高一物理必修2知识点：质点的运动和力
学习资料 2021-03-18 354
质点的运动（1）-----直线运动
1）匀变速直线运动
1.平均速度V平=S/t（定义式）2.有用推论Vt2–V02=2as
3.中间时刻速度Vt/2=V平=（Vt+Vo）/2
4.末速度V=Vo+at
5.中间位置速度Vs/2=[（V_o2+V_t2）/2]1/2
6.位移S=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7.加速度a=（V_t-V_o）/t以V_o为正方向，a与V_o同向（加速）a>；0；反向则a<；0
8.实验用推论ΔS=aT2ΔS为相邻连续相等时间（T）内位移之差
9.主要物理量及单位：初速（V_o）：m/s加速度（a）：m/s2末速度（Vt）：m/s
时间（t）：秒（s）位移（S）：米（m）路程：米
速度单位换算：1m/s=3.6Km/h
注：（1）平均速度是矢量。（2）物体速度大，加速度不一定大。（3）a=（V_t-V_o）/t只是量度式，不是决定式。（4）其它相关内容：质点/位移和路程/s--t图/v--t图/速度与速率/
2）自由落体
1.初速度V_o=0
2.末速度V_t=gt
3.下落高度h=gt2/2（从V_o位置向下计算）
4.推论Vt2=2gh
注：（1）自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速度直线运动规律。
（2）a=g=9.8≈10m/s2重力加速度在赤道附近较小，在高山处比平地小，方向竖直向下。
3）竖直上抛
1.位移S=V_ot–gt2/22.末速度V_t=V_o–gt（g=9.8≈10m/s2）
3.有用推论V_t2-V_o2=-2gS
4.上升最大高度H_max=V_o2/（2g）（抛出点算起）
5.往返时间t=2V_o/g（从抛出落回原位置的时间）
注：（1）全过程处理：是匀减速直线运动，以向上为正方向，加速度取负值。（2）分段处理：向上为匀减速运动，向下为自由落体运动，具有对称性。（3）上升与下落过程具有对称性，如在同点速度等值反向等。
平抛运动
1.水平方向速度V_x=V_o
2.竖直方向速度V_y=gt
3.水平方向位移S_x=V_ot
4.竖直方向位移S_y=gt2/2
5.运动时间t=（2S_y/g）1/2（通常又表示为（2h/g）1/2）
6.合速度V_t=（V_x2+V_y2）1/2=[V_o2+（gt）2]1/2
合速度方向与水平夹角β：tgβ=V_y/V_x=gt/V_o
7.合位移S=（S_x2+S_y2）1/2，
位移方向与水平夹角α：tgα=S_y/S_x＝gt/（2V_o）
注：（1）平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为g，通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成。（2）运动时间由下落高度h（S_y）决定与水平抛出速度无关。（3）θ与β的关系为tgβ＝2tgα。（4）在平抛运动中时间t是解题关键。（5）曲线运动的物体必有加速度，当速度方向与所受合力（加速度）方向不在同一直线上时物体做曲线运动。
2）匀速圆周运动
1.线速度V=s/t=2πR/T
2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/R=ω2R=（2π/T）2R
4.向心力F心=mV2/R=mω2R=m（2π/T）2R
5.周期与频率T=1/f
6.角速度与线速度的关系V=ωR
7.角速度与转速的关系ω=2πn（此处频率与转速意义相同）
8.主要物理量及单位：弧长（S）：米（m）角度（Φ）：弧度（rad）频率（f）：赫（Hz）
周期（T）：秒（s）转速（n）：r/s半径（R）：米（m）线速度（V）：m/s
角速度（ω）：rad/s向心加速度：m/s2
注：（1）向心力可以由具体某个力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直。（2）做匀速度圆周运动的物体，其向心力等于合力，并且向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，因此物体的动能保持不变，但动量不断改变。
3）万有引力
1.开普勒第三定律T2/R3=K（4π2/GM）R:轨道半径T：周期K:常量（与行星质量无关）
2.万有引力定律F=Gm_1m_2/r2G=6.67×10-11N·m2/kg2方向在它们的连线上
3.天体上的重力和重力加速度GMm/R2=mgg=GM/R2R:天体半径（m）
4.卫星绕行速度、角速度、周期V=（GM/R）1/2
ω=（GM/R3）1/2T=2π（R3/GM）1/2
5.第一（二、三）宇宙速度V_1=（g地
r地）1/2=7.9Km/sV_2=11.2Km/sV_3=16.7Km/s
6.地球同步卫星GMm/（R+h）2=m4π2（R+h）/T2
h≈36000km/h:距地球表面的高度
注：（1）天体运动所需的向心力由万有引力提供，F心=F万。（2）应用万有引力定律可估算天体的质量密度等。（3）地球同步卫星只能运行于赤道上空，运行周期和地球自转周期相同。（4）卫星轨道半径变小时，势能变小、动能变大、速度变大、周期变小。（5）地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9Km/S.
力（常见的力、力矩、力的合成与分解）
1）常见的力
1.重力G=mg方向竖直向下g=9.8m/s2≈10m/s2作用点在重心适用于地球表面附近
2.胡克定律F=kX方向沿恢复形变方向k:劲度系数（N/m）X:形变量（m）
3.滑动摩擦力f=μN与物体相对运动方向相反μ：摩擦因数N:正压力（N）
4.静摩擦力0≤f静≤fm与物体相对运动趋势方向相反fm为最大静摩擦力
5.万有引力F=Gm_1m_2/r2G=6.67×10-11N·m2/kg2方向在它们的连线上
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