人教版高中物理必修第二冊(cè)期末復(fù)習(xí)全冊(cè)知識(shí)點(diǎn)考點(diǎn)提綱第五章拋體運(yùn)動(dòng) 15.1曲線運(yùn)動(dòng) 1 1 1三、曲線運(yùn)動(dòng)速率的變化 15.2運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1一、運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1二、小船過(guò)河問(wèn)題 2三、關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題 45.3實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 4 45.4拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 5 5二、類平拋運(yùn)動(dòng) 7三、斜拋運(yùn)動(dòng) 7第六章圓周運(yùn)動(dòng) 86.1圓周運(yùn)動(dòng) 8 8二、線速度 三、角速度 8 8五、各物理量間的關(guān)系 9 9一、向心力 9三、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng) 1 1二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度的大小 16.4生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 一、車輛轉(zhuǎn)彎問(wèn)題(火車轉(zhuǎn)彎、汽車轉(zhuǎn)彎) 三、離心運(yùn)動(dòng) 第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行 7.1行星的運(yùn)動(dòng) 二、近代天體物理學(xué)史 一、萬(wàn)有引力定律 二、引力常量及其測(cè)定 7.3萬(wàn)有引力理論的成就 —2— 二、天體密度的計(jì)算 7.4宇宙航行 一、宇宙速度 二、人造衛(wèi)星 三、同步衛(wèi)星、極地衛(wèi)星和近地衛(wèi)星 7.5相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性 20一、相對(duì)論時(shí)空觀 20二、牛頓力學(xué)的局限性 20 21第八章機(jī)械能守恒定律 218.1功與功率 21一、功 21二、正功和負(fù)功 22三、功率 2 23 24 24二、重力勢(shì)能及其相對(duì)性 24三、彈性勢(shì)能 24 25 25二、動(dòng)能定理 258.4機(jī)械能守恒定律 26 26二、機(jī)械能守恒定律 26三、功能關(guān)系 27 27 27第五章拋體運(yùn)動(dòng)5.1曲線運(yùn)動(dòng)一、曲線運(yùn)動(dòng)定義與特點(diǎn)1、定義：軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫曲線運(yùn)動(dòng)。(1)速度方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度，沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。(2)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度的方向時(shí)刻在改變，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，即必然具有加速度?！睢睢睢睢?變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)，如勻變速直線運(yùn)動(dòng)，曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗俣确较蛞欢ㄗ兓?，曲線運(yùn)動(dòng)不一定是非勻變速運(yùn)動(dòng)，如平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，也是勻變速運(yùn)動(dòng)。二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件1、從動(dòng)力學(xué)角度看：物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一條直線上。2、從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看：物體的加速度方向跟它的速度方向不在同一條直線上。3、運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷(1)若物體所受合力方向與速度方向在同一直線上，則物體做直線運(yùn)動(dòng)；若物體所受合力方向與速度方向不在同一直線上，則物體做曲線運(yùn)動(dòng)。(2)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力指向軌跡的凹側(cè)；運(yùn)動(dòng)軌跡在速度方向與合力方向所夾的區(qū)間?？伤儆洖椤盁o(wú)力不彎，力速兩邊”。三、曲線運(yùn)動(dòng)速率的變化物體運(yùn)動(dòng)軌跡在速度和合力之間，其運(yùn)動(dòng)的速率與速度和合力的關(guān)系為：(1)合力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí)：物體的速率增大。(2)合力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí)：物體的速率減小。(3)合力方向與速度方向的夾角為垂直時(shí)：物體的速率不變。5.2運(yùn)動(dòng)的合成與分解一、運(yùn)動(dòng)的合成與分解1、分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)：一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)運(yùn)動(dòng)，參與的這幾個(gè)運(yùn)動(dòng)即分運(yùn)動(dòng)，物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)即合運(yùn)動(dòng)。2、運(yùn)動(dòng)的合成與分解：已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)稱為運(yùn)動(dòng)的合成；已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)稱為運(yùn)動(dòng)的分解。兩者互為逆運(yùn)算。在對(duì)物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解時(shí)，要根據(jù)實(shí)際效果分解。沿平行于河岸方向和垂直于河岸的方向進(jìn)行正交分解，則v水一V靜水cosθ為船實(shí)際沿水流方向的運(yùn)動(dòng)速度，v⊥=V靜水sinθ為船在垂直于河岸方向的運(yùn)動(dòng)速度。兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)情況相互獨(dú)立、互不影響。2、小船過(guò)河問(wèn)題的幾種情況(1)渡河時(shí)間最短問(wèn)題：渡河時(shí)間僅由V靜水垂直于河岸的分量v1決定，即(d為河寬),與v水無(wú)關(guān)。要使渡河時(shí)間最短，應(yīng)使船在垂直于河岸方向的速度最大，如圖所示，當(dāng)sinθ=1,即v水垂直于河岸時(shí)，渡河所用時(shí)間最短，即,與v水無(wú)關(guān)。(2)渡河位移最小問(wèn)題①當(dāng)V水<V靜水時(shí)，渡河的最小位移即河的寬度d。如圖所示，為了使渡河位移等于河的寬度d,這時(shí)船頭應(yīng)指向河的上游，并與河岸成一定的角度θ,使船的合速度v的方向與河岸②當(dāng)v水>V游水時(shí)，如果船頭方向(即v靜水方向)與合速度方向垂直，渡河位移最小，如圖所示，渡河位移最小為(2)在帶有支架的木板上，用圖釘釘好白紙，并讓豎放木板左上方靠近槽口，使小球滾下飛出后的軌道平面跟板面平行。(如圖所示)(3)把小球飛離斜槽末端時(shí)的球心位置投影到白紙上，描出點(diǎn)0,過(guò)0用重垂線描出豎直方向。(4)讓小球每次都從斜槽上同一適當(dāng)位置滾下，在粗略確定的位置附近，用鉛筆較準(zhǔn)確地確定小球通過(guò)的位置，并記下這一點(diǎn)，以后依次改變x值，用同樣的方法確定其他各點(diǎn)的位(5)把白紙從木板上取下來(lái)，用三角板過(guò)0作與豎直方向垂直的x軸，將一系列所描的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)，這就是小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。5、數(shù)據(jù)處理(求平拋小球的初速度)(1)以0點(diǎn)為原點(diǎn)，水平方向?yàn)閤軸，豎直向下方向?yàn)閥軸建立坐標(biāo)系。(2)在平拋小球運(yùn)動(dòng)軌跡上選取A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)，測(cè)出它們的x、y坐標(biāo)值，記到表格內(nèi)。(3)把測(cè)到的坐標(biāo)值依次代入公式,求出小球平拋的初速度，并計(jì)算其平均值。6、誤差分析(1)安裝斜槽時(shí)，其末端切線不水平。(2)小球每次滾下的初位置不盡相同。(3)建立坐標(biāo)系時(shí)，可能誤將斜槽末端端口作為坐標(biāo)原點(diǎn)。(4)空氣阻力使小球不是真正的平拋運(yùn)動(dòng)。7、注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)中必須保持通過(guò)斜槽末端的切線水平，木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運(yùn)動(dòng)靠近圖板但不接觸。(2)小球必須每次從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，即在斜槽上固定一個(gè)擋板，每次都從擋板位置釋放小球。(3)坐標(biāo)原點(diǎn)(小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn))不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)，球心在木板上的水平投影點(diǎn)。(4)要在斜槽上適當(dāng)?shù)母叨柔尫判∏颍顾赃m當(dāng)?shù)乃匠跛俣葤伋?，其軌跡由圖板左上角到達(dá)右下角；要在平拋軌跡上選取距0點(diǎn)遠(yuǎn)一些的點(diǎn)來(lái)計(jì)算小球的初速度，這樣可以減小測(cè)量誤差。5.4拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律一、平拋運(yùn)動(dòng)1、平拋運(yùn)動(dòng)定義：將物體以一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)。2、平拋運(yùn)動(dòng)條件：(1)初速度沿水平方向；(2)只受重力作用。3、平拋運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線。4、研究方法：分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng).5、規(guī)律：(1)水平方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)，V=Vo,x=vat,a=0。(2)豎直方向：自由落體運(yùn)動(dòng)，V,=gt,2,a,=g。(3)實(shí)際運(yùn)動(dòng)：v=√v2+v2,s=√x2飛行時(shí)間,時(shí)間取決于下落高度h,與初速度vo無(wú)關(guān)即水平射程由初速度vo和下落高度h共同決定，與其他因素?zé)o關(guān)落地速度v=√2+v2=√v2+2gh,落地速度也只與初速度vo和下落高度h有關(guān)量任意相等時(shí)間間隔△t內(nèi)的速度改變量△v=g△t相同，方向恒為豎直向如圖所示7、平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)重要推論(1)做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻任一位置處，設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為α,位移方向與水平方向的夾角為θ,則tanα=2tanθ。由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：,所以tana=2tanθ。(2)做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線一定通過(guò)此時(shí)水平位移的中點(diǎn)，如圖中B點(diǎn)為OC的中點(diǎn)。二、類平拋運(yùn)動(dòng)1、類平拋運(yùn)動(dòng)的定義：當(dāng)物體所受的合外力恒定且與初速度垂直時(shí)，物體做類平拋運(yùn)動(dòng)。3、類平拋運(yùn)動(dòng)的求解方法(1)常規(guī)分解法：將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向(即沿合力的方向)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立，互不影響，且與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性。(2)特殊分解法：對(duì)于有些問(wèn)題，可以過(guò)拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系，將加速度分解為三、斜拋運(yùn)動(dòng)3、規(guī)律：斜拋運(yùn)動(dòng)在水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是豎直上拋x水平速度：Vx=v?cosθ最高點(diǎn)：速度水平面：82=gsina6.1圓周運(yùn)動(dòng)一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)1、圓周運(yùn)動(dòng)的定義：物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓的運(yùn)動(dòng)叫作圓周運(yùn)動(dòng)。分為勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)。因?yàn)閳A周運(yùn)動(dòng)的向心力與線速度始終垂直，并指向圓心，所以圓周運(yùn)動(dòng)是變加速曲線運(yùn)動(dòng)。2、勻速圓周運(yùn)動(dòng)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，若在相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的圓弧長(zhǎng)相等，就是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(1)勻速圓周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：加速度大小不變，方向始終指向圓心，是變加速運(yùn)動(dòng)。(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)條件：合外力大小不變、方向始終與速度方向垂直且指向圓心。二、線速度1、定義：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的弧長(zhǎng)△s和所用時(shí)間△t的比值叫做線速度。2、物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。3、大?。鹤⒁猓骸鱏是弧長(zhǎng)，不是位移；當(dāng)△t很小很小時(shí)(趨近零),弧長(zhǎng)△S就等于物體的位移，式中的v,就是直線運(yùn)動(dòng)中學(xué)過(guò)的瞬時(shí)速度。4、方向：質(zhì)點(diǎn)在圓周某點(diǎn)的線速度方向沿圓周上該點(diǎn)的切線方向。三、角速度1、定義：物體做圓周運(yùn)動(dòng)，連接物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度△θ和所用時(shí)間△t的比值叫做角速度。(勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度不變的運(yùn)動(dòng)。)2、物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。4、單位：rad/s(弧度/秒)。5、弧度與角度公式：,運(yùn)動(dòng)一周,即360°=2πrad;四、周期、頻率和轉(zhuǎn)速1、周期定義：物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間；符號(hào)是T;單位是s。2、頻率定義：物體在單位時(shí)間(每秒)轉(zhuǎn)的圈數(shù)；符號(hào)是f;單位是Hz或s?1。3、轉(zhuǎn)速定義：物體在單位時(shí)間(每秒或每分)轉(zhuǎn)的圈數(shù)；符號(hào)是n;單位是r/s或r/min。4、周期、頻率和轉(zhuǎn)速關(guān)系：;描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。五、各物理量間的關(guān)系1、由線速度和角速度得5、從以上公式推導(dǎo)可以得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：線速度時(shí)刻改變(方向時(shí)刻改變),只是大小不變、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速不變。一、向心力1、向心力定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力總指向圓心，這個(gè)指向圓心的力叫作向心力，符號(hào)為Fn。2、向心力方向：指向圓心，向心力方向與速度方向垂直，是變力。3、向心力作用效果：只改變速度的方向，不改變速度的大小。4、向心力的幾點(diǎn)說(shuō)明(1)向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力，還可以是某個(gè)力的分力。物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由合力提供向心力。(2)向心力是根據(jù)作用效果命名的，并不是一種新的性質(zhì)的力，受力分析時(shí)，切不可在物體的相互作用力以外再添加一個(gè)向心力。某幾個(gè)力提供了向心力。二、向心力的大小的影響因素1、感受向心力實(shí)驗(yàn)：如圖所示，在繩子的一端拴一個(gè)小球，另一端握在手中。將手舉過(guò)頭(2)保持繩的長(zhǎng)度和小球的質(zhì)量不變，改變小球轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，感受向心力的變化；(3)保持小球的質(zhì)量和小球轉(zhuǎn)動(dòng)的速度不變，改變繩的長(zhǎng)度，感受向心力的變化。2、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力與物體質(zhì)量成正比，與半徑成正比，與角速度三、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)(一)變速圓周運(yùn)動(dòng)1、運(yùn)動(dòng)員拋出鏈球的過(guò)程中，使鏈球越轉(zhuǎn)越快，在鏈球速度比較大的時(shí)候，拋出鏈球，使2、如圖所示，當(dāng)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心(合力不指向圓心物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)的受力條件)時(shí)，物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)。VV速度減小的圓周運(yùn)動(dòng)速度增大的圓周運(yùn)(1)向心分力F。,產(chǎn)生向心加速度an,只改變線速度方向。(2)切向分力F,產(chǎn)生切向加速度ar,改變線速度的大小。(3)當(dāng)合外力與速度夾銳角時(shí)，物體線速度增加。(4)當(dāng)合外力與速度夾鈍角時(shí)，物體線速度減小。(二)一般的曲線運(yùn)動(dòng)6.3向心加速度一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度的方向1、向心加速度：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體加速度指向圓心，這個(gè)加速度稱為向心加速度，符2、方向：始終指向圓心。4、說(shuō)明：勻速圓周運(yùn)動(dòng)加速度的方向時(shí)刻改變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是勻變速運(yùn)動(dòng)，而是二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度的大小2、向心加速度的大?。焊鶕?jù)牛頓第二定律和向心力表達(dá)式F=ma和向心力的大小公式,可得出向心加速度的大?。夯蛘遖n=w2r。一、車輛轉(zhuǎn)彎問(wèn)題(火車轉(zhuǎn)彎、汽車轉(zhuǎn)彎)d(1)一般來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)彎處的地面是傾斜的，當(dāng)汽車以某一適當(dāng)速度經(jīng)過(guò)彎道時(shí)，由汽車自重與的最大速度，如果超過(guò)了這個(gè)速度，汽車將發(fā)生側(cè)滑現(xiàn)象。慢行；④增加路面高度差——外高內(nèi)低。2、火車轉(zhuǎn)彎模型如下(1)與公路彎道類似，鐵軌彎道處，也通過(guò)一定的設(shè)計(jì)，展現(xiàn)出一定的坡度。當(dāng)火車以v=√gRtanθ速度通過(guò)時(shí)，恰好有火車自身重力與鐵軌的支持力的合力提供向心力。 二、汽車過(guò)拱形橋與航天器中的失重現(xiàn)象(2)汽車過(guò)拱形橋時(shí)，在最高點(diǎn)時(shí)，受力情況如圖所示：向心力所以：F壓=F?<mg;汽車對(duì)橋的壓力小于其所受重力，即處于失重狀態(tài)；當(dāng)F?=0時(shí)，汽車脫離橋面，做平拋運(yùn)動(dòng)，汽車及其中的物體處于完全失重狀態(tài)。(3)汽車過(guò)凹形橋時(shí)，在最低點(diǎn)時(shí)，受力情況如圖所示：向心力所以：F壓=FN>mg;汽車對(duì)橋的壓力大于其所受重力，即處于超重狀態(tài)。2、航天器中的失重現(xiàn)象(1)向心力分析：宇航員受到的地球引力與飛船座艙對(duì)他的支持力的合力為他提供向心力：(2)失重狀態(tài)：當(dāng)v=gR時(shí)，座艙對(duì)宇航員的支持力為零，宇航員處于完全失重狀態(tài)。三、離心運(yùn)動(dòng)1、離心運(yùn)動(dòng)(1)定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。(2)本質(zhì)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身的慣性，總有沿著圓周切線方向飛出去的傾向。(3)受力特點(diǎn)：當(dāng)F=mrw2時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)F=0時(shí)，物體沿切線方向飛出；當(dāng)F<mrw2時(shí)，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心，F(xiàn)為實(shí)際提供的向心力；如圖所示：F?=mro22、向心運(yùn)動(dòng)(1)當(dāng)提供向心力的合外力大于做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力時(shí)，即F>mrw2,物體漸漸向圓心靠近；如圖上圖所示。注意：物體做離心運(yùn)動(dòng)不是物體受到所謂離心力作用，而是物體慣性的表現(xiàn)，物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，并非沿半徑方向飛出，而是運(yùn)動(dòng)半徑越來(lái)越大或沿切線方向飛出。第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行7.1行星的運(yùn)動(dòng)一、開(kāi)普勒三定律1、開(kāi)普勒第一定律(軌道定律):所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。2、開(kāi)普勒第二定律(面積定律):對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)3、開(kāi)普勒第三定律(周期定律):所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等；即：=k,k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量。二、近代天體物理學(xué)史1、托勒密：地心宇宙，即認(rèn)為地球是宇宙的中心，一切天體圍繞地球運(yùn)行。2、哥白尼：日心說(shuō)，即認(rèn)為太陽(yáng)是宇宙的中心，一切天體圍繞太陽(yáng)運(yùn)行。3、伽利略：發(fā)明天文望遠(yuǎn)鏡，證實(shí)了日心說(shuō)的正確性。4、布魯諾：日心說(shuō)的支持者與推動(dòng)者，哥白尼死后極大的發(fā)展了日心說(shuō)的理論。5、第谷：觀測(cè)星體運(yùn)動(dòng)，并記錄數(shù)據(jù)。6、開(kāi)普勒：潛心研究第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)，以20年的時(shí)間提出了開(kāi)普勒三定律。7、牛頓：在前人的基礎(chǔ)上整理總結(jié)得出了萬(wàn)有引力定律。7.2萬(wàn)有引力定律一、萬(wàn)有引力定律1、萬(wàn)有引力定律內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m和m2的乘積成正比、與它們之間距離r的二次方成反比。2、表達(dá)式：其中G為引力常量，大小為G=6.67×101N·m2/kg2;r是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離。如果已知兩個(gè)物體(可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量和距離就可以計(jì)算他們之間的萬(wàn)有引力。3、萬(wàn)有引力定律的公式適用條件(1)公式適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，當(dāng)兩個(gè)物體間的距離比物體本身大得多時(shí)，物體可視為質(zhì)點(diǎn)。(2)質(zhì)量分布均勻的球體間的相互作用力，式中r是兩個(gè)球體球心間的距離。(3)一個(gè)均勻球體與球外一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力也可用此公式計(jì)算，式中的r是球體的球心到質(zhì)點(diǎn)的距離。4、萬(wàn)有引力的四個(gè)特性(1)普遍性：它存在于宇宙中任何客觀存在的兩個(gè)物體之間。(2)相互性：任何兩物體間的相互引力，都是一對(duì)作用力和反作用力，符合牛頓第三定律。(3)宏觀性：通常情況下，萬(wàn)有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的天體間或天體與天體附近的物體間，它的作用才有實(shí)際的物理意義。(4)獨(dú)立性：萬(wàn)有引力的大小只與它們的質(zhì)量和距離有關(guān)，與其他的因素均無(wú)關(guān)。不管它們之間是否還有其他作用力。二、引力常量及其測(cè)定1、引力常量是由英國(guó)物理學(xué)家卡文迪什通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)定的，其數(shù)值為G=6.67×10?11N·2、扭稱裝置實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)思想微小量放大法)示意圖(1)扭秤裝置把微小力通過(guò)杠桿旋轉(zhuǎn)明顯反映出來(lái)(一次放大);(2)扭轉(zhuǎn)角度(微小形變)通過(guò)光標(biāo)的移動(dòng)來(lái)反映(二次放大),從而確定物體間的萬(wàn)有引3、測(cè)定引力常量的意義(1)證明了萬(wàn)有引力的存在。(2)使得萬(wàn)有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值，可測(cè)定遠(yuǎn)離地球的一些天體的質(zhì)量、平均密度等。7.3萬(wàn)有引力理論的成就一、計(jì)算天體的質(zhì)量1、“稱量”地球質(zhì)量：若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，地面上質(zhì)量為m的物體所受的重力mg等于地球?qū)ξ矬w的引力，即2、環(huán)繞法：借助環(huán)繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星(或衛(wèi)星)計(jì)算中心天體的質(zhì)量，俗稱“借助外援法”。常見(jiàn)的情況如下：萬(wàn)有引力提供向心力中心天體的質(zhì)量說(shuō)明半徑，v、W、T為行星(或衛(wèi)星)的線速度、角速度和周期3、萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系(黃金代換):對(duì)地球上的物體而言，受到的萬(wàn)有引力要比地球自轉(zhuǎn)引起的物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大的多，所以通?？梢院雎缘厍蜃赞D(zhuǎn)帶來(lái)的影響，近似認(rèn)為萬(wàn)有引力完全等于重力。即化簡(jiǎn)得到：GM=gR2,其中g(shù)是地球表面的重力加速度，R表示地球半徑，M表示地球的質(zhì)量，這個(gè)式子的應(yīng)用非常廣泛，被稱為黃金代換公式?？偨Y(jié)：計(jì)算中心天體的質(zhì)量需要知道(1)行星或衛(wèi)星運(yùn)行的軌道半徑，以及運(yùn)行的任一參數(shù)(如線速度或角速度或向心加速度等)。(2)如果是忽略天體自轉(zhuǎn)、或在天體表面附近、或提示萬(wàn)有引力近似等于重力，則可以應(yīng)用黃金代換計(jì)算中心天體質(zhì)量，此時(shí)需要知道天體的半徑，以及天體表面的重力加速度。二、天體密度的計(jì)算1、若天體的半徑為R,則球體體積：密度：2、特殊情況：當(dāng)衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，衛(wèi)星的軌道半徑r可認(rèn)為等于天體半徑R,則總結(jié)：計(jì)算中心天體的密度時(shí)，只要能求出天體質(zhì)量，并知道天體自身半徑就可以求出中心天體的密度。7.4宇宙航行一、宇宙速度1.第一宇宙速度(環(huán)繞速度)(1)大?。?.9km/s。(2)意義：①衛(wèi)星環(huán)繞地球表面運(yùn)行的速度，也是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度。②使衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最小地面發(fā)射速度。2.第二宇宙速度(脫離速度)(1)大小：11.2km/s。(2)意義：使衛(wèi)星掙脫地球引力束縛的最小地面發(fā)射速度。(3)在地面上發(fā)射物體，使之能夠脫離地球的引力作用，成為繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的人造行星或繞其他行星運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星所必需的最小發(fā)射速度，其大小為v=11.2km/s。3.第三宇宙速度(逃逸速度)(1)大?。?6.7km/s。(2)意義：使衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小地面發(fā)射速度。(3)在地面上發(fā)射物體，使之最后能脫離太陽(yáng)的引力范圍，飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間所必需的最小速度，其大小為v=16.7km/s。4.第一宇宙速度的計(jì)算：地球的質(zhì)量為M,衛(wèi)星的質(zhì)量為m,衛(wèi)星到地心的距離為r,衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為v,地球半徑R。(r=R)。二、人造衛(wèi)星(1)向心力和向心加速度：向心力是由萬(wàn)有引力充當(dāng)?shù)?，?再根據(jù)牛頓第二定(2)線速度v:由得隨著軌道半徑的增加，衛(wèi)星的線速度減小。 (3)角速度@:隨著軌道半徑的增加，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)(4)周期T:,隨著軌道半徑的增加，衛(wèi)星的周期增大。2、衛(wèi)星的各物理量隨軌道半徑的變化而變化的規(guī)律三、同步衛(wèi)星、極地衛(wèi)星和近地衛(wèi)星1、同步衛(wèi)星：指相對(duì)于地面靜止的人造衛(wèi)星，它跟著地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期T=24h。2、所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道正上方的一個(gè)確定軌道，即同步衛(wèi)星軌道平面與赤道平面重合。3、同步衛(wèi)星的幾個(gè)定值(1)軌道平面一定：赤道平面。(2)周期與角速度一定：T=24h。(3)軌道半徑一定：r=6.6R。(4)線速度大小一定：v=3.08km/s。(5)運(yùn)轉(zhuǎn)方向一定：自西向東。(6)向心加速度的大小一定：4、同步衛(wèi)星的用途：主要用于通信，故也稱通信衛(wèi)星。3顆同步衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，為了使同步衛(wèi)星之間不相互干擾，大約3°左右才能放置一顆同步衛(wèi)星，也就是說(shuō)，地球上空只能放下120顆同步衛(wèi)星。截止2012年，已發(fā)射100多顆。5、極地衛(wèi)星和近地衛(wèi)星(1)極地衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)每圈都經(jīng)過(guò)南北兩極由于地球自轉(zhuǎn)，極地衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。(2)近地衛(wèi)星是在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，其運(yùn)行的軌道半徑可近似認(rèn)為等于地球的半徑，其運(yùn)行線速度約為7.9km/s。線速度推斷：由、r=R(地球半徑);得(3)兩種衛(wèi)星的軌道平面一定通過(guò)地球的球心。四、不同軌道人造衛(wèi)星的參數(shù)比較1、三種不同軌道衛(wèi)星的參數(shù)對(duì)比近地衛(wèi)星(r?、W1、V?、赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體(r?、W向心力萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力減去重力徑角速度,得·故w?>02同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，故W?=W?線速度由v=rw,得v?>v?向心加速度得,故ai>a2由an=w2r,得a2>a?離地面距離(h)離地心距離(r)線速度(v)公轉(zhuǎn)周期(T)月球27.3天同步衛(wèi)星84分鐘月球②同同步衛(wèi)星近近地衛(wèi)星一、相對(duì)論時(shí)空觀1.狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)(1)狹義相對(duì)性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的。(2)光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是相同的。2.時(shí)間和空間的相對(duì)性(1)“同時(shí)”的相對(duì)性：同時(shí)是相對(duì)的，與參考系的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。(2)時(shí)間間隔的相對(duì)性：(3)長(zhǎng)度的相對(duì)性：3.相對(duì)論的三個(gè)結(jié)論(1)相對(duì)論的速度變換公式(2)相對(duì)論質(zhì)量二、牛頓力學(xué)的局限性1、牛頓力學(xué)的成就：從地面上物體的運(yùn)動(dòng)到天體的運(yùn)動(dòng)，從攔河筑壩、修建橋梁到設(shè)計(jì)各種機(jī)械，從自行車到汽車、火車、飛機(jī)等現(xiàn)代交通工具的運(yùn)動(dòng)，從投出籃球到發(fā)射導(dǎo)彈、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船……所有這些都服從牛頓力學(xué)的規(guī)律。2、牛頓力學(xué)的局限性：牛頓力學(xué)對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)的物體和電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子是不適用的。3、量子力學(xué)的建立能夠很好地描述宏觀低速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中發(fā)揮了重要作用。4、相對(duì)論與量子力學(xué)都沒(méi)有否定過(guò)去的科學(xué)，而只認(rèn)為過(guò)去的科學(xué)是自己在一定條件下的特殊情形。三、宇宙起源與恒星的演化1、宇宙起源(宇宙大爆炸理論)(1)宇宙大爆炸理論是目前廣泛接受的宇宙起源理論，它表明宇宙起源于一個(gè)極度熱密的初始狀態(tài)，然后經(jīng)歷了急劇膨脹。(2)這一理論解釋了宇宙中各種天體的分布、宇宙背景輻射以及宇宙的演化歷史。(3)它是由比利時(shí)天文學(xué)家喬治·勒梅特和美國(guó)天文學(xué)2、恒星的演化(1)恒星初級(jí)階段：由星云向外輻射能量，所形成的的反向推力聚集而成，類似于水的冷凝。(2)恒星階段：當(dāng)初始星云，具備了向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，并且聚集之后，突破星云物質(zhì)分子、原子，釋放大量熱能的同時(shí)釋放出十分巨大的空間。(3)恒星衰老之后的演變?nèi)Q于恒星的質(zhì)量：當(dāng)質(zhì)量足夠大能夠壓破原子核，就能形成中子星；大到能夠壓迫中子就可能形成所謂的黑洞；當(dāng)然恒星質(zhì)量不足，最終無(wú)法進(jìn)入下一個(gè)階段，只能衰變?yōu)榘装?。第八章機(jī)械能守恒定律8.1功與功率一、功1、定義：力對(duì)物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦這三者的2、公式：W=Flcosα。(1)公式只適用于恒力做功。(2)F和S是對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體的。(3)恒力做功多少只與F、1及二者夾角余弦有關(guān)，而與物體的加速度大小、速度大小、運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短等都無(wú)關(guān)，即與物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)無(wú)關(guān)，同時(shí)與有無(wú)其它力做功也無(wú)關(guān)。3、功是標(biāo)量，沒(méi)有方向、但是有正負(fù)，正負(fù)表示能量轉(zhuǎn)化的方向，表示物體是輸入了能量還是輸出了能量。4、在國(guó)際單位制中，功的單位是焦耳，符號(hào)是J(1J=1N·m)。5、物理意義：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。二、正功和負(fù)功1、正功和負(fù)功的判斷由W=Flcosα可知(1)當(dāng)時(shí)，W=0,力F對(duì)物體不做功(填“做正功”“做負(fù)功”或(2)當(dāng)時(shí)，W>0,力F對(duì)物體做正功(填“做正功”“做負(fù)功”或“不做功”)。(3)時(shí)，W<0,力F對(duì)物體做負(fù)功(填“做正功”“做2、總功的計(jì)算當(dāng)一個(gè)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功等于：(1)各個(gè)力分別對(duì)物體所做功的代數(shù)和。(2)幾個(gè)力的合力對(duì)物體所做的功。3、變力做功：對(duì)于變力做功不能依定義式W=Fscosα直接求解，但可依物理規(guī)律通過(guò)技巧的轉(zhuǎn)化間接求解。①可用(微元法)無(wú)限分小法來(lái)求，過(guò)程無(wú)限分小后，可認(rèn)為每小段是恒力做功。②平均力法：若變力大小隨位移是線性變化，且方向不變時(shí)，可將變力的平均值求出后用公③利用F-s圖象，F(xiàn)-s圖線與坐標(biāo)軸所包圍的面積即是力F做功的數(shù)值。④已知變力做功的平均功率P,則功W=Pt。三、功率1、意義：功率是表示做功的快慢的物理量。2、定義：功W與完成這些功所用時(shí)間t之比。3、定義式：?jiǎn)挝唬和咛?，?jiǎn)稱瓦，符號(hào)是W。4、功率是標(biāo)(選填“標(biāo)”或“矢”)量。5、額定功率：機(jī)械正常工作時(shí)輸出的最大功率。6、實(shí)際功率：機(jī)械實(shí)際工作時(shí)輸出的功率.要求不大于額定功率。四、功率與速度的關(guān)系1、一個(gè)沿著物體位移方向的力對(duì)物體做功的功率，等于這個(gè)力與物體速度的乘積。(1)若v是物體在恒力F作用下的平均速度，則P=Fv對(duì)應(yīng)這段時(shí)間內(nèi)的平均功率。(2)若v是瞬時(shí)速度，則P表示該時(shí)刻的瞬時(shí)功率。3、應(yīng)用：由功率與速度的關(guān)系知，汽車、火車等交通工具和各種起重機(jī)械，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P一定時(shí)，牽引力F與速度v成反比，要增大牽引力，就要減小速度。五、機(jī)車啟動(dòng)的兩種模型1、兩種機(jī)車啟動(dòng)方式的規(guī)律以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)和v-t圖像段運(yùn)動(dòng)性質(zhì)加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，維持時(shí)間段↓運(yùn)動(dòng)性質(zhì)以vm做勻速直線運(yùn)動(dòng)加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)無(wú)勻速運(yùn)動(dòng)FFC由F—F=ma,P=Fv可得：①AB段牽引力不變，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；②BC圖線的斜率k表示功率P,知BC段功率不變，運(yùn)動(dòng)；③B點(diǎn)橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為1/vi;8.2重力勢(shì)能1、重力所做的功W?=mg△h,△h指初位置與末位置的高度差。(1)物體下降時(shí)重力做正功，WG=mgh。2、重力做功的特點(diǎn)：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。3、重力做功的特點(diǎn)可推廣到任一恒力做功，即恒力做功的特點(diǎn)是：與具體路徑無(wú)關(guān)，即恒1、重力勢(shì)能定義：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢(shì)能。(1)大?。何矬w的重力勢(shì)能等于它所受重力與所處高度的乘積，表達(dá)式為E=mgh。2、重力做功和重力勢(shì)能變化的關(guān)系：重力做正功，重力勢(shì)能減少，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能在參考平面上，物體的重力勢(shì)能取作0。(2)重力勢(shì)能的相對(duì)性4、標(biāo)矢性：重力勢(shì)能為標(biāo)量，其正負(fù)表示重力勢(shì)能的大小，物體在參考平面上1、定義：發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用而具有的勢(shì)能，叫彈性勢(shì)能。(2)彈簧的彈性勢(shì)能跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)：在彈性限4、彈力做功的計(jì)算：由于彈力是一個(gè)變力，計(jì)算其功不能用W=Fs設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)量為x,則F=kx,畫出F-x圖象。如圖所示。則此圖線與x軸所夾面積就為彈力所做的功。4、彈力做功與彈性勢(shì)能變化量的關(guān)系：W彈=-△EP.當(dāng)彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加；當(dāng)彈力做正功，彈性勢(shì)能減少。8.3動(dòng)能和動(dòng)能定理一、動(dòng)能的表達(dá)式1、動(dòng)能定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能。2、表達(dá)式：3、單位：與功的單位相同，國(guó)際單位為焦耳，符號(hào)為J。4、標(biāo)矢性：動(dòng)能是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向。5、動(dòng)能是狀態(tài)量，而動(dòng)能的變化量是過(guò)程量。6、動(dòng)能具有相對(duì)性，動(dòng)能的大小與參照物的選取有關(guān)，中學(xué)物理中，一般取地球?yàn)閰⒄瘴?。二、?dòng)能定理1、內(nèi)容：合外力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化。2、表達(dá)式：如果物體受到幾個(gè)力的共同作用，W即為合力做的功，它等于各個(gè)力做功的代數(shù)和。的功是物體動(dòng)能變化的量度。4、動(dòng)能定理的適用條件(1)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)。(2)既適用于恒力做功，也適用于變力做功。(3)力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時(shí)作用，也可以不同時(shí)作用。5、對(duì)動(dòng)能定理的理解(1)一個(gè)物體的動(dòng)能變化△Ek與合外力對(duì)物體所做功W具有等量代換關(guān)系。(2)動(dòng)能定理公式中等號(hào)的意義：等號(hào)表明合力做功與物體動(dòng)能的變化間的三個(gè)關(guān)系：8.4機(jī)械能守恒定律一、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。2、彈性勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化能減少，物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能。3、機(jī)械能：重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能與動(dòng)能統(tǒng)稱為機(jī)械能，重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能與動(dòng)能都是機(jī)將小球由斜面A上某位置由靜止釋放，如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略，小球在斜面B上速度變?yōu)?(即到達(dá)最高點(diǎn))時(shí)的高度與它出發(fā)時(shí)的高度相同，不會(huì)更高一點(diǎn)，也不會(huì)更低2、機(jī)械能守恒定律：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，而(1)表達(dá)式：(2)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題只需考慮運(yùn)動(dòng)的初狀態(tài)和末狀態(tài)，不必考慮兩個(gè)狀態(tài)間3、對(duì)機(jī)械能守恒條件的理解(1)只有重力做功，只發(fā)生動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。(2)只有系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，只發(fā)生動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。(3)只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，只發(fā)生動(dòng)能、彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。(4)除受重力和彈力外，其他力也做功，但其他力做功的代數(shù)和始終為零。注意：機(jī)械能守恒的物體所受合外力不一定為零。4、機(jī)械能守恒定律的不同表達(dá)式說(shuō)明從守恒的角度看Ei+E=E?+E?或初狀態(tài)的機(jī)械能等于末狀態(tài)的必須先選零勢(shì)能面從轉(zhuǎn)化角Ek2—E?=En—E?或過(guò)程中動(dòng)能的增加量等于勢(shì)能的減少量不必選零勢(shì)能面從轉(zhuǎn)移角En—En=