高中物理必修2知识点 期末总复习

考试重点内容：曲线运动、动量、功和能、机械振动

（一）曲线运动、万有引力

1. 曲线运动一定是变速运动！速度沿轨迹切线方向(fangxiang)，加速度方向(fangxiang)沿合外力方向——指向轨道内侧。物体做曲线运动的条件是合外力与速度不在一条直线上。

2. 曲线运动的研究方法：矢量合成与分解法，切线方向的分力ΣFt只改变质点的运动速率大小；法线方向的分力ΣFn只改变质点运动的方向。

3. 运动的合成和分解：速度、位移、加速度等都是矢量，都可以根据需要和实际情况，用平行四边形定则合成和分解。两个匀速直线运动的合成，两个初速度为0的匀变速运动的合成一定是直线运动。两个直线运动的合成不一定是直线运动。

4.平抛运动：加速度：a＝g，方向竖直向下，与质量无关，与初速度大小无关；

速度：vx＝v0，vy＝gt，vt＝（v02+vy2）1/2，方向与水平方向成θ角，tgθ＝gt/v0； 位移：x＝v0t，y＝gt2/2，s＝（x2+y2）1/2，方向与水平方向成ɑ角，tgɑ＝y/x. 轨迹方程：y＝gx2/2v02为抛物线。

在空中飞行时间：t＝（2h/g）1/2，

与质量和初速度大小无关，只由高度决定。

水平最大射程：x＝v0t＝v0（2h/g）1/2

由初速度和高度决定，与质量无关。

曲线运动的位移、速度、加速度都不在同一方向上。

5. 匀速圆周运动：

1）周期T、质点运动一周所用的时间。是描述质点转动快慢的物理量。

2）线速度v、质点通过的弧长Δs与所用时间Δt之比为一定值，该比值是匀速圆周运动的速率v＝Δs/Δt，数值上等于质点在单位时间内通过的弧长。线速度的方向在圆周的切线方向上。线速度是描述质点转动快慢和方向的物理量。

3）角速度ω、连接质点与圆心的半径转过的角度Δφ与所用时间Δt之比为一定值，该比值是匀速圆周运动的角速度 ω＝Δφ/Δt，数值上等于在单位时间内半径转过的角度。单位是弧度/秒（rad/s），角速度也是描述质点转动快慢的物理量

周期、线速度、角速度之间有的关系：

质点转一周弧长s＝2πr，时间为T，则v＝2πr/T

角度为2π ω＝2π/T

由上两公式有v＝ωr，ω＝v/r

圆周运动是曲线运动，它的速度方向时刻在变化着，匀速圆周运动一定是变速运动，“匀速”仅是速率不变的意思。

4）匀速圆周运动的加速度a、加速度的方向指向圆心——向心加速度，其方向时时刻刻指向圆心，即方向时时刻刻在变化着，所以匀速圆周运动是变加速运动。向心加速度的大小：an＝v2/r＝ω2r。

5）向心力F＝ma＝mv2/r，或F＝ma＝mω2r ，方向总指向圆心。向心力是根据力的作用效果命名的。

6. 万有引力与天体、卫星的轨道运动

万有引力定律：宇宙间任何两个有质量的物体间都是相互吸引的，引力大小与两物体的质量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比。

设物体质量分别为m1、m2，物体之间距离为r，则F＝Gm1m2/r2

万有引力定律在天文学上的应用——天体质量及运动分析，宇宙速度与卫星轨道运动问题分析依据：万有引力定律、牛顿运动定律、F＝mv2/r、匀速圆周运动规律；常用近似条件：将有关轨道运动看作匀速圆周运动，引力F＝mg＝ mv2/r（g随高度、纬度等因素变化而变化）。

7. 宇宙速度：

（1）线速度：设卫星到地心的距离为r，r就是卫星轨道半径，环绕线速度为v，卫星质量为m。设地球质量为M，地球半径为R.

根据万有引力定律和牛顿运动定律有GMm/r2＝mv2/r

由此得到环绕速度v＝（GM/r）1/2

对所有地球卫星，环绕速度由轨道半径决定，与卫星质量，性能因素无关。r＝R+h，h为卫星距地面的高度，r（h）越大，环绕速度越小。

（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

角速度和周期均由轨道半径决定，半径越大，角速度越小，周期越长。

宇宙速度：

第一宇宙速度：由环绕速度公式v＝（GM/r）1/2

r＝R+h，当高度h远远小于地球半径时，即卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动。近似有v＝（GM/R）1/2

这是地球卫星的最大环绕速度。

又在地球表面附近，地球对卫星的引力近似等于重力mg

mg＝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，这是地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的环绕速度，是最大的环绕速度，也是使一个物体成为人造地球卫星所必须的最小发射速度.我们称之为第一宇宙速度。

VI＝7.9km/s

第二宇宙速度：当发射速度小于第一宇宙速度时，物体将落回地面；当发射速度大于v＝7.9km/s，卫星将在不同圆轨道或椭圆轨道运动。当发生速度大于等于11.2km/s时，物体将挣脱地球引力束缚，成为人造行星或飞向其它行星。所以11.2km/s为第二宇宙速度。 VII＝11.2km/s

第三宇宙速度：当物体的速度达到16.7km/s时，物体将挣脱太阳引力的束缚飞向太阳系以外的宇宙空间，16.7km/s为第三宇宙速度。

VIII＝16.7km/s

（二）动量与动量守恒

知识结构

1.力的冲量

定义：力与力作用时间的乘积－－冲量I＝Ft

矢量：方向－－当力的方向不变时，冲量的方向就是力的方向。

过程量：力在时间上的累积作用，与力作用的一段时间相关

单位：牛秒、N?s

2. 动量

定义：物体的质量与其运动速度的乘积－－动量p＝mv

矢量：方向－－速度的方向

状态量：物体在某位置、某时刻的动量

单位：千克米每秒、kgm/s

3. 动量定理ΣFt＝mvt－mv0

动量定理研究对象是一个质点，研究质点在合外力作用下、在一段时间内的一个运动过程。定理表示合外力的冲量是物体动量变化的原因，合外力的冲量决定并量度了物体动量变化的大小和方向。

矢量性：公式中每一项均为矢量，公式本身为一矢量式，在同一条直线上处理问题，可先确定正方向，可用正负号表矢量的方向，按代数方法运算。

当研究的过程作用时间很短，作用力急剧变化（打击、碰撞）时，ΣF可理解为平均力。 动量定理变形为ΣF＝Δp/Δt，表明合外力的大小方向决定物体动量变化率的大小方向，这是牛顿第二定律的另一种表述。

4. 动量守恒：一个系统不受外力或所受到的合外力为零，这个系统的动量就保持不变，可用数学公式表达为p＝p' 系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量。

Δp1＝－Δp2 相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的增量大小相等方向相反。 Δp＝0 系统总动量的变化为零

“守衡”定律的研究对象为一个系统，上式均为矢量运算，一维情况可用正负表示方向。 注意把握变与不变的关系，相互作用过程中，每一个参与作用的成员的动量均可能在变化着，但只要合外力为零，各物体动量的矢量合总保持不变。

注意各状态的动量均为对同一个参照系的动量。而相互作用的系统可以是两个或多个物体组成。

5. 怎样判断系统动量是否守衡？

动量守衡条件是系统不受外力，或合外力为零。一般研究问题，如果相互作用的内力比外力大很多，则可认为系统动量守衡；根据力的独立作用原理，如果在某方向上合外力为零，则在该方向上动量守衡。

注意守衡条件对内力的性质没有任何限制，可以是电场力、磁场力、核力等等。对系统状态没有任何限制，可以是微观、高速系统，也可以是宏观、低速系统。而力的作用过程可以是连续的作用，可以是间断的作用，如二人在光滑平面上的抛接球过程。

综上有：

物体运动状态是否变化取决于－－物体所受的合外力。

物体运动状态变化得快慢取决于－－物体所受到的合外力和质量大小。

物体到底做什么形式的运动取决于－－物体所受到的合外力和初始状态。

物体运动状态变化了多少取决于－－

（1）力的大小和方向；

（2）力作用时间的长短。实验表明只要力与其作用时间的乘积一定，它引起同一个物体的速度变化相同，力与力作用时间的乘积，可以决定和量度力的某种作用效果－－冲量。 系统的内力改变了系统内物体的动量，但系统外力才是改变系统总动量的原因。

（三）能量和能量守恒

知识结构

功是一个过程量，与力在空间的作用过程相关。恒力功的计算公式与物体运动过程无关；重力功、弹力功与路径无关。功是一个标量，但有正负之分。

2. 功率P：功率是表征力做功快慢的物理量、是标量 ：P＝W/t 。若做功快慢程度不同，上式为平均功率。注意恒力的功率不一定恒定，如初速为零的匀加速运动，第一秒、第二秒、第三秒??内合力的平均功率之比为1：3：5??。已知功率可以求力在一段时间内所做的功W＝Pt，这时可能是变力再做功。

上式常常用于分析解决机车牵引功率问题，常设有以下两种约束条件：

1）发动机功率一定：牵引力与速度成反比，只要速度改变，牵引力F＝P/v将改变，这时的运动一定是变加速运动。

2）机车以恒力启动：牵引力F恒定，由P＝Fv可知，若车做匀加速运动，则功率P将增加，这种过程直到P达到机车的额定功率为止（注意不是达到最大速度为止）。

3. 能：自然界有多种运动形式，与不同运动形式相应的存在不同形式的能量：机械运动－－机械能；热运动－－内能；电磁运动－－电磁能；化学运动－－化学能；生物运动－－生物能；原子及原子核运动－－原子能、核能??。

动能：物体由于有机械运动速度而具有的能量Ek＝mv2/2

能，包括动能和势能，都是标量。都是状态量，如动能由速度决定，重力势能由高度决定，弹性势能由形变状态决定。都具有相对性，物体速度相对于不同的参照物有不同的结果，相应的动能相对于不同的参照物有不同的动能。势能相对于不同的零势能参考面有不同的结果，势能有可能取负值，它意味着此时物体的势能比零势能低。

4. 动能定理：研究对象：质点，数学表达公式：W＝mv2/2－mv02/2。公式中W为质点受到的所有的作用力在所研究的过程中做的总功，它可以是恒力功，可以是变力功，可以是分阶段由不同的力做功累积（代数和）而得到的结果。动能定理对力的性质没有任何限制，可以是重力、弹力、摩擦力、也可以是电场力、磁场力或其它力。等式右边为所研究的过程（初、末状态）中质点的动能的变化。动能定理表明，力对物体所做的总功，是物体动能变化的原因，力对物体所做的总功量度了物体动能的变化大小。

5. 机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。机械能守恒定律的研究对象是系统，一般简化为物体；守恒是指系统在满足守恒条件下，机械能－－动能和势能之和，在状态变化过程中总保持不变。 怎样判断机械能是否守衡？

（1）根据守恒条件：是否只有重力或弹力做功

（2）考察状态：比较、确定不同状态的机械能，看它们是否相同

（3）考察系统是否发生机械能与其它形式的能量的转化

6. 功和能：功是能量转化的量度。

7. 关于速度、动量、动能：速度 动量 动能均为描述质点运动状态的物理量，速度反映质点运动快慢和方向，是运动学量.运动速度不能描述物体所含机械运动的强弱，例如我们可以用手去接一个以速度v飞来的篮球，但不敢去接一个以同样速度飞来的铅球.动量是描述物体所含机械运动大小的物理量，是动力学量.当一个运动物体与其它物体相互作用时，机械作用强度取决于动量大小.速度 动量均为矢量.动能也是动力学量，是标量，当机械运动与其它形式的运动之间发生转化时，量度这种转化的是动能的变化而不是速度或动量的变化。 由上述分析我们可进一步理解力、冲量和功，请你自己比较分析。

8. 比较力学三个核心定律

牛顿定律 ΣF＝ma （矢量式、瞬时式）

动量定理 ΣFt＝mv－mv0 （矢量式、过程式）

动能定理 ΣW＝mv2/2－mv02/2 （标量式、过程式）

这是研究质点运动的三条核心规律，它们的意义分别为：力是改变质点运动状态的原因;力在时间上的累积作用－－ΣFt量度质点动量的变化；力在空间上的累积作用－－W量度质点动能的变化。三条规律为我们解决力学问题提供了三条途径。

在研究对象受恒力作用时，三种方法都可以应用；当问题直接涉及状态与空间位移时，用动能定理解决问题来得直接；当问题直接涉及状态和时间时，用动量定理解决问题比较简单；当物体在变力作用下，特别是复杂的曲线运动时，一般首选能法解决问题；当研究对象是一个相互作用的系统时，应首选守恒规律解决。

物理必修1知识点

第一章 运动的描述

一、 基本概念

1、 质点：在研究物体运动的过程中，如果物体的大小和形状在所研究问题中可以忽略时，把物体简化为一个点，认为物体的质量都集中在这个点上，这个点称为质点。

2、 参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个参照物称为参考系。

3、 坐标系：定量的描述运动，采用坐标系。

4、 时刻和时间间隔：1.钟表指示的一个读数对应着某一个瞬间，就是时刻，时刻在时间轴上对应某一点。两个时刻之间的间隔称为时间，时间在时间轴上对应一段。

2.时间和时刻的单位都是秒，符号为s，常见单位还有min，h

5、 路程：物体运动轨迹的长度

6、 位移：表示物体位置的变动。可用从起点到末点的有向线段来表示，是矢量。 位移的大小小于或等于路程。

7、 速度：物理意义：表示物体位置变化的快慢程度。

分类 平均速度：物体通过的位移与所用的时间之比。

瞬时速度：某一时刻（或某一位置）的速度。

与速率的区别和联系 速度是矢量，而速率是标量

平均速度=位移/时间，平均速率=路程/时间

瞬时速度的大小等于瞬时速率

8、 加速度 物理意义：表示物体速度变化的快慢程度

定义： 物体的加速度等于物体速度变化（vt—v0）与完成这一变化所用时间的比值 a=（vt—v0）/t （即等于速度的变化率）a不由△v、t决定，而是由F、m决定。 方向：与速度变化量的方向相同，与速度的方向不确定。（或与合力的方向相同）

二、 运动图象（只研究直线运动）

1、x—t图象（即位移图象）

（1）、纵截距表示物体的初始位置。

（2）、倾斜直线表示物体作匀变速直线运动，水平直线表示物体静止，曲线表示物体作变速直线运动。

（3）、斜率表示速度。斜率的绝对值表示速度的大小，斜率的正负表示速度的方向。

2、v—t图象（速度图象）

（1）、纵截距表示物体的初速度。

（2）、倾斜直线表示物体作匀变速直线运动，水平直线表示物体作匀速直线运动，曲线表示物体作变加速直线运动（加速度大小发生变化）。

（3）、纵坐标表示速度。纵坐标的绝对值表示速度的大小，纵坐标的正负表示速度的方向。

（4）、斜率表示加速度。斜率的绝对值表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向。

（5）、面积表示位移。横轴上方的面积表示正位移，横轴下方的面积表示负位移。

三、实验：用打点计时器测速度

1、两种打点计时器的异同点

电磁打点计时器： 振针 复写纸 工作电压为4-6V 电源的频率50 Hz时，每隔0.02 s打一次点

电火花打点计时器： 电火花 墨粉盒 电压220V 电源的频率50 Hz时，每隔0.02 s打一次点

2、纸带分析；

（1）、从纸带上可直接判断时间间隔，用刻度尺可以测量位移。

（2）、可计算出经过某点的瞬时速度

（3）、可计算出加速度

第二章 匀变速直线运动的研究

一、 基本关系式

v=v0+at x=v0t+1/2at2 v2-vo2=2ax v=x/t=(v0+v)/2

二、 推论

1、 vt/2=v=(v0+v)/2

2、△x=at2 ｛ xm-xn=(m-n)at2 ｝

3、初速度为零的匀变速直线运动的比例式

(1)初速度为0的n个连续相等的时间末的速度之比：

V1:V2:V3:… …:Vn=1:2:3:… …:n

(2)初速度为0的n个连续相等时间内全位移X之比：

X1: X2: X3:? ?:Xn=1：2

(3）初速度为0的n个连续相等的时间内S之比：

S1：S2：S3：??：Sn=1：3：5：??：（2n—1）

(4）初速度为0的n个连续相等的位移内全时间t之比

t1：t2：t3：??：tn=1：√2：√3：??：√n

（5）初速度为0的n个连续相等的位移内t之比：

t1：t2：t3：??：tn=1：（√2—1）：（√3—√2）：??：（√n—√n—1）

应用基本关系式和推论时注意：

（1）、确定研究对象在哪个运动过程，并根据题意画出示意图。

（2）、求解运动学问题时一般都有多种解法，并探求最佳解法。

三、两种运动特例

（1）、自由落体运动：v0=0 a=g v=gt h=1/2gt2 v2=2gh

（2）、竖直上抛运动；v0=0 a=-g

四、关于追及与相遇问题

1、寻找三个关系：时间关系，速度关系，位移关系。两物体速度相等是两物体有最大或最小距离的临界条件。

2、处理方法：物理法，数学法，图象法。

第三章 相互作用

一、 三种常见的力

1、 重力：由于地球对物体的吸引而产生的。大小：G=mg，方向：竖直向下，

作用点：重心（重力的等效作用点）

2、弹力

（1）、形变、弹性形变、定义等。

（2）、产生条件：接触 弹性形变 方向：弹性形变恢复的方向

（3）、拉力、支持力、压力。（按照力的作用效果来命名的）

（4）、弹簧的弹力的大小和方向，胡克定律F=kx

(5)、可用假设法来判断是否存在弹力。

3、摩擦力

（1）、静摩擦力： ①、产生条件：粗糙接触面 接触面间弹力 相对运动趋势 ②、方向判断：与相对运动趋势方向相反

③、大小： 要用“力的平衡”或“牛顿运动定律”来解。

（2）滑动摩擦力：①、产生条件：粗糙接触面 接触面间弹力 相对运动

②、方向判断：与相对运动方向相反

③、大小：f=u 。也可用“力的平衡”或“牛顿运动定律”来解。

（3）、可用假设法来判断是否存在摩擦力。

二、力的合成

1、定义；由分力求合力的过程。

2、合成法则：平行四边形定则或三角形定则。

3、求合力的方法

①、作图法（用刻度尺和量角器） ②、计算法（通常是利用直角三角形）

2、 合力与分力的大小关系

三、力的分解

1、 分解法则：平行四边形定则或三角形定则、

2、 分解原则：按照实际作用效果分解（即已知两分力的方向）

3、 把一个已知力分解为两个分力

①、

②、 已知两个分力的方向，求两个分力的大小。（解是唯一的） 已知一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向，（解是唯一的） （注意：通过作平行四边形或三角形判断）

4、 合力和分力是“等效替代”的关系。

三、 实验：探究求合力的方法（或“验证平行四边形定则”）

第四章 牛顿运动定律

一、 牛顿第一定律

1、 内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。——物体的运动并不需要力来维持。（揭示物体不受力或合力为零的情形）

2、 两个概念：①、力②、惯性：（一切物体都具有惯性，质量是惯性大小的唯一量）

二、牛顿第二定律

1、内容：（不能从纯数学的角度表述）

2、公式：F=ma

3、理解牛顿第二定律的要点：

①、式中F是物体所受的一切外力的合力。②、矢量性 ③、瞬时性

④、独立性 ⑤、相对性

三、牛顿第三定律

作用力和反作用力的概念

1、 内容：一个物体对另一个物体有作用力时，同时也受到另一物体对它的作用力，这种相互作用力称为作用力和反作用力。

2、 作用力和反作用力的特点：①等值、反向、共线、两物体 ②瞬时对应 ③性质相同 ④各自产生其作用效果

3、 一对相互作用力与一对平衡力的异同点

同：等大，反向，共线

异：相互作用力具有同时性（产生、变化、消失），异体性（作用效果不同，不可抵消），二力同性质。平衡力不具备同时性，可相互抵消，二力性质可不同。

四、 力学单位制

1、 力学基本物理量：长度（l） 质量（m） 时间（t）

力学基本单位： 米（m） 千克（kg） 秒（s）

2、 应用：用单位判断结果表达式，能肯定错误（但不能肯定正确）

五、 动力学的两类问题。

1、已知物体的受力情况，求物体的运动情况（v0 v t x ）

2、已知物体的运动情况，求物体的受力情况（ F合 或某个分力）

3、应用牛顿第二定律解决问题的一般思路

（1）明确研究对象。

（2）对研究对象进行受力情况分析，画出受力示意图。

（3）建立直角坐标系，以初速度的方向或运动方向为正方向，与正方向相同的力为正，与正方向相反的力为负。在Y轴和X轴分别列牛顿第二定律的方程。

（4）解方程时，所有物理量都应统一单位，一般统一为国际单位。

4、分析两类问题的基本方法

（1）抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。

（2）分析流程图

六、 平衡状态、平衡条件、推论

1、 处理方法：解三角形法（合成法、分解法、相似三角形法、封闭三角形法）和正交分解法

2、 若物体受三力平衡，封闭三角形法最简捷。若物体受四力或四力以上平衡，用正交分解法

七、 超重和失重

1、 超重现象和失重现象

2、 超重指加速度向上（加速上升和减速下降），超了F=ma大的弹力；失重指加速度向下（加速下降和减速上升），失了F=ma大的弹力。

自由落体运动、太空行走等现象时，弹力为0，处于完全失重状态。