高中物理必修2全冊總復(fù)習(xí)資料

1、高中物理必修2全冊復(fù)習(xí)機(jī)械能守恒定律（一）、知識網(wǎng)絡(luò)機(jī)械能守定律功和功率功概念：力和力的方向上的位移的乘積公式f與l同向：w=flf與l不同向：w=flcos900,w為負(fù)功率概念：功跟完成功所用的時(shí)間的比值公式p=w/t (平均功率)p=fv (瞬時(shí)功率)動(dòng)能定理:fl=mv22/2-mv12/2機(jī)械能動(dòng)能和勢能機(jī)械能守恒定律：ep1+ek1= ep2+ek2驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律能源能源耗散功是能量轉(zhuǎn)化的量度能量守恒定律人類利用能源的歷史（二）、重點(diǎn)內(nèi)容講解1.機(jī)車起動(dòng)的兩種過程(1) 一恒定的功率起動(dòng)機(jī)車以恒定的功率起動(dòng)后，若運(yùn)動(dòng)過程所受阻力f不變,由于牽引力f=p/v隨v增大,f減小.根據(jù)

2、牛頓第二定律a=(f-f)/m=p/mv-f/m,當(dāng)速度v增大時(shí),加速度a減小，其運(yùn)動(dòng)情況是做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。直至f=f時(shí),a減小至零,此后速度不再增大，速度達(dá)到最大值而做勻速運(yùn)動(dòng)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度是vm=p/f,下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過程的簡單方框圖 速度 v 當(dāng)a=0時(shí) a =(f-f)/m 即f=f時(shí) 保持vm勻速f =p/v v達(dá)到最大vm變加速直線運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng)這一過程的v-t關(guān)系如圖所示(2) 車以恒定的加速度起動(dòng)由a=(f-f)/m知,當(dāng)加速度a不變時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力f恒定,再由p=fv知,f一定,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出功p 隨v的增大而增大,但當(dāng)增大到額定功率以后不再增大,此后,發(fā)

3、動(dòng)機(jī)保持額定功率不變,繼續(xù)增大,牽引力減小,直至f=f時(shí),a=0 ,車速達(dá)到最大值vm= p額 /f,此后勻速運(yùn)動(dòng)在p增至p額之前,車勻加速運(yùn)動(dòng),其持續(xù)時(shí)間為t0 = v0/a= p額/fa = p額/(ma+f)a(這個(gè)v0必定小于vm,它是車的功率增至p額之時(shí)的瞬時(shí)速度)計(jì)算時(shí),先計(jì)算出f,f-f=ma ,再求出v=p額/f,最后根據(jù)v=at求t在p增至p額之后,為加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),直至達(dá)到vm.下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過程的方框圖.當(dāng)p=p額時(shí)a=(f-f)/m0v還要增大p=f定v即p隨v增大而增大a定=(f-f)/m即f一定f=p/v增大a=(f-f)/減小勻加速直線運(yùn)動(dòng)變加速直線運(yùn)動(dòng)保持

4、vm勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)a=0時(shí)即f=f時(shí)v最大為 vm勻速直線運(yùn)動(dòng)v vm注意:中的僅是機(jī)車的牽引力,而非車輛所受的合力,這一點(diǎn)在計(jì)算題目中極易出錯(cuò).實(shí)際上,飛機(jī)輪船火車等交通工具的最大行駛速度受到自身發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率p和運(yùn)動(dòng)阻力f兩個(gè)因素的共同制約,其中運(yùn)動(dòng)阻力既包括摩擦阻力,也包括空氣阻力,而且阻力會隨著運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大.因此,要提高各種交通工具的最大行駛速度,除想辦法提高發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率外,還要想辦法減小運(yùn)動(dòng)阻力,汽車等交通工具外型的流線型設(shè)計(jì)不僅為了美觀,更是出于減小運(yùn)動(dòng)阻力的考慮.2. 動(dòng)能定理（1） 內(nèi)容：合力所做的功等于物體動(dòng)能的變化（2） 表達(dá)式：w合=ek2-ek1=e或w合= m

5、v22/2- mv12/2 。其中ek2表示一個(gè)過程的末動(dòng)能mv22/2，ek1表示這個(gè)過程的初動(dòng)能mv12/2。（3） 物理意義：動(dòng)能地理實(shí)際上是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的功能關(guān)系，即合外力對物體所做的功是物體動(dòng)能變化的量度，動(dòng)能變化的大小由外力對物體做的總功多少來決定。動(dòng)能定理是力學(xué)的一條重要規(guī)律，它貫穿整個(gè)物理教材，是物理課中的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。說明：動(dòng)能定理的理解及應(yīng)用要點(diǎn)（1） 動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式，v為相對與同一參考系的速度。（2） 動(dòng)能定理的研究對象是單一物體,或者可以看成單一物體的物體系.（3） 動(dòng)能定理適用于物體的直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)；適用于恒力做功，也適用于變力做功，力可以是各種性質(zhì)的力

6、，既可以同時(shí)作用，也可以分段作用。只要求出在作用的過程中各力做功的多少和正負(fù)即可。這些正是動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性所在。（4） 若物體運(yùn)動(dòng)的過程中包含幾個(gè)不同過程，應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，可以分段考慮，也可以考慮全過程作為一整體來處理。3.動(dòng)能定理的應(yīng)用（1） 一個(gè)物體的動(dòng)能變化ek與合外力對物體所做的功w具有等量代換關(guān)系，若ek0，表示物體的動(dòng)能增加，其增加量等于合外力對物體所做的正功；若ek0，表示物體的動(dòng)能減小，其減少良等于合外力對物體所做的負(fù)功的絕對值；若ek=0，表示合外力對物體所做的功等于零。反之亦然。這種等量代換關(guān)系提供了一種計(jì)算變力做功的簡便方法。（2） 動(dòng)能定理中涉及的物理量有f、l、m

7、、v、w、ek等，在處理含有上述物理量的力學(xué)問題時(shí)，可以考慮使用動(dòng)能定理。由于只需從力在整個(gè)位移內(nèi)的功和這段位移始末兩狀態(tài)動(dòng)能變化去考察，無需注意其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，又由于動(dòng)能和功都是標(biāo)量，無方向性，無論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，計(jì)算都會特別方便。（3） 動(dòng)能定理解題的基本思路 選取研究對象，明確它的運(yùn)動(dòng)過程。 分析研究對象的受力情況和各個(gè)力做功情況然后求各個(gè)外力做功的代數(shù)和。 明確物體在過程始末狀態(tài)的動(dòng)能ek1和ek2。 列出動(dòng)能定理的方程w合=ek2-ek1，及其他必要的解題過程，進(jìn)行求解。4.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的基本思路：應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí)，相互作用的物體間的力可以是變力，也可以是恒

8、力，只要符合守恒條件，機(jī)械能就守恒。而且機(jī)械能守恒定律，只涉及物體第的初末狀態(tài)的物理量，而不須分析中間過程的復(fù)雜變化，使處理問題得到簡化，應(yīng)用的基本思路如下： 選取研究對象-物體系或物體。 根據(jù)研究對象所經(jīng)右的物理過程，進(jìn)行受力、做功分析，判斷機(jī)械能是否守恒。 恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定對象在過程的初末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能。（一般選地面或最低點(diǎn)為零勢能面） 根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解。 注意：（1）用機(jī)械能守恒定律做題，一定要按基本思路逐步分析求解。（2）判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守怛的另外一種方法是：若物體系中只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其它形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系機(jī)械能守恒。（三）?？寄Ｐ?/p>

9、規(guī)律示例總結(jié)1. 機(jī)車起動(dòng)的兩種過程（1）一恒定的功率起動(dòng)機(jī)車以恒定的功率起動(dòng)后，若運(yùn)動(dòng)過程所受阻力f不變,由于牽引力f=p/v隨v增大,f減小.根據(jù)牛頓第二定律a=(f-f)/m=p/mv-f/m,當(dāng)速度v增大時(shí),加速度a減小，其運(yùn)動(dòng)情況是做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。直至f=f時(shí),a減小至零,此后速度不再增大，速度達(dá)到最大值而做勻速運(yùn)動(dòng)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度是vm=p/f,下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過程的簡單方框圖 速度 v 當(dāng)a=0時(shí) a =(f-f)/m 即f=f時(shí) 保持vm勻速f =p/v v達(dá)到最大vm變加速直線運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)車以恒定的加速度起動(dòng)由a=(f-f)/m知,當(dāng)加速度a不變時(shí),發(fā)

10、動(dòng)機(jī)牽引力f恒定,再由p=fv知,f一定,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出功p 隨v的增大而增大,但當(dāng)增大到額定功率以后不再增大,此后,發(fā)動(dòng)機(jī)保持額定功率不變,繼續(xù)增大,牽引力減小,直至f=f時(shí),a=0 ,車速達(dá)到最大值vm= p額 /f,此后勻速運(yùn)動(dòng)在p增至p額之前,車勻加速運(yùn)動(dòng),其持續(xù)時(shí)間為t0 = v0/a= p額/fa = p額/(ma+f)a(這個(gè)v0必定小于vm,它是車的功率增至p額之時(shí)的瞬時(shí)速度)計(jì)算時(shí),先計(jì)算出f,f-f=ma ,再求出v=p額/f,最后根據(jù)v=at求t在p增至p額之后,為加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),直至達(dá)到vm.下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過程的方框圖.當(dāng)p=p額時(shí)a=(f-f)/m0v還要增大p

11、=f定v即p隨v增大而增大a定=(f-f)/m即f一定f=p/v增大a=(f-f)/減小勻加速直線運(yùn)動(dòng)變加速直線運(yùn)動(dòng)保持vm勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)a=0時(shí)即f=f時(shí)v最大為 vm勻速直線運(yùn)動(dòng)v這一過程的關(guān)系可由右圖所示 vm注意:中的僅是機(jī)車的牽引力,而非車輛所受的合力,這v0一點(diǎn)在計(jì)算題目中極易出錯(cuò). 實(shí)際上,飛機(jī)輪船火車等交通工具的最大行駛速度受到自身發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率p和運(yùn)動(dòng)阻力f兩個(gè)因素的共同制約,其中運(yùn)動(dòng)阻力既包括摩擦阻力,也包括空氣阻力,而且阻力會隨著運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大.因此,要提高各種交通工具的最大行駛速度,除想辦法提高發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率外,還要想辦法減小運(yùn)動(dòng)阻力,汽車等交通工具外型的流線型設(shè)計(jì)

12、不僅為了美觀,更是出于減小運(yùn)動(dòng)阻力的考慮.2. 動(dòng)能定理內(nèi)容和表達(dá)式合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化，即w = ek2-ek1動(dòng)能定理的應(yīng)用技巧（1） 一個(gè)物體的動(dòng)能變化ek與合外力對物體所做的功w具有等量代換關(guān)系。若ek0，表示物體的動(dòng)能增加，其增加量等于合外力對物體所做的正功；若ek0，表示物體的動(dòng)能減少，其減少量等于合外力對物體所做的負(fù)功的絕對值；若ek=0，表示合外力對物體所做的功為零。反之亦然。這種等量代換關(guān)系提供了一種計(jì)算變力做功的簡便方法。（2） 動(dòng)能定理中涉及的物理量有f、s、m、v、w、ek等，在處理含有上述物理量的力學(xué)問題時(shí)，可以考慮使用動(dòng)能定理。由于只需從力在整個(gè)位移內(nèi)的

13、功和這段位移始末兩狀態(tài)的動(dòng)能變化去考慮，無需注意其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，又由于動(dòng)能和功都是標(biāo)量，無方向性，無論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，計(jì)算都會特別方便。當(dāng)題給條件涉及力的位移，而不涉及加速度和時(shí)間時(shí)，用動(dòng)能定理求解比用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解簡便用動(dòng)能定理還能解決一些用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式難以求解的問題，如變力做功過程、曲線運(yùn)動(dòng)等。3. 機(jī)械能守恒系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體若通過輕繩或輕彈簧連接，則各物體與輕彈簧或輕繩組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。我們可以從三個(gè)不同的角度認(rèn)識機(jī)械能守恒定律：（1） 從守恒的角度來看：過程中前后兩狀態(tài)的機(jī)械能相等，即e1=e2；（2） 從轉(zhuǎn)化的角度來看：動(dòng)能的增加等于勢能的

14、減少或動(dòng)能的減少等于勢能的增加，ek=-ep（3） 從轉(zhuǎn)移的角度來看：a物體機(jī)械能的增加等于b物體機(jī)械能的減少ea=-eb解題時(shí)究竟選取哪一個(gè)角度，應(yīng)根據(jù)題意靈活選取，需注意的是：選用（1）式時(shí)，必須規(guī)定零勢能參考面，而選用（2）式和（3）式時(shí)，可以不規(guī)定零勢能參考面，但必須分清能量的減少量和增加量。曲線運(yùn)動(dòng)（一）、知識網(wǎng)絡(luò)曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)的條件：物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上研究曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法：運(yùn)動(dòng)的合成與分解兩種特殊的曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻變速曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律：vx=v0vy=gt平拋運(yùn)動(dòng)x=v0ty=gt2/2勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：變速運(yùn)動(dòng)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理

15、量：向心力：向心加速度：（二）重點(diǎn)內(nèi)容講解1、物體的運(yùn)動(dòng)軌跡不是直線的運(yùn)動(dòng)稱為曲線運(yùn)動(dòng)，曲線運(yùn)動(dòng)的條件可從兩個(gè)角度來理解：（1）從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度來理解；物體的加速度方向不在同一條直線上；（2）從動(dòng)力學(xué)角度來理解：物體所受合力的方向與物體的速度方向不在一條直線上。曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向沿曲線的切線方向，曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。曲線運(yùn)動(dòng)是一種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，為了簡化解題過程引入了運(yùn)動(dòng)的合成與分解。一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可根據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果按正交分解或按平行四邊形定則進(jìn)行分解。合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)是等效替代關(guān)系，它們具有獨(dú)立性和等時(shí)性的特點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)的合成是運(yùn)動(dòng)分解的逆運(yùn)算，同樣遵循平等四邊形定則。2、平拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)具有水平初

16、速度且只受重力作用，是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法是利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解，將復(fù)雜運(yùn)動(dòng)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)。其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：（1）水平方向：ax=0，vx=v0，x= v0t。（2）豎直方向：ay=g，vy=gt，y= gt2/2。（3）合運(yùn)動(dòng)：a=g，。vt與v0方向夾角為，tan= gt/ v0，s與x方向夾角為，tan= gt/ 2v0。平拋運(yùn)動(dòng)中飛行時(shí)間僅由拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)的豎直高度來決定，即，與v0無關(guān)。水平射程s= v0。3、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析。正確理解并掌握勻速圓周運(yùn)動(dòng)、線速度、角速度、周期和頻率、向

17、心加速度、向心力的概念及物理意義，并掌握相關(guān)公式。圓周運(yùn)動(dòng)與其他知識相結(jié)合時(shí)，關(guān)鍵找出向心力，再利用向心力公式f=mv2/r=mr2=m42/t2列式求解。向心力可以由某一個(gè)力來提供，也可以由某個(gè)力的分力提供，還可以由合外力來提供，在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力即為向心力，始終指向圓心，其大小不變，作用是改變線速度的方向，不改變線速度的大小，在非勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，物體所受的合外力一般不指向圓心，各力沿半徑方向的分力的合力指向圓心，此合力提供向心力，大小和方向均發(fā)生變化；與半徑垂直的各分力的合力改變速度大小，在中學(xué)階段不做研究。對勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析應(yīng)結(jié)合受力分析，找準(zhǔn)圓心的位置，結(jié)合牛頓第二定律和向

18、心力公式列方程求解，要注意繩類的約束條件為v臨=，桿類的約束條件為v臨=0。（三）?？寄Ｐ鸵?guī)律示例總結(jié)1.渡河問題分析小船過河的問題,可以 小船渡河運(yùn)動(dòng)分解為他同時(shí)參與的兩個(gè)運(yùn)動(dòng),一是小船相對水的運(yùn)動(dòng)(設(shè)水不流時(shí)船的運(yùn)動(dòng),即在靜水中的運(yùn)動(dòng)),一是隨水流的運(yùn)動(dòng)(水沖船的運(yùn)動(dòng),等于水流的運(yùn)動(dòng)),船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng).2. 平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律平拋運(yùn)動(dòng)可以看成是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)的合運(yùn)動(dòng)。以拋出點(diǎn)為原點(diǎn),取水平方向?yàn)閤軸,正方向與初速度v0的方向相同；豎直方向?yàn)閥軸,正方向向下；物體在任一時(shí)刻t位置坐標(biāo)p(x,y),位移s,速度vt(如圖)的關(guān)系為:oxyvtvxvy(1) 速

19、度公式水平分速度:vx=v0,豎直分速度:vy=gt.t時(shí)刻平拋物體的速度大小和方向:vt=,tan=gt/v0(2) 位移公式(位置坐標(biāo)):水平分位移:x=v0t,豎直分位移:y=gt2/2t時(shí)間內(nèi)合位移的大小和方向:l=,tan=由于tan=2tan,vt的反向延長線與x軸的交點(diǎn)為水平位移的中點(diǎn).(3) 軌跡方程:平拋物體在任意時(shí)刻的位置坐標(biāo)x和y所滿足的方程,叫軌跡方程,由位移公式消去t可得:y=x2或 x2=y顯然這是頂點(diǎn)在原點(diǎn),開口向下的拋物線方程，所以平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線.3. 傳動(dòng)裝置的兩個(gè)基本關(guān)系:皮帶(齒軸,靠背輪)傳動(dòng)線速度相等，同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等.在分析傳動(dòng)裝置的

20、各物理量之間的關(guān)系時(shí),要首先明確什么量是相等的，什么量是不等的，在通常情況下同軸的各點(diǎn)角速度,轉(zhuǎn)速n和周期t相等,而線速度v=r與半徑成正比。在認(rèn)為皮帶不打滑的情況下，傳動(dòng)皮帶與皮帶連接的邊緣的各點(diǎn)線速度的大小相等,而角速度=v/r 與半徑r成反比.4. 桿對物體的拉力（1）在最高點(diǎn)，當(dāng)球速為，桿對球無作用力。當(dāng)球速小于，桿對球有向上的支持力。當(dāng)球速大于，桿對球有向下的拉力。（2）在最低點(diǎn)，桿對球?yàn)橄蛏系睦Α?. 豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)處的受力特點(diǎn)及題型分類（圖4）。圖4這類問題的特點(diǎn)是：由于機(jī)械能守恒，物體做圓周運(yùn)動(dòng)的速率時(shí)刻在改變，所以物體在最高點(diǎn)處的速率最小，在最低點(diǎn)

21、處的速率最大。物體在最低點(diǎn)處向心力向上，而重力向下，所以彈力必然向上且大于重力；而在最高點(diǎn)處，向心力向下，重力也向下，所以彈力的方向就不能確定了，要分三種情況進(jìn)行討論。（1）彈力只可能向下，如繩拉球。這種情況下有，即，否則不能通過最高點(diǎn)；（2）彈力只可能向上，如車過橋。在這種情況下有，否則車將離開橋面，做平拋運(yùn)動(dòng)；（3）彈力既可能向上又可能向下，如管內(nèi)轉(zhuǎn)（或桿連球、環(huán)穿珠）。這種情況下，速度大小v可以取任意值。但可以進(jìn)一步討論：a. 當(dāng)時(shí)物體受到的彈力必然是向下的；當(dāng)時(shí)物體受到的彈力必然是向上的；當(dāng)時(shí)物體受到的彈力恰好為零。b. 當(dāng)彈力大小時(shí)，向心力有兩解；當(dāng)彈力大小時(shí)，向心力只有一解；當(dāng)彈力

22、時(shí)，向心力等于零，這也是物體恰能過最高點(diǎn)的臨界條件。第六章萬有引力與航天（一）知識網(wǎng)絡(luò) 托勒密：地心說人類對行 哥白尼：日心說星運(yùn)動(dòng)規(guī) 開普勒 第一定律（軌道定律）行星 第二定律（面積定律）律的認(rèn)識 第三定律（周期定律） 運(yùn)動(dòng)定律 萬有引力定律的發(fā)現(xiàn) 萬有引力定律的內(nèi)容 萬有引力定律 fg 引力常數(shù)的測定 萬有引力定律 稱量地球質(zhì)量m 萬有引力 的理論成就 m 與航天 計(jì)算天體質(zhì)量 rr,m= m= 人造地球衛(wèi)星 m= 宇宙航行 g= m mr ma 第一宇宙速度7.9km/s 三個(gè)宇宙速度 第二宇宙速度11.2km/s 地三宇宙速度16.7km/s 宇宙航行的成就（二）、重點(diǎn)內(nèi)容講解計(jì)算重力

23、加速度1 在地球表面附近的重力加速度，在忽略地球自轉(zhuǎn)的情況下，可用萬有引力定律來計(jì)算。g=g=6.67*=9.8(m/)=9.8n/kg即在地球表面附近，物體的重力加速度g9.8m/。這一結(jié)果表明，在重力作用下，物體加速度大小與物體質(zhì)量無關(guān)。2 即算地球上空距地面h處的重力加速度g。有萬有引力定律可得：g又g，gg3 計(jì)算任意天體表面的重力加速度g。有萬有引力定律得：g（m為星球質(zhì)量，r衛(wèi)星球的半徑），又g，。體運(yùn)行的基本公式在宇宙空間，行星和衛(wèi)星運(yùn)行所需的向心力，均來自于中心天體的萬有引力。因此萬有引力即為行星或衛(wèi)星作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。因此可的以下幾個(gè)基本公式。1 向心力的六個(gè)基本公式，設(shè)中

24、心天體的質(zhì)量為m，行星（或衛(wèi)星）的圓軌道半徑為r，則向心力可以表示為：gmam=mr=mr=mr=mv。2 五個(gè)比例關(guān)系。利用上述計(jì)算關(guān)系，可以導(dǎo)出與r相應(yīng)的比例關(guān)系。 向心力：g，f；向心加速度：a=g, a;線速度：v，v;角速度：，；周期：t2，t。3 v與的關(guān)系。在r一定時(shí)，v=r,v;在r變化時(shí)，如衛(wèi)星繞一螺旋軌道遠(yuǎn)離或靠近中心天體時(shí)，r不斷變化，v、也隨之變化。根據(jù)，v和，這時(shí)v與為非線性關(guān)系，而不是正比關(guān)系。一個(gè)重要物理常量的意義根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律可得：gmr.這實(shí)際上是開普勒第三定律。它表明是一個(gè)與行星無關(guān)的物理量，它僅僅取決于中心天體的質(zhì)量。在實(shí)際做題時(shí)，它具有重

25、要的物理意義和廣泛的應(yīng)用。它同樣適用于人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，在處理人造衛(wèi)星問題時(shí)，只要圍繞同一星球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，均可使用該公式。估算中心天體的質(zhì)量和密度1 中心天體的質(zhì)量，根據(jù)萬有引力定律和向心力表達(dá)式可得：gmr，m2 中心天體的密度方法一：中心天體的密度表達(dá)式，v（r為中心天體的半徑），根據(jù)前面m的表達(dá)式可得：。當(dāng)rr即行星或衛(wèi)星沿中心天體表面運(yùn)行時(shí)，。此時(shí)表面只要用一個(gè)計(jì)時(shí)工具，測出行星或衛(wèi)星繞中心天體表面附近運(yùn)行一周的時(shí)間，周期t，就可簡捷的估算出中心天體的平均密度。方法二：由g=,m=進(jìn)行估算，（三）?？寄Ｐ鸵?guī)律示例總結(jié)1. 對萬有引力定律的理解（1）萬有引力定律：自然界中任何兩個(gè)物體都是相

26、互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比，兩物體間引力的方向沿著二者的連線。（2）公式表示：f=。（3）引力常量g：適用于任何兩物體。意義：它在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1kg的物體（可看成質(zhì)點(diǎn)）相距1m時(shí)的相互作用力。g的通常取值為g=6。6710-11nm2/kg2。是英國物理學(xué)家卡文迪許用實(shí)驗(yàn)測得。（4）適用條件：萬有引力定律只適用于質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計(jì)算。當(dāng)兩物體間的距離遠(yuǎn)大于每個(gè)物體的尺寸時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)，直接使用萬有引力定律計(jì)算。當(dāng)兩物體是質(zhì)量均勻分布的球體時(shí)，它們間的引力也可以直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。當(dāng)所研究物體不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí)

27、，可以把物體假想分割成無數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)，求出兩個(gè)物體上每個(gè)質(zhì)點(diǎn)與另一物體上所有質(zhì)點(diǎn)的萬有引力，然后求合力。（此方法僅給學(xué)生提供一種思路）（5）萬有引力具有以下三個(gè)特性：普遍性：萬有引力是普遍存在于宇宙中的任何有質(zhì)量的物體（大到天體小到微觀粒子）間的相互吸引力，它是自然界的物體間的基本相互作用之一。相互性：兩個(gè)物體相互作用的引力是一對作用力和反作用力，符合牛頓第三定律。宏觀性：通常情況下，萬有引力非常小，只在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理意義，在微觀世界中，粒子的質(zhì)量都非常小，粒子間的萬有引力可以忽略不計(jì)。2. 計(jì)算中心天體的質(zhì)量解決天體運(yùn)動(dòng)問題，通常把一個(gè)天體繞另一個(gè)天體的運(yùn)動(dòng)

28、看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，處在圓心的天體稱作中心天體，繞中心天體運(yùn)動(dòng)的天體稱作運(yùn)動(dòng)天體，運(yùn)動(dòng)天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由中心天體對運(yùn)動(dòng)天體的萬有引力來提供。式中m為中心天體的質(zhì)量,sm為運(yùn)動(dòng)天體的質(zhì)量,a為運(yùn)動(dòng)天體的向心加速度,為運(yùn)動(dòng)天體的角速度,t為運(yùn)動(dòng)天體的周期,r為運(yùn)動(dòng)天體的軌道半徑.(1)天體質(zhì)量的估算通過測量天體或衛(wèi)星運(yùn)行的周期t及軌道半徑r,把天體或衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng).根據(jù)萬有引力提供向心力,有,得注意:用萬有引力定律計(jì)算求得的質(zhì)量m是位于圓心的天體質(zhì)量(一般是質(zhì)量相對較大的天體),而不是繞它做圓周運(yùn)動(dòng)的行星或衛(wèi)星的m,二者不能混淆.用上述方法求得了天體的質(zhì)量m后,如果知道天體的半徑r,利用天體的體積,進(jìn)