高中物理必修二所有公式汇总第五章机械能及其守恒定律1 •恒力做功: W=FIC0Sa( a为F方向与物体位移I方向的夹角)(1) 两种特殊情况:①力与位移方向相同: a =0,则W=FI②力与位移方向相反: a =180°,则W=-FI,如阻力对物体做功(2) a <90°,力对物体做正功; a =90°,力不做功;9°°< a< 180°,力对物体做负功(3) 总功: W总—W—W2 W―(正、负功代数和);W总 F合I COS(4)重力做功: Wg mg h (匚习是初、末位置的高度差),升高为负,下降为正2 .功率(单位:瓦特):平均功率:、P F v;瞬时功率:P=Fv瞬1 d重力做功的特点:只跟起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关注意:交通工具发动机的功率指牵引力做功的功率: P=F牵v一 、 P在水平路面上最大行驶速度: Vmax (当F牵最小时即F牵=F阻,a=0)F阻3•重力势能:EP=mgh( h是离参考面的高度,通常选地面为参考面) ,具有相对性1 24•弹簧的弹性势能: EP — k I2 ( k为弹簧的劲度系数, I为弹簧的形变量)215 •动能:Ek -mv2 6.探究功与物体速度变化关系:结果为如下图所示( Wv2关系)27 •动能定理:在一个过程中合力对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化,即末动能减去初动能。
W合 eK2 eK1 或 W W2 W31 2 1 2mv2 m^2 28 •机械能:物体的动能、重力势能和弹性势能的总和, E Ek Ep9 •机械能守恒定律: EK1 EP1 EK2 EP2^mvj mgh1丄m7; mgh?(动能只跟重力势能转化的)2 2条件:只有重力.做功或只有重力、弹簧弹力做功即动能只跟势能转化思路:对求变力做功、瞬间过程力做功、只关注初、末状态的,动能定理优势大大地方便!对求曲线运动、只关注初、 末状态的,且不计摩擦的(只有动能与势能间相互转化)用机械能守恒定律较好!如下面的几种情况,用机械能守恒定 律方便(不计阻力),若有阻力,则用动能定理来求速度、阻力做的功等m#第六章曲线运动1 •运动的合成与分解:运动的合成与分解是指l、v、 a的合成与分解由于位移、速度、加速度都是矢量,合成时均遵循平行四边形定则2 •平抛运动及其规律:(1) 平抛运动:物体以一定速度水平抛出, 方向竖直向下)(2) 处理方法:运动的合成与分解平抛运动可看成是由水平方向的匀速直线运A V2只受重力作用的运动(a=g,动和竖直方向的自由落体运动的合成(3)规律:分位移x = Vot y=h= *gt2 (落地时间仅由抛出点高度决定)分速度 Vx= Vo Vy=gt某一时刻瞬时速度(合速度)大小:v农—Vy2此刻瞬时速度的方向: tanVo Vo物体位移(合位移)大小:=fx2 y2,方向:tan — x3.圆周运动:l 2 r2V;角速度:t Tt T(1)线速度:(单位:弧度每秒rad/s )(2)线速度与角速度、半径 r的关系:V=r 3(3)转速(n)与周期的关系: T 1 (1秒转多少圈叫转速,转 1圈的时间叫周期)(5)向心力:Fn2V 2m—— mrrmr——2T2方向始终值向圆心,不断变化2,2V24anrrrT2(4)向心加速度:方向始终指向圆心,不断变化注意:向心力是指向圆心的合力..,按效果命名的,不能说物体除受到其它力外又受到一个向心力。
如图所示,汽车、小球 在最高(低)点的向心力就是重力和支持力(重力和拉力、 B点:重力和轨道对球的压力)的合力 支持力与压力是作用力和反作用力,大小相等航天出)3•—天体绕着另一天体(称为中心天体)做匀速圆周运动时,基本方程有Fn即2 2v 4m— mr——2 r Tmr 2②在地球表面质量为m物体有:GMmi m1g 即 fGMl—gR2R 卫星m为做匀速圆周运动的天体注意:(a) R为地球(星球)的半径,r为轨道半径,也是天体间的距离; M为中心天体质量,质量,g为地球(星球)表面 的重力加速度 (b)对卫星来说:r = h1•开普勒行星运动第二定律:3丁2 k(疋值),k与行星无关,仅由恒星质量决定大多数行星轨道近似为圆,这样定律中半长轴 a即为轨道半径r,所以有2•万有引力定律(牛顿发现):F Gmi^m2(G为引力常量,由卡文迪许首先测r M星球m2G 2 mg星球即GM星球 g星球R星球R星球推广:在星球表面质量为 m物体有:2 vGMan2rrr=R+ h);向心加速度:―MmGR2得=7.9 km/s即近地卫星的运行速度叫地球第宇宙速度,也是最小的发射速度高空卫星的运行速度小于7.9 km/s,但发射速度大于7.9 km/s。
推广:由G2M星球m v星球 2— m R星球 R星球得任意星球第一宇宙速度:GM星球/ Dv星球 Jy g星球R星球R星球(2)由①与②可分析中心天体的质量、中心天体的密度及天体表面的重力加速度4 •第一宇宙速度:近地 卫星的运行速度叫第一宇宙速度 由于近地卫星的 h远远小于 R可近似认为r疋R,所以由其它公式总结1 •牛顿第二定律: F合 ma 2 •滑动摩擦力:F FN3.匀变速直线运动:1 2 (1)位移公式:x v0t —at (2)速度公式:v v0 at2 (3)速度与位移公式:4•自由落体运动:2 2v v0 2ax( 4)平均速度:1 2⑴位移公式:h 2gtvo vv (只适用匀变速直线)(2)速度公式:V gt5•向心加速度的推导:设做匀速圆周运动的物体的线速度的大小为v,轨迹半径为r经过时间△ t,物体从A点运动到B点尝试用v、r写出向心加速度的表达式Va、VB、△ v组成的三角形与厶 ABO相似v vAB rv AB v anr当厶t很小很小时,AB=A l6 .验证机械能守恒定律:AB lt tv AB r tan2v vvr rx(1)打B点时的速度:vB vAC —(式中t =0.02s ;在计算时x要注意单位2t •10v以下;电火花计时器:电压为(4)实验原理:mgh220v)、导线、铁架台(其它(2)器材:刻度尺、交流电源(电磁打点计时器:电压为 见图)(3)实验步骤:A. 把打点计时器固定在铁架台上,用导线连接到低压交流电源B. 将连有重锤的纸带穿过限位孔,将纸带和重锤提升到一定高度C. 先接通电源,再释放纸带D. 更换纸带,重复实验,根据记录处理数据1 2 —mv 21(5)误差分析:数据处理结果: mgh — mv2,主要原因是2重锤受到空气阻力及纸带受到摩擦阻力,这样减少的重力势1 2能有部分转化为热,所以 mgh — mv。
27 •平抛规律:左图说明竖直方向:自由落体运动右图说明水平方向:匀速直线运动上图中斜槽末端水平目的:保证小球飞出的初速度方向水平。