高中物理教科版必修二学案：全册复习课 Word版含答案

[核心知识回顾]
1．曲线运动
(1)速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向．
(2)运动的性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动．
(3)物体做曲线运动的条件：物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上，或它的加速度方向与速度方向不在同一条直线上．
2．合外力方向与轨迹的关系
物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速度方向之间，速度方向与轨迹相切，合外力方向指向轨迹的“凹”侧．
3．运动的合成与分解
(1)遵循的法则
位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则．
(2)合运动与分运动的关系
①等时性
合运动和分运动经历的时间相等，即同时开始、同时进行、同时停止．
②独立性
一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进行，不受其他运动的影响．
③等效性
各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果．
4．平抛运动
(1)研究方法
用运动的合成与分解方法研究平抛运动．
水平方向：匀速直线运动；
竖直方向：自由落体运动．
(2)基本规律
①飞行时间
由t＝知，时间取决于下落高度h，与初速度v0无关．
②水平射程
x＝v0t＝v0，即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定，与其他因素无关，
③落地速度
v＝＝，若以θ表示落地速度与x轴正方向间的夹角，有tan θ＝＝，所以落地速度只与初速度v0和下落高度h有关．
5．圆周运动
(1)描述圆周运动的物理量及其关系
①线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量．
v＝＝.
②角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量．
ω＝＝.
③周期和频率：描述物体绕圆心转动快慢的物理量．
T＝，T＝.
④向心加速度：描述速度方向变化快慢的物理量．
an＝rω2＝＝ωv＝r.
⑤相互关系：(ⅰ)v＝ωr＝·r＝2πrf.
(ⅱ)an＝＝rω2＝ωv＝r＝4π2f2r.
(2)向心力的公式
Fn＝man＝m＝mω2r＝mr.
6．万有引力与航天
(1)解决天体(卫星)运动问题的基本思路
①天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即
G＝man＝m＝mω2r＝mr.
②在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即＝mg(g表示天体表面的重力加速度)．
(2)天体质量和密度的计算
①利用天体表面的重力加速度g和天体半径R计算，由于G＝mg，故天体质量M＝.
天体密度ρ＝＝＝.
②通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r计算．
(ⅰ)由万有引力等于向心力，即G＝mr，得出中心天体质量M＝；
(ⅱ)若已知天体半径R，则天体的平均密度
ρ＝＝＝；
(ⅲ)若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动，可认为其轨道半径r等于天体半径R，则天体密度ρ＝.可见，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．
(3)宇宙速度
①第一宇宙速度又叫环绕速度．
推导过程为：由mg＝＝得
v1＝＝＝7.9 km/s.
②第一宇宙速度是人造地球卫星在地球附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度．
③第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度，也是人造地球卫星的最小发射速度．
④第二宇宙速度(脱离速度)：v2＝11.2 km/s，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度．
(4)第三宇宙速度(逃逸速度)：v3＝16.7 km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．
(5)卫星的各物理量随轨道半径变化的规律
7．功和功率
(1)功的计算
①用公式W＝F·xcos_α计算．
(ⅰ)α是力与位移方向之间的夹角，x为物体对地的位移．
(ⅱ)该公式只适用于恒力做功．
(ⅲ)功是标(选填“标”或“矢”)量．
②应用动能定理计算．
(2)功的正负
①0°≤α＜90°，力对物体做正功．
②90°＜α≤180°，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功．
③α＝90°，力对物体不做功．
(3)平均功率的计算方法
①利用＝计算．
②利用＝Fcos θ计算，其中为物体运动的平均速度，F为恒力．
(4)瞬时功率的计算方法
①利用公式P＝Fvcos θ计算，其中v为t时刻的瞬时速度．
②P＝FvF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度．
③P＝Fvv，其中Fv为物体受的外力F在速度v方向上的分力．
8．动能和动能定理
(1)动能的变化：ΔEk＝mv－mv.
(2)动能定理：①内容：合外力在一个过程中对物体所做的功等于物体在这个过程中动能的变化．
②表达式：W＝ΔEk或W＝mv－mv或W＝Ek2－Ek1.
③物理意义：合力做的功是物体动能变化的量度．
9．机械能守恒定律和能量守恒
(1)机械能
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能．
(2)机械能守恒定律
内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变．
(3)机械能守恒的条件
①系统只受重力或系统内的弹力的作用，不受其他外力．
②系统除受重力或系统内的弹力作用外，还受其他内力和外力，但这些力对系统不做功，或做功代数和为零．
③机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力为零；“只有重力做功”不等于“只受重力作用”．
[易错易混辨析]
(1)做曲线运动的物体加速度可以为零． (×)
(2)做曲线运动的物体加速度可以不变． (√)
(3)曲线运动可能是匀变速运动． (√)
(4)合运动的速度一定比分运动的速度大． (×)
(5)只要两个分运动为直线运动，合运动一定是直线运动．(×)
(6)分运动的位移、速度、加速度与合运动的位移、速度、加速度间满足平行四边形定则． (√)
(7)做平抛运动的物体质量越大，水平位移越大． (×)
(8)做平抛运动的物体初速度越大，落地时竖直方向的速度越大．
(×)
(9)从同一高度水平抛出的物体，不计空气阻力，初速度大的落地速度大． (√)
(10)由公式v＝ωr可知，r一定时，v与ω成正比． (√)
(11)由an＝＝ω2r知，在v一定时，a与r成反比；在ω一定时，a与r成正比． (√)
(12)第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最小速度．
(×)
(13)若物体的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，则物体可绕太阳运行． (√)
(14)不同的同步卫星的质量不同，但离地面的高度是相同的．(√)
(15)由P＝，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率．(×)
(16)由P＝Fv，既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率．
(√)
(17)由P＝Fv知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限制地增大． (×)
(18)如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做功一定为零． (√)
(19)物体在合外力作用下做变速运动时，动能一定变化． (×)
(20)物体所受合外力为零时，机械能一定守恒． (×)
(21)物体受到摩擦力作用时，机械能一定要变化． (×)
(22)物体只发生动能和重力势能的相互转化时，物体的机械能一定守恒. (√)
[高考感悟]
1．(多选)一质点做匀速直线运动．现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则(　　)
A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同
B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直
C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同
D．质点单位时间内速率的变化量总是不变
BC　[质点原来做匀速直线运动，说明所受合外力为0，当对其施加一恒力后，恒力的方向与原来运动的速度方向关系不确定，则质点可能做直线运动，也可能做曲线运动，但加速度的方向一定与该恒力的方向相同，选项B、C正确．]
2.如图所示，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直．一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)(　　)
A.　　　　　　　 B.
C. D.
B　[设小物块的质量为m，滑到轨道上端时的速度为v1.小物块上滑过程中，机械能守恒，有mv2＝mv＋2mgR ①
小物块从轨道上端水平飞出，做平抛运动，设水平位移为x，下落时间为t，有2R＝gt2 ②
x＝v1t ③
联立①②③式整理得x2＝－
可得x有最大值，对应的轨道半径R＝.故选B.]
3.如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中(　　)
A．从P到M所用的时间等于
B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大
C．从P到Q阶段，速率逐渐变小
D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功
CD　[A错：由开普勒第二定律可知，相等时间内，太阳与海王星连线扫过的面积都相等．
B错：由机械能守恒定律知，从Q到N阶段，机械能守恒．
C对：从P到Q阶段，万有引力做负功，动能减小，速率逐渐变小．
D对：从M到N阶段，万有引力与速度的夹角先是钝角后是锐角，即万有引力对它先做负功后做正功．]
4．2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行．与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的(　　)
A．周期变大　　　　　 B．速率变大
C．动能变大 D．向心加速度变大
C　[天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道运行，根据G＝ma＝＝mr可知，组合体运行的向心加速度、速率、周期不变，质量变大，则动能变大，选项C正确．]
5.如图所示，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环．小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力(　　)
A．一直不做功
B．一直做正功
C．始终指向大圆环圆心
D．始终背离大圆环圆心
A　[光滑大圆环对小环只有弹力作用．弹力方向沿大圆环的半径方向(下滑过程先背离圆心，后指向圆心)，与小环的速度方向始终垂直，不做功．故选A.]
6.如图所示，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂．用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距l.重力加速度大小为g.在此过程中，外力做的功为(　　)
A.mgl B.mgl
C.mgl D.mgl
A　[以均匀柔软细绳MQ段为研究对象，其质量为 m，取M点所在的水平面为零势能面，开始时，细绳MQ段的重力势能Ep1＝－mg·＝－mgl，用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点时，细绳MQ段的重力势能Ep2＝－mg·＝－mgl，则外力做的功即克服重力做的功，等于细绳MQ段的重力势能的变化，即W＝Ep2－Ep1＝－mgl＋mgl＝mgl，选项A正确．]