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1、必修2第五章曲线运动一、曲线运动及其研究i.曲线运动.(1)性质：是一种变速运动。作曲线运动质点的加速度和所受合力不为零。(2)条件：当质点所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，质点做曲线运动。(1)力线、速度线与运动轨迹间的关系:质点的运动轨迹被力线和速度线所夹，且力线在轨迹凹侧。2.运动的合成与分解法则：平行四边形定则或三角形定则。(2)合运动与分运动的关系：一是合运动与分运动具有等效性和等时性;二是各分运动具有独立性。(3)矢量的合成与分解:运动的合成与分解就是要对相关矢量(力、加速度、速度、位移)进行合成与分解，使合矢量与分矢量相互转化。二、平抛运动规律1.平抛运动的轨迹是抛物
2、线，轨迹方程为y=“2%22.几个物理量的变化规律加速度分加速度:水平方向的加速度为零，竖直方向的加速度为go合加速度:合加速度方向竖直向下，大小为g o 因此，平抛运动是匀变速曲线运动。速 度分速度:水平方向为匀速直线运动，水平分速度为V x=V o；竖直方向为匀加速直线运动，竖直分速度为V y=g t.合速度:合速度v=应+说=VQ+(at)2q y 7 o t a n 0 =g t/V o,o 为(合)速度方向与水平方向的夹角。(3)位移分位移:水平方向的位移x=V o t.合位移:物体的合位移_ 1 1s=J/+y2=Vot2+-g2t4=t V g +-g2t244 1 4体的(合)
3、位移与水平方向的夹角。3.研究平抛运动实验(1)实验器材:斜槽、白纸、图钉、木板、有孔的卡片、铅笔、小球、刻度尺和重锤线。主 要 步 骤：安装调整斜槽;调整木板;确定坐标原点;描绘运动轨迹;计算初速度。(3)注意事项实验中必须保证通过斜槽末端点的切线水平;方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触。小球必须每次从斜槽一上同一位置无初速度滚下，即应在斜槽上固定-一个挡板。2 g t 2 gt tan。tan a=-=-=“o t 2%2 Q 为物坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，而是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点，应在实验前作出
4、。要在斜槽一上适当的高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨道由木板左上角到达右下角，这样可以减少测量误差。要在轨迹上选取距坐标原点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果更精确些。三、圆周运动的描述1.运动学描述(1)描述圆周运动的物理量线速度(V):V=4 1/Z S t,国际单位为m/s。质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。角速度(w):w=A 6/A t,国际单位为r a d/s.转速(n):做匀速圆周运动的物体单位时间所转过的圈数，单 位 为r/s (或r/mi n)。周期(T):做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间，国际单位为s o向心加速度(a n)：任何做匀
5、速圆周运动的物体的加速度都指向圆心即与速度方向垂直,这个加速度叫做向心加速度，国际单位为m/s 2 o匀速圆周运动是线速度大小、角速度、转速、周期、向心加速度大小不变的圆周运动。(3)物理量间的相互关系线速度和角速度的关系：V=w r线速度与周期的关系：v=2 n r/T角速度与周期的关系：w=2 JI/T m2转速与周期的关系：n=l/T2.动力学描述向心力:做匀速圆周运动的物体所受的合力一定指向圆心即与速度方向垂直，这个合力叫做向心力。向心力的效果是改变物体运动的速度方向、产生向心加速度。向心力是一种效果力，可以是某一性质力充当，也可以.是某些性质力的合力充当，还可以是某一性质力的分力充当
6、。向 心 力 的 表 达 式：由 牛 顿 第 二 定 律 得 向 心 力 表 达 式 为r-v2rn=man=tn =mco r在速度一定的条件下，物体受到的向心力与半径成反比;在角速度-定的条件下,物体受到的向心力与半径成正比。第六章万有引力与航天一、天体的运动规律从运动学的角度来看，开普勒行星运动定律提示了天体的运动规律，回答了天体做什么样的运动。1.开普勒第一定律说明了不同行星的运动轨迹都是椭圆，太阳在不同行星椭圆轨道的一个焦点上；2.开普勒第二定律表明：由于行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，所以行星在绕太阳公转过程，中离太阳越近速率就越大，离太阳越远速率就越小。所以行星在近
7、日点的速率最大，在远日点的速率最小；3.开普勒第三定律告诉我们:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，比值是一个与行星无关的常量，仅与中心天体一太阳的 质 量 有 关。开普勒行星运动定律同样适用于其他星体围绕中心天体的运动（如卫星围绕地球的运动），比值仅与该中心天体质量有关。二、天体运动与万有引力的关系从动力学的角度来看，星体所受中心天体的万有引力是星体作椭圆轨道运动或圆周运动的原因。若将星体的椭圆轨道运动简化为圆周运动，则可得如下规律：1.加速度与轨道半径的关系由GMmma 得 a=GM2 线速度与八 Mm v2Or =tn的关系：由3.角速度与轨Mm 2G =m
8、cor 得 =的关系：由系：由若星体在中心天体表面附近做圆周运动，上述公式中的轨道半径半 径 R.为中心天体的第七章机械能守恒定律一、热量、功与功率1.热量:热量是内能转移的量度，热量的多少量度了从一个物体到另一个物体内能转移的多少。2.功：功是能量转化的量度，力做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式。功的公式：W=Flcosa(a是力和位移的夹角)，即功等于力的大小、位移的大小及力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。热量与功均是标量，国际单位均是Jo(2)力做功的因素:力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。力做功既可以说成是作用在物体上的力和物体在力的方向上位移的
9、乘积，也可以说成是物体的位移与物体在位移方向上力的乘积。功的正负：根 据W=Flcosa可以推出：当0 9 0 时，力做正功，为动力功；当90 a W 180时，力做负功，为阻力功；当a=90时，力不做功。(4)求总功的两种基本法:其一是先求合力再求功；其二是先求各力的功再求各力功的代数和。3.功率:功跟完成这些功所用的时间的比值叫做功率，表示做功的快慢。(1)平均功率与瞬时功率公式分别为：P=w/t和P=Fvcosa,式 中a是F与v之间的夹角。功率是标量，国际单位为W。额定功率与实际功率:额定功率是动力机械长时间正常工作时输出的最大功率。机械在额定功率下工作，F与v是互相制约的;实际功率是
10、动力机械实际工作时输出的功率，实际功率应小于或等于额定功率，发动机功率不能长时间大于额定功率工作。实际功率P实=Fv,式中力F和速度v都是同一时刻的瞬时值。二、机械能1.动能:物体由于运动而具有的能，其表达式为EK1 mv22.重力势能:物体由于被举高而具有的势能，其表达式为Ep=mgh,其 中h是物体相对于参考平面的高度。重力势能是标量，但有正负之分，正值表明物体处在参考平面上方，负值表明物体处在参考平面下方。2.弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，而具有的势能。弹簧弹性势能的表达式为：E p J k l?2,其中k为弹簧的劲度系数，L为弹簧的形变量。三、能量观点
11、1.动能定理.(1)内容:合力所做的功等于物体动能的变化。公式表述为2.机械能守恒定律(1)内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。(2)公式表述:1 2 7 1 2,+mgiK +tngh 1或与成 品2+4?=EKI+EPI2 2(3)变式表述：物体系内动能的增加(减小)等于势能的减小(增加)；物体系内某些物体机械能的增加等于另一些物体机械能的减小。3.能量守恒定律(1)内容:能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变。(2)变式表述：物体系统内，某些形式能的增加等于另一些形式能的减小；物体系统内，某些物体的能量的增加等于另一些物体的能量的减小。