内容正文:
物理必修二(鲁科版 2019)
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1.1 机械功
功:𝑾 = 𝑭𝒔𝒄𝒐𝒔𝜶 𝛼:力和位移方向的夹角
正功:𝟎° ≤ 𝜶 < 𝟗𝟎°
负功:𝟗𝟎° < 𝜶 ≤ 𝟏𝟖𝟎°
总功:𝑾总 = 𝑾𝟏 + 𝑾𝟐 + 𝑾𝟑 ⋯ 或 𝑾总 = 𝑭合𝒔𝒄𝒐𝒔𝜶
1.2 功率
功率:物理学中将力所做的功与完成这些功所用的时间之比称为功率。
𝑷 =
𝑾
𝒕
平均功率:𝑷 =
𝑾
𝒕
瞬时功率: 𝑷 = 𝑭𝒗
1.3 动能和动能定理
动能:物理学中把物体因运动而具有的能量称为动能
𝑬𝑲 =
𝟏
𝟐
𝒎𝒗𝟐
动能定理:合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。
𝑾总 = 𝑬𝑲𝟐 − 𝑬𝑲𝟏 =
𝟏
𝟐
𝒎𝒗𝟐
𝟐 −
𝟏
𝟐
𝒎𝒗𝟏
𝟐
实验:恒力做功与动能改变的关系
实验注意事项:
打点计时器使用交流电源。先接通电源,再释放纸带。
实验时,先将长木板一端垫高,平衡小车受到的摩擦力。
细线要与长木板平行。
为减小实验误差,应满足重物质量远小于小车质量 𝑚重物 ≪ 𝑚小车
实验结论:𝑚重物𝑔𝑠 =
1
2
𝑚小车𝑣2
2 −
1
2
𝑚小车𝑣1
2
重物
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1.4 势能及其改变
重力势能:物体因为处于一定高度而具有的能量称为重力势能。
𝑬𝒑 = 𝒎𝒈𝒉 ℎ:物体距参考平面的高度
重力做功:𝑾𝑮 = 𝒎𝒈∆𝒉 ∆ℎ:两个位置的高度差
弹性势能:因为发生弹性形变而具有的能量称为弹性势能。
物体的弹性形变越大,具有的弹性势能就越大。
1.5 科学验证:机械能守恒定律
机械能:物体的动能与重力势能、弹性势能之和称为机械能。
𝑬 = 𝑬𝑲 + 𝑬𝑷
机械能守恒定律:在只有重力或弹力这类力做功的情况下,物体系统
的动能与势能相互转化,机械能的总量保持不变。
机械能守恒条件:只有重力或弹力做功。
实验:验证机械能守恒定律
实验注意事项:
打点计时器使用交流电源。先接通电源,再释放纸带。
释放重物前,重物要靠近打点计时器。
应选用体积小密度大的重物,以减小空气阻力的影响。
数据分析:
若测得重物的重力势能减小量近似等于动能增加量,则证明重物
的机械能守恒。
由于存在空气阻力,重物重力势能的减小量会大于动能的增加量。
实验结论:𝑚𝑔ℎ =
1
2
𝑚𝑣2
2 −
1
2
𝑚𝑣1
2
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2.1 运动的合成与分解
曲线运动:轨迹是曲线的运动称为曲线运动。
条件:物体所受合力方向与速度方向不在同一直线上。
速度方向:沿曲线在该点的切线方向
轨迹特点:轨迹始终夹在合力与速度方向之间,且向合力方向弯曲
运动的合成与分解:遵循平行四边形定则(如图,合速度𝑣 = √𝑣𝑥2 + 𝑣𝑦2)
2.2 平抛运动
平抛运动:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,仅在重力作用下
物体所做的运动。
平抛运动的规律:
水平位移:𝒔 = 𝒗𝟎𝒕
下落高度:𝒉 =
𝟏
𝟐
𝒈𝒕𝟐
下落时间:𝒕 = √
𝟐𝒉
𝒈
下落时间仅取决于下落高度,高度越高下落时间越长。
3.1 匀速圆周运动快慢的描述
匀速圆周运动:在任意相等时间内通过的弧长都相等的圆周运动。
线速度:物体通过的弧长 s 与所用时间 t 之比称为线速度。
𝒗 =
𝒔
𝒕
=
𝟐𝝅𝒓
𝑻
𝒗 = 𝝎𝒓
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角速度:半径转过的角度𝜑与所用时间 t 之比称为角速度。
𝝎 =
𝝋
𝒕
=
𝟐𝝅
𝑻
周期 T、频率 f、转速 n: 𝒏 = 𝒇 =
𝟏
𝑻
3.2 科学探究:向心力
向心力:做匀速圆周运动的物体一定受到指向圆心的合外力作用,这
个力称为向心力。
向心加速度:𝒂 = 𝝎𝟐𝒓 =
𝒗𝟐
𝒓
向心力的大小:𝑭𝒏 = 𝒎𝒂 = 𝒎𝝎
𝟐𝒓 = 𝒎
𝒗𝟐
𝒓
4.1 万有引力定律
万有引力定律:𝑭 = 𝑮
𝒎𝟏𝒎𝟐
𝒓𝟐
引力常量𝐺 = 6.67 × 10−11
人造卫星运行规律(万有引力提供圆周运动所需的向心力)
𝐺
𝑀𝑚
𝑟2
= 𝑚𝑎向 = 𝑚
𝑣2
𝑟
= 𝑚𝜔2𝑟 = 𝑚
4𝜋2𝑟
𝑇2