,并探求最佳解法。
三、两种运动特例
(1)、自由落体运动:v0=0a=gv=gth=1/2gt2v2=2gh
(2)、竖直上抛运动;v0=0a=-g
四、关于追及与相遇问题
1、寻找三个关系:时间关系,速度关系,位移关系。两物体速度相等是两物体有最大或最小距离的临界条件。
2、处理方法:物理法,数学法,图象法。
第三章 相互作用
一、 三种常见的力
1、 重力:由于地球对物体的吸引而产生的。大小:G=mg,方向:竖直向下,
作用点:重心(重力的等效作用点)
2、弹力
(1)、形变、弹性形变、定义等。
(2)、产生条件:接触弹性形变方向:弹性形变恢复的方向
(3)、拉力、支持力、压力。(按照力的作用效果来命名的)
(4)、弹簧的弹力的大小和方向,胡克定律F=kx
(5)、可用假设法来判断是否存在弹力。
3、摩擦力
(1)、静摩擦力:①、产生条件:粗糙接触面接触面间弹力相对运动趋势
②、方向判断:与相对运动趋势方向相反
③、大小:要用“力的平衡”或“牛顿运动定律”来解。
(2)滑动摩擦力:①、产生条件:粗糙接触面接触面间弹力相对运动
②、方向判断:与相对运动方向相反
③、大小:f=u。也可用“力的平衡”或“牛顿运动定律”来解。
(3)、可用假设法来判断是否存在摩擦力。
二、力的合成
1、定义;由分力求合力的过程。
2、合成法则:平行四边形定则或三角形定则。
3、求合力的方法
①、作图法(用刻度尺和量角器)②、计算法(通常是利用直角三角形)
2、 合力与分力的大小关系
三、力的分解
1、 分解法则:平行四边形定则或三角形定则、
2、 分解原则:按照实际作用效果分解(即已知两分力的方向)
3、 把一个已知力分解为两个分力
①、 已知两个分力的方向,求两个分力的大小。(解是唯一的)
②、 已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向,(解是唯一的)
(注意:通过作平行四边形或三角形判断)
4、 合力和分力是“等效替代”的关系。
三、 实验:探究求合力的方法(或“验证平行四边形定则”)
第四章 牛顿运动定律
一、 牛顿第一定律
1、 内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。——物体的运动并不需要力来维持。(揭示物体不受力或合力为零的情形)
2、 两个概念:①、力②、惯性:(一切物体都具有惯性,质量是惯性大小的唯一量)
二、牛顿第二定律
1、内容:(不能从纯数学的角度表述)
2、公式:F=ma
3、理解牛顿第二定律的要点:
①、式中F是物体所受的一切外力的合力。②、矢量性③、瞬时性
④、独立性⑤、相对性
三、牛顿第三定律
作用力和反作用力的概念
1、 内容:一个物体对另一个物体有作用力时,同时也受到另一物体对它的作用力,这种相互作用力称为作用力和反作用力。
2、 作用力和反作用力的特点:①等值、反向、共线、两物体②瞬时对应③性质相同
④各自产生其作用效果
3、 一对相互作用力与一对平衡力的异同点
同:等大,反向,共线
异:相互作用力具有同时性(产生、变化、消失),异体性(作用效果不同,不可抵消),二力同性质。平衡力不具备同时性,可相互抵消,二力性质可不同。
四、 力学单位制
1、 力学基本物理量:长度(l)质量(m)时间(t)
力学基本单位:米(m)千克(kg)秒(s)
2、 应用:用单位判断结果表达式,能肯定错误(但不能肯定正确)
五、 动力学的两类问题。
1、已知物体的受力情况,求物体的运动情况(v0vtx)
2、已知物体的运动情况,求物体的受力情况(F合或某个分力)
3、应用牛顿第二定律解决问题的一般思路
(1)明确研究对象。
(2)对研究对象进行受力情况分析,画出受力示意图。
(3)建立直角坐标系,以初速度的方向或运动方向为正方向,与正方向相同的力为正,与正方向相反的力为负。在Y轴和X轴分别列牛顿第二定律的方程。
(4)解方程时,所有物理量都应统一单位,一般统一为国际单位。
4、分析两类问题的基本方法
(1)抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。
(2)分析流程图
六、 平衡状态、平衡条件、推论
1、 处理方法:解三角形法(合成法、分解法、相似三角形法、封闭三角形法)和正交分解法
2、 若物体受三力平衡,封闭三角形法最简捷。若物体受四力或四力以上平衡,用正交分解法
七、 超重和失重
1、 超重现象和失重现象
2、 超重指加速度向上(加速上升和减速下降),超了F=ma大的弹力;失重指加速度向下(加速下降和减速上升),失了F=ma大的弹力。
自由落体运动、太空行走等现象时,弹力为0,处于完全失重状态。
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
!速度沿轨迹切线方向(fangxiang),加速度方向(fangxiang)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。
:矢量合成与分解法,切线方向的分力ΣFt只改变质点的运动速率大小;法线方向的分力ΣFn只改变质点运动的方向。
: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。
: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θ角,tgθ=gt/v0;
位移:x=v0t,y=gt2/2,s=(x2+y2)1/2,方向与水平方向成ɑ角,tgɑ=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。
:
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理量。
2)线速度v、质点通过的弧长Δs与所用时间Δt之比为一定值,该比值是匀速圆周运动的速率v=
Δs/Δt,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ω、连接质点与圆心的半径转过的角度Δφ与所用时间Δt之比为一定值,该比值是匀速圆周运动的角速度ω=Δφ/Δt,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=2πr,时间为T,则v=2πr/T
角度为2πω=2π/T
由上两公式有v=ωr,ω=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=ω2r。
5)向心力F=ma=mv2/r,或F=ma=mω2r,方向总指向圆心。向心力是根据力的作用效果命名的。
、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)。
:
(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。
(2)角速度:由ω=v/r
有ω=(GM/r3)1/2
(3)周期:由ω=2π/T
得T=2π(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=
×10-3km/s2和R=,得到v=,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,。
VI=
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=,卫星将在不同圆轨道或椭圆轨道运动。,物体将挣脱地球引力束缚,成为人造行星或飞向其它行星。。
VII=
第三宇宙速度:,物体将挣脱太阳引力的束缚飞向太阳系以外的宇宙空间,。
VIII=
(二)动量与动量守恒
知识结构

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。
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

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
=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,ΣF可理解为平均力。
动量定理变形为ΣF=Δp/Δt,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。
: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。
Δp1=-Δp2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。
Δp=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。
?
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、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
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。
: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。
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)。
: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
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。
: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。
: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
:功是能量转化的量度。
、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,,例如我们可以用手去接一个以速度v飞来的篮球,,,,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。

牛顿定律
ΣF=ma(矢量式、瞬时式)
动量定理ΣFt=mv-mv0(矢量式、过程式)
动能定理ΣW=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--ΣFt量度质点动量的变化;力在空间上的累积作用--W量度质点动能的变化。三条规律为我们解决力学问题提供了三条途径。
在研究对象受恒力作用时,三种方法都可以应用;当问题直接涉及状态与空间位移时,用动能定理解决问题来得直接;当问题直接涉及状态和时间时,用动量定理解决问题比较简单;当物体在变力作用下,特别是复杂的曲线运动时,一般首选能法解决问题;当研究对象是一个相互作用的系统时,应首选守恒规律解决。