高一物理知识点及考点归纳.docx

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1、一一 运动的描述及匀变速直线运动运动的描述及匀变速直线运动【一】1 运动机械运动运动是绝对的，静止是相对的。参考系的选取是任意的2 时刻和时间2 秒内指的是从起始时间开场算起 2 秒的时间，第 2 秒内指的是从第 1 秒到第 2 秒之间 1 秒的时间。第 2 秒指的是第 1 秒末，第 2 秒初等同于第 1 秒末，第 2 秒末等同于第 3 秒初或者第3 秒。3 质点任何物体在一定条件下都可以被看成质点。a、物体上各点的运动状态一样；b、物体的线度相对于运动空间可以忽略不计。4 位移和路程位移是从初位置指向末位置的有向线段5 速度和加速度速度=位移/时间。速率=路程/时间。平均速度=总位移/总时间

2、平均速度的大小平均速率=总路程/总时间如何判断物体加速还是减速0a时不一定减速，0a时不一定加速：正负号只表示加速度的方向。当 a 及 v 方向一样时物体做加速运动；当 a 及 v 方向相反时物体做减速运动。加速度只及速度变化率变化快慢有关，跟其他都无直接关系6 图像s-t 图像横轴表示时间，纵轴表示位移时，斜率表示速度。相交表示相遇，位移一样；及横轴穿插，表示方向改变；v-t 图像横轴表示时间，纵轴表示位移时，斜率表示加速度，曲线和时间轴所围面积表示位移有正负。相交表示速度一样；及横轴相交表示速度反向；斜率表示加速度；【二】7 匀变速直线运动1 位移公式：2021attvs速度公式：atvv

3、t0推论：asvvt22022 纸带的分析如何操作，如何处理数据以减小误差 有些匀加速可以看成纸带模型平均速度公式：20tvvv连续相等的相邻时间间隔 T 内的位移差等于恒量：2aTs 3 追击相遇问题列方程法；图像法；相对运动法：一个条件即速度满足临界条件；两个关系即时间关系和位移关系二二 相互作用及力的平衡相互作用及力的平衡【一】1 力的根本概念1）力的三要素：大小、方向、作用点2）力的性质：物质性，相互性，矢量性3）力的图示及力的示意图4）两个效果：形变或运动状态变化2 重力1）G=mg2）竖直向下3）重心3 弹力1）产生条件：A 直接接触B 发生形变。2弹力的方向A 平面及平面接触或者

4、点及面接触，压力或支持力的方向垂直于接触面而指向被压和被支持的物体。B 轻绳弹力的方向：沿绳且指向绳收缩的方向。C 轻杆弹力的方向：既可沿杆的两个方向也可沿垂直于杆指向使之形变的物体：“拉，压，挑3弹力的大小A 一般物体弹力的大小需要根据其它物理规律如二力平衡来计算B 弹簧弹力的大小：胡克定律F=kxx 为弹簧的伸长弹簧的长度减去原长，k 为弹簧的劲度系数，劲度系数由制成弹簧的材料性质，粗细，匝数多少等因素决定。一般情况下，我们不计弹簧的质量，称这样的弹簧为轻弹簧。4 摩擦力1）滑动摩擦力和静摩擦力。2）产生条件：A 两个物体相互接触B 相互间存在挤压即有弹力C 两物体的接触面不光滑D 两物体

5、的接触面存在相对运动此时为滑动摩擦力或相对运动的趋势此时为静摩擦力3摩擦力的大小A 滑动摩擦力 f 的大小，跟这两个物体外表间的正压力 N 的大小成正比，即：f=N。B 静摩擦力 f 的大小，等于物体产生相对运动趋势方向上的外力的大小二力平衡。因此静摩擦力大小可以在一定的范围内变化，即 0ffmax4摩擦力的方向摩擦力的方向，总是及物体相对运动方向或相对运动的趋势方向相反，及两物体接触面相切。5摩擦力的作用点：两物体的接触面上。【二】5 力的合成标量矢量；合力分力1）平行四边形法那么三角形定那么2）平行四边形法那么和三角形定那么只适用于共点力的合成。共点力：几个力都作用在物体的同一点，或者它们

6、的作用线交于一点。6 力的正交分解受力分析解题步骤：A 正确选定直角坐标系。通常选共点力的作用点为坐标原点，坐标轴方向的选择那么应沿运动或者运动趋势的方向。B 分别将各个力投影到坐标轴上。分别求 x 轴和 y 轴上各力的投影合力 Fx和 Fy，其中：321xxxxFFFF321yyyyFFFF7 力的平衡1平衡状态A 静止：物体的速度和加速度都等于零的状态。B 匀速直线运动：物体的速度不为零，其加速度为零的状态。2）平衡条件物体所受合外力为零，即0合F3推论：任意一个力及其余力的合力的关系；三个力组成矢量三角形8 整体法和隔离法题中需要分析内力，那就必须用隔离法。但是用隔离法之前往往还需要使用

7、整体法算出局部力先用整体法：1有一样加速度，列式子F合=M总a2匀速或静止，用受力平衡来解再用隔离法，同样有上面两种情况。但是要注意隔离受力最少的，容易分析。三三 牛顿定律牛顿定律【一】1 牛顿第一定律惯性定律质量是惯性的唯一量度。1）实验加逻辑推理2）条件：不受外力或合外力为零3）结论：物体总保持静止或匀速直线运动4）力是改变物体运动状态的原因，不是维持运动状态的原因。2 牛顿第二定律F=ma链接力学和运动学。理解牛顿第二定律：矢量性；瞬时性；同体性；独立性；相对性力及运动的关系3 牛顿第三定律作用力反作用力和平衡力的关系1）两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条

8、直线上。2）同值、同性、同变化，异物、反向、共线4 超重失重1超重物体有竖直向上的加速度加速上升或减速下降2）失重物体有竖直向下的加速度加速下降或减速上升3）完全失重a=g，方向向下这里的 g 不是指的 9.8m/s2。理解：物体所受重力没有变化；判断取决于加速度方向；浮力公式变化因为重力场变化F=pv(g+a)或 F=pv(g-a).5 分析方法力的合成及分解整体法及隔离法：连接体问题图像法：临界和极值【二】5 自由落体1）初速度为零且只受重力的运动2）ga 竖直向下为正方向3）根本公式：221gth ghgtv2ght26 竖直上抛1）初速度不为零、方向竖直向上且只受重力的运动2）ga竖直

9、向上为正方向3）gtvv02021gttvh上升的最大高度：gvH220上升到最高点所用时间：gvt04当竖直上抛过程完毕后，到达最高点，此时速度为零。物体从此刻开场做自由落体运动。这两个过程是对称的。7 传送带受力分析+牛顿三定律+追击相遇问题匀变速直线运动/匀速直线运动+受力分析要再分析什么时候没有相对运动而没有摩擦力等+力学总结力学总结1 力的作用是相互的。接触处找力重力弹力摩擦力2 一个力必须有施力物体还要有受力物体。找清是谁对谁的力3 牛一力的平衡求力的大小_平衡力；牛二联系力学和运动学；牛三相互作用的力4 力的合成三角形、平行四边形；力的分解正交分解5“一根绳子上的拉力处处相等光滑

10、的滑轮，碗口；“缓慢即匀速第四章第四章 曲线运动曲线运动第一模块：曲线运动、运动的合成和分解第一模块：曲线运动、运动的合成和分解夯实根底知识夯实根底知识考点一、曲线运动考点一、曲线运动1、定义：运动轨迹为曲线的运动。2、物体做曲线运动的方向：做曲线运动的物体，速度方向始终在轨迹的切线方向上，即某一点的瞬时速度的方向，就是通过该点的曲线的切线方向。3、曲线运动的性质由于运动的速度方向总沿轨迹的切线方向，又由于曲线运动的轨迹是曲线，所以曲线运动的速度方向时刻变化。即使其速度大小保持恒定，由于其方向不断变化，所以说：曲线运动一定是变速运动一定是变速运动。由于曲线运动速度一定是变化的，至少其方向总是不

11、断变化的，所以，做曲线运动的物做曲线运动的物体的加速度必不为零，所受到的合外力必不为零。体的加速度必不为零，所受到的合外力必不为零。4、物体做曲线运动的条件1物体做一般曲线运动的条件物体所受合外力加速度的方向及物体的速度方向不在一条直线上。2物体做平抛运动的条件物体只受重力，初速度方向为水平方向。可推广为物体做类平抛运动的条件：物体受到的恒力方向及物体的初速度方向垂直。3物体做圆周运动的条件物体受到的合外力大小不变，方向始终垂直于物体的速度方向，且合外力方向始终在同一个平面内即在物体圆周运动的轨道平面内总之，做曲线运动的物体所受的合外力一定指向曲线的凹侧。5、分类匀变速曲线运动：物体在恒力作用

12、下所做的曲线运动，如平抛运动。非匀变速曲线运动：物体在变力(大小变、方向变或两者均变)作用下所做的曲线运动，如圆周运动。考点考点二、运动的合成及分解运动的合成及分解1、运动的合成：从的分运动来求合运动，叫做运动的合成，包括位移、速度和加速度的合成，由于它们都是矢量，所以遵循平行四边形定那么。运动合成重点是判断合运动和分运动，一般地，物体的实际运动就是合运动。2、运动的分解：求一个运动的分运动，叫运动的分解，解题时应按实际“效果分解，或正交分解。3、合运动及分运动的关系：运动的等效性合运动和分运动是等效替代关系，不能并存；等时性：合运动所需时间和对应的每个分运动时间相等独立性：一个物体可以同时参

13、及几个不同的分运动，物体在任何一个方向的运动，都按其本身的规律进展，不会因为其它方向的运动是否存在而受到影响。运动的矢量性加速度、速度、位移都是矢量，其合成和分解遵循平行四边形定那么。4、运动的性质和轨迹物体运动的性质由加速度决定加速度为零时物体静止或做匀速运动；加速度恒定时物体做匀变速运动；加速度变化时物体做变加速运动。物体运动的轨迹直线还是曲线那么由物体的速度和加速度的方向关系决定速度及加速度方向在同一条直线上时物体做直线运动；速度和加速度方向成角度时物体做曲线运动。常见的类型有：1a=0：匀速直线运动或静止。2a 恒定：性质为匀变速运动，分为：v、a 同向，匀加速直线运动；v、a 反向，

14、匀减速直线运动；v、a 成角度，匀变速曲线运动轨迹在 v、a 之间，和速度 v 的方向相切，方向逐渐向 a 的方向接近，但不可能到达。3a 变化：性质为变加速运动。如简谐运动，加速度大小、方向都随时间变化。具体如：两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动。一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动，当两者共线时为匀变速直线运动，不共线时为匀变速曲线运动。两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动，假设合初速度方向及合加速度方向在同一条直线上时，那么是直线运动，假设合初速度方向及合加速度方向不在一条直线上时，那么是曲线运动。第二模块：平抛运动第二模块：平抛运动夯实根底知识夯实

15、根底知识平抛运动平抛运动1、定义：平抛运动是指物体只在重力作用下，从水平初速度开场的运动。2、条件：a、只受重力；b、初速度及重力垂直3、运动性质：尽管其速度大小和方向时刻在改变，但其运动的加速度却恒为重力加速度 g，因而平抛运动是一个匀变速曲线运动。ga 4、研究平抛运动的方法：通常，可以把平抛运动看作为两个分运动的合动动：一个是水平方向垂直于恒力方向的匀速直线运动，一个是竖直方向沿着恒力方向的匀加速直线运动。水平方向和竖直方向的两个分运动既具有独立性，又具有等时性V Vy yx xS SO Ox xx x2 2/V Vy yV V0 0V Vx xV V0 0P P()x xy y,5、平

16、抛运动的规律水平速度：vx=v0，竖直速度：vy=gt合速度实际速度的大小：22yxvvv物体的合速度 v 及 x 轴之间的夹角为：0tanvgtvvxy水平位移：tvx0，竖直位移221gty 合位移实际位移的大小：22yxs物体的总位移 s 及 x 轴之间的夹角为：02tanvgtxy可见，平抛运动的速度方向及位移方向不一样。而且tan2tan而2轨迹方程：由tvx0和221gty 消去 t 得到：2202xvgy。可见平抛运动的轨迹为抛物线。6、平抛运动的几个结论落地时间由竖直方向分运动决定：由221gth 得：ght2水平飞行射程由高度和水平初速度共同决定：ghvtvx200平抛物体任

17、意时刻瞬时速度 v 及平抛初速度 v0夹角a 的正切值为位移 s 及水平位移 x夹角正切值的两倍。平抛物体任意时刻瞬时速度方向的反向延长线及初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半。证明：221tan20 xssgtvgt平抛运动中，任意一段时间内速度的变化量vgt，方向恒为竖直向下及 g 同向。任意一样时间内的v 都一样包括大小、方向，如右图。V V1 1V V0 0V V2 2V V3 3V VV VV V以不同的初速度，从倾角为的斜面上沿水平方向抛出的物体，再次落到斜面上时速度及斜面的夹角 a 一样，及初速度无关。飞行的时间及速度有关，速度越大时间越长。如右图：所以tan20

18、gvt 0)tan(vgtvvaxy所以tan2)tan(a，为定值故 a 也是定值及速度无关。速度 v 的方向始终及重力方向成一夹角，故其始终为曲线运动，随着时间的增加，tan变大，速度 v 及重力 的方向越来越靠近，但永远不能到达。从动力学的角度看：由于做平抛运动的物体只受到重力，因此物体在整个运动过程中机械能守恒。7、平抛运动的实验探究如下图，用小锤打击弹性金属片，金属片把 A 球沿水平方向抛出，同时 B 球松开，自由下落，A、B 两球同时开场运动。观察到两球同时落地，屡次改变小球距地面的高度和打击力度，重复实验，观察到两球落地，这说明了小球 A 在竖直方向上的运动为自由落体运动。Avv

19、vyxv如图，将两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度处由静止同时释放，滑道 2 及光滑水平板吻接，那么将观察到的现象是 A、B 两个小球在水平面上相遇，改变释放点的高度和上面滑道对地的高度，重复实验，A、B 两球仍会在水平面上相遇，这说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。8、类平抛运动1有时物体的运动及平抛运动很相似，也是在某方向物体做匀速直线运动，另一垂直方向做初速度为零的匀加速直线运动。对这种运动，像平抛又不是平抛，通常称作类平抛运动。2、类平抛运动的受力特点：物体所受合力为恒力，且及初速度的方向垂直。3、类平抛运动的处理方法：在初速度0v方向做匀速直线运动，在合外力方向做初速度

20、为零的匀加速直线运动，加速度Fam合。处理时和平抛运动类似，但要分析清楚其加速度的大小和方向如何，分别运用两个分运动的直线规律来处理。第三模块：圆周运动第三模块：圆周运动夯实根底知识夯实根底知识匀速圆周运动1、定义：物体运动轨迹为圆称物体做圆周运动。2、分类：匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。物体在大小恒定而方向总跟速度的方向垂直的外力作用下所做的曲线运动。注意：这里的合力可以是万有引力卫星的运动、库仑力电子绕核旋转、洛仑兹力带电粒子在匀强磁场中的偏转、弹力绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转、重力及弹力的合力锥摆、静摩擦力

21、水平转盘上的物体等变速圆周运动：如果物体受到约束，只能沿圆形轨道运动，而速率不断变化如小球被绳或杆约束着在竖直平面内运动，是变速率圆周运动合力的方向并不总跟速度方向垂直3、描述匀速圆周运动的物理量1轨道半径r：对于一般曲线运动，可以理解为曲率半径。2线速度v：定义：质点沿圆周运动，质点通过的弧长 S 和所用时间 t 的比值，叫做匀速圆周运动的线速度。定义式：tsv 线速度是矢量：质点做匀速圆周运动某点线速度的方向就在圆周该点切线方向上，实际上，线速度是速度在曲线运动中的另一称谓，对于匀速圆周运动，线速度的大小等于平均速率。3角速度，又称为圆频率：定义：质点沿圆周运动，质点和圆心的连线转过的角度

22、跟所用时间的比值叫做匀速圆周运动的角速度。大小：Tt2(是 t 时间内半径转过的圆心角)单位：弧度每秒rad/s物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢4周期T：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。5频率f，或转速 n：物体在单位时间内完成的圆周运动的次数。各物理量之间的关系：rtrvfTtrfTrtsv2222注意：计算时，均采用国际单位制，角度的单位采用弧度制。6圆周运动的向心加速度定义：做匀速圆周运动的物体所具有的指向圆心的加速度叫向心加速度。大小：rrvan22还有其它的表示形式，如：rfrTvan2222方向：其方向时刻改变且时刻指向圆心。对于一般的非匀速圆周运动，公式仍然适用

23、，为物体的加速度的法向加速度分量，r 为曲率半径；物体的另一加速度分量为切向加速度a，表征速度大小改变的快慢对匀速圆周运动而言，a=07圆周运动的向心力匀速圆周运动的物体受到的合外力常常称为向心力，向心力的来源可以是任何性质的力，常见的提供向心力的典型力有万有引力、洛仑兹力等。对于一般的非匀速圆周运动，物体受到的合力的法向分力nF提供向心加速度下式仍然适用，切向分力F提供切向加速度。向心力的大小为：rmrvmmaFnn22还有其它的表示形式，如：rfmrTmmvFn2222；向心力的方向时刻改变且时刻指向圆心。实际上，向心力公式是牛顿第二定律在匀速圆周运动中的具体表现形式。五、离心运动五、离心

24、运动1、定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或缺乏以提供圆周运动所需向心力情况下，就做远离圆心的运动，这种运动叫离心运动。2、本质：离心现象是物体惯性的表现。离心运动并非沿半径方向飞出的运动，而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动。离心运动并不是受到什么离心力，根本就没有这个离心力。3、条件：当物体受到的合外力nnmaF 时，物体做匀速圆周运动；当物体受到的合外力nnmaF 时，物体做离心运动当物体受到的合外力nnmaF 时，物体做近心运动实际上，这正是力对物体运动状态改变的作用的表达，外力改变，物体的运动情况也必然改变以适应外力的改变。v vF F=m mv v2 2R R

25、F Fm mv v2 2R RF F=0 04两类典型的曲线运动的分析方法比拟1对于平抛运动这类“匀变速曲线运动，我们的分析方法一般是“在固定的坐标系内正交分解其位移和速度，运动规律可表示为2021,gtytx；.,0gtyx2对于匀速圆周运动这类“变变速曲线运动，我们的分析方法一般是“在运动的坐标系内正交分解其力和加速度，运动规律可表示为.,022mmrrmmaFFmaF向向法切切第五章：万有引力定律第五章：万有引力定律人造地球卫星人造地球卫星夯实根底知识夯实根底知识1开普勒行星运动三定律简介轨道、面积、比值丹麦开文学家开普勒信奉日心说，对天文学家有极大的兴趣，并有出众的数学才华，开普勒在其

26、导师弟谷连续 20 年对行星的位置进展观测所记录的数据研究的基楚上，通过四年多的刻苦计算，最终发现了三个定律。第一定律：所有行星都在椭圆轨道轨道上运动，太阳那么处在这些椭圆轨道的一个焦点上；第二定律：行星沿椭圆轨道运动的过程中，及太阳的连线在单位时间内扫过的面积面积相等；第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等比值都相等即kTr23开普勒行星运动的定律是在丹麦天文学家弟谷的大量观测数据的根底上概括出的，给出了行星运动的规律。2万有引力定律及其应用(1)内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大小跟它们的质量成积成正比，跟它们的距离平方成反比，引力方向

27、沿两个物体的连线方向。2rMmGF 1687 年2211/1067.6kgmNG叫做引力常量，它在数值上等于两个质量都是 1kg 的物体相距 1m 时的相互作用力，1798 年由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置测出。万有引力常量的测定卡文迪许扭秤实验原理是力矩平衡。实验中的方法有力学放大借助于力矩将万有引力的作用效果放大和光学放大借助于平面境将微小的运动效果放大。万有引力常量的测定使卡文迪许成为“能称出地球质量的人：对于地面附近的物体 m，有2EERmmGmg 式中 RE为地球半径或物体到地球球心间的距离，可得到GgRmEE2。(2)定律的适用条件：严格地说公式只适用于质点间的相互作用，当两个

28、物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近似使用，但此时 r 应为两物体重心间的距离对于均匀的球体，r 是两球心间的距离当两个物体间的距离无限靠近时，不能再视为质点，万有引力定律不再适用，不能依公式算出 F 近为无穷大。注意：万有引力定律把地面上的运动及天体运动统一起来，是自然界中最普遍的规律之一，式中引力恒量 G 的物理意义是：G 在数值上等于质量均为 1kg 的两个质点相距 1m 时相互作用的万有引力(3)地球自转对地表物体重力的影响。重力是万有引力产生的，由于地球的自转，因而地球外表的物体随地球自转时需要向心力重力实际上是万有引力的一个分力另一个分力就是物体随地球自转时需要的向心力

29、，如下图，在纬度为的地表处，万有引力的一个分力充当物体随地球一起绕地轴自转所需的向心力 F 向=mRcos2方向垂直于地轴指向地轴，而万有引力的另一个分力就是通常所说的重力 mg，其方向及支持力 N 反向，应竖直向下，而不是指向地心。由于纬度的变化，物体做圆周运动的向心力 F 向不断变化，因而外表物体的重力随纬度的变化而变化，即重力加速度 g 随纬度变化而变化，从赤道到两极 R 逐渐减小，向心力mRcos2减小，重力逐渐增大，相应重力加速度 g 也逐渐增大。在赤道处，物体的万有引力分解为两个分力 F向和 m2g 刚好在一条直线上，那么有 FF向m2g，所以 m2g=F 一 F向G221rmmm

30、2R自2。物体在两极时，其受力情况如图丙所示，这时物体不再做圆周运动，没有向心力，物体受到的万有引力 F引和支持力 N 是一对平衡力，此时物体的重力 mgNF引。综上所述重力大小：两个极点处最大，等于万有引力；赤道上最小，其他地方介于两者之间，但差异很小。重力方向：在赤道上和两极点的时候指向地心，其地方都不指向地心，但及万有引力的夹角很小。由于地球自转缓慢，物体需要的向心力很小，所以大量的近似计算中忽略了自转的影响，在此根底上就有：地球外表处物体所受到的地球引力近似等于其重力，即2RGmMmg说明：由于地球自转的影响，从赤道到两极，重力的变化为千分之五；地面到地心的距离每增加一千米，重力减少不

31、到万分之三，所以，在近似的计算中，认为重力和万有引力相等。万有引力定律的应用：万有引力定律的应用：根本方法：卫星或天体的运动看成匀速圆周运动，F万=F心(类似原子模型)方法：轨道上正常转：rTmrmrvmrMmG222224OONFmFm甲NoF丙NFo乙地面附近：G2RMm=mgGM=gR2(黄金代换式)1天体外表重力加速度问题天体外表重力加速度问题通常的计算中因重力和万有引力相差不大，而认为两者相等，即 m2gG221Rmm，g=GM/R2常用来计算星球外表重力加速度的大小，在地球的同一纬度处，g 随物体离地面高度的增大而减小，即 gh=GM/R+h2，比拟得 gh=hRr2g设天体外表重

32、力加速度为 g，天体半径为 R，由 mg=2MmGR得 g=2MGR，由此推得两个不同天体外表重力加速度的关系为21212212gRMgRM2计算中心天体的质量计算中心天体的质量某星体 m 围绕中心天体 m中做圆周运动的周期为 T，圆周运动的轨道半径为 r，那么：由rTmrmmG222中得：2324GTrm中例如：利用月球可以计算地球的质量，利用地球可以计算太阳的质量。可以注意到：环绕星体本身的质量在此是无法计算的。3计算中心天体的密度计算中心天体的密度=VM=334RM=3223RGTr由上式可知，只要用实验方法测出卫星做圆周运动的半径 r 及运行周期 T，就可以算出天体的质量 M假设知道行

33、星的半径那么可得行星的密度4发现未知天体发现未知天体用万有引力去分析已经发现的星体的运动，可以知道在此星体附近是否有其他星体，例如：历史上海王星是通过对天王星的运动轨迹分析发现的。冥王星是通过对海王星的运动轨迹分析发现的人造地球卫星。人造地球卫星。这里特指绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，实际上大多数卫星轨道是椭圆，而中学阶段对做椭圆运动的卫星一般不作定量分析。1、卫星的轨道平面：由于地球卫星做圆周运动的向心力是由万有引力提供的，所以卫星的轨道平面一定过地球球心，球球心一定在卫星的轨道平面内。2、原理：由于卫星绕地球做匀速圆周运动，所以地球对卫星的引力充当卫星所需的向心力，于是有rTmrmrmm

34、arGmM2222)2(实际是牛顿第二定律的具体表达3、表征卫星运动的物理量：线速度、角速度、周期等：1向心加速度向a及 r 的平方成反比。向a=2rGM当 r 取其最小值时，向a取得最大值。a向max=2RGM=g=9.8m/s22线速度 v 及 r 的平方根成反比v=rGM当 h，v当 r 取其最小值地球半径 R 时，v 取得最大值。vmax=RGM=Rg=7.9km/s3角速度及 r 的三分之三次方成百比=3rGM当 h，当 r 取其最小值地球半径 R 时，取得最大值。max=3RGM=Rg1.23103rad/s4周期 T 及 r 的二分之三次方成正比。T=2GMr3当 h，T当 r

35、取其最小值地球半径 R 时，T 取得最小值。Tmin=2GMR3=2gR84 min卫星的能量：(类似原子模型)r 增v 减小(EK减小Ep增加)，所以 E总增加;需克制引力做功越多，地面上需要的发射速度越大应该熟记常识：应该熟记常识：地球公转周期 1 年，自转周期 1 天=24 小时=86400s，地球外表半径 6.4103km外表重力加速度 g=9.8 m/s2月球公转周期 30 天4宇宙速度及其意义(1)三个宇宙速度的值分别为第一宇宙速度又叫最小发射速度、最大环绕速度、近地环绕速度：物体围绕地球做匀速圆周运动所需要的最小发射发射速度，又称环绕速度，其值为：km/s9.71v第一宇宙速度的

36、计算方法一：地球对卫星的万有引力就是卫星做圆周运动的向心力G2hrmM=mhrv2，v=hrGM。当 h，v，所以在地球外表附近卫星的速度是它运行的最大速度。其大小为 rh地面附近时，1GMVr=79103m/s方法二：在地面附近物体的重力近似地等于地球对物体的万有引力，重力就是卫星做圆周运动的向心力21vmgmrh当 rh 时ghg所以 v1gr=79103m/s第二宇宙速度脱离速度：如果卫生的速大于km/s9.7而小于km/s2.11，卫星将做椭圆运动。当卫星的速度等于或大于km/s2.11的时候，物体就可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造行星，或飞到其它行星上去，把km/s2.1

37、12v叫做第二宇宙速度，第二宇宙速度是挣脱地球引力束缚的最小发射速度。第三宇宙速度：物体挣脱太阳系而飞向太阳系以外的宇宙空间所需要的最小发射发射速度，又称逃逸速度，其值为：km/s7.163v(2)当发射速度 v 及宇宙速度分别有如下关系时，被发射物体的运动情况将有所不同当 vv1时，被发射物体最终仍将落回地面；当 v1vv2时，被发射物体将环绕地球运动，成为地球卫星；当 v2vv3时，被发射物体将脱离地球束缚，成为环绕太阳运动的“人造行星；当 vv3时，被发射物体将从太阳系中逃逸。5同步卫星所有的通迅卫星都为同步卫星同步卫星。“同步的含义就是和地球保持相对静止又叫静止轨道卫星，所以其周期等于

38、地球自转周期，既 T=24h，特点1地球同步卫星的轨道平面，非同步人造地球卫星其轨道平面可及地轴有任意夹角，而同步卫星一定位于赤道的正上方，不可能在及赤道平行的其他平面上。这是因为：不是赤道上方的某一轨道上跟着地球的自转同步地作匀速圆运动，卫星的向心力为地球对它引力的一个分力 F1，而另一个分力 F2的作用将使其运行轨道靠赤道，故此，只有在赤道上空，同步卫星才可能在稳定的轨道上运行。2地球同步卫星的周期：地球同步卫星的运转周期及地球自转周期一样。3同步卫星必位于赤道上方 h 处，且 h 是一定的rmrMmG22得23GMr故kmRrh358004地球同步卫星的线速度：环绕速度由rmrMmG22

39、得skmrGMv/08.35运行方向一定自西向东运行人造天体在运动过程中的能量关系人造天体在运动过程中的能量关系当人造天体具有较大的动能时，它将上升到较高的轨道运动，而在较高轨道上运动的人造天体却具有较小的动能。反之，如果人造天体在运动中动能减小，它的轨道半径将减小，在这一过程中，因引力对其做正功，故导致其动能将增大。同样质量的卫星在不同高度轨道上的机械能不同。其中卫星的动能为rGMmEK2，由于重力加速度 g 随高度增大而减小，所以重力势能不能再用 Ek=mgh 计算，而要用到公式rGMmEP以无穷远处引力势能为零，M 为地球质量，m 为卫星质量，r 为卫星轨道半径。由于从无穷远向地球移动过

40、程中万有引力做正功，所以系统势能减小，为负。因此机械能为rGMmE2。同样质量的卫星，轨道半径越大，即离地面越高，卫星具有的机械能越大，发射越困难。第六章：机械能第六章：机械能第一模块：功和功率第一模块：功和功率夯实根底知识夯实根底知识一功：1、概念：一个物体受到力的作用，并且在这个力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功。2、做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上的位移3、公式：WFScos为 F 及 s 的夹角 功是力的空间积累效应。4、单位：焦耳J5、意义：功是能转化的量度，反映力对空间的积累效果。6、说明(1)公式只适用于恒力做功公式只适用于恒力做功 位移是指力的作用点通过位

41、移(2)要分清“谁做功，对谁做功。即：哪个力对哪个物体做功。(3)力和位移都是矢量：可以分解力也可以分解位移。如：位移：沿力方向分解，及力垂直方向分解。(4)功是标量，没有方向，但功有正、负值。其正负表示力在做功过程中所起的作用其正负表示力在做功过程中所起的作用。正功表示动力做功(此力对物体的运动有推动作用)，负功表示阻力做功(5)功大小只及 F、s、这三个量有关及物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关二功的四个根本问题。涉及到功的概念的根本问题，往往会从如下四个方面提出。1、做功及否的判断问题：物体受到力的作用，并在力的方向上通过一段位移，我们就说这个力对物体做了功。由此看

42、来，做功及否的判断，关键看功的两个必要因素，第一是第一是力；第二是力的方向上的位移。力；第二是力的方向上的位移。而所谓的“力的方向上的位移可作如下理解：当位移平行于力，那么位移就是力的方向上的位的位移；当位移垂直于力，那么位移就不是力的方向上的位移；当位移及力既不垂直又不平行于力，那么可对位移进展正交分解，其平行于力的方向上的分位移仍被称为力的方向上的位移。2、会判断正功、负功或不做功。判断方法有：1用力和位移的夹角判断;当20时 F 做正功，当2时 F 不做功，当2时 F 做负功。2用力和速度的夹角判断定;3用动能变化判断。3、做功多少的计算问题：1按照定义求功。即：W=Fscos。公式中

43、F 是做功的力；S 是 F 所作用的物体发生的位移；而那么是 F 及 S 间的夹角。这种方法也可以说成是：功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。具体求功时可以有两种处理方法W 等于力 F 乘以物体在力 F 方向上的分位移 scos，即将物体的位移分解为沿 F 方向上和垂直 F 方向上的两个分位移W 等于力 F 在位移 s 方向上的分力 Fcos乘以物体的位移 s，即将力 F 分解为沿 s 方向和垂直 s 方向的两个分力在高中阶段，这种方法只适用于恒力恒力做功。至于变力做功的计算，通常可以利用功能关系通过能量变化的计算来了解变力的功。2W=Pt3用动能定理 W=Ek或功能关系求功。当 F 为变

44、力时，高中阶段往往考虑用这种方法求功。这种方法的依据是：做功的过程就是能量转化的过程，功是能的转化的量度。如果知道某一过程中能量转化的数值，那么也就知道了该过程中对应的功的数值4能量的转化情况求，功是能量转达化的量度5F-s 图象，图象及位移轴所围均“面积为功的数值6多个力的总功求解用平行四边形定那么求出合外力，再根据 wFscos计算功注意应是合外力及位移 s 间的夹角分别求各个外力的功：W1F1scos1，W2=F2scos2再求各个外力功的代数和4、做功意义的理解问题：做功意味着能量的转移及转化，做多少功，相应就有多少能量发生转移或转化。三了解常见力做功的特点：1一类是及势能相关的力，如

45、重力、弹簧的弹力、电场力等，它们的功及路程无关系，只及位移有关。重力做功和路径无关，只及物体始末位置的高度差 h 有关：W=mgh，当末位置低于初位置时，W0，即重力做正功；反之那么重力做负功。2摩擦力做功静摩擦力做功的特点静摩擦力做功的特点静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移静摩擦力起着传递机械能的作用，而没有机械能转化为其他形式的能滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，当然也可以不做功。做功及物体的运动路径有关。滑动摩擦力做功要看物体运动的路程，这是摩擦力做功的特点，必须牢记。一对滑动

46、摩擦力做功的过程中，如下图，上面不光滑的长木板，放在光滑的水平地面上，一小木块以速度 V0从木板的左端滑上木板，当木块和木板相对静止时，木板相对地面滑动了 S，小木块相对木板滑动了 d，那么由动能定理知：滑动摩擦力对木块所做功为：)(dsfEk木块滑动摩擦力对木板所做功为：sfEk木板得：dfEEkk木块木板式说明木块和木板组成的系统的机械能的减少量等于滑动摩擦力及木块相对木板的位移的乘积。这局部减少的能量转化为内能。3一对作用力和反作用力做功的特点：作用力及反作用力同时存在，作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做负功，不要以为作用力及反作用力大小相等、方向相反，就

47、一定有作用力、反作用力的功数值相等。一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零静摩擦力、可能为负滑动摩擦力，但不可能为正3斜面上支持力做功问题：斜面固定不动，物体沿斜面下滑时斜面对物体的支持力不做功斜面置于光滑的水平面上，一个物体沿斜面下滑，物体受到的支持力对物体做负功，如下图，物体下滑到斜面底端，斜面由于不受地面摩擦，后退一段距离，需要注意的是位移 S 是物体相对于地面的位移，不要认为是斜面，否那么会得出物体受到的支持力做功为0 的错误结论。功率功率1、功率的定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率，它表示物体做功的快慢2、功率的定义式：tWP，所求出的功率是时间 t 内的平均功率。3、功

48、率的计算式：P=Fvcos，其中是力及速度间的夹角。该公式有两种用法：求某一时刻的瞬时功率。这时 F 是该时刻的作用力大小，v 取瞬时值，对应的 P 为 F在该时刻的瞬时功率；当 v 为某段位移时间内的平均速度时，那么要求这段位移时间内 F 必须为SFPQF恒力，对应的 P 为 F 在该段时间内的平均功率。重力的功率可表示为 PG=mgVy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积4、单位：瓦w，千瓦kw；5、标量6、功率的物理意义：功率是描述做功快慢的物理量。7、通常讲的汽车的功率是指汽车的牵引力的功率vFP牵二、汽车的两种起动问题汽车的两种加速问题。当汽车从静止开场沿水平面加

49、速运动时，有两种不同的加速过程，但分析时采用的根本公式都是vFP牵和 F-f=ma恒定功率的加速。由公式 P=Fv 和 F-f=ma 知，由于 P 恒定，随着 v 的增大，F 必将减小，a 也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到 F=f，a=0，这时 v 到达最大值fPFPvmmm。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。这种加速过程发动机做的功只能用 W=Pt 计算，不能用 W=Fs 计算因为 F 为变力。恒定牵引力的加速。由公式 P=Fv 和 F-f=ma 知，由于 F 恒定，所以 a 恒定，汽车做匀加速运动，而随着 v 的增大，P 也将不断增大，直到 P 到达额定功率 Pm，功率不能

50、再增大了。这时匀加速运动完毕，其最大速度为mmmmvfPFPv，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用 W=Fs 计算，不能用 W=Pt 计算因为 P 为变功率。要注意两种加速运动过程的最大速度的区别。功和能功和能知识要点；知识要点；3 3）重力势能重力势能重力势能表达式：mghEP重力做功：PPPGEEEW21重力做功及路径无关,只及物体的初末位置有关4 4）弹性势能弹性势能弹性势能表达式：2/2lkEPl为弹簧的型变量1、动能：在机械能范筹内，我们给能量下了个通俗的定义，什么是能？能是物体具有做功的本能是物体