(梳理自2025年新课标要求)
一、曲线运动与平抛运动
1. 曲线运动特征
曲线运动的轨迹是非直线的,速度方向沿着轨迹的切线方向,并且时刻在变化,因此它是一种变速运动。当合外力的方向与速度方向不在同一直线上时,就会产生曲线运动。
2. 平抛运动规律
平抛运动可以分解为水平方向和竖直方向的两个分运动。在水平方向上,物体做匀速直线运动,其速度公式为v_x = v_0。在竖直方向上,物体做自由落体运动,其位移公式为y = \frac{1}{2}gt^2。合运动的分析可以通过直角坐标系下的矢量合成来实现。
二、万有引力与航天
1. 开普勒定律
第一定律(轨道定律):行星绕太阳做的是椭圆轨道运动,太阳位于椭圆的一个焦点上。第二定律(面积定律):行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。第三定律则揭示了行星的轨道半长轴的三次方与公转周期的平方之间的关系,即\frac{a^3}{T^2} = k。
2. 万有引力定律
万有引力定律的公式为F = G\frac{Mm}{r^2},它适用于质点或者均匀球体之间的相互作用。利用这个定律,我们可以计算天体的质量、卫星的轨道速度(v = \sqrt{\frac{GM}{r}})以及宇宙速度,特别是第一宇宙速度7.9 km/s。
三、机械能守恒
1. 动能定理
动能定理的表达式为W_{总} = \Delta E_k,即合外力做功等于动能的变化。这个定理在分析变力做功或复杂运动过程时非常有用。
2. 机械能守恒条件
当只有重力或弹力做功时,机械能守恒,其守恒的表达式为E_k + E_p = 常量。典型的机械能守恒模型包括单摆、弹簧振子以及光滑斜面物体运动等。
四、振动与波
1. 简谐振动
简谐振动的回复力公式为F = -kx,其运动图像呈现为正弦或余弦曲线。单摆的周期公式为T = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}},但摆角需要小于10°。
2. 机械波
机械波的波速公式为v = \lambda f,其中波速是由介质决定的。当两列波的频率相同、相位差恒定时,会发生干涉;当障碍物的尺寸与波长接近时,会发生波的衍射。
五、复习建议
1. 模型强化
重点突破力学模型,如传送带、轻绳、弹簧、板块等。结合真题进行训练,特别是万有引力计算、平抛实验分析等高频考点。
2. 易错点提醒
在进行受力分析时,要避免漏力或多力的情况,同时要区分“性质力”和“效果力”。在解决能量守恒问题时,要注意系统的选取,并明确内力和外力做功的情况。