高一下学期物理期末总复习知识点

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1、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 曲 线 运 动 （ 速 度 沿 轨 迹 切 线 方 向 ） 条 件 ： 合 外 力 与 速 度 不 共 线 方 法 ： 合 成 与 分 解 ： Fma Fma tt nn 曲 线 运 动 平 抛 运 动 水 平 分 运 动 ： 匀 速 圆 周 运 动 与 速 度 垂 直 ， 大 小 恒 定 万 有 引 力 定 律 天 体 运 动 、 人 造 地 球 卫 星 轨 迹 运 动 ， 水 平 竖 直 Fmgagv vv vgt F F mv R F Gm m R 0 0 2 12 2 | 1. 曲线运动一定

2、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：ag，方向竖直向下，与质量无关，与初速度 大小无关； 速度： vxv0，vygt，vt（v

3、0 2+v y 2）1/2，方向与水平方向成 角， tggt/v0； 位移： xv0t，ygt 2/2，s（x2+y2）1/2，方向与水平方向成角， tg y/x. 轨迹方程： ygx 2/2v 0 2 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： xv0tv0（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

4、是匀速圆周运动的速率vs/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 s2r，时间为 T，则 v2r/T 角度为 22/T 由上两公式有 vr，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

5、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：anv 2/r2r。 5）向心力Fmamv 2/r，或 Fmam2r ，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 FGm1m2/r 2 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

6、题分析依据：万有引力定律、牛顿运动定律、F mv 2/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 Fmg 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/r 2mv2 /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。 rR+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 v/r

7、有（GM/r 3）1/2 （3）周期：由 2/T 得 T2（r 3/ 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 rR+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 mgmv 2/R 可得 v（gR） 1/2 把 g9.810 3km/s2 和 R6.4x10 3km代入上公式，得到 v7.9km/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，

8、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。 VI7.9km/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v7.9km/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。 VII11.2km/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。 VIII16.7km/s （二）动量与动量守恒 知识结构

9、动 量 动 量 变 化 冲 量 动 量 定 理 （ 对 质 点 ） 动 量 守 恒条 件 （ 对 系 统 ） 合 外 力 为 零 内 力 远 大 于 外 力 某 方 向 合 外 力 为 零 ； pm v p IFt Ftpppppp Fm amvvt t 01212 0 | () / 1.力的冲量 定义：力与力作用时间的乘积冲量IFt 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、 Ns 2. 动量 定义：物体的质量与其运动速度的乘积动量pmv 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、

10、 kgm/s 3. 动量定理 Ftmvtmv0 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 Fp/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

11、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pp 系统相互作用前的总动量 等于相互作用后的总动量。 p1p2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。 p0 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

12、。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

13、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 WE k 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

14、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 WF s WPt P W t PF v pF v co s 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 ：PW/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

15、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。 推 论 式 ： 为 平 均 速 度 时 ，为 平 均 功 率 为 瞬 时 速 度 时 ，为 瞬 时 功 率 PFv vF vP vP (/ /) 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 FP/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 PFv 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

16、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Ekmv 2/2 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 E pm gh 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