高一物理下学期期中复习知识点（期中知识清单 ）（必背公式+3个必做实验+十八解题方法）(必修二全册 沪科版)

高二物理期中复习清单 必背公式和说明1 知识点 内容 公式 说明 运动合成与分解 合速度 大小： 方向：tan θ＝ 合位移 大小： 方向： 平抛运动合成与分解 分速度与合速度 分位移与合位移 知识点 内容 公式 说明 描述圆周运动的物理量 线速度 1.大小： 2.方向：切线方向 角速度 描述圆周运动的物理量 周期、频率、转速 （频率单位：，转速单位：） 描述圆周运动的物理量 线速度、角速度、周期之间的关系 向心力和向心加速度 向心力大小 向心加速度大小 曲线运动中合力的分解 指向圆心方向的合力提供向心力 圆周运动的应用 测定分子速率 车辆转弯时的向心力 得 离心现象 1 若F合＝mrω2或F合＝，物体做匀速圆周运动 ②若F合>mrω2或F合> ③若0<F合<mrω2或0<F合< 必背公式和说明2 知识点 内容 公式 说明 开普勒行星运动定律 第二定律 v1r1=v2r2 第三定律 k是一个与行星无关的常量 万有引力定律 两质点间万有引力大小 两质量分布均匀的球体，为球心间的距离 万有引力定律的应用 1.“称量”地球的质量 1.“称量”太阳的质量 1. 地球半径为 2. 行星的轨道半径为，公转周期为 知识点 内容 公式 说明 万有引力定律 第一宇宙速度 v===7.9 km/s 地球半径R 卫星的各物理量 G=Fn= “轨高速低周期大” 天体质量和密度的计算 人造地球卫星 人造地球卫星的轨道特点 (1)卫星绕地球沿椭圆轨道运动时，地心是椭圆的一个焦点，卫星的周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律． (2)卫星绕地球沿圆轨道运动时，因为地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球运动的向心力，而万有引力指向地心，所以地心必定是卫星圆轨道的圆心． (3)卫星的轨道平面可以在赤道平面内(如同步卫星)，可以通过两极上空(极地轨道)，也可以和赤道平面成任一角度，如图所示． 地球同步卫星：周期、角速度、线速度大小、高度、向心加速度、轨道平面一定。 必背公式和说明3 知识点 内容 公式 说明 功 恒力的功 恒力的功的计算公式 合力的功等于总功 W合＝W1＋W2＋W3＋…. （适用于合力为恒力的情况） 变力的功 微元法求变力的功 变力做功：动能定理、微元法、等效法、转化研究对象法、平均力法、图像法、功率法(W=Pt) 功率 平均功率 瞬时功率 为力与速度的夹角 机车启动问题的求解方法 (1)机车的最大速度vmax的求法 vmax＝＝ 机车做匀速运动时速度最大，此时牵引力F等于阻力Ff， (2)匀加速启动时，做匀加速运动的时间t的求法 牵引力F＝ma＋Ff，匀加速运动的最大速度v′max＝，时间t＝. 注意匀加速的的最大速度和机车全过程的最大速度不同 (3)瞬时加速度a的求法 根据F＝求出牵引力，则加速度a＝.　 机车启动问题的图像 P－t图 v－t图 以恒定功率启动 以恒定加速度启动 知识点 内容 公式 说明 动能和动能定理 动能 Ek＝mv2 标量 动能定理 W＝Ek2－Ek1＝mv－mv． 为合力的功 风力发电 机功率 重力势能 重力势能 重力势能为零的参考平面称为零势能面 引力势能 r为物体到地心的距离 重力做功与重力势能变化量之间的关系 重力势能取决于零势能面位置的选取，但重力势能的变化量与零势能 面的选取无关。 弹性势能 弹力所做的功W与弹性势能变化量之间的关系 知识点 内容 公式 说明 机械能守恒定律 守恒角度 Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E初＝E末 初状态的机械能等于末状态的机械能 转化角度 Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2或ΔEk＝－ΔEp 过程中动能的增加量等于势能的减少量 转移角度 EA2－EA1＝EB1－EB2或ΔEA＝－ΔEB 牛顿力学的局限性与相对论初步 系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少的机械能(不用选择参考平面) 必背公式和说明4 知识点 内容 公式 说明 牛顿力学的局限性 适用于低速、宏观及弱引力场 局限性主要体现在高速、微观及强引力场情况下牛顿力学不再适用。 按照牛顿力学，高能质子的速度将超过光速，这个结论是错误的 电子伏特与焦耳的转换关系 任何粒子的速度都不可能超过光速。可见，牛顿力学在高速运动情况下不再适用。 牛顿力学不再适用于微观世界。 牛顿力学在强引力场情况下也不再适用 相对论初步 狭义相对论的两条原理 1.相对性原理:物理规律包括电磁规律，在所有惯性系中都具有相同的形式。 2.光速不变原理:真空中的光速在所有惯性系中都是相同的，与光源和观测者的速度无关。 尺缩效应 钟慢效应 狭义相对论两个基本原理的直接推论，就是同时的相对性。 运动质量和静止质量的关系 m称为物体的运动质量，而m。则称为物体的静止质量，即物体在自身静止的参考系中的质量。 爱因斯坦质能关系 广义相对论的两个基本原理 1.一个均匀引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，或者说，无法通过在密闭箱子内的实验来判断系统是静止在引力场中还是在无引力场情况下做加速运动。 2.广义相对性原理:物理规律在任何参考系中都具有相同的形式。 引力红移、引力波 必做实验1 实验1 探究平抛运动的特点 （1）探究平抛运动竖直分运动的特点 （2）探究平抛运动水平分运动的特点 必做实验2 实验2探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 必做实验3 实验3 验证机械能守恒定律 解题方法 一、判断两个直线运动的合运动性质的方法 1.分别把两个直线运动的初速度和加速度合成，然后根据合加速度特点以及合加速度与合初速度的方向关系判断合运动的性质。 2.常见的情况： 两个互成角度的分运动 合运动的性质 两个匀速直线运动 匀速直线运动 一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动 匀变速曲线运动 两个初速度为零的匀加速直线运动 匀加速直线运动 两个初速度不为零的匀变速直线运动 如果v合与a合共线，为匀变速直线运动 如果v合与a合不共线，为匀变速曲线运动 二、绳(杆)连接物的关联速度解题方法 1.题型特点 与绳(杆)相连的物体运动方向与绳(杆)不在一条直线上。 2.明确合速度与分速度 合速度→绳(杆)拉物体的实际运动速度v→平行四边形对角线 3.解题原则 把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分速度，根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解，常见的模型如图所示。 三、分析空间中的抛体运动的思路 (1)明确题意，形成运动轨迹在空间分布情况的一个轮廓； (2)以抛出点为坐标原点，根据运动情景建立三维直角坐标系； (3)确定每个坐标轴上的受力特点，明确各自的运动性质； (4)依据已知条件、运动学公式找出在各个坐标轴方向的位移、速度、加速度大小； (5)利用运动的合成与分解知识确定研究问题或联立求解相关问题。 四、与斜面或圆弧面有关的抛体运动 1.与斜面结合的抛体运动分解方法 (1)水平方向：匀速直线运动 竖直方向：匀变速直线运动。 (2)沿斜面方向：加速度为gsin θ的匀变速直线运动。(θ为斜面与水平方向的夹角) 垂直斜面方向：加速度为gcos θ的类竖直上抛运动。 (3)斜抛运动：沿初速度方向的匀速直线运动，沿竖直方向的自由落体运动。 2.几种常见情形 已知条件 情景示例 解题策略 已知速度方向 已知速度 方向垂直 从斜面外平抛，垂直落在斜面上， 如图所示。 分解速度tan θ＝ 从斜面外斜抛，垂直落在斜面上， 如图所示。 分解速度 tan θ＝ 从圆弧形轨道外平抛，恰好无碰撞地进入圆弧形轨道，如图所示。 已知速度方向沿该点圆弧的切线方向 分解速度 tan θ＝ 已知位移方向 已知位移 方向沿斜 面向下 从斜面上平抛又落到斜面上，如图所示。 分解位移 tan θ＝ 从斜面上斜抛又落到斜面上，如图所示。 分解位移 tan θ＝ 在斜面外平抛，落在斜面上位移最小，如图所示。 已知位移方向垂直斜面　　 分解位移 tan θ＝ 利用位移关系 从圆心处水平抛出，落到半径为R的圆弧上，如图所示。 已知位移大小等于半径R　　 从与圆心等高的圆弧上水平抛出，落到半径为R的圆弧上，如图所示。 已知水平位移x与半径R的差的平方与竖直位移的平方之和等于半径R的平方　　 五、圆周运动中动力学问题的分析思路 六、天体质量和密度的计算 1.利用天体表面重力加速度 已知天体表面的重力加速度g和天体半径R。 (1)由G＝mg，得天体质量M＝。 (2)天体密度ρ＝。 2.利用运行天体 已知卫星绕中心天体做匀速圆周运动的半径r和周期T。 (1)由G＝mr，得M＝。 (2)若已知天体的半径R，则天体的密度ρ＝。 (3)若卫星绕天体表面运行，可认为轨道半径r等于天体半径R，则天体密度ρ＝，故只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T，就可估算出中心天体的密度。 七、同步卫星、近地卫星及赤道上物体的比较 　如图所示，a为近地卫星，轨道半径为r1；b为赤道面内的地球同步卫星，轨道半径为r2；c为赤道上随地球自转的物体，轨道半径为r3。 比较项目 近地卫星(r1、ω1、v1、a1) 同步卫星(r2、ω2、v2、a2) 赤道上随地球自转的物体(r3、ω3、v3、a3) 向心力来源 万有引力 万有引力 万有引力的一个分力 轨道半径 r2>r1＝r3 角速度 ω1>ω2＝ω3 线速度 v1>v2>v3 向心加速度 a1>a2>a3 八、天体“追及”问题的处理方法 1.相距最近：两同心转动的卫星(rA<rB)同向转动时，位于同一直径上且在圆心的同侧时，相距最近。从相距最近到再次相距最近，两卫星的运动关系满足：(ωA－ωB)t＝2π或＝1。 2.相距最远：两同心转动的卫星(rA<rB)同向转动时，位于同一直径上且在圆心的异侧时，相距最远。从相距最近到第一次相距最远，两卫星的运动关系满足：(ωA－ωB)t'＝π或。 3.若两同心转动的卫星初始位置不在同一直径上时，找两卫星的运动关系时需注意初始时刻两卫星与地心连线之间的夹角。 九、卫星的变轨和对接问题 1.卫星发射模型 人造卫星的发射过程一般要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图所示。 (1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向先发射卫星到圆轨道Ⅰ上，卫星在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，有G＝m。 (2)在A点(近地点)点火加速，由于速度变大，所需向心力变大，G<m，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ。 (3)在椭圆轨道B点(远地点)，G>m，将做近心运动，再次点火加速，使G＝m，进入圆轨道Ⅲ。 十、双星或多星模型 1.双星模型 (1)绕公共圆心转动的两个星体组成的系统，我们称之为双星系统。如图所示。 (2)特点 ①各自所需的向心力由彼此间的万有引力提供，即＝m1r1，＝m2r2。 ②两星的周期、角速度相同，即T1＝T2，ω1＝ω2。 2 两星的轨道半径与它们之间的距离的关系为r1＋r2＝L。 2.多星模型 所研究星体所受万有引力的合力提供做圆周运动的向心力，除中央星体外，各星体的角速度或周期相同。常见的多星模型及其规律： 常 见 的 三 星 模 型 ①＝ma向 ②×cos 30°×2＝ma向 常 见 的 四 星 模 型 ①×cos 45°×2＋＝ma向 3 ×cos 30°×2＋＝ma向 十一、星球“瓦解”问题　黑洞问题 1.星球的瓦解问题 当星球自转越来越快时，星球对“赤道”上的物体的引力不足以提供向心力时，物体将会“飘起来”，进一步导致星球瓦解，瓦解的临界条件是“赤道”上的物体所受星球的引力恰好提供向心力，即＝mω2R，得ω＝。当ω>时，星球瓦解，当ω<时，星球稳定运行。 2.黑洞 黑洞是一种密度极大、引力极大的天体，以至于光都无法逃逸，科学家一般通过观测绕黑洞运行的天体的运动规律间接研究黑洞。当天体的逃逸速度(逃逸速度为其第一宇宙速度的倍)超过光速时，该天体就是黑洞。 十二、变力的功的求法 1.“微元法”求变力做功 将物体的位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做功的代数和，此法适用于求解大小不变、方向改变的变力做功。如图所示，质量为m的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功W克f＝Ff·Δx1＋Ff·Δx2＋Ff·Δx3＋…＝Ff(Δx1＋Δx2＋Δx3＋…)＝Ff·2πR。 2.“平均力”求变力做功 当力的方向不变而大小随位移线性变化时，可先求出力在这段位移中的平均值，再由W＝lcos α计算，如弹簧弹力做功。 3.“图像法”求变力做功 在F－x图像中，图线与x轴所围“面积”的代数和就表示力F在这段位移内所做的功，且位于x轴上方的“面积”为正功，位于x轴下方的“面积”为负功，但此方法只适用于便于求图线与x轴所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形)。如图所示，一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为x1，F－x图线与横轴所围面积表示拉力所做的功，W＝x1。 4.“转化法”求变力做功 通过转换研究对象，可将变力做功转化为恒力做功，用W＝Flcos α求解，如轻绳通过光滑轻质定滑轮拉物体运动过程中拉力做功问题。如图所示，恒力F把放在光滑水平面上的物体从A拉到B，因轻绳对物体做的功等于拉力F对轻绳做的功，故轻绳对物体做功W＝F()。 5. 其他求变力做功的方法 (1)当发动机功率一定，求发动机做功用W＝Pt。 (2)利用动能定理求变力做功WF＋W其他力＝ΔEk。 十三、机车的两种启动方式 1．以恒定功率启动 (1)过程分析 (2)此过程的P－t图像和v－t图像 2．以恒定加速度启动 (1)过程分析 (2)此过程的P－t图像和v－t图像 十四、应用动能定理解题的一般步骤 (1)选取研究对象(通常是单个物体)，明确它的运动过程． (2)对研究对象进行受力分析，明确各力做功的情况，求出外力做功的代数和． (3)明确物体在初、末状态的动能Ek1、Ek2. (4)列出动能定理的方程W＝Ek2－Ek1，结合其他必要的辅助方程求解并验算． 十五、机械能是否守恒的三种判断方法 1.利用机械能的定义判断：若物体动能、势能之和不变，则机械能守恒。 2.利用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，或者虽受其他力，但其他力不做功(或做功代数和为0)，则机械能守恒。 3.利用能量转化判断：若物体或系统与外界没有能量交换，物体或系统内也没有机械能与其他形式能的转化，则机械能守恒。 十六、单物体的机械能守恒问题 1.机械能守恒定律表达式 说明：单个物体应用机械能守恒定律时选用守恒观点或转化观点进行列式。 2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤 十七、系统的机械能守恒问题 1.解决多物体系统机械能守恒的注意点 (1)对多个物体组成的系统，要注意判断物体运动过程中系统的机械能是否守恒。一般情况为：不计空气阻力和一切摩擦，系统的机械能守恒。 (2)注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系。 (3)列机械能守恒方程时，一般选用ΔEk＝－ΔEp或ΔEA＝－ΔEB的形式。 2.几种实际情景的分析 (1)速率相等情景 注意分析各个物体在竖直方向的高度变化。 (2)角速度相等情景 ①杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向，杆能对物体做功，单个物体机械能不守恒。 ②由v＝ωr知，v与r成正比。 (3)某一方向分速度相等情景(关联速度情景) 两物体速度的关联实质：沿绳(或沿杆)方向的分速度大小相等。 十八、常见的功能关系 力做功 能的变化 定量关系 合力做的功 动能变化 W＝Ek2－Ek1＝ΔEk 重力做的功 重力势能变化 (1)重力做正功，重力势能减少 (2)重力做负功，重力势能增加 (3)WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 弹簧弹力做的功 弹性势能变化 (1)弹力做正功，弹性势能减少 (2)弹力做负功，弹性势能增加 (3)W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 只有重力、弹簧弹力做功 机械能不变化 机械能守恒，ΔE＝0 除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功 机械能变化 (1)其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少 (2)其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少 (3)W其他＝ΔE 一对相互作用的滑动摩擦力做的功 机械能减少，内能增加 (1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加 (2)摩擦生热Q＝Ffx相对 安培力做功 电能变化 (1)克服安培力做的功等于电能增加量 (2)W克安＝ΔE电 公14 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $