雄觀漫道物理課高中物理必修2各節(jié)課學習要點

1、高中物理必修2各節(jié)課學習要點廈門康橋 歐陽第1章 功和功率第1節(jié) 機械功1、 功：如果作用于某物體的恒力大小為F，該物體沿力的方向運動，經(jīng)過位移s，則F與s的乘積叫做機械功，簡稱功。即 2、 根據(jù)功的定義，我們從地面把一個物體提高一段距離，要克服重力做功，而當我們提著物體沿著水平方向移動，則我們對物體的向上的支持力（或豎直向上的拉力）與物體的位移方向垂直，所以沒有對物體做功。3、 當作用在物體上的力F與物體的位移s成一個角度時，可以把F進行正交分解，沿與s方向垂直的分力為，這個分力不做功；沿s方向的分力為，這個力要做功。由此得：功的一般計算式：在國際單位制中，力的單位是N，位移的單位是m，功的

2、單位是焦耳，符號是J。1N的力使物體在力的方向上發(fā)生了1m的位移，那么這個力該物體所做的功就是1J。1J1N1m4、 在功的計算式中，F(xiàn)和s都是矢量，但功是標量。如果有多個力對物體做功，要求這些力對物體做的總功，有兩種方法：其一，先求合力，再求合力做的功。其二，可以分別求各力的功，再求它們的代數(shù)和。即： +5、 據(jù)功的計算式，有：這種方法只適用于恒力做功。（1） 當時F做正功，在這過程中，力F的作用使物體加速運動，物體的速度增大，動能增加。（2） 當時F不做功.（3） 當時F做負功。在這過程中，力F的作用使物體減速運動，物體的速度減小，動能減少。第2節(jié) 功和能1、 機械功原理 經(jīng)過長期實踐和大

3、量研究，人們發(fā)現(xiàn)，對任何機械而言，總有或?qū)懗桑哼@一結(jié)論可以表述為：使用任何機械時，動力對機械所做的功總是等于機械克服阻力所做的功。這就是功的原理。功的原理是機械的基本原理，是機械做功所遵循的基本規(guī)律。它告訴我們，使用任何機械都不能省功。2、斜面是一種典型的簡單機械。當我們利用斜面把重物推到高處時，如果不計摩擦力，設(shè)若斜面長l，高h，物重G，則所功的原理有 Gh=Fl 3、 做功和能的轉(zhuǎn)化 如果一個物體能夠?qū)e的物體做功，我們就說這個物體具有能量。 研究表明，做功時消耗的能量并沒有消失，而是發(fā)生了轉(zhuǎn)化。做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。做了多少功，就表示有多少能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。所以說，做

4、功是能量轉(zhuǎn)化的量度。 在變力做功的情況下，不能直接用上述公式計算功，得可以通過能量轉(zhuǎn)化的多少得知做功的多少。第3節(jié) 功率1、 功率：物理學中用物體所做的功W與完成這些功所用時間的比值，作為在該時間內(nèi)物體平均做功快慢的量度。在國際單位制中，功的單位是J，時間的單位是s，因此功率的單位就是J/s，專用名稱叫做瓦特，符號是W。1W1J/s。常用單位又有千瓦（kW），1 kW=103W。功率是標量。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，所以功率就是做功過程中，能量轉(zhuǎn)化快慢的量度。 2、 功率與力、速度的關(guān)系因為速度在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)通過的位移，所以力與速度的乘積，就表示該力在單位時間內(nèi)所做的功，也就是功率。即 PF

5、v。3、 每種機械都有一個長時間工作的最大允許功率，這個功率叫機械的額定功率。4、 由公式PFv 可知，當功率P一定時，物體的速度v與力F成反比。機器正常工作時的功率通常是一定的，如車床在切削工件時，需要用較大的力，就必須減小切削速度。當速度v一定時，功率P與運動物體所受的作用力F成正比。如汽車上坡時，如果要保持速度度不變，就必須加大油門，提高發(fā)動機的輸出功率來增大牽引力。5、 通常用公式來計算平均功率；用公式PFv來計算瞬時功率。6、 飛機、輪船、火車、汽車等交通工具的最大行駛速度受自身發(fā)動機額定功率和運動中的阻力兩個因素共同制約。第4節(jié) 人與機械1、 使用機械時，動力做功的總功率等于機械克

6、服有用阻力做功的有用功率加上克服額外阻力做功的功率之和。 2、 機械效率；。只有在不考慮額外阻力的情況下P額外=0.這時，有用功等于總功；而在實際情況中，額外阻力總是存在的，所以額外功率不可能等于0，因此，機械效率總是小于1。第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒第1節(jié) 動能的改變1、 動能：物理學中把物體由于運動而具有的能叫做動能。動能的計算式 動能是標量，它的單位與功的單位相同。在國際單位制都是J。2、 動能定理：合外力對物體所做的功等于物體動能的變化。3、 證明動能定理設(shè)一個物體的質(zhì)量為m，初速度為v1，在與運動方向相同的合外力F的作用下發(fā)生一段位移s，速度增加到v2。根據(jù)牛頓第二運動定律 Fma和勻變

7、速直線運動的公式可得： 以上是以勻變速直線運動為例來證明動能定理。實際上，勻變速直線運動并不常見。但是，對于任何變速運動，如果我們觀察其足夠短的一段時間，都可以將其視為勻變速直線運動，這樣，我們可以將一個任意的變速運動，分解為多個（甚至是無數(shù)多個）相連續(xù)的勻變速直線運動，對每個運動運用動能定理，再求總和。事實上，結(jié)果是，對于任意的運動過程，動能定理都是適用的。第2節(jié) 勢能的改變1、 重力勢能：物體處于一定高度而具有的能叫做重力勢能。計算式是公式中h為物體相對參考平面的高度。參考平面是可以根據(jù)實際研究需要而選定。重力勢能是標量，它的單位也與功的單位相同。在國際單位制都是J。2、 物體所處位置的高

8、度發(fā)生變化，重力勢能就相應(yīng)地發(fā)生變化，這個過程，重力總是要對物體做功。物體的高度降低，重力要做正功，同時重力勢能減少；反之，物體的高度上升，則重力做負功，同時，物體的重力勢能增大。容易證明，重力做功的多少在數(shù)值上等于物體重力勢能變化的相反數(shù)。即： 式中 h=h2-h1，叫做初末位置的高度差。上式還表明，重力做功只與物體運動過程的始、末位置有關(guān)，與物體運動的具體路線、路徑、路程等無關(guān)。3、 物理學中，把物體因為發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能。 經(jīng)驗告訴我們，彈性形變越大，物體具有的彈性勢能也越大。4、 彈性勢能與重力勢能有一個相同點，即它們的大小都是與物體間的相對位置有關(guān)：重力勢能是地球表面

9、附近物體與地球間的相對位置（高度）決定的；彈性勢能是由發(fā)生彈性形變的物體各部分的相對位置（形變造成的距離變化）決定的。人們把這類由相對位置決定的能稱為勢能。動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。 第3節(jié) 能量守恒定律1、 機械能守恒定律：大量的實驗研究結(jié)果表明，在只有重力做功的情況下，物體的動能與重力勢能可以互相轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變。2、證明機械能守恒定律： 以小球在重力作用下的自由下落為例。設(shè)小球的質(zhì)量為m, 自由下落高度h, 速度從v1變?yōu)関2，根據(jù)動能定理有：即：整理得： 上式表明，在自由落體運動中，物體在A、B兩點時的動能與重力勢能的總和相等?？梢宰C明，在任何物理過程中，不論物體是在豎直方向

10、運動還是在其他方向運動，也不論物體是做直線運動還是曲線運動，如果只有重力做功，這一結(jié)論都是成立的。3、大量實驗和研究都表明，任何形式的能量在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程中都遵循如下定律：能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變。這就是能量守恒定律。 第一類永動機違背了能量守恒定律，所以是不可能實現(xiàn)的。 能量守恒定律是自然界最普遍、最基本的規(guī)律之一。它的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，為不同學科的溝通與了解提供了橋梁。第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展1、法國工程師卡諾證明：熱機中的工作物質(zhì)由高溫熱源吸收的熱量，只能有一部分用于做功，其余的要

11、向低溫熱源（此即周圍物體）放出。因此，熱機的效率不可能達到100%。2、英國物理學家開爾文發(fā)現(xiàn)：自然界進行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的一切宏觀過程都是有方向性的不可逆的過程。機械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，反過來，內(nèi)能就不可能自發(fā)地、并不引起任何變化完全變?yōu)闄C械能；在熱傳遞過程中，內(nèi)能總是自動地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移，而不可能自動地從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移。3、由能量守恒定律可知，能量不能無中生有。在許多情況下，能量的利用過程是不可逆的。所有這些都告訴我們，要珍惜現(xiàn)有的能源，要盡力提高現(xiàn)有能源的利用效率。第3章 拋體運動第1節(jié) 運動的合成與分解1、 實驗表明，一個較復雜的運動可以看成是若干個簡單的直線運動的合

12、成。運動的合成指的是物體位移、速度或加速度的合成。由于位移、速度和加速度都是矢量。它們的合成需要遵循平行四邊形定則。2、 分運動的獨立性，是指將一個運動分解為兩個（或兩個以上）的分運動，那么，各分運動位移、速度和加速度是各自獨立的并不互相影響。3、 分運動的同時性，是指是將一個運動分解為兩個（或兩個以上）的分運動，那么，各分運動的發(fā)生和變化是同時進行的（而不是先后進行的）。4、 運動的分解方法：以代表合運動的位移（或速度、加速度）的線段為對角線，根據(jù)實際效果找出分運動的方向，并以代表分運動的線段為夾在該對角線的鄰邊做平行四邊形。注意，同一個運動的位移、速度和加速度通常是用不同的平行四邊形來研究

13、的。5、 運動的正交分解方法：即是將合運動的位移、速度或加速度分解到兩個互相垂直的方向上。在研究拋體運動中最常用的是：將拋體運動分解到水平和豎直兩個互相垂直的方向上。由于地面附近的拋體運動在水平方向上不受任何外力作用，所以它的水平分運動是勻速直線運動，而豎直方向是以g為加速度的勻變速直線運動。第2節(jié) 豎直方向上的拋體運動1、復習：勻變速直線運動：物體學中，稱物體加速度保持不變的直線運動為勻變速直線運動公式： 3、 在豎直下拋運動中，物體的運動初速度為v0，運動加速度為重力加速度g。據(jù)此，可以寫出豎直下拋的速度公式和位移公式： 從運動的合成與分解的角度來看，豎直下拋運動可以看成是豎直向下的、速度

14、大小為v0的勻速直線運動與自由落體運動的合運動。兩者方向相同，表現(xiàn)在公式中就是合運動的位移、速度是分運動的相應(yīng)的位移、速度之和。4、 在豎直上拋運動中，物體的運動初速度為v0，運動加速度為重力加速度g。默認以的方向為正方向，則加速度取負值，據(jù)此，可以寫出豎直下拋的速度公式和位移公式： 從運動的合成與分解的角度來看，豎直下拋運動可以看成是豎直向上的、速度大小為v0的勻速直線運動與自由落體運動的合運動。兩者方向相反，表現(xiàn)在公式中就是合運動的位移、速度是分運動的相應(yīng)的位移、速度之差。注意，在運用豎直上拋的位移公式時，如果求出來的位移為負值，說明，物體下落到了拋出點的下方。當豎直上拋運動上升到最高點時

15、，物體的瞬時速度為0,據(jù)此可以求出上升過程經(jīng)歷的時間為 上升的最大高度為 第3節(jié) 平拋運動1、 把物體以一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運動，叫做平拋運動。2、 平拋運動可以分解為沿水平方向的勻速直線運動和沿豎直方向的自由落體運動。平拋運動可以視為水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動。3、 以拋出點為坐標原點，初速度方向為x軸正方向，取重力的方向為y軸正方向，建立坐標系。在這個坐標系下，加速度方向與y軸正方向相同。根據(jù)勻速直線運動和自由落體運動的規(guī)律，可以得到物體在任意時刻的位置坐標公式 第4節(jié) 斜拋運動1、 把物體以一定的初速度沿與水平方

16、向成一定角度斜向上拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運動，叫做斜拋運動。2、 在忽略空氣阻力的情況下，做斜拋運動的物體的物體在豎直方向上只受重力的作用，在水平方向不受力的作用，可以把斜拋運動看成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動的合運動。3、 以拋出點為坐標原點，物體運動的水平方向為x軸正方向，取豎直向上的方向為y軸正方向，建立坐標系。在這個坐標系下，初速度與水平方向的夾角稱為拋射角。那么，物體被拋出的初速度v0可以分解為沿水平方向的v0x=v0cos，以及沿豎直方向的v0y=v0sin。4、 *加速度方向與y軸正方向相反。根據(jù)勻速直線運動和豎直上拋運動的規(guī)律，可以得到

17、物體在任意時刻的位置坐標公式 第4章 勻速圓周運動第1節(jié) 勻速圓周運動快慢的描述1、 勻速圓周運動：質(zhì)點在圓周上運動，如果在任意相等時間內(nèi)通過的弧長都相等的，這樣的圓周運動叫做勻速圓周運動。2、 線速度：做勻速圓周運動的物體通過的弧長s與所用時間t的比值，可以用來表示勻速圓周運動的快慢。這個比值叫做線速度的大小。線速度的方向沿切線方向。寫成公式是： 注意，公式中s表示的是弧長，是標量，不是矢量（位移）。3、 角速度：物體做勻速圓周運動，連接物體的半徑轉(zhuǎn)過的角度與所用時間t的比值，可以用來表示勻速圓周運動的快慢。這個比值叫做角速度的大小。寫成公式是： 角速度的單位是“弧度每秒” rad/s4、

18、周期：周期性運動每重復一次所需要的時間叫周期。一般符號T，單位s。周期也是用來描述勻速圓周運動的快慢的，周期越短，轉(zhuǎn)動越快。5、 物理學中還用頻率來描述周期性運動的快慢。單位時間內(nèi)運動重復的次數(shù)叫做頻率。一般符號f，單位Hz,1Hz=1s-1。周期和頻率互為倒數(shù)。6、 轉(zhuǎn)速：是指單位時間內(nèi)的轉(zhuǎn)動次數(shù)（周數(shù)）。一般符號n,7、 線速度、角速度、周期的關(guān)系 在勻速圓周運動中，當半徑一定時，線速度與角速度成正比；當角速度一定時，線速度與半徑成正比；當線速度一定時，角速度與半徑成反比。在齒輪傳動中，各齒輪邊緣的線速度相等；在皮帶傳動中，各皮帶輪邊緣的線速度相等；同一輪子上各點的角速度相等。第2節(jié) 向心

19、力與向心加速度1、 當物體受到的合外力方向與運動方向不在同一條直線上時，物體將做曲線運動。2、 做圓周運動的物體一定要受到一個始終指向加以等效力的作用，這個力叫做向心力。3、 物體做圓周運動需要的向心力與物體的質(zhì)量成正比，與半徑成反比，與角速度的二次方成正比。還可以寫成：對比牛頓第二定律，可得向心加速度4、 對于一個確定的勻速圓周運動，向心力和向心加速度的大小恒定不變，但是方向卻時刻在變，因此，勻速圓周運動是加速度不斷改變的變加速運動。5、 上述向心力和向心加速度的計算公式同樣也適用于計算變速圓周運動的某個瞬時向心力和向心加速度。第3節(jié) 向心力的實例剖析1、 汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，有向外側(cè)打

20、滑的趨勢，地面就會對汽車產(chǎn)生指向內(nèi)側(cè)的靜摩擦力，這個力也就成為汽車做轉(zhuǎn)彎圓周運動的向心力。2、 高速公路、鐵路的彎道通常都是外高內(nèi)低。在彎道上行駛的車輛受到重力和支持力的作用，這兩個力的合力不為0,而是指向彎道的圓心，向車輛提供轉(zhuǎn)彎所需的向心力。3、 飛機空中轉(zhuǎn)彎所需的向心力由重力和空氣對它的作用力的合力來提供。4、 在豎直面上做圓周運動的物體，當它運動到最高點時，它的向心加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，當它運動到最低點時，它的向心加速度方向向上，處于超重狀態(tài)。第4節(jié) 離心運動1、做圓周運動的物體，在受到的合外力突然消失或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下，將遠離圓心運動，這種現(xiàn)象叫做離心運動。2、離心分離器、離心脫水機、離心水泵就是根據(jù)離心現(xiàn)象做成的離心機械。第5章 萬有引力定律第1節(jié) 萬有引力定律及引力常量的測定1、 開普勒第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。（軌道定律）2、 開普勒第二定律：太陽與任何一個行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等。（面積定律、速率定律）3、 行星繞太陽運行軌道半長軸的立方與其公轉(zhuǎn)周期的平方成正比。4、 萬有引力定律：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引