Resumen detallado de puntos de conocimiento importantes y puntos propensos a errores en el curso obligatorio 2 de física de la escuela secundaria (incluidas fórmulas, definiciones y explicaciones de ejemplos)
¡No te limites a memorizar la fórmula! !
4. Movimiento curvilíneo y gravitación universal
1. Movimiento curvilíneo
(1) Las condiciones para que un objeto se mueva en un movimiento curvilíneo: el total externo La fuerza (o aceleración) sobre la partícula en movimiento no está en la misma línea recta que la dirección de su velocidad (2) Características del movimiento curvo: la dirección de la velocidad de una partícula en un cierto punto es la dirección tangente de la curva que pasa por ese punto. La dirección de la velocidad de la partícula cambia todo el tiempo, por lo que el movimiento curvilíneo debe ser un movimiento de velocidad variable.
(3) La trayectoria del movimiento curvilíneo: la trayectoria de un objeto en movimiento curvilíneo se inclina hacia el. Dirección apuntada por la fuerza externa neta Si se conoce la trayectoria del movimiento del objeto, se puede determinar la fuerza externa neta sobre el objeto. La dirección general del movimiento, como la trayectoria del movimiento de lanzamiento plano se curva hacia abajo, la trayectoria de. el movimiento circular siempre se curva hacia el centro del círculo, etc.
2. Síntesis y descomposición del movimiento
(1) Movimiento sintético La relación con el movimiento diminuto: ① Isoccronía ② Independencia; ; ③ Equivalencia.
(2) Las reglas para la síntesis y descomposición del movimiento: la regla del paralelogramo
(3) Principio de descomposición: descomponer según el efecto real del movimiento. y el movimiento real del objeto es el movimiento combinado
3. ★★★Movimiento de lanzamiento plano
(1) Características: ① Tiene velocidad inicial en la dirección horizontal; solo se ve afectado por la gravedad y es un movimiento curvo uniformemente variable cuya aceleración es la aceleración de la gravedad g.
(2) Reglas de movimiento: el movimiento de lanzamiento plano se puede descomponer en un movimiento lineal uniforme en dirección horizontal y libre. movimiento de caída en la dirección vertical
① Establezca un sistema de coordenadas rectangular (generalmente el punto de lanzamiento es el origen de las coordenadas O, la dirección vo de la velocidad inicial es la dirección positiva del eje x y la dirección vertical hacia abajo es. la dirección positiva del eje y);
② se maneja mediante dos leyes de submovimiento (como se muestra a la derecha).
4. (1) Describir el movimiento circular Cantidad física
①Velocidad lineal: describe la velocidad del movimiento circular de la partícula, el tamaño v=s/t (s es la longitud del arco pasado dentro de t tiempo), y la dirección es la dirección de la velocidad lineal de la partícula en un determinado punto del arco. La dirección tangente del punto del arco
② Velocidad angular: describe qué tan rápido gira la partícula alrededor del centro del círculo. el tamaño ω=φ/t (unidad rad/s), φ es el radio que conecta la partícula y el centro del círculo dentro de t tiempo. Su dirección no se estudia en la escuela secundaria.
③Período T, frecuencia f ---------El tiempo que tarda un objeto en movimiento circular en moverse durante una semana se llama período
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El número de. Los giros que da un objeto en movimiento circular a lo largo del círculo alrededor del centro del círculo por unidad de tiempo se llaman frecuencia
⑥ Fuerza centrípeta: siempre apunta al centro del círculo, produciendo aceleración centrípeta. La fuerza solo cambia la velocidad lineal. La dirección no cambia la magnitud de la velocidad. [Nota] La fuerza centrípeta se nombra según el efecto de la fuerza. Al analizar la fuerza sobre una partícula en movimiento circular, no se debe agregar otra. fuerza centrípeta además de la fuerza sobre el objeto
(2) Movimiento circular uniforme: la velocidad lineal es constante, la velocidad angular, el período y la frecuencia son constantes, la aceleración centrípeta y la fuerza centrípeta también son constantes. , y la velocidad es constante La dirección de la velocidad cambia todo el tiempo en el movimiento curvo de velocidad variable
(3) Movimiento circular de velocidad variable: la velocidad cambia tanto en direcciones grandes como pequeñas. aceleración (la dirección del cambio de velocidad), pero también aceleración tangencial (la dirección es a lo largo de la dirección tangente de la pista, utilizada para cambiar la magnitud de la velocidad. En términos generales, la dirección de la aceleración total no apunta). al centro del círculo, y la fuerza resultante no es necesariamente igual a la fuerza centrípeta. El componente de la fuerza externa total que apunta en la dirección del centro del círculo actúa como una fuerza centrípeta, produciendo una aceleración cardíaca. ; el componente de la fuerza externa combinada en la dirección tangencial produce aceleración tangencial ① Como en la escena de la esquina superior derecha, la condición para que la pelota pase el punto más alto es v ≥ v pro v pro La fuerza centrípeta proporcionada por la gravedad es. v pro ② Como se muestra en la parte inferior derecha. En el escenario de la imagen, la condición para que la pelota pase el punto más alto es v ≥ 0.
5★. La ley de la gravitación universal
(1) La ley de la gravitación universal: Todos los objetos del universo se atraen entre sí La magnitud de la fuerza gravitacional entre dos objetos es. relacionado con su masa El producto es directamente proporcional e inversamente proporcional al cuadrado de su distancia.
Fórmula:
(2)★★★Aplicación de la ley de gravitación universal a. analizar el movimiento de los cuerpos celestes
① Método básico: trate el movimiento de los cuerpos celestes como un movimiento circular uniforme, y la fuerza centrípeta requerida la proporciona la gravitación universal. Es decir, dirección F = F:
Al realizar la solicitud, puede elegir la fórmula adecuada para el análisis o análisis según la situación real ② Estimación de la masa M del cuerpo celeste y la densidad ρ:
(3) Tres velocidades cósmicas <. /p>
① La primera velocidad cósmica: v 1 = 7,9 km/s, que es un satélite. La velocidad mínima de lanzamiento es también la velocidad máxima en órbita del satélite terrestre
② La segunda velocidad cósmica. velocidad (velocidad de desprendimiento): v 2 = 11,2 km/s, la velocidad mínima de lanzamiento para que un objeto se libere de las limitaciones gravitacionales de la Tierra
③La tercera velocidad cósmica (velocidad de escape): v 3. =16,7 km/s, la velocidad mínima de lanzamiento para que un objeto se libere de las limitaciones gravitacionales del sol
(4) Satélite geosincrónico
El llamado satélite geosincrónico es. estacionario con respecto al suelo. Este satélite está ubicado en una órbita estable a una cierta altura sobre el ecuador, y su período de movimiento alrededor de la Tierra es igual al período de rotación de la Tierra, es decir, T = 24 h = 86400 s. Los satélites sincrónicos que están muy por encima del suelo deben estar en el plano ecuatorial, y solo hay una órbita. Todos los satélites sincrónicos están en esta órbita, funcionando con la misma velocidad lineal, velocidad angular y período.
(. 5) Sobrepeso y pérdida de peso de los satélites
"Sobrepeso" es el proceso de ascenso acelerado del satélite que entra en órbita y el proceso de descenso desacelerado durante la recuperación. Este escenario es el mismo que el del objeto con sobrepeso en el "ascensor". La "pérdida de peso" es el proceso por el que el satélite entra en órbita después de entrar en órbita. Durante el funcionamiento normal, los objetos del satélite son completamente "ingrávidos" (porque la gravedad proporciona fuerza centrípeta). cuyos principios de fabricación están relacionados con la gravedad, no se pueden utilizar normalmente
5. Momento
1. Momento e Impulso
(1) Momento: El producto de. la masa y la velocidad de un objeto en movimiento se llaman impulso, es decir, p = mv. Es un vector y su dirección es la misma que la dirección de v. Dos impulsos iguales deben ser iguales en magnitud y dirección.
(2) Impulso: El producto de una fuerza y su tiempo de acción se llama impulso de la fuerza, es decir, I=Ft El impulso también es un vector, y su dirección está determinada por la dirección. de la fuerza.
2. ★★Teorema del momento: El impulso de la fuerza externa neta sobre un objeto es igual al cambio en su momento Expresión: Ft=p′-p o Ft=mv′. -mv
(1) La fórmula anterior es una fórmula vectorial Cuando se utiliza para analizar problemas, se debe prestar especial atención a la dirección del impulso, el impulso y el cambio de impulso. (2) F en la fórmula es la fuerza resultante de todas las fuerzas externas, incluida la gravedad, sobre el objeto de investigación.
(3) El objeto de investigación del teorema del momento puede ser un solo objeto o un sistema de. objetos Para un sistema de objetos, solo necesita analizar la fuerza del sistema. No es necesario considerar la fuerza externa del sistema. La acción de la fuerza interna del sistema no cambia el impulso total de todo el sistema.
(4) El teorema del momento se aplica no sólo a fuerzas constantes, sino también a fuerzas que cambian con el tiempo. Para fuerzas variables La fuerza F en el teorema de la fuerza y el momento debe entenderse como el valor promedio de la. fuerza variable dentro del tiempo de acción.
★★★ 3. Ley de conservación del momento: Un sistema no está sujeto a fuerzas externas o la suma de las fuerzas externas es cero, el momento total de este sistema. permanece sin cambios
Expresión: m 1 v 1 m 2 v 2 =m 1 v 1 ′ m 2 v 2 ′
(1) Momento Condiciones para el establecimiento de la ley de conservación.
①El sistema no está sujeto a fuerzas externas o la fuerza resultante de las fuerzas externas sobre el sistema es cero.
②Aunque la fuerza resultante de las fuerzas externas sobre el sistema no es cero. , las fuerzas externas sobre el sistema son mucho más pequeñas que las fuerzas internas, como en los problemas de colisión.
La fuerza de fricción y las fuerzas externas, como la gravedad, durante la explosión son mucho menores que las fuerzas internas de interacción y pueden ignorarse.
③Aunque la fuerza resultante de las fuerzas externas sobre el sistema no es cero, sí lo es. en una dirección determinada Si la componente de on es cero, entonces la componente del impulso total del sistema en esa dirección permanece sin cambios
(2) La velocidad de conservación del impulso tiene "cuatro propiedades": ① vector. propiedad; ② propiedad instantánea; ③ Relatividad; ④ Universalidad
4. Explosión y colisión
(1) La característica más común de los problemas de explosión y colisión es que se produce la interacción entre objetos. De repente, el tiempo de acción es muy corto, la fuerza de acción es muy grande y mucho mayor que la fuerza externa sobre el sistema, por lo que puede tratarse mediante la ley de conservación del impulso
(. 2) Durante el proceso de explosión, otras formas de energía se convierten en energía cinética. La energía cinética del sistema aumentará después de una explosión. Durante el proceso de colisión, la energía cinética total del sistema generalmente no se reduce ni se convierte. en energía interna.
(3) Debido al corto tiempo de los problemas de explosión y colisión, el desplazamiento del objeto durante la acción es muy pequeño y generalmente se puede ignorar. El proceso de acción se puede simplificar. como un proceso idealizado, es decir, después de la acción, comienza a moverse con un nuevo impulso desde la posición en el momento anterior a la acción.
5. Fenómeno de retroceso: El fenómeno de retroceso se refiere al fenómeno que ocurre cuando algo. Los objetos en el sistema cambian su impulso en una determinada dirección bajo la acción de la fuerza interna del sistema, los objetos restantes en el sistema cambian su impulso en la dirección opuesta. Los cohetes son todos ejemplos de movimiento de retroceso. En el fenómeno del retroceso, el impulso del sistema se conserva.
6. Energía mecánica
1. Trabajo
(1) La definición de trabajo: el producto. de la fuerza y el desplazamiento que actúa en la dirección de la fuerza. Es una cantidad física que describe el efecto acumulativo de la fuerza en el espacio y es una cantidad de proceso.
Fórmula de definición: W= F?s?cosθ. , donde F es la fuerza, s es el desplazamiento del punto de aplicación de la fuerza (al suelo) y θ es el ángulo entre la fuerza y el desplazamiento.
(2) Método de cálculo de. la magnitud del trabajo:
①El trabajo de fuerza constante se puede calcular según W=F?S?cosθ. Esta fórmula solo es aplicable al trabajo de fuerza constante ②Según W=P?t. calcule el trabajo promedio durante un período de tiempo. ③Uso El teorema de la energía cinética calcula el trabajo de la fuerza, especialmente el trabajo de la fuerza variable ④ Según el hecho de que el trabajo es una medida de la transformación de energía, el trabajo se puede calcular a su vez. /p>
(3) Cálculo del trabajo realizado por la fricción y la resistencia del aire: trabajo La magnitud de es igual al producto de la fuerza por la distancia
El trabajo total realizado por el par de fricción mutua. fuerzas de dos objetos en movimiento relativo: W = fd (d es la distancia relativa entre los dos objetos), y W =Q (generación de calor por fricción)
2. 1) El concepto de potencia: La potencia es una cantidad física que expresa qué tan rápido actúa una fuerza, y es una cantidad escalar. Al calcular la potencia, debes distinguir entre Para encontrar la potencia de qué fuerza, también debes distinguir si. están buscando potencia promedio o potencia instantánea
(2) Cálculo de potencia ①Potencia promedio: P=W/t (fórmula de definición) representa la potencia promedio dentro del tiempo t, ya sea trabajo realizado por fuerza constante. o trabajo realizado por fuerza variable, es aplicable. ② Potencia instantánea: P=F?v?cosα P y v representan respectivamente la potencia y la velocidad en el tiempo t, y α es el ángulo entre las dos
(4) El problema de arrancar el vehículo La potencia de la locomotora o la potencia del motor generalmente se refiere a la potencia de su fuerza de tracción. > ① Comenzando con potencia constante P: El proceso de movimiento de la locomotora primero realiza un movimiento de aceleración con aceleración decreciente y luego realiza un movimiento lineal uniforme a la velocidad máxima v m=P/f
② Comienza. con tracción constante F: La locomotora primero hace un movimiento de aceleración uniforme, y cuando la potencia aumenta a la nominal La velocidad a potencia es v1=P/F, luego comienza a acelerar con aceleración decreciente y finalmente se mueve en línea recta en una velocidad constante a la velocidad máxima vm=P/f.
3. Energía cinética: La energía que tiene un objeto debido a su movimiento se llama energía cinética Expresión: Ek=mv2/2 (1) La energía cinética es una cantidad física que describe el estado de movimiento de un objeto. (2) La diferencia entre energía cinética y momento Conexión
①La energía cinética es una cantidad escalar y el momento es una cantidad vectorial. Cuando el momento cambia, la energía cinética no necesariamente cambia cuando la energía cinética cambia. , el impulso debe cambiar.
② Los significados físicos de los dos son diferentes: la energía cinética y el trabajo están relacionados, el cambio de energía cinética se mide por el trabajo y el impulso, y el cambio de impulso; se mide por impulso ③La relación entre los dos es EK=P2/2m
4. ★★★ ★Teorema de la energía cinética: el trabajo total realizado por una fuerza externa sobre un objeto es igual al cambio en. la energía cinética del objeto. Expresión
(1) La expresión del teorema de la energía cinética se obtiene cuando una fuerza constante actúa sobre el objeto y se mueve en línea recta. la situación de fuerza variable y movimiento curvo de objetos. (2) El trabajo y la energía cinética son cantidades escalares y no se pueden descomponer usando la regla vectorial, por lo que el teorema de la energía cinética no tiene fórmula componente
(3. ) ) La aplicación del teorema de la energía cinética solo considera los estados inicial y final, no está restringida por condiciones de conservación y no se ve afectada por cambios en la naturaleza de la fuerza y los procesos físicos. Por lo tanto, cualquier problema dinámico que involucre fuerza y desplazamiento, no el tiempo de acción de la fuerza, se puede analizar y resolver usando el teorema de la energía cinética, y generalmente es más simple que usar la ley del movimiento de Newton y la ley de conservación de la energía mecánica.
(4) Cuando. el movimiento de un objeto se compone de varios procesos físicos, no requiere Al estudiar el estado intermedio del proceso, estos procesos físicos se pueden estudiar en su conjunto, evitando así los detalles específicos de cada proceso de movimiento. Tiene las ventajas de. proceso conciso, método ingenioso y pequeña complejidad computacional.
5. Energía potencial gravitacional
(1) Definición: Los objetos en la Tierra tienen energía relacionada con su altura, lo que se llama gravitacional. energía potencial.
① La energía potencial gravitacional es la energía entre la tierra y el objeto. Es el sistema que lo compone, en lugar del objeto solo. ② El tamaño de la energía potencial gravitacional está relacionado con la. selección de la superficie de energía potencial cero. ③ La energía potencial gravitacional es una cantidad escalar, pero se puede dividir en " " y "-".
(2) Características del trabajo realizado por la gravedad: Trabajo realizado. por gravedad sólo está determinado por la diferencia de altura entre las posiciones inicial y final, y no tiene nada que ver con la trayectoria de movimiento del objeto WG =mgh
(3) El trabajo realizado por la gravedad está relacionado con. energía potencial de la gravedad Relación cambiada: El trabajo realizado por la gravedad es igual al valor negativo del incremento de la energía potencial gravitacional Es decir, WG = -. objeto debido a deformación elástica
★ ★★ 7. Ley de conservación de la energía mecánica
(1) La energía cinética y la energía potencial (energía potencial gravitacional, energía potencial elástica) son colectivas. llamada energía mecánica, E=E k E p.
(2) Conservación de la energía mecánica El contenido de la ley: Cuando sólo la gravedad (y la fuerza del resorte) hacen trabajo, la energía cinética del objeto y la La energía potencial gravitacional (y la energía potencial elástica) se convierten entre sí, pero la cantidad total de energía mecánica permanece sin cambios (3) Expresión de la ley de conservación de la energía mecánica
(4) Tres formas de. expresando la conservación de la energía mecánica en el sistema:
①La energía mecánica total E 1 del estado inicial del sistema es igual a la energía mecánica total E 2 del estado final, es decir, E1 =E2
②La energía potencial gravitacional total disminuida por el sistema ΔE P menos es igual a la energía cinética total aumentada por el sistema ΔE K aumentado, es decir, ΔE P menos = ΔE K aumentado
③Si el sistema tiene solo dos objetos A y B, entonces La energía mecánica disminuida por el objeto A es igual a la energía mecánica aumentada del objeto B, es decir, ΔE A menos = ΔE B aumentado
[Nota ] La forma de expresión que se elija al resolver el problema debe elegirse de manera flexible de acuerdo con el significado de la pregunta. Tenga en cuenta que cuando se usa la fórmula ①, se debe especificar la superficie de referencia de energía potencial cero, mientras que cuando se usan las fórmulas ② y; ③, no es necesario especificar la superficie de referencia de energía potencial cero, pero se debe distinguir la reducción y el aumento de energía.
(5) Métodos para juzgar si se conserva la energía mecánica
.①Juzgar por el trabajo: analizar la fuerza sobre el objeto u objeto (incluidas las fuerzas internas y externas) y aclarar el trabajo realizado por cada fuerza si solo hay gravedad sobre el objeto o sistema o la fuerza del resorte realiza trabajo, y. no hay trabajo realizado por otras fuerzas o la suma algebraica del trabajo realizado por otras fuerzas es
Cero, entonces se conserva la energía mecánica.
② Utilice la conversión de energía para determinar: Si solo hay conversión mutua de energía cinética y energía potencial en el sistema objeto y no hay conversión de energía mecánica en otras formas de energía, entonces se conserva la energía mecánica del sistema de objetos.
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③Para problemas como el tensado repentino de algunas cuerdas y colisiones inelásticas entre objetos, a menos que se especifique lo contrario en la pregunta, la energía mecánica no debe conservarse. ni se conservará la energía mecánica durante una colisión completamente inelástica.
8. Relación funcional
(1) Cuando sólo la gravedad (o la fuerza del resorte) funciona, la energía mecánica de. el objeto se conserva.
(2) El trabajo realizado por la gravedad sobre el objeto es igual a la reducción de la energía potencial gravitacional del objeto: W G =E p1 -E p2
<. p> (3) El trabajo realizado por la fuerza externa combinada sobre el objeto es igual al cambio en la energía cinética del objeto: W =E k2 -E k1 (teorema de la energía cinética)(4 ) El trabajo realizado sobre el objeto por fuerzas distintas de la gravedad (o fuerza del resorte) es igual al cambio en la energía mecánica del objeto: W F =E 2 -E 1
Te deseo buenas notas
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