新教材 人教版高中物理必修第二册全册各章节知识点考点重点

高中物理必修第二册全册知识点汇总 第五章抛体运动.............................................................................................................................. - 1 - 5.1 曲线运动............................................................................................................................. - 1 - 5.2 运动的合成与分解..............................................................................................................- 6 - 5.3 实验：探究平抛运动的特点............................................................................................- 17 - 5.4 抛体运动的规律................................................................................................................- 24 - 专题 抛体运动规律的应用..................................................................................................- 33 - 第六章圆周运动............................................................................................................................ - 38 - 6.1 圆周运动............................................................................................................................ - 38 - 6.2 向心力................................................................................................................................ - 46 - 6.3 向心加速度........................................................................................................................- 53 - 6.4 生活中的圆周运动............................................................................................................- 58 - 专题课 向心力的应用和计算..............................................................................................- 70 - 专题课 生活中的圆周运动..................................................................................................- 74 - 第七章万有引力与宇宙航行........................................................................................................- 78 - 7.1 行星的运动........................................................................................................................- 78 - 7.2 万有引力定律....................................................................................................................- 83 - 7.3 万有引力理论的成就........................................................................................................- 91 - 7.4 宇宙航行............................................................................................................................ - 98 - 7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性..............................................................................- 107 - 第八章机械能守恒定律..............................................................................................................- 111 - 8.1 功与功率..........................................................................................................................- 111 - 8.2 重力势能..........................................................................................................................- 122 - 8.3 动能和动能定理..............................................................................................................- 128 - 8.4 机械能守恒定律..............................................................................................................- 135 - 8.5 实验：验证机械能守恒定律..........................................................................................- 141 - 专题 动能定理和机械能守恒定律的应用........................................................................- 148 - 第五章抛体运动 5.1 曲线运动 一、曲线运动的速度方向 1．曲线运动 运动轨迹是曲线的运动称为曲线运动。 [特别提示] 数学中的切线不考虑方向，但物理学中的切线具有方向。如图所 示， 若质点沿曲线从A 运动到B， 则质点在a 点的速度方向(切线方向)为v1 的方向， 若从B 运动到A，则质点在a 点的速度方向(切线方向)为v2 的方向。 2．速度的方向 质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 3．运动性质 由于曲线运动中速度方向是变化的，所以曲线运动是变速运动。 二、物体做曲线运动的条件 1．当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运 动。 2．当物体加速度的方向与速度的方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。 曲线运动的速度方向 “丢沙包”游戏曾经风靡南北， 是一个经典的群体性游戏， 极受孩子们欢迎。 讨论： (1)丢出的沙包在空中做什么运动？ (2)沙包运动的速度在不同时刻有什么特点？曲线运动一定是变速运动吗？ 提示：(1)曲线运动。 (2)速度方向时刻发生变化，都沿该时刻曲线的切线方向；曲线运动一定是变 速运动。 1．曲线运动的速度方向：曲线运动中某时刻的速度方向就是该相应位置点的 切线方向。 [特别提示] 曲线的切线 如图所示，过曲线上的A、B 两点作直线，这条直线叫作曲线的割线。设想B 点逐渐沿曲线向A 点移动，这条割线的位置也就不断变化。当B 点非常非常接近 A 点时，这条割线就叫作曲线在A 点的切线。 2．曲线运动是变速运动：由于做曲线运动的物体的速度方向时刻在变化，不 管速度大小是否变化，因为速度是矢量，物体的速度时刻在变化，所以曲线运动 一定是变速运动，一定有加速度，但加速度不一定变化。 3．曲线运动的分类： (1)匀变速曲线运动：加速度恒定的曲线运动，即物体在恒力作用下的曲线运 动。 (2)变加速曲线运动：加速度不断变化的曲线运动，即物体在变力作用下的曲 线运动。 [特别提示] 曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。 【例1】翻滚过山车是大型游乐园里的一种比较刺激的娱乐项目。 如图所示， 翻滚过山车(可看成质点)从高处冲下，过M 点时速度方向如图所示，在圆形轨道 内经过A、B、C 三点。下列说法中正确的是( ) A．过A 点时的速度方向沿AB 方向 B．过B 点时的速度方向沿水平方向 C．过A、C 两点时的速度方向相同 D．在圆形轨道上与过M 点时速度方向相同的点在AB 段上 [思路点拨] 过山车做曲线运动， 在任一位置的速度方向沿轨迹上该点的切线 方向。 B [翻滚过山车经过A、B、C 三点的速度方向如图所示，由图可判断出B 正 确，A、C 错误；翻滚过山车在圆形轨道AB 段上的速度方向偏向左上方，不可能 与过M 点时速度方向相同，D 错误。 ] 在确定某点的速度方向时，要弄清两点：一是物体沿轨迹的运动方向，二是 轨迹在该点的切线方向。然后两方面结合确定该点的速度方向。 物体做曲线运动的条件 提示：物体所受合外力的方向与它的速度方向不在同一直线上。 如图所示，将圆弧形滑轨放在铺了一层白纸的平滑桌面上，使其底端与桌面 相切，让钢球从圆弧形滑轨滚下获得一定的初速度。为便于观察，在离开滑轨处 沿钢球运动方向用直尺在白纸上画一直线。图甲中将条形磁铁沿直线放置；图乙 中将条形磁铁放在钢球运动路线的旁边。 甲 乙 (1)图甲中钢球从滑轨上滚下时，观察钢球做什么运动，钢球的运动方向与所 受磁铁吸引力方向有什么关系？ (2)图乙中钢球从滑轨上滚下时，观察钢球做什么运动，钢球的运动方向与所 受磁铁吸引力方向有什么关系？ 提示：(1)钢球做加速直线运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向相同。 (2)钢球做曲线运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向不在同一条直线 上。 1．物体做曲线运动的条件 (1)动力学条件是合力方向与速度方向不共线。这包含三个层次的内容：①初 速度不为零；②合力不为零；③合力方向与速度方向不共线。 (2)运动学条件：加速度方向与速度方向不共线。 2．曲线运动的轨迹与速度、合力的关系 做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切，夹在速度方向与合力方向之间。 并向合力方向弯曲，也就是合力指向运动轨迹的凹侧。 [特别提示] 速度方向、合力方向及运动轨迹三者的关系 1根据速度和合力的方向，可定性画出物体的运动轨迹，如图甲所示。 2根据物体的运动轨迹，可确定物体在某点的速度方向，也可定性画出受力 方向，如图乙所示。 3．合外力与速率变化的关系 若合力方向与速度方向的夹角为α，则： 甲 乙 丙 【例2】 质点沿如图所示的轨迹从A 点运动到B 点，已知其速度逐渐减小， 图中能正确表示质点在C 点处受力的是( ) A B C D C [根据曲线运动中合力F 应指向轨迹的“凹侧”，故A、D 错误；在B 项 中，F 的方向与v 的方向成锐角，质点从A 到B 加速，故B 错误；在C 项中，F 的方向与v 的方向成钝角，质点从A 到B 减速，故C 正确。] [易错分析] 力和运动轨迹关系的三点提醒 (1)物体的运动轨迹由初速度、合外力两个因素决定，轨迹在合外力与速度之 间且与速度相切。 (2)物体在恒力作用下做曲线运动时，速度的方向将越来越接近力的方向，但 不会与力的方向相同。 (3)合力方向与速度方向成锐角时，物体做加速曲线运动；成钝角时，物体做 减速曲线运动。 5.2 运动的合成与分解 一、一个平面运动的实例 1．蜡块的位置：如图所示，蜡块沿玻璃管匀速上升的速度设为vy，玻璃管向 右匀速移动的速度设为vx，从蜡块开始运动的时刻开始计时，在某时刻t，蜡块的 位置P 可以用它的x、y 两个坐标表示：x＝vxt，y＝vyt。 注意：蜡块向右上方的运动可看成由沿玻璃管向上的运动和水平向右的运动 共同构成的。 2．蜡块运动的速度：大小v＝ v 2 x ＋v 2 y ，方向满足tan θ＝ vy vx 。 3．蜡块运动的轨迹：y＝ vy vx x，是一条过原点的直线。 二、运动的合成与分解 1．合运动与分运动 如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就是合运动，参与 的几个运动就是分运动。 2．运动的合成与分解：已知分运动求合运动的过程，叫运动的合成；已知合 运动求分运动的过程，叫运动的分解。 3．运动的合成与分解实质是对运动的位移、速度和加速度的合成和分解，遵 循矢量运算法则。 一个平面运动的实例(蜡块运动的分析) 一条宽阔的大河上有两个码头A、B 隔河相对。小明驾着小船从这边的码头A 出发，将一批货物运送到对岸的码头B。他驾船时始终保持船头指向与河岸垂直， 但小明惊奇地发现小船行驶的路线并不与河岸垂直，而是朝河的下游方向偏移。 怎样来研究这种运动呢？ 提示：小船的实际运动为小船自身的运动与沿河流方向运动的合运动。 1．研究蜡块的运动 2．结论 蜡块向右上方的运动可看成由沿玻璃管向上的运动和水平向右的运动共同构 成。 [特别提示] 1vx、 vy 都是常量， v＝ v 2 x ＋v 2 y 也是常量， 说明蜡块的速度大 小是一定的；tan θ＝ vy vx 也是一常量，说明蜡块的速度方向是一定的。综上可知蜡块 做的是匀速直线运动。 2根据tan α＝y x，也能判断蜡块的运动是直线运动，因为tan α＝y x＝ vy vx ，是定 值，也就是说，位移的方向一直不变，所以蜡块做直线运动。 【例1】 (多选)质量为m＝2 kg 的物体在光滑的水平面上运动，在水平面内 建立xOy 坐标系，t＝0 时物体位于坐标系的原点O。物体在x 轴和y 轴方向的分 速度vx、vy 随时间t 变化的图线如图甲、乙所示。则( ) A．t＝0 时，物体速度的大小为3 m/s B．t＝8 s 时，物体速度的大小为4 m/s C．t＝8 s 时，物体速度的方向与x 轴正方向的夹角为37° D．t＝8 s 时，物体的位置坐标为(24 m，16 m) AD [由题图可知，t＝0 时刻，vx＝3 m/s，vy＝0，所以t＝0 时刻，物体的速 度大小v0＝3 m/s，A 正确；t＝8 s 时，vx＝3 m/s，vy＝4 m/s，物体的速度大小v ＝ v 2 x ＋v 2 y ＝5 m/s，B 错误；t＝8 s 时，设速度方向与x 轴正方向的夹角为α， 则tan α＝ vy vx ＝4 3，得α＝53°，C 错误；t＝8 s 时，物体的位置坐标x＝vxt＝24 m，y ＝1 2ayt2＝16 m，所以t＝8 s 时，物体的位置坐标为(24 m，16 m)，D 正确。] 运动的合成与分解 因蜡块随玻璃管沿水平方向匀加速运动，蜡块沿竖直方向上匀速运动，蜡块 所受合外力与合速度有夹角，故其轨迹不是直线。 如图所示，跳伞运动员打开降落伞后正从高空下落。 (1)跳伞员在无风时竖直匀速下落，有风时运动员的实际运动轨迹还竖直向下 吗？竖直方向的运动是跳伞员的合运动还是分运动？ (2)已知跳伞员的两个分运动速度，怎样求跳伞员的合速度？ 提示：(1)有风时跳伞员不沿竖直方向向下运动。无风时跳伞员竖直匀速下落， 有风时，跳伞员一方面竖直匀速下落，一方面在风力作用下水平运动。因此，竖 直匀速下落的运动是跳伞员的分运动。 (2)应用矢量运算法则求合速度。 1．合运动与分运动 (1)如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就是合运动，参 与的几个运动就是分运动。 (2)物体实际运动的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度， 而分运动的位移、速度、加速度就是它的分位移、分速度、分加速度。 2．合运动与分运动的四个特性 等时性 各分运动与合运动同时发生和结束，时间相同 等效性 各分运动的共同效果与合运动的效果相同 同体性 各分运动与合运动是同一物体的运动 独立性 各分运动之间互不相干，彼此独立，互不影响 3．运动的合成与分解 (1)运动的合成与分解：已知分运动求合运动，叫运动的合成；已知合运动求 分运动，叫运动的分解。 (2)运动合成与分解的法则：合成和分解的对象是位移、速度、加速度，这些 量都是矢量，遵循的是平行四边形定则。 [特别提示] 合运动与分运动有等时、独立、等效、同体四个特性，最重要的 是等时性，时间像桥梁一样联系着分运动和合运动。 4．确定合运动性质的方法 分析两个直线运动的合运动的性质时，应先根据平行四边形定则，确定合运 动的合初速度v0 和合加速度a，然后进行判断： (1)判断是否做匀变速运动：若a 恒定，物体做匀变速运动；若a 变化，物体 做变加速运动。 (2)判断轨迹曲直：若a 与v0 共线，则做直线运动；若a 与v0 不共线，则做曲 线运动。 (3)互成角度的两个直线运动的合运动性质和轨迹的判断 分运动 合运动 矢量图 条件 两个匀速直线运动 匀速直线运动 a＝0 一个匀速直线运动和 一个匀变速直线运动 匀变速曲线运动 a与v 成α 角 两个初速度为零的匀 加速直线运动 初速度为零的匀加 速直线运动 v0＝0 两个初速度不为零的 匀加速直线运动 匀变速直线运动 a 与v 方 向相同 匀变速曲线运动 a与v 成α 角 【例2】 竖直放置的两端封