高一下學(xué)期物理期末總復(fù)習(xí)知識點

期末總復(fù)習(xí)考試重點內(nèi)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(jié)構(gòu)1.曲線運動一定是變速運動！速度沿軌跡切線方向，加速度方向沿合外力方向——指向軌道內(nèi)側(cè)。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(zhì)點的運動速率大小；法線方向的分力ΣFn只改變質(zhì)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(jù)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(zhì)量無關(guān)，與初速度大小無關(guān)；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(tǒng)/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(zhì)量和初速度大小無關(guān)，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(zhì)量無關(guān)。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(zhì)點運動一周所用的時間。是描述質(zhì)點轉(zhuǎn)動快慢的物理量。2）線速度v、質(zhì)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(shù)值上等于質(zhì)點在單位時間內(nèi)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(zhì)點轉(zhuǎn)動快慢和方向的物理量。3）角速度ω、連接質(zhì)點與圓心的半徑轉(zhuǎn)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(shù)值上等于在單位時間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度。單位是弧度/秒（rad/s），角速度也是描述質(zhì)點轉(zhuǎn)動快慢的物理量周期、線速度、角速度之間有的關(guān)系：質(zhì)點轉(zhuǎn)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?。篴n＝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(jù)力的作用效果命名的。6.萬有引力與天體、衛(wèi)星的軌道運動萬有引力定律：宇宙間任何兩個有質(zhì)量的物體間都是相互吸引的，引力大小與兩物體的質(zhì)量的乘積成正比，與它們的距離的平方成反比。設(shè)物體質(zhì)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(xué)上的應(yīng)用——天體質(zhì)量及運動分析，宇宙速度與衛(wèi)星軌道運動問題分析依據(jù)：萬有引力定律、牛頓運動定律、F＝mv2/r、勻速圓周運動規(guī)律；常用近似條件：將有關(guān)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(shè)衛(wèi)星到地心的距離為r，r就是衛(wèi)星軌道半徑，環(huán)繞線速度為v，衛(wèi)星質(zhì)量為m。設(shè)地球質(zhì)量為M，地球半徑為R.根據(jù)萬有引力定律和牛頓運動定律有GMm/r2＝mv2/r由此得到環(huán)繞速度v＝（GM/r）1/2對所有地球衛(wèi)星，環(huán)繞速度由軌道半徑?jīng)Q定，與衛(wèi)星質(zhì)量，性能因素?zé)o關(guān)。r＝R+h，h為衛(wèi)星距地面的高度，r（h）越大，環(huán)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?jīng)Q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(huán)繞速度公式v＝（GM/r）1/2r＝R+h，當(dāng)高度h遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地球半徑時，即衛(wèi)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(wèi)星的最大環(huán)繞速度。又在地球表面附近，地球?qū)πl(wèi)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(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動的環(huán)繞速度，是最大的環(huán)繞速度，也是使一個物體成為人造地球衛(wèi)星所必須的最小發(fā)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(dāng)發(fā)射速度小于第一宇宙速度時，物體將落回地面；當(dāng)發(fā)射速度大于v＝7.9km/s，衛(wèi)星將在不同圓軌道或橢圓軌道運動。當(dāng)發(fā)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(dāng)物體的速度達(dá)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(jié)構(gòu)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(dāng)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(guān)單位：牛秒、N·s2.動量定義：物體的質(zhì)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(tài)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(zhì)點，研究質(zhì)點在合外力作用下、在一段時間內(nèi)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(fù)號表矢量的方向，按代數(shù)方法運算。當(dāng)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(tǒng)不受外力或所受到的合外力為零，這個系統(tǒng)的動量就保持不變，可用數(shù)學(xué)公式表達(dá)為p＝p'系統(tǒng)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(tǒng)，兩物體動量的增量大小相等方向相反。Δp＝0系統(tǒng)總動量的變化為零“守衡”定律的研究對象為一個系統(tǒng)，上式均為矢量運算，一維情況可用正負(fù)表示方向。注意把握變與不變的關(guān)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(tài)的動量均為對同一個參照系的動量。而相互作用的系統(tǒng)可以是兩個或多個物體組成。5.怎樣判斷系統(tǒng)動量是否守衡？動量守衡條件是系統(tǒng)不受外力，或合外力為零。一般研究問題，如果相互作用的內(nèi)力比外力大很多，則可認(rèn)為系統(tǒng)動量守衡；根據(jù)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(nèi)力的性質(zhì)沒有任何限制，可以是電場力、磁場力、核力等等。對系統(tǒng)狀態(tài)沒有任何限制，可以是微觀、高速系統(tǒng)，也可以是宏觀、低速系統(tǒng)。而力的作用過程可以是連續(xù)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(tài)是否變化取決于－－物體所受的合外力。物體運動狀態(tài)變化得快慢取決于－－物體所受到的合外力和質(zhì)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(tài)。物體運動狀態(tài)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(tǒng)的內(nèi)力改變了系統(tǒng)內(nèi)物體的動量，但系統(tǒng)外力才是改變系統(tǒng)總動量的原因。（三）能量和能量守恒知識結(jié)構(gòu)功是一個過程量，與力在空間的作用過程相關(guān)。恒力功的計算公式與物體運動過程無關(guān)；重力功、彈力功與路徑無關(guān)。功是一個標(biāo)量，但有正負(fù)之分。2.功率P：功率是表征力做功快慢的物理量、是標(biāo)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(nèi)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(nèi)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(shè)有以下兩種約束條件：1）發(fā)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(dá)到機車的額定功率為止（注意不是達(dá)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(yīng)的存在不同形式的能量：機械運動－－機械能；熱運動－－內(nèi)能；電磁運動－－電磁能；化學(xué)運動－－化學(xué)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(biāo)量。都是狀態(tài)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(tài)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(jié)果，相應(yīng)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(jié)果，勢能有可能取負(fù)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(zhì)點，數(shù)學(xué)表達(dá)公式：W＝mv2/2－mv02/2。公式中W為質(zhì)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(shù)和）而得到的結(jié)果。動能定理對力的性質(zhì)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(tài)）中質(zhì)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(fā)生相互轉(zhuǎn)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(tǒng)，一般簡化為物體；守恒是指系統(tǒng)在滿足守恒條件下，機械能－－動能和勢能之和，在狀態(tài)變化過程中總保持不變。怎樣判斷機械能是否守衡？（1）根據(jù)守恒條件：是否只有重力或彈力做功（2）考察狀態(tài)：比較、確定不同狀態(tài)的機械能，看它們是否相同（3）考察系統(tǒng)是否發(fā)生機械能與其它形式的能量的轉(zhuǎn)化6.功和能：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。7.關(guān)于速度、動量、動能：速度動量動能均為描述質(zhì)點運動狀態(tài)的物理量，速度反映質(zhì)點運動快慢和方向，是運動學(xué)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(xué)量.當(dāng)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(xué)量，是標(biāo)量，當(dāng)機械運動與其它形式的運動之間發(fā)生轉(zhuǎn)化時，量度這種轉(zhuǎn)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(jìn)一步理解力、沖量和功，請你自己比較分析。8.比較力學(xué)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－mv0