1、高中物理必修2总复习重要例题rormgNFn如图所示，表面光滑的圆形漏斗。有一个小球在其侧壁上做半径为r的匀速圆周运动。求小球运动的线速度大小。（漏斗侧壁跟它的对称轴的夹角为）漏斗的表面光滑，所以小球受到重力mg和支持力N。由于小球做匀速圆周运动，所以重力和支持力的合力做向心力。根据平行四边形定则，易得：mgNFn当汽车以一定的速度行驶过拱桥的最高点时，汽车是在做圆周运动。圆心在正下方。此时，车对桥面的压力小于车重。是一种失重现象。当即有此时，车对桥面的压力为0，非常危险。如图是一个儿童乐园里的秋千架。设此秋千摆长2m，摆到最高点时与竖直方向夹角为60。设玩秋千的儿童体重40kg，求过最低点时
2、该儿童地秋千坐板的压力（不计空气阻力，取g=10m/s2）hvt60mgN不计空气阻力，秋千运动过程中只有重力做功。机械能守恒。解：以最低点所在水平面为参考平面，有得：Ol工厂中常用的行车如图所示。设某行车用3m长的钢丝绳吊着质量2t的铸件，以2m/s的速度匀速行驶，求该行车突然刹车时钢丝受到的拉力。GTl行车突然刹车而停下来，它所吊着的铸件由于惯性继续向前运动，在钢丝拉力的作用下做圆周运动。圆周运动。铸件受到钢丝的拉力和重力的共同作用，这两个力的合力作为向心力。lv 摩托车通过一座拱桥的顶部时速度为10m/s，此时车对桥面的压力只有车在平路上时对地面压力 的3/4。如果要使摩托车通过该桥顶时
3、对桥面的压力为0，则车的速度应多大？当车对桥面压力为0，只有重力作向心力。而当摩托车以一定的速度行驶过拱桥的最高点时，汽车是在做圆周运动。重力与支持力的合力作向心力。得：如图是“翻滚过山车”的示意图。过山车从倾斜直轨道下行。重力做功将重力势能转化为动能，使过山车能冲上圆形轨道的最高处。mg设圆形轨道半径为R=13m，要使过山车能够沿圆轨道通过最高点，过山车开始下行的位置至少应该比圆形轨道的顶点高出多少？h不考虑摩擦，机械能守恒，高度降低，重力势能转化为动能。到最高点，重力做向心力例2、离地面高度h处的重力加速度是地球表面重力加速度的 ，则高度是地球半径的（）A.2倍 B.倍 C.倍 D.（1）
4、倍万有引力作为重力，使地面附近的物体产生重力加速度。在离地面高h处，物体与地心距离r=R+h。例3、一个半径是地球的3倍，质量是地球的36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的 （）A、6倍 B、18倍 C、4倍 D、135倍万有引力作为重力，使地面附近的物体产生重力加速度。CMmRF引1设两人造地球卫星的质量比为1：2，到地球球心的距离比为1：3，则它们的（）A周期比为3：1 B线速度比为1：3C向心加速度比为 D向心力之比为1：18C2一颗质量为m的卫星绕质量为M的行星做匀速圆周运动，则卫星的周期（）A.与卫星的质量无关 B.与卫星轨道半径的3/2次方有关C.与卫星的运动速度
5、成正比 D.与行星质量M的平方根成正比AB9：1 gR/2/Rg3某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为R，地面重力加速度为g，下列说法错 误的是（）A.人造卫星的最小周期为2B.卫星在距地面高度R处的绕行速度为C.卫星在距地面高度为R处的重力加速度为g/4 D.地球同步卫星的速率比近地卫星速率小，所以发射同步卫星所需的能量较少人造卫星的最小周期卫星在距地面高度R处的绕行速度为卫星在距地面高度为R处的重力加速度4用m表示地球同步通信卫星的质量、h表示卫星离地面的高度、M表示地球的质量、R0表示地球的半径、g0表示地球表面处的重力加速度、T0表示地球自转的周期、0表示地球自转的角速度，则地
6、球同步通信卫星的环绕速度v不正确的为（）hRGM030Gm302TGMA.0（R0+h）B.C.D.302=GMT30=GM7如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星。下列说法中正确的是 （）Ab、c的线速度大小相等，且大于a的线速度Bb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度Cb、c运行周期相同，且小于a的运行周期D由于某种原因，a的轨道半径缓慢减小，a的线速度将变大D Dv1v2a1a2T1T2r1 v v水水v v船船 v v水水最最短短渡渡河河位位移移最短渡河时间最短渡河时间v水vvvv?沿绳方向的伸长或收缩运动沿绳方向的伸长或收缩运动垂直于绳方向的旋转运
7、动垂直于绳方向的旋转运动注意：沿绳的方向上各点注意：沿绳的方向上各点的速度大小相等的速度大小相等v?v?v?1 1、条件：、条件：具有具有一定的初速度一定的初速度；只受重力只受重力。2 2、性质：、性质：3 3、处理方法：、处理方法：分解为水平方向的匀速直线运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动。和竖直方向的匀变速直线运动。匀变速运动匀变速运动1 1、条件：、条件：具有具有水平初速度水平初速度；只受重力只受重力。3 3、处理方法：、处理方法：2 2、性质：、性质：分解为水平方向的匀速直线运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。和竖直方向的自由落体运动。匀变
8、速曲线运动匀变速曲线运动OyBxAP(x,y)v0lvx=v0vvyO位移位移速度速度水平方向水平方向竖直方向竖直方向合运动合运动偏向角偏向角x=v0 ty=g t 21 12 2vx=v0vygt决定平抛运动在空中的决定平抛运动在空中的飞行时间与水平位移的飞行时间与水平位移的因素分别是什么？因素分别是什么？0tan2gtv0tangtvtan2tan速度方向的反向延长线速度方向的反向延长线与水平位移的交点与水平位移的交点 O O有什么特点？有什么特点？l=x2+y2l=v02+vy2如图为平抛运动轨迹的如图为平抛运动轨迹的一部分，已知条件如图一部分，已知条件如图所示。所示。求求v v0 0
9、和和 v vb b 。h1h2abcx x1 1、条件：、条件：具有具有斜向上或斜向下的初速度斜向上或斜向下的初速度；只受重力只受重力。3 3、处理方法：、处理方法：2 2、性质：、性质：分解为水平方向的匀速直线运动和竖直分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛或竖直下抛运动。方向的竖直上抛或竖直下抛运动。匀变速曲线运动匀变速曲线运动v v=T T2r2r=T T22v v =r r1 1、描述圆周运动快慢的物理量：、描述圆周运动快慢的物理量：线速度线速度v v、角速度、角速度 、转速、转速n n、频率、频率f f、周期、周期T T2 2、匀速圆周运动的特点及性质匀速圆周运动的特点及性
10、质变加速曲线运动变加速曲线运动v v =t tl l=t tn n=f f=T T1 1线速度的大小不变线速度的大小不变4 4、两个有用的结论：两个有用的结论：皮带上及轮子边缘上各点的线速度相同皮带上及轮子边缘上各点的线速度相同同一轮上各点的角速度相同同一轮上各点的角速度相同O1abcO2RaRcRb1 1、方向：方向：2 2、物理意义：物理意义：3 3、向心加速度的大小：向心加速度的大小：v v2 2r ra an n=vv =rr2 2=r r442 2T T 2 22 2、向心力的大小：向心力的大小：v v2 2r rF Fn n=m m =m mvv =m mrr2 2=m m r r
11、442 2T T 2 23 3、向心力的来源：向心力的来源：匀速圆周运动：合力充当向心力匀速圆周运动：合力充当向心力向向心心加加速速度度向向心心力力始终指向圆心始终指向圆心描述速度方向变化的快慢描述速度方向变化的快慢1 1、方向：方向：始终指向圆心始终指向圆心沿半径方向的合力沿半径方向的合力rmgF静静OFNOOFTmgF合合FNmgmgFNrF静静ORF合合火车火车转弯转弯圆圆锥锥摆摆转盘转盘滚滚筒筒OlOOFNmgFNmgmgFv v2 2R RmgmgF FN Nm mv v2 2R RF FN Nmgmgm mF1F2vv沿半径方向沿半径方向F Fn nF FF F1 10 0垂直半径
12、方向垂直半径方向F Ft t F F2 2离心运动：离心运动：0 0 F F合合F Fn n匀速圆周运动：匀速圆周运动：F F合合=F Fn n向心运动：向心运动：F F合合F Fn n注意：这里的注意：这里的F F合合为沿着半径（指向圆心）的合力为沿着半径（指向圆心）的合力1.内容：宇宙间任何两个有质量的物体都存在相互吸宇宙间任何两个有质量的物体都存在相互吸引力，其大小与这两个物体的质量的乘积成正比，引力，其大小与这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。跟它们距离的平方成反比。122m mFGr卡文迪许实验卡文迪许实验万有引力定律万有引力定律 m m1 1和和m m2 2表示两
13、个物体的质量，表示两个物体的质量，r r表示他们的距离，表示他们的距离，G G为引力常数。为引力常数。G G=6.67=6.6710101111 N Nm m2 2/kg/kg2 2 G G的物理意义的物理意义两质量各为两质量各为1 1kgkg的物体相距的物体相距1 1m m时时万有引力的大小。万有引力的大小。3.适用条件适用条件：适用于两个适用于两个质点质点或者两个或者两个均匀球体均匀球体之间的相互作之间的相互作用。（两物体为均匀球体时，用。（两物体为均匀球体时，r r为两球心间的距离）为两球心间的距离）22MmGMmgGgRR 22222()MmvGmammrmrrrT 向 物体在天体（如
14、地球）表面时受到的物体在天体（如地球）表面时受到的重力近似等于万有引力行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的向心力都由万有引力提供解决天体运动问题的两条基本思路解决天体运动问题的两条基本思路2)hGMgRh 离表面 高处：（22MmvGMGmvrrr223MmGMGmrrr232224()MmrGmrTrTGM 1.卫星绕行速度、角速度、周期与半径的关系：（r r 越大，越大，T T 越大）越大）（r r 越大，越大，v v 越小）越小）（r r 越大，越大，越小）越小）人造地球卫星和宇宙速度人造地球卫星和宇宙速度rRh（R R为地球的半径，为地球的半径，h h为
15、卫星距地面的高度）为卫星距地面的高度）人造地球卫星和宇宙速度人造地球卫星和宇宙速度7.9km/s7.9km/sv v11.2km/s11.2km/s（椭圆）（椭圆）11.2km/s11.2km/sv v16.7km/s16.7km/s（成为太阳的人造行星）（成为太阳的人造行星）v v16.7km/s16.7km/s（飞出太阳系）（飞出太阳系）cosFsW 功功的的计计算算COSCOSW W物理意义物理意义=/2/2/2COS=0COS0COS0W=0W 0W0表示力表示力F F对对物体不做功物体不做功表示力表示力F F对对物体做正功物体做正功表示力表示力F F对对物体做负功物体做负功动能动能势
16、能势能E Ek k mvmv 2 2重力势能重力势能弹性势能弹性势能E EP P k k x x 2 2E EP Pm m g g h h物体由于物体由于运运动动而具有的而具有的能叫做能叫做动能动能 相互作用相互作用的物体凭借其的物体凭借其位位置置而具有的能叫做而具有的能叫做势能势能 物体的物体的动能动能和和势能势能之和称为物体的之和称为物体的机械能机械能情景情景:质量为质量为m m的物体，在水平牵引力的物体，在水平牵引力F F的的 作用下经位移作用下经位移s s，速度由原来的速度由原来的v v1 1变为变为v v2 2，已知水平面的摩擦力大小为，已知水平面的摩擦力大小为f f.则合外力对物体
17、做功为则合外力对物体做功为 W W=（F-F-)s s，而，而F-F-=mama由运动学公式有由运动学公式有 v v2 22 2 v v1 12 2=2asas故可得故可得22222222121=2=mvmvavvmaW1.1.内容内容:合外力所做的功等于物体动能的变合外力所做的功等于物体动能的变化。化。2.2.表达式表达式:W W合合=E=Ek2k2E Ek1k1 E Ek2k2表示末动能表示末动能,E,Ek1k1表示初动能表示初动能 w:w:合外力所做的总功合外力所做的总功.:cos:321wwwwsFw方法二方法一合结结 论论(1)(1)内容：内容：在在只有重力只有重力(或弹力或弹力)做
18、功做功 的情形下，物体的情形下，物体的动能和势能发生相互转化，而的动能和势能发生相互转化，而总的机械能保持不变总的机械能保持不变(2)(2)定律的数学表达式定律的数学表达式只有重力只有重力做功的状态下做功的状态下,任意位置的任意位置的动能和势能总和相等。动能和势能总和相等。只有重力只有重力(或弹力或弹力)做做功功 末状态的机械能末状态的机械能初状态的机械能初状态的机械能C CD DmhhhVVh h机机械械能能守守恒恒定定律律P=Wt t功率的定义式：功率的定义式：功率的另一表达式：功率的另一表达式：cosFvP F F：所指的力：所指的力 v v：物体的运动速度：物体的运动速度瞬时速度：瞬时
19、功率瞬时速度：瞬时功率平均速度：平均功率平均速度：平均功率 ：F F、v v的夹角，若的夹角，若F F、v v同向，则同向，则有：有：P=FvP=Fv功功率率（1 1）汽车以额定功率起动）汽车以额定功率起动P P一定一定,P=F v,P=F vF-FF-Ff f=ma=ma F Ff f一定一定a av v当当a=0,va=0,v达达到最大值到最大值v vm mF=FF=Ff f,v vm m=P/F=P/Ff f（2 2）汽车以一定的加速度启动）汽车以一定的加速度启动a a一定一定,F-F,F-Ff f=ma=maP=Fv P=Fv Ff一定一定P=PP=Pm mv vP Pm m=F v=F vF-FF-Ff f=ma=ma当当a=0,va=0,v达达到最大值到最大值v vm mF=FF=Ff f,v vm m=P/F=P/Ff f
