2021屆全國新高考物理沖刺復(fù)習(xí)-動力學(xué)

2021屆全國新高考物理沖刺復(fù)習(xí)

動力學(xué)

第五章平拋運動

§5-1曲線運動&運動的合成與分解

一、曲線運動

1.定義：物體運動軌跡是曲線的運動。

2.條件：運動物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上。

3.特點：①方向：某點瞬時速度方向就是通過這一點的曲線的切線方向。

②運動類型：變速運動(速度方向不斷變化)。

③F^WO,一定有加速度a。

④F臺方向一定指向曲線凹側(cè)。

⑤F價可以分解成水平和豎直的兩個力。

4.運動描述——蠟塊運動

涉及的公式：

I~2-2

tan^=-

二、運動的合成與分解

1?合運動與分運動的關(guān)系：等時性、獨立性、等效性、矢量性。

2.互成角度的兩個分運動的合運動的判斷：

①兩個勻速直線運動的合運動仍然是勻速直線運動。

②速度方向不在同一直線上的兩個分運動，一個是勻速直線運動，一個是勻變速直線運動，其合運動是

勻變速曲線運動，a價為分運動的加速度。

③兩初速度為0的勻加速直線運動的合運動仍然是勻加速直線運動。

④兩個初速度不為。的勻加速直線運動的合運動可能是直線運動也可能是曲線運動。當(dāng)兩個分運動的初

速度的和速度方向與這兩個分運動的和加速度在同一直線上時，合運動是勻變速直線運動，否則即為

曲線運動。

§5-2平拋運動&類平拋運動

一、拋體運動

1.定義：以一定的速度將物體拋出，在空氣阻力可以忽略的情況下，物體只受重力的作用，它的運動即為

拋體運動。

2.條件：①物體具有初速度；②運動過程中只受G。

二、平拋運動

1.定義：如果物體運動的初速度是沿水平方向的，這個運動就叫做平拋運動。

2.條件：①物體具有水平方向的加速度；②運動過程中只受G。

3.處理方法：平拋運動可以看作兩個分運動的合運動：一個是水平方向的勻速直線運動，一個是豎直方向

的自由落體運動。

4.規(guī)律：]I■jo—.―

2222(L

(1)位移：A-=vot,y=-gt,s=J(v0t)+(-gt),tan<jD=/-.

2V22v0

速度：(=亞+

(2)vx=v0,vv=gt,3)2,tan6>=—

%

(3)推論：①從拋出點開始，任意時刻速度偏向角9的正切值等于位移偏向角。的

5.應(yīng)用結(jié)論——影響做平拋運動的物體的飛行時間、射程及落地速度的因素

2h

a、飛行時間：/=t與物體下落高度h有關(guān)，與初速度V。無關(guān)。

2/1

b、水平射程：x=vot=vol—，由vo和h共同決定。

c、落地速度：V=+V；=+2gh,V由Vo和v,共同決定。

§5-3圓周運動&向心力&生活中常見圓周運動

一、勻速圓周運動

1.定義：物體的運動軌跡是圓的運動叫做圓周運動，物體運動的線速度大小不變的圓周運動即為勻速圓周

運動。

2.特點：①軌跡是圓；②線速度、加速度均大小不變，方向不斷改變，故屬于加速度改變的變速曲線運動,

勻速圓周運動的角速度恒定；③勻速圓周運動發(fā)生條件是質(zhì)點受到大小不變、方向始終與速度方向垂直

的合外力；④勻速圓周運動的運動狀態(tài)周而復(fù)始地出現(xiàn)，勻速圓周運動具有周期性。

3.描述圓周運動的物理量：

(1)線速度v是描述質(zhì)點沿圓周運動快慢的物理量，是矢量；其方向沿軌跡切線，國際單位制中單位符

號是m/s,勻速圓周運動中，v的大小不變，方向卻一直在變；

(2)角速度3是描述質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動快慢的物理量，是矢量；國際單位符號是rad/s；

(3)國期為是虎姐甥岬動丘堂螞(可，名陋國閽遍I吧那位隼殳眼處

(4y演睪？高而麗立錨7晚菽與㈱Il照瘍麗蕨瑟簟昌霹聃曲單位符號是Hz；

(5)轉(zhuǎn)速n是質(zhì)點在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，單位符號為r/s,以及r/min.

4.各運動參量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系：

5.三種常見的轉(zhuǎn)動裝置及其特點：

模型一：共軸傳動模型二:皮帶傳動模型三：齒輪傳動

二、向心加速度

L定義：任何做勻速圓周運動的物體的加速度都指向圓心，這個加速度叫向心加速度。

注：并不是任何情況下，向心加速度的方向都是指向圓心。當(dāng)物體做變速圓周運動時，向心加速度的一

個分加速度堪向圓心。（、2

2.方向：在領(lǐng)圓鼠運且成,金罐指,圜，汝筑為讖年度的方向垂直。向心加速度只改變線速度的方向

而非關(guān)小?！福?J

3.意義：描述圓周運動速度方向方向改變快慢的物理量。

4.公式：

三、向心力

1.定義：做圓周運動的物體所受到的沿著半徑指向圓心的合力，叫做向心力。

2.方向：總是指向圓心。

2

v2（27r丫2

3.公式：Fn-m--matr-mvco-nti—\r=m（2^n）r.

4.幾個注意點：①向心力的方向總是指向圓心，它的方向時刻在變化，雖然它的大小不變，但是向心力也

是變力。②在受力分析時，只分析性質(zhì)力，而不分析效果力，因此在受力分析是，不要加上向心力。③

描述做勻速圓周運動的物體時，不能說該物體受向心力，而是說該物體受到什么力，這幾個力的合力充

當(dāng)或提供向心力。

四、變速圓周運動的處理方法

1.特點：線速度、向心力、向心加速度的大小和方向均變化。

2

2.動力學(xué)方程：合外力沿法線方向的分力提供向心力：居=加匕=機"/。合外力沿切線方向的分力產(chǎn)生

r

切線加速度：Fr=m?aTo

3.離心運動：

（1）當(dāng)物體實際受到的沿半徑方向的合力滿足F供=F斫n132r時，物體做圓周運動；當(dāng)F佻＜F斫m32r時，

物體做離心運動。

（2）離心運動并不是受“離心力”的作用產(chǎn)生的運動，而是慣性的表現(xiàn)，是F佻＜F芯的結(jié)果；離心運動也

不是沿半徑方向向外遠(yuǎn)離圓心的運動。

第六章萬有引力與航天

§6-1開普勒定律

一、兩種對立學(xué)說（了解）

1.地心說：（1）代表人物：托勒密；（2）主要觀點：地球是靜止不動的，地球是宇宙的中心。

2.日心說：（1）代表人物：哥白尼；（2）主要觀點：太陽靜止不動，地球和其他行星都繞太陽運動。

二、開普勒定律

1.開普勒第一定律（軌道定律）：所有行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點

上。

2.開普勒第二定律（面積定律）：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積。

此定律也適用于其他行星或衛(wèi)星繞某一天體的運動。

3.開普勒第三定律（周期定律）：所有行星軌道的半長軸R的三次方與公轉(zhuǎn)周期T的二次方的比值都相同，

即裊=攵,左值是由中心天體決定的。通常將行星或衛(wèi)星繞中心天體運動的軌道近似為圓，則半長軸a

即為圓的半徑。我們也常用開普勒三定律來分析行星在近日點和遠(yuǎn)日點運動速率的大小。

§6-2萬有引力定律

一、萬有引力定律

L月一地檢驗：①檢驗人：牛頓；②結(jié)果：地面物體所受地球的引力，與月球所受地球的引力都是同一種

力。

2.內(nèi)容：自然界的任何物體都相互吸引，引力方向在它們的連線上，引力的大小跟它們的質(zhì)量期和叱乘積

成正比，跟它們之間的距離的平方成反比。

3.表達(dá)式：尸=G色磐，G=6.67x10-"M//版2（引力常量）.

r

4.使用條件：適用于相距很遠(yuǎn)，可以看做質(zhì)點的兩物體間的相互作用，質(zhì)量分布均勻的球體也可用此公式

計算，其中r指球心間的距離。

5.四大性質(zhì)：

①普遍性：任何客觀存在的有質(zhì)量的物體之間都存在萬有引力。

②相互性：兩個物體間的萬有引力是一對作用力與反作用力，滿足牛頓第三定律。

③宏觀性：一般萬有引力很小，只有在質(zhì)量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間，其存在才有意義。

④特殊性：兩物體間的萬有引力只取決于它們本身的質(zhì)量及兩者間的距離，而與它們所處環(huán)境以及周圍

是否有其他物體無關(guān)。

6.對G的理解：①G是引力常量，由卡文迪許通過扭秤裝置測出，單位是N-〃72/%g2。

②G在數(shù)值上等于兩個質(zhì)量為1kg的質(zhì)點相距1m時的相互吸引力大小。

③G的測定證實了萬有引力的存在，從而使萬有引力能夠進(jìn)行定量計算，同時標(biāo)志著力學(xué)

實驗精密程度的提高，開創(chuàng)了測量弱相互作用力的新時代。

§6-4宇宙速度&衛(wèi)星

一、涉及航空航天的“三大速度”：

（-）宇宙速度：

1.第一宇宙速度：人造地球衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運動必須具有的速度叫第一宇宙速度，也

叫地面附近的環(huán)繞速度，VF7.9km/s?它是近地衛(wèi)星的運行速度，也是人造衛(wèi)星最小發(fā)射速度。（待在地

球旁邊的速度）

2.第二宇宙速度：使物體掙脫地球引力的束縛，成為繞太陽運動的人造衛(wèi)星或飛到其他行星上去的最小速

度，v2=11.2km/s?（離棄地球，投入太陽懷抱的速度）

3.第三宇宙速度：使物體掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽以外的宇宙空間去的最小速度，V2=16.7km/s。（離

棄太陽，投入更大宇宙空間懷抱的速度）

（二）發(fā)射速度：

L定義：衛(wèi)星在地面附近離開發(fā)射裝置的初速度。

2.取值范圍及運行狀態(tài)：

①曝=%=7.9左m/s,人造衛(wèi)星只能“貼著”地面近地運行。

②丫發(fā)＞耳=1.9km/s,可以使衛(wèi)星在距地面較高的軌道上運行。

③匕＜丫發(fā)＜v2,^7.9km/s＜丫發(fā)＜11.2相/5,一般情況下人造地球衛(wèi)星發(fā)射速度。

（三）運行速度：

1.定義：衛(wèi)星在進(jìn)入運行軌道后繞地球做圓周運動的線速度。

Mmv2\GM

2.大?。簩τ谌嗽斓厍蛐l(wèi)星，G—=m—=y=亍，該速度指的是人造地球衛(wèi)星在軌道上的運行的

rr

環(huán)繞速度，其大小隨軌道的半徑r，而vt。

3.注意：①當(dāng)衛(wèi)星“貼著”地面飛行時，運行速度等于第一宇宙速度；②當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑

時，運行速度小于第一宇宙速度。

二、兩種衛(wèi)星:

（一）人造地球衛(wèi)星:

L定義：在地球上以一定初速度將物體發(fā)射出去，物體將不再落回地面而繞地球運行而形成的人造衛(wèi)星。

2.分類：近地衛(wèi)星、中軌道衛(wèi)星、高軌道衛(wèi)星、地球同步衛(wèi)星、極地衛(wèi)星等。

3.三個“近似”：

①近地衛(wèi)星貼近地球表面運行，可近似認(rèn)為它做勻速圓周運動的半徑等于地球半徑。

②在地球表面隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體可近似認(rèn)為地球?qū)λ娜f有引力等于重力。

③天體的運動軌道可近似看成圓軌道，萬有引力提供向心力。

4.四個等式：

①運行速度：G-7=m——=>v=JvocIAT,v?

（R+/Z）2R+hVR+h\R+h

②角速度：G(廣;)2=加1(R+h)=&=j彳)3fO3J(R1力3—>AT,69。

③周期：。G=一值)(R+hlnT：2，"；-ToeJ(/?+/z)3T,T

-MmGM

④向心加速度:G------z-=mana=------x---------5—>〃T,aJ。

(R+〃)2(R+h)2(R+h)2

（二）地球同步衛(wèi)星：

1.定義：在赤道平面內(nèi)，以和地球自轉(zhuǎn)角速度相同的角速度繞地球運行的衛(wèi)星。

2.五個“一定”：

①周期T一定：與地球自轉(zhuǎn)周期相等（24h）,角速度3也等于地球自轉(zhuǎn)角速度。

②軌道一定：所有同步衛(wèi)星的運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，軌道平面與赤道平面重合。

③運行速度v大小一定：所有同步衛(wèi)星繞地球運行的線速度大小一定，均為3.08km/s。

④離地高度h一定：所有同步衛(wèi)星的軌道半徑均相同，其離地高度約為3.6X10'km。

⑤向心加速度a”大小一定：所有同步衛(wèi)星繞地球運行的向心加速度大小都相等，約為0.22m/s2o

注：所有國家發(fā)射的同步衛(wèi)星的軌道都與赤道為同心圓，它們都在同一軌道上運動且都相對靜止。

三、衛(wèi)星變軌問題：

L原因：線速度v發(fā)生變化，使萬有引力不等于向心力，從而實現(xiàn)變軌。

2.條件：增大衛(wèi)星的線速度v,使萬有引力小于所需的向心力，從而實現(xiàn)變軌。

3.注意：衛(wèi)星到達(dá)高軌道后，在新的軌道上其運行速度反而減小；當(dāng)衛(wèi)星的線速度v減小時，萬有引力大

于所需的向心力，衛(wèi)星則做向心運動，但到了低軌道后達(dá)到新的穩(wěn)定運行狀態(tài)時速度反而增大。

4.衛(wèi)星追及相遇問題：某星體的兩顆衛(wèi)星之間的距離有最近和最遠(yuǎn)之分，但它們都處在同一條直線上。由

于它們軌道不是重合的，因此在最近和最遠(yuǎn)的相遇問題上不能通過位移或弧長相等來處理，而是通過衛(wèi)

星運動的圓心角來衡量，若它們初始位置在同一直線上，實際內(nèi)軌道所轉(zhuǎn)過的圓心角與外軌道所轉(zhuǎn)過的

圓心角之差為n的整數(shù)倍時就是出現(xiàn)最近或最遠(yuǎn)的時刻。

四、與衛(wèi)星有關(guān)的幾組概念的比較總結(jié)：

1.天體半徑R和衛(wèi)星軌道半徑r的比較：衛(wèi)星的軌道半徑r是指衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運動的半徑，與天

體半徑R的關(guān)系是r=R+h（h為衛(wèi)星距離天體表面的高度），當(dāng)衛(wèi)星貼近天體表面運動時，可視作h=0,

即r=R?

2.衛(wèi)星運行的加速度與物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度的比較：

（1）衛(wèi)星運行的加速度：

MmGM

衛(wèi)星繞地球運行，由萬有引力提供向心力，產(chǎn)生的向心加速度滿足Gf即。=岑■，其方向

r廠

始終指向地心，大小隨衛(wèi)星到地心距離r的增大而減小。

（2）物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度：

當(dāng)?shù)厍蛏系奈矬w隨地球的自轉(zhuǎn)而運動時，萬有引力的一個分力使物體產(chǎn)生隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度,

其方向垂直指向地軸，大小從赤道到兩極逐漸減小。

3.自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期的比較：

自轉(zhuǎn)周期是天體繞自身某軸線運動一周的時間，公轉(zhuǎn)周期是某星球繞中心天體做圓周運動一周的時

間。一般兩者不等（月球除外），如地球的自轉(zhuǎn)周期是24h,公轉(zhuǎn)周期是365天。

第七章機械能守恒定律運動

§7-1能量&功&功率

一、能量的轉(zhuǎn)化和守恒

L能量的物理意義：一個物體如果具備了對外做功的本領(lǐng)，我們就說這個物體具有能量。能量是狀態(tài)量，

是標(biāo)量，與物體的某一狀態(tài)相對應(yīng)。能量的表現(xiàn)形式多種多樣，如動能、勢能等。

2.能量守恒與轉(zhuǎn)化定律：能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式，或從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，但能

的總量保持不變，這就是能量守恒和轉(zhuǎn)化定律。

3.尋找守恒量的方法：尋找守恒量必須講究科學(xué)的方法：如觀察此消彼長的物理量、研究其相互的關(guān)系、

科學(xué)構(gòu)思巧妙實驗、精確地論證、推理和計算等。

二、功

1.概念：如果一個物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生了一段位移，則這個力就對物體做了功。

2.公式：W=Flcos6[F為該力的大小，1為力發(fā)生的位移，0為位移1與力F之間的夾角]。

注：功僅與F、S、0有關(guān)，與物體所受的其它外力、速度、加速度無關(guān)。

3.單位：焦耳，簡稱“焦”，符號J。

4.標(biāo)量：但它有正功、負(fù)功。功的正負(fù)表示能量傳遞的方向，或表示動力做功還是阻力做功，即表示做過

的效果。

5.物理意義：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。功是一個過程所對應(yīng)的量，因此功是過程量。

6.合力的功：①總功等于各個力對物體做功的代數(shù)和：；

②總功等于合外力所做的功：W&=F￡cos0。

7.判斷力F做功的情況的方法：

①利用公式W=Flcos0來判斷：

jr

當(dāng)?！闧0,工）時，即力與位移成銳角，力做正功，功為正

2

rr

當(dāng)，=工時，即力與位移垂直，力不做功，功為零

2

77*

當(dāng)乃]時，即力與位移成鈍角，力做負(fù)功，功為負(fù)

2

②看物體間是否有能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移：

若有能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，則必定有力做功。此方法常用于兩個相互聯(lián)系的物體。

三、功率

L概念：描述力對物體做功快慢的物理量。

—W——

2.公式：P=一（定義式），適用于任何情況，F(xiàn)uK[cos0,P^Fucosda

3.單位：瓦特，簡稱“瓦”，符號也

4.標(biāo)量：功率表示功的變化率，是一種頻率，只有大小，沒有方向。

5.分類：額定功率：指發(fā)動機正常工作時最大輸出功率，電器的銘牌上寫的功率即為額定功率;

實際功率：指發(fā)動機實際輸出的功率即發(fā)動機產(chǎn)生牽引力的功率，P*WP額。

6.機械效率：輸入功率：機器工作時，外界對機器做功的功率。

機械效率：//=芻世

叱=_避喳臂:一促其對外做功的功率。

生入

§7-2重力做功&重力勢能&彈性勢能

一、重力做功

1.特點：重力做的功由重力大小和重力方向上發(fā)生的位移（數(shù)值方向上的高度差）決定。

2.公式：Wt=mg?Ah。

3.注意：重力做功與物體的運動路徑無關(guān)，只決定于運動初始位置的高度差。

二、重力勢能

1.定義：物體由于位于高處而具有的能量。

2.表達(dá)式：E,=mgh[h為物體重心到參考平面的豎直高度],單位J。

3.影響因素：物體的質(zhì)量m和所在的高度h。

4.標(biāo)量：正負(fù)不表示方向。

重力勢能為正，表示物體在參考面的上方；重力勢能為負(fù)，表示物體在參考面的下方；重力勢能為零，

表示物體在參考面的上。

.重力勢能的變化：即末狀態(tài)與初狀態(tài)的重力勢能的差值。

5AEP=EP2-EP,,

6.對Ep=mgh的理解：

①其中h為物體重心的高度。

②重力勢能具有相對性，是相對于選取的參考平面而言的。選擇不同的參考平面，確定出的物體高度不

一樣，重力勢能也不同.

③重力勢能可正可負(fù)，在參考平面上方重力勢能為正值，在參考平面下方重力勢能為負(fù)值。重力勢能是

標(biāo)量，其正負(fù)表示比參考平面高或低。

注：a、在計算重力勢能時，應(yīng)該明確選取參考平面。

b、選擇哪個水平面作為參考平面，可視研究問題的方便而定，通常選擇地面作為參考平面。

7.系統(tǒng)性：重力勢能屬于地球和物體所組成的系統(tǒng)，通常說物體具有多少重力勢能，只是一種簡略的說法。

8.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：重力勢能變化的過程也就是重力做功的過程，重力做正功，重力勢能

減少；重力做負(fù)功，重力勢能增加，即滿足W行-AE/%寸年

三、彈性勢能

1.概念：發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于彈力的相互作用具有勢的能。

2.表達(dá)式：Ep=Lk￡,單位為

2

3.影響因素：彈簧的勁度系數(shù)k和彈簧形變量X。

4.彈力做功與彈性勢能的關(guān)系：彈力做正功時，物體彈性勢能減少；彈力做負(fù)功時，物體彈性勢能增加，

即

§7-3動能&動能定理

一、動能

L概念：物體由于運動而具有的能量，稱為動能。

2

2.表達(dá)式：EK=—mv,單位為J。

2

3.影響因素：只與物體某狀態(tài)下的速度大小有關(guān)，與速度的方向無關(guān)。

注：動能是相對量（因為速度是相對量）。參考系不同，速度就不同，所以動能也不同，一般來說都以

地面為參考系。

4.動能的變化：AEK=；〃叱-；相4，即末狀態(tài)動能與初狀態(tài)動能之差。

注意：△￡，（），表示物體的動能增加；△EK<0,表示物體的動能減少。

5.說明：①動能具有相對性，與參考系的選取有關(guān)，一般以地面為參考系描述物體的動能。

②動能是表征物體運動狀態(tài)的物理量，與時刻、位置對應(yīng)。

③動能是一個標(biāo)量，有大小、無方向，且恒為正值。

二、動能定理

1.內(nèi)容：力在一個過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。

2.表達(dá)式：W=bEK=Ek『Ek\。

3.意義：動能定理指出了外力對物體所做的總功與物體動能變化之間的關(guān)系。即外力對物體所做的總功，

對應(yīng)于物體動能的變化，變化的大小由做功的多少來量度.

4.適用情況：①適用于受恒力作用的直線運動，也適用于變力作用的曲線運動；

②不涉及加速度和時間的問題中，首選動能定律；

③求解多個過程的問題；

④變力做功。

5