物理必修二主要围绕曲线运动、万有引力与航天、机械能守恒定律等核心内容展开，构建经典力学的基本框架，通过思维导图的形式梳理知识体系，有助于理解各概念间的逻辑关联，掌握物理规律的应用方法。
曲线运动
曲线运动是物体运动速度方向不断变化的运动,其核心特点是加速度与速度方向不共线，可分为平抛运动、圆周运动两类。
- 平抛运动：将物体以初水平速度抛出，仅受重力作用的运动，可分解为水平方向的匀速直线运动（v_x = v₀，x = v₀t）和竖直方向的自由落体运动（v_y = gt，y = ½gt²），关键点在于运动独立性原理，水平与竖直分运动互不影响，合速度v = √(v₀² + v_y²)，合位移方向由tanθ = v_y/v₀确定。
- 圆周运动：物体以某点为圆心做曲线运动，描述物理量有线速度（v，方向沿切线）、角速度（ω = Δθ/Δt）、周期（T）、向心加速度（a_n = v²/r = ω²r）和向心力（F_n = ma_n = mv²/r），向心力效果力，由重力、弹力、摩擦力等提供，例如圆锥摆中向心力由重力与拉力的合力提供，火车转弯时外轨对轮缘的弹力提供向心力。
万有引力与航天
万有引力定律揭示了自然界物体间的相互作用规律,是研究天体运动的基础。
- 万有引力定律：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力大小F = G(m₁m₂)/r²，G为引力常量（6.67×10⁻¹¹ N·m²/kg²），适用于质点或均匀球体，r为两物体质心距离。
- 天体运动：行星绕太阳运动、卫星绕地球运动均可视为匀速圆周运动，向心力由万有引力提供，可得开普勒第三定律的推广形式：T² = 4π²r³/(GM)，其中M为中心天体质量，地球同步卫星轨道平面与赤道共面，周期T = 24h，轨道半径固定。
- 宇宙速度：第一宇宙速度（7.9 km/s）是近地卫星的环绕速度，也是物体脱离地球引力所需的最小速度；第二宇宙速度（11.2 km/s）使物体脱离地球引力成为太阳卫星；第三宇宙速度（16.7 km/s）使物体脱离太阳引力。
机械能守恒定律
机械能是动能与势能的总和,守恒定律是能量守恒在力学中的具体体现。
- 功和功率：功是能量转化的量度，W = F·l·cosα（α为力与位移夹角），功率描述做功快慢，P = W/t = F·v·cosα（v为瞬时速度时为瞬时功率）。
- 动能定理：合外力对物体做的功等于动能变化量，W合 = ΔEk = ½mv₂² - ½mv₁²，适用于直线和曲线运动。
- 机械能守恒：只有重力或系统内弹力做功时，机械能守恒，即E_k + E_p = 常量，例如自由落体运动中，动能增加量等于重力势能减少量；单摆运动中（不计空气阻力），动能与重力势能相互转化。
知识关联与解题方法
各模块间存在紧密联系：曲线运动中的向心力可由万有引力或弹力提供，机械能守恒常与圆周运动结合（如过山车最高点最小速度问题），解题时需注意：
- 受力分析：明确物体受力，判断是否满足守恒条件；
- 运动分解：复杂运动分解为简单直线运动；
- 能量转化：优先考虑机械能守恒或动能定理，简化计算。
常见公式总结
| 物理量 | 公式 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 平抛运动位移 | x = v₀t, y = ½gt² | 水平抛体运动 |
| 向心力 | F_n = mω²r = mv²/r | 匀速圆周运动 |
| 万有引力 | F = G(m₁m₂)/r² | 质点或均匀球体间作用 |
| 机械能守恒 | ½mv₁² + mgh₁ = ½mv₂² + mgh₂ | 只有重力或系统内弹力做功时 |
FAQs
Q1: 平抛运动中，时间由什么决定？
A1: 平抛运动的时间由竖直分运动决定，由下落高度h决定，t = √(2h/g)，与初速度v₀无关，例如从同一高度抛出的物体，无论初速度大小，落地时间相同。
Q2: 为什么卫星在越高轨道上运行速度越小？
A2: 由万有引力提供向心力得G(mM/r²) = mv²/r，解得v = √(GM/r)，轨道半径r越大，卫星运行速度v越小，但需注意，卫星发射到高轨道需克服更多引力做功，总能量更大。
