高中物理必修2知識點期末總復習考試重點內容：曲線運動、動量、功和能、機械振動（一）曲線運動、萬有引力知識結構1.曲線運動一定是變速運動！速度沿軌跡切線方向(fangxiang)，加速度方向(fangxiang)沿合外力方向——指向軌道內側。物體做曲線運動的條件是合外力與速度不在一條直線上。2.曲線運動的研究方法：矢量合成與分解法，切線方向的分力ΣFt只改變質點的運動速率大小；法線方向的分力ΣFn只改變質點運動的方向。3.運動的合成和分解：速度、位移、加速度等都是矢量，都可以根據需要和實際情況，用平行四邊形定則合成和分解。兩個勻速直線運動的合成，兩個初速度為0的勻變速運動的合成一定是直線運動。兩個直線運動的合成不一定是直線運動。4.平拋運動：加速度：a＝g，方向豎直向下，與質量無關，與初速度大小無關；速度：vx＝v0，vy＝gt，vt＝（v02+vy2）1/2，方向與水平方向成θ角，tgθ＝gt/v0；位移：x＝v0t，y＝gt2/2，s＝（x2+y2）1/2，方向與水平方向成ɑ角，tgɑ＝y/x.軌跡方程：y＝gx2/2v02為拋物線。在空中飛行時間：t＝（2h/g）1/2，與質量和初速度大小無關，只由高度決定。水平最大射程：x＝v0t＝v0（2h/g）1/2由初速度和高度決定，與質量無關。曲線運動的位移、速度、加速度都不在同一方向上。5.勻速圓周運動：1）周期T、質點運動一周所用的時間。是描述質點轉動快慢的物理量。2）線速度v、質點通過的弧長Δs與所用時間Δt之比為一定值，該比值是勻速圓周運動的速率v＝Δs/Δt，數值上等于質點在單位時間內通過的弧長。線速度的方向在圓周的切線方向上。線速度是描述質點轉動快慢和方向的物理量。3）角速度ω、連接質點與圓心的半徑轉過的角度Δφ與所用時間Δt之比為一定值，該比值是勻速圓周運動的角速度ω＝Δφ/Δt，數值上等于在單位時間內半徑轉過的角度。單位是弧度/秒（rad/s），角速度也是描述質點轉動快慢的物理量周期、線速度、角速度之間有的關系：質點轉一周弧長s＝2πr，時間為T，則v＝2πr/T角度為2πω＝2π/T由上兩公式有v＝ωr，ω＝v/r圓周運動是曲線運動，它的速度方向時刻在變化著，勻速圓周運動一定是變速運動，“勻速”僅是速率不變的意思。4）勻速圓周運動的加速度a、加速度的方向指向圓心——向心加速度，其方向時時刻刻指向圓心，即方向時時刻刻在變化著，所以勻速圓周運動是變加速運動。向心加速度的大小：an＝v2/r＝ω2r。5）向心力F＝ma＝mv2/r，或F＝ma＝mω2r，方向總指向圓心。向心力是根據力的作用效果命名的。6.萬有引力與天體、衛星的軌道運動萬有引力定律：宇宙間任何兩個有質量的物體間都是相互吸引的，引力大小與兩物體的質量的乘積成正比，與它們的距離的平方成反比。設物體質量分別為m1、m2，物體之間距離為r，則F＝Gm1m2/r2萬有引力定律在天文學上的應用——天體質量及運動分析，宇宙速度與衛星軌道運動問題分析依據：萬有引力定律、牛頓運動定律、F＝mv2/r、勻速圓周運動規律；常用近似條件：將有關軌道運動看作勻速圓周運動，引力F＝mg＝mv2/r（g隨高度、緯度等因素變化而變化）。7.宇宙速度：（1）線速度：設衛星到地心的距離為r，r就是衛星軌道半徑，環繞線速度為v，衛星質量為m。設地球質量為M，地球半徑為R.根據萬有引力定律和牛頓運動定律有GMm/r2＝mv2/r由此得到環繞速度v＝（GM/r）1/2對所有地球衛星，環繞速度由軌道半徑決定，與衛星質量，性能因素無關。r＝R+h，h為衛星距地面的高度，r（h）越大，環繞速度越小。（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角速度和周期均由軌道半徑決定，半徑越大，角速度越小，周期越長。宇宙速度：第一宇宙速度：由環繞速度公式v＝（GM/r）1/2r＝R+h，當高度h遠遠小于地球半徑時，即衛星在地面附近繞地球做勻速圓周運動。近似有v＝（GM/R）1/2這是地球衛星的最大環繞速度。又在地球表面附近，地球對衛星的引力近似等于重力mgmg＝mv2/R可得v＝（gR）1/2把g＝9.8×10－3km/s2和R＝6.4x103km代入上公式，得到v＝7.9km/s，這是地球衛星在地面附近繞地球做勻速圓周運動的環繞速度，是最大的環繞速度，也是使一個物體成為人造地球衛星所必須的最小發射速度.我們稱之為第一宇宙速度。VI＝7.9km/s第二宇宙速度：當發射速度小于第一宇宙速度時，物體將落回地面；當發射速度大于v＝7.9km/s，衛星將在不同圓軌道或橢圓軌道運動。當發生速度大于等于11.2km/s時，物體將掙脫地球引力束縛，成為人造行星或飛向其它行星。所以11.2km/s為第二宇宙速度。VII＝11.2km/s第三宇宙速度：當物體的速度達到16.7km/s時，物體將掙脫太陽引力的束縛飛向太陽系以外的宇宙空間，16.7km/s為第三宇宙速度。VIII＝16.7km/s（二）動量與動量守恒知識結構1.力的沖量定義：力與力作用時間的乘積－－沖量I＝Ft矢量：方向－－當力的方向不變時，沖量的方向就是力的方向。過程量：力在時間上的累積作用，與力作用的一段時間相關單位：牛秒、N?s2.動量定義：物體的質量與其運動速度的乘積－－動量p＝mv矢量：方向－－速度的方向狀態量：物體在某位置、某時刻的動量單位：千克米每秒、kgm/s3.動量定理ΣFt＝mvt－mv0動量定理研究對象是一個質點，研究質點在合外力作用下、在一段時間內的一個運動過程。定理表示合外力的沖量是物體動量變化的原因，合外力的沖量決定并量度了物體動量變化的大小和方向。矢量性：公式中每一項均為矢量，公式本身為一矢量式，在同一條直線上處理問題，可先確定正方向，可用正負號表矢量的方向，按代數方法運算。當研究的過程作用時間很短，作用力急劇變化（打擊、碰撞）時，ΣF可理解為平均力。動量定理變形為ΣF＝Δp/Δt，表明合外力的大小方向決定物體動量變化率的大小方向，這是牛頓第二定律的另一種表述。4.動量守恒：一個系統不受外力或所受到的合外力為零，這個系統的動量就保持不變，可用數學公式表達為p＝p'系統相互作用前的總動量等于相互作用后的總動量。Δp1＝－Δp2相互作用的兩個物體組成的系統，兩物體動量的增量大小相等方向相反。Δp＝0系統總動量的變化為零“守衡”定律的研究對象為一個系統，上式均為矢量運算，一維情況可用正負表示方向。注意把握變與不變的關系，相互作用過程中，每一個參與作用的成員的動量均可能在變化著，但只要合外力為零，各物體動量的矢量合總保持不變。注意各狀態的動量均為對同一個參照系的動量。而相互作用的系統可以是兩個或多個物體組成。5.怎樣判斷系統動量是否守衡？動量守衡條件是系統不受外力，或合外力為零。一般研究問題，如果相互作用的內力比外力大很多，則可認為系統動量守衡；根據力的獨立作用原理，如果在某方向上合外力為零，則在該方向上動量守衡。注意守衡條件對內力的性質沒有任何限制，可以是電場力、磁場力、核力等等。對系統狀態沒有任何限制，可以是微觀、高速系統，也可以是宏觀、低速系統。而力的作用過程可以是連續的作用，可以是間斷的作用，如二人在光滑平面上的拋接球過程。綜上有：物體運動狀態是否變化取決于－－物體所受的合外力。物體運動狀態變化得快慢取決于－－物體所受到的合外力和質量大小。物體到底做什么形式的運動取決于－－物體所受到的合外力和初始狀態。物體運動狀態變化了多少取決于－－（1）力的大小和方向；（2）力作用時間的長短。實驗表明只要力與其作用時間的乘積一定，它引起同一個物體的速度變化相同，力與力作用時間的乘積，可以決定和量度力的某種作用效果－－沖量。系統的內力改變了系統內物體的動量，但系統外力才是改變系統總動量的原因。（三）能量和能量守恒知識結構功是一個過程量，與力在空間的作用過程相關。恒力功的計算公式與物體運動過程無關；重力功、彈力功與路徑無關。功是一個標量，但有正負之分。2.功率P：功率是表征力做功快慢的物理量、是標量：P＝W/t。若做功快慢程度不同，上式為平均功率。注意恒力的功率不一定恒定，如初速為零的勻加速運動，第一秒、第二秒、第三秒……內合力的平均功率之比為1：3：5……。已知功率可以求力在一段時間內所做的功W＝Pt，這時可能是變力再做功。上式常常用于分析解決機車牽引功率問題，常設有以下兩種約束條件：1）發動機功率一定：牽引力與速度成反比，只要速度改變，牽引力F＝P/v將改變，這時的運動一定是變加速運動。2）機車以恒力啟動：牽引力F恒定，由P＝Fv可知，若車做勻加速運動，則功率P將增加，這種過程直到P達到機車的額定功率為止（注意不是達到最大速度為止）。3.能：自然界有多種運動形式，與不同運動形式相應的存在不同形式的能量：機械運動－－機械能；熱運動－－內能；電磁運動－－電磁能；化學運動－－化學能；生物運動－－生物能；原子及原子核運動－－原子能、核能……。動能：物體由于有機械運動速度而具有的能量Ek＝mv2/2能，包括動能和勢能，都是標量。都是狀態量，如動能由速度決定，重力勢能由高度決定，彈性勢能由形變狀態決定。都具有相對性，物體速度相對于不同的參照物有不同的結果，相應的動能相對于不同的參照物有不同的動能。勢能相對于不同的零勢能參考面有不同的結果，勢能有可能取負值，它意味著此時物體的勢能比零勢能低。4.動能定理：研究對象：質點，數學表達公式：W＝mv2/2－mv02/2。公式中W為質點受到的所有的作用力在所研究的過程中做的總功，它可以是恒力功，可以是變力功，可以是分階段由不同的力做功累積（代數和）而得到的結果。動能定理對力的性質沒有任何限制，可以是重力、彈力、摩擦力、也可以是電場力、磁場力或其它力。等式右邊為所研究的過程（初、末狀態）中質點的動能的變化。動能定理表明，力對物體所做的總功，是物體動能變化的原因，力對物體所做的總功量度了物體動能的變化大小。5.機械能守恒定律：在只有重力或彈力做功的情況下，物體的動能和勢能發生相互轉化，但機械能的總量保持不變。機械能守恒定律的研究對象是系統，一般簡化為物體；守恒是指系統在滿足守恒條件下，機械能－－動能和勢能之和，在狀態變化過程中總保持不變。怎樣判斷機械能是否守衡？（1）根據守恒條件：是否只有重力或彈力做功（2）考察狀態：比較、確定不同狀態的機械能，看它們是否相同（3）考察系統是否發生機械能與其它形式的能量的轉化6.功和能：功是能量轉化的量度。7.關于速度、動量、動能：速度動量動能均為描述質點運動狀態的物理量，速度反映質點運動快慢和方向，是運動學量.運動速度不能描述物體所含機械運動的強弱，例如我們可以用手去接一個以速度v飛來的籃球，但不敢去接一個以同樣速度飛來的鉛球.動量是描述物體所含機械運動大小的物理量，是動力學量.當一個運動物體與其它物體相互作用時，機械作用強度取決于動量大小.速度動量均為矢量.動能也是動力學量，是標量，當機械運動與其它形式的運動之間發生轉化時，量度這種轉化的是動能的變化而不是速度或動量的變化。由上述分析我們可進一步理解力、沖量和功，請你自己比較分析。8.比較力學三個核心定律牛頓定律ΣF＝ma（矢量式、瞬時式）動量定理ΣFt＝mv－mv0（矢量式、過程式）動能定理ΣW＝mv2/2－mv02/2（標量式、過程