高中物理必修2新人教版全冊復(fù)習(xí)教學(xué)案

1、高中物理必修2（新人教版）全冊復(fù)習(xí)教學(xué)案（強(qiáng)烈推薦）內(nèi)容簡介：包括第五章曲線運(yùn)動、第六章萬有引力與航天和第七章機(jī)械能守恒定律，具體可以分為，知識網(wǎng)絡(luò)、高考?？键c(diǎn)的分析和指導(dǎo)和常考模型規(guī)律示例總結(jié)，是高一高三復(fù)習(xí)比較好的資料。第五章 曲線運(yùn)動（一）、知識網(wǎng)絡(luò)曲線運(yùn)動曲線運(yùn)動的條件：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)動的基本方法：運(yùn)動的合成與分解兩種特殊的曲線運(yùn)動曲線運(yùn)動運(yùn)動性質(zhì)：勻變速曲線運(yùn)動規(guī)律：vx=v0vy=gt平拋運(yùn)動x=v0ty=gt2/2勻速圓周運(yùn)動運(yùn)動性質(zhì)：變速運(yùn)動描述勻速圓周運(yùn)動的幾個物理量：向心力：向心加速度：（二）重點(diǎn)內(nèi)容講解1、物體的運(yùn)動軌跡不是直線的

2、運(yùn)動稱為曲線運(yùn)動，曲線運(yùn)動的條件可從兩個角度來理解：（1）從運(yùn)動學(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)動的速度方向沿曲線的切線方向，曲線運(yùn)動是一種變速運(yùn)動。曲線運(yùn)動是一種復(fù)雜的運(yùn)動，為了簡化解題過程引入了運(yùn)動的合成與分解。一個復(fù)雜的運(yùn)動可根據(jù)運(yùn)動的實(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)動與分運(yùn)動是等效替代關(guān)系，它們具有獨(dú)立性和等時性的特點(diǎn)。運(yùn)動的合成是運(yùn)動分解的逆運(yùn)算，同樣遵循平等四邊形定則。2、平拋運(yùn)動平拋運(yùn)動具有水平初速度且只受重力作用，是勻變速曲線運(yùn)動。研究平拋運(yùn)動的方法是利用運(yùn)動的合

3、成與分解，將復(fù)雜運(yùn)動分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動。其運(yùn)動規(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：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)動中飛行時間僅由拋出點(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、描述勻速圓周運(yùn)動的幾個物理量、勻速圓周運(yùn)動的實(shí)例分析。正確理解并掌握勻速圓周運(yùn)動、線速度、角速度、周期和頻率、向心加速度、向心力的概念及物理意義，并掌握相關(guān)公式。圓周運(yùn)動與其他知識相

4、結(jié)合時，關(guān)鍵找出向心力，再利用向心力公式f=mv2/r=mr2列式求解。向心力可以由某一個力來提供，也可以由某個力的分力提供，還可以由合外力來提供，在勻速圓周運(yùn)動中，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量的合力指向圓心，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）常

5、考模型規(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)動分解為他同時參與的兩個運(yùn)動,一是小船相對水的運(yùn)動(設(shè)水不流時船的運(yùn)動,即在靜水中的運(yùn)動),一是隨水流的運(yùn)動(水沖船的運(yùn)動,等于水流的運(yùn)動),船的實(shí)際運(yùn)動為合運(yùn)動.例1：設(shè)河寬為d,船在靜水中的速度為v1,河水流速為v2船頭正對河岸行駛,渡河時間最短,t短=當(dāng) v1> v2時,且合速度垂直于河岸,航程最短x1=d當(dāng) v1< v2時,合速度不可能垂直河岸,確定方法如下:如圖所示,以 v2矢量末端為圓心;以 v1矢量的大小為半徑畫弧,從v2矢量的始端向圓弧作切線,則v1dv2x2合速度沿此切線航程最短,由圖知: sin=

6、最短航程x2= = 注意:船的劃行方向與船頭指向一致,而船的航行方向是實(shí)際運(yùn)動方向.小船過河,船對水的速率保持不變.若船頭垂直于河岸向前劃行,則經(jīng)10min可到達(dá)下游120m處的對岸;若船頭指向與上游河岸成角向前劃行,則經(jīng)12.5min可到達(dá)正對岸,試問河寬有多少米?河寬200m2. 平拋運(yùn)動的規(guī)律平拋運(yùn)動可以看成是水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動。以拋出點(diǎn)為原點(diǎn),取水平方向為x軸,正方向與初速度v0的方向相同；豎直方向為y軸,正方向向下；物體在任一時刻t位置坐標(biāo)p(x,y),位移s,速度vt(如圖)的關(guān)系為:oxyvtvxvy速度公式水平分速度:vx=v0,豎直分速度:

7、vy=gt.t時刻平拋物體的速度大小和方向:vt=,tan=gt/v0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).軌跡方程:平拋物體在任意時刻的位置坐標(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)動的軌跡是一條拋物線.小球以初速度v0水平拋出，落地時速度為v1,阻力不計,以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),以水平初速度v0方向為x軸正向,以豎直向下方向為y軸正方向,建立坐標(biāo)系小球在空中飛行時間

8、t拋出點(diǎn)離地面高度h水平射程x小球的位移s落地時速度v1的方向,反向延長線與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)x是多少?(1)如圖在著地點(diǎn)速度v1可分解為水平方向速度v0和豎直方向分速度vy,xyhosxx1v0v1vy而vy=gt則v12=v02+vy2=v02+(gt)2 可求 t=(2)平拋運(yùn)動在豎直方向分運(yùn)動為自由落體運(yùn)動h=gt2/2=·=(3)平拋運(yùn)動在水平方向分運(yùn)動為勻速直線運(yùn)動x=v0t=(4)位移大小s=位移s與水平方向間的夾角的正切值tan=(5)落地時速度v1方向的反方向延長線與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)x1=x/2=v0(1)t= (2) h= (3) x= (4) s= tan= (5) x1

9、= v0平拋運(yùn)動常分解成水平方向和豎直方向的兩個分運(yùn)動來處理，由豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動,所以勻變速直線運(yùn)動公式和推論均可應(yīng)用.火車以1m/s2的加速度在水平直軌道上加速行駛,車廂中一乘客把手伸到窗外，從距地面2.5m高處自由一物體，若不計空氣阻力，g=10m/s2,則物體落地時間為多少?物體落地時與乘客的水平距離是多少?(1) t=s (2) s=0.25m3. 傳動裝置的兩個基本關(guān)系:皮帶(齒軸,靠背輪)傳動線速度相等，同軸轉(zhuǎn)動的角速度相等.在分析傳動裝置的各物理量之間的關(guān)系時,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

10、成正比。在認(rèn)為皮帶不打滑的情況下，傳動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. 如圖所示的傳動裝置中，b,c兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，a,b兩輪用皮帶傳動，三輪的半徑關(guān)系是ra=rc=2rb.若皮帶不打滑,求a,b,c輪邊緣的a,b,c三點(diǎn)的角速度之比和線速度之比.a··bca·bc a,b兩輪通過皮帶傳動，皮帶不打滑,則a,b兩輪邊緣的線速度大小相等.即va=vb 或 va:vb=1:1 由v=r得 a: b= rb: ra=1:2 b,c兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動,則b,c兩輪的角速度相同，即b=c或 b: c=1:1

11、由v=r得vb:vc=rb:rc=1:2 由得a: b: c=1:2:2由得va:vb:vc=1:1:2 a,b,c三點(diǎn)的角速度之比為1:2:2;線速度之比為1:2:2如圖所示皮帶傳動裝置,皮帶輪為o,o,rb=ra/2,rc=2ra/3,當(dāng)皮帶輪勻速轉(zhuǎn)動時,皮帶不皮帶輪之間不打滑,求a,b,c三點(diǎn)的角速度之比、線速度之比和周期之比。·o·o/acb (1) a: b: c=2:2:3(2) va:vb:vc=2:1:2ta:tb:tc=3:3:24. 桿對物體的拉力【例4】細(xì)桿的一端與小球相連，可繞o點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動，不計摩擦，桿長為r。（1）若小球在最高點(diǎn)速度為，桿對

12、球作用力為多少？當(dāng)球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，桿對球的作用力為多少？（2）若球在最高點(diǎn)速度為/2時，桿對球作用力為多少？當(dāng)球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，桿對球的作用力是多少？（3）若球在最高點(diǎn)速度為2時，桿對球作用力為多少？當(dāng)球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，桿對球的作用力是多少？思路分析（1）球在最高點(diǎn)受力如圖（設(shè)桿對球作用力t1向下）則t1+mg=mv12/r，將v1=代入得t1 =0。故當(dāng)在最高點(diǎn)球速為時，桿對球無作用力。mgt2當(dāng)球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，由動能定理得：2mgr=mv22/2- mv12/2，解得：v22=5gr，球受力如圖：t2-mg=mv22/r，解得：t2 =6mg同理可求：（2）在最高點(diǎn)時：t3=-3mg/

13、4 “-”號表示桿對球的作用力方向與假設(shè)方向相反，即桿對球作用力方向應(yīng)為向上，也就是桿對球為支持力，大小為3mg/4當(dāng)小球在最低點(diǎn)時：t4=21mg/4（3）在最高點(diǎn)時球受力：t5=3mg；在最低點(diǎn)時小球受力：t6=9mg答案（1）t1 =0 ，t2 =6mg （2）t3=3mg/4，t4=21mg/4 （3）t5=3mg，t6=9mg方法總結(jié)（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)，桿對球為向上的拉力。boa變式訓(xùn)練4如圖所示細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過o點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運(yùn)動，

14、圖中a、b分別表示小球的軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。則桿對小球的作用力可能是：a處是拉力，b處是拉力。a處是拉力，b處是推力。a處是推力。b處是拉力。d、a處是推力。b處是推力。答案ab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.

15、9km/s 三個宇宙速度 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)容講解計算重力加速度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，。星體運(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，

16、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)動的向心力。因此可的以下幾個基本公式。1 向心力的六個基本公式，設(shè)中心天體的質(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=m v。2 五個比例關(guān)系。利用上述計算關(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，v=r,v;在r變化時，如衛(wèi)星繞一螺旋軌道遠(yuǎn)離或靠近中心天體時，r不斷變化，v、也隨之變化。根據(jù)，v和，這時v與為非線性關(guān)系，而不是正比關(guān)系。一個重要物理常量的意義根據(jù)萬有引力定律和牛

17、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，它具有重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，在處理人造衛(wèi)星問題時，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，。此時表面只要用一個計時工具，測出行星或衛(wèi)星繞中心天體表面附近運(yùn)行一周的時間，周期t，就可簡捷的估算出中心天體的平均密

18、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：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質(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)值上等于兩個質(zhì)量都是1kg的物體（可看成質(zhì)點(diǎn)）相距1m時的相互作用力。g的通常取值為g=6。67×10-11nm2/kg2。是英國物理學(xué)家卡文迪許用實(shí)驗測得。（4）適用條件：萬有引力定律只適用于質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計算。當(dāng)兩物體間的距離遠(yuǎn)大于每個物體的尺寸時，物體可看成質(zhì)點(diǎn)，直接

19、使用萬有引力定律計算。當(dāng)兩物體是質(zhì)量均勻分布的球體時，它們間的引力也可以直接用公式計算，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，可以把物體假想分割成無數(shù)個質(zhì)點(diǎn)，求出兩個物體上每個質(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

20、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。例1設(shè)地球的質(zhì)量為m，地球的半徑為r，物體的質(zhì)量為m，關(guān)于物體與地球間的萬有引力的說法，正確的是：a、地球?qū)ξ矬w的引力大于物體對地球的引力。物體距地面的高度為h時，物體與地球間的萬有引力為f=。物體放在地心處，因r=0，所受引力無窮大。d、物體離地面的高度為r時，則引力為f=答案d總結(jié)（1）矯揉造作配地球之間的吸引是相互的，由牛頓第三定律，物體對地球與地球?qū)ξ矬w的引力大小相等。（2）f= 。中的r是兩相互作用的物體質(zhì)心間的距離，不能誤認(rèn)為是兩物體表面間的距離。（3）f= 適用于兩個質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，如果把物體放在地心處，顯然

21、地球已不能看為質(zhì)點(diǎn)，故選項c的推理是錯誤的。變式訓(xùn)練1對于萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式f=，下列說法正確的是：a、公式中g(shù)為引力常數(shù)，是人為規(guī)定的。b、r趨近于零時，萬有引力趨于無窮大。c、m1、m2之間的引力總是大小相等，與m1、m2的質(zhì)量是否相等無關(guān)。d、m1、m2之間的萬有引力總是大小相等，方向相反，是一對平衡力。答案c 2. 計算中心天體的質(zhì)量解決天體運(yùn)動問題，通常把一個天體繞另一個天體的運(yùn)動看作勻速圓周運(yùn)動，處在圓心的天體稱作中心天體，繞中心天體運(yùn)動的天體稱作運(yùn)動天體，運(yùn)動天體做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力由中心天體對運(yùn)動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)動天體的質(zhì)量,a

22、為運(yùn)動天體的向心加速度,為運(yùn)動天體的角速度,t為運(yùn)動天體的周期,r為運(yùn)動天體的軌道半徑.(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)動看作勻速圓周運(yùn)動.根據(jù)萬有引力提供向心力,有,得注意:用萬有引力定律計算求得的質(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)而還可求得天體的密度.如果衛(wèi)星在天體表面運(yùn)行,則r=r,則上式可簡化為規(guī)律總結(jié):掌握測天體質(zhì)量的原理,行星(或衛(wèi)星)繞天體做勻速圓周運(yùn)動的向心力是由萬有引力來提供的.物體在

23、天體表面受到的重力也等于萬有引力.注意挖掘題中的隱含條件:飛船靠近星球表面運(yùn)行,運(yùn)行半徑等于星球半徑.(2)行星運(yùn)行的速度、周期隨軌道半徑的變化規(guī)律研究行星（或衛(wèi)星）運(yùn)動的一般方法為：把行星（或衛(wèi)星）運(yùn)動當(dāng)做勻速圓周運(yùn)動，向心力來源于萬有引力，即：根據(jù)問題的實(shí)際情況選用恰當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行計算，必要時還須考慮物體在天體表面所受的萬有引力等于重力，即（3）利用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)海王星和冥王星例2已知月球繞地球運(yùn)動周期t和軌道半徑r，地球半徑為r求（1）地球的質(zhì)量？（2）地球的平均密度？思路分析設(shè)月球質(zhì)量為m，月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動，則： ，（2）地球平均密度為答案： ； 總結(jié)：已知運(yùn)動天體周期t和軌道

24、半徑r，利用萬有引力定律求中心天體的質(zhì)量。求中心天體的密度時，求體積應(yīng)用中心天體的半徑r來計算。變式訓(xùn)練2人類發(fā)射的空間探測器進(jìn)入某行星的引力范圍后，繞該行星做勻速圓周運(yùn)動，已知該行星的半徑為r，探測器運(yùn)行軌道在其表面上空高為h處，運(yùn)行周期為t。（1）該行星的質(zhì)量和平均密度？（2）探測器靠近行星表面飛行時，測得運(yùn)行周期為t1，則行星平均密度為多少？答案：（1）； （2）3. 地球的同步衛(wèi)星（通訊衛(wèi)星）同步衛(wèi)星：相對地球靜止，跟地球自轉(zhuǎn)同步的衛(wèi)星叫做同步衛(wèi)星，周期t=24h，同步衛(wèi)星又叫做通訊衛(wèi)星。同步衛(wèi)星必定點(diǎn)于赤道正上方，且離地高度h，運(yùn)行速率v是唯一確定的。設(shè)地球質(zhì)量為，地球的半徑為，衛(wèi)星

25、的質(zhì)量為，根據(jù)牛頓第二定律設(shè)地球表面的重力加速度，則以上兩式聯(lián)立解得：同步衛(wèi)星距離地面的高度為同步衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同注意：赤道上隨地球做圓周運(yùn)動的物體與繞地球表面做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星的區(qū)別在有的問題中，涉及到地球表面赤道上的物體和地球衛(wèi)星的比較，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動的圓心與近地衛(wèi)星的圓心都在地心，而且兩者做勻速圓周運(yùn)動的半徑均可看作為地球的r，因此，有些同學(xué)就把兩者混為一談，實(shí)際上兩者有著非常顯著的區(qū)別。地球上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力由萬有引力提供，但由于地球自轉(zhuǎn)角速度不大，萬有引力并沒有全部充當(dāng)向心力，向心力只占萬有引力的一小部分，萬有引力的另一分

26、力是我們通常所說的物體所受的重力（請同學(xué)們思考：若地球自轉(zhuǎn)角速度逐漸變大，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？）而圍繞地球表面做勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星，萬有引力全部充當(dāng)向心力。赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動時由于與地球保持相對靜止，因此它做圓周運(yùn)動的周期應(yīng)與地球自轉(zhuǎn)的周期相同，即24小時，其向心加速度；而繞地球表面運(yùn)行的近地衛(wèi)星，其線速度即我們所說的第一宇宙速度，它的周期可以由下式求出： 求得，代入地球的半徑r與質(zhì)量，可求出地球近地衛(wèi)星繞地球的運(yùn)行周期t約為84min，此值遠(yuǎn)小于地球自轉(zhuǎn)周期，而向心加速度遠(yuǎn)大于自轉(zhuǎn)時向心加速度。 已知地球的半徑為r=6400km，地球表面附近的重力加速度，若發(fā)射一顆地球的同步

27、衛(wèi)星，使它在赤道上空運(yùn)轉(zhuǎn)，其高度和速度應(yīng)為多大？：設(shè)同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，離地面的高度的高度為h，速度為v，周期為t，地球的質(zhì)量為m。同步衛(wèi)星的周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期。 由兩式得又因為 由兩式得：此題利用在地面上和在軌道上兩式聯(lián)立解題。下面關(guān)于同步衛(wèi)星的說法正確的是（ ）a .同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)同步，衛(wèi)星的高度和速率都被確定b .同步衛(wèi)星的角速度雖然已被確定，但高度和速率可以選擇，高度增加，速率增大；高度降低，速率減小c .我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星的周期是114分鐘，比同步衛(wèi)星的周期短，所以第一顆人造地球衛(wèi)星離地面的高度比同步衛(wèi)星低 d .同步衛(wèi)星的速率比我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星的速率?。篴

28、cd三、第七章機(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=flcos<900,w為正=900,w=0>900,w為負(fù)功率概念：功跟完成功所用的時間的比值公式p=w/t (平均功率)p=fv (瞬時功率)動能定理:fl=mv22/2-mv12/2機(jī)械能動能和勢能機(jī)械能守恒定律：ep1+ek1= ep2+ek2驗證機(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)車起動的兩種過程一恒定的功率起動機(jī)車以恒定的功率起動后，若運(yùn)動過程所受阻力f不變,由于牽引力f

29、=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,加速度a減小，其運(yùn)動情況是做加速度減小的加速運(yùn)動。直至f=f'時,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，做勻速直線運(yùn)動的速度是vm=p/f,下面是這個動態(tài)過程的簡單方框圖 速度 v 當(dāng)a=0時 a =(f-f)/m 即f=f時 保持vm勻速f =p/v v達(dá)到最大vm待添加的隱藏文字內(nèi)容3變加速直線運(yùn)動 勻速直線運(yùn)動這一過程的v-t關(guān)系如圖所示車以恒定的加速度起動由a=(f-f)/m知,當(dāng)加速度a不變時,發(fā)動機(jī)牽引力f恒定,再由p=f·v知,f一定,發(fā)動機(jī)實(shí)際輸

30、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,a=0 ,車速達(dá)到最大值vm= p額 /f,此后勻速運(yùn)動在p增至p額之前,車勻加速運(yùn)動,其持續(xù)時間為t0 = v0/a= p額/f·a = p額/(ma+f)a(這個v0必定小于vm,它是車的功率增至p額之時的瞬時速度)計算時,先計算出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,直至達(dá)到vm.下面是這個動態(tài)過程的方框圖.當(dāng)p=p額時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)

31、/m即f一定f=p/v增大a=(f-f)/減小勻加速直線運(yùn)動變加速直線運(yùn)動保持vm勻速運(yùn)動當(dāng)a=0時即f=f時v最大為 vm勻速直線運(yùn)動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)在計算題目中極易出錯.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)動機(jī)額定功率p和運(yùn)動阻力f兩個因素的共同制約,其中運(yùn)動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)動機(jī)的額定功率外,還要想辦法減小運(yùn)動阻力,汽車等交通工具外型的流線型設(shè)計不僅為了美觀,更是出于減小運(yùn)動阻力的考慮.2. 動能定理內(nèi)容：合力所做的功

32、等于物體動能的變化表達(dá)式：w合=ek2-ek1=e或w合= mv22/2- mv12/2 。其中ek2表示一個過程的末動能mv22/2，ek1表示這個過程的初動能mv12/2。物理意義：動能地理實(shí)際上是一個質(zhì)點(diǎn)的功能關(guān)系，即合外力對物體所做的功是物體動能變化的量度，動能變化的大小由外力對物體做的總功多少來決定。動能定理是力學(xué)的一條重要規(guī)律，它貫穿整個物理教材，是物理課中的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。說明：動能定理的理解及應(yīng)用要點(diǎn)動能定理的計算式為標(biāo)量式，v為相對與同一參考系的速度。動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.動能定理適用于物體的直線運(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)動；適用于恒力做功，也適用于

33、變力做功，力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時作用，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。這些正是動能定理解題的優(yōu)越性所在。若物體運(yùn)動的過程中包含幾個不同過程，應(yīng)用動能定理時，可以分段考慮，也可以考慮全過程作為一整體來處理。3.動能定理的應(yīng)用一個物體的動能變化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)系提供了一種計算變力做功的簡便方法。動能定理中涉及的物理量有f、

34、l、m、v、w、ek等，在處理含有上述物理量的力學(xué)問題時，可以考慮使用動能定理。由于只需從力在整個位移內(nèi)的功和這段位移始末兩狀態(tài)動能變化去考察，無需注意其中運(yùn)動狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，又由于動能和功都是標(biāo)量，無方向性，無論是直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動，計算都會特別方便。動能定理解題的基本思路選取研究對象，明確它的運(yùn)動過程。分析研究對象的受力情況和各個力做功情況然后求各個外力做功的代數(shù)和。明確物體在過程始末狀態(tài)的動能ek1和ek2。列出動能定理的方程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，相互作用的物體間的力可以是變力，也可以是恒力，只要符

35、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鸵?guī)律示例總結(jié)1.

36、機(jī)車起動的兩種過程（1）一恒定的功率起動機(jī)車以恒定的功率起動后，若運(yùn)動過程所受阻力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,加速度a減小，其運(yùn)動情況是做加速度減小的加速運(yùn)動。直至f=f'時,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，做勻速直線運(yùn)動的速度是vm=p/f,下面是這個動態(tài)過程的簡單方框圖 速度 v 當(dāng)a=0時 a =(f-f)/m 即f=f時 保持vm勻速f =p/v v達(dá)到最大vm變加速直線運(yùn)動 勻速直線運(yùn)動(2)車以恒定的加速度起動由a=(f-f)/m知,當(dāng)加速度a不變時,發(fā)動機(jī)牽引

37、力f恒定,再由p=f·v知,f一定,發(fā)動機(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,a=0 ,車速達(dá)到最大值vm= p額 /f,此后勻速運(yùn)動在p增至p額之前,車勻加速運(yùn)動,其持續(xù)時間為t0 = v0/a= p額/f·a = p額/(ma+f)a(這個v0必定小于vm,它是車的功率增至p額之時的瞬時速度)計算時,先計算出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,直至達(dá)到vm.下面是這個動態(tài)過程的方框圖.當(dāng)p=p額時a=(f-f)/

38、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)動變加速直線運(yùn)動保持vm勻速運(yùn)動當(dāng)a=0時即f=f時v最大為 vm勻速直線運(yùn)動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)在計算題目中極易出錯. 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)動機(jī)額定功率p和運(yùn)動阻力f兩個因素的共同制約,其中運(yùn)動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)動機(jī)的額定功率外,還要想辦法減小運(yùn)動阻力,汽車等交通工具

39、外型的流線型設(shè)計不僅為了美觀,更是出于減小運(yùn)動阻力的考慮. 一汽車的額定功率為p0=100kw,質(zhì)量為m=10×103,設(shè)阻力恒為車重的0.1倍,取若汽車以額定功率起所達(dá)到的最大速度vm當(dāng)速度v=1m/s時,汽車加速度為少?加速度a=5m/s2時,汽車速度為多少?g=10m/s2若汽車以的加速度a=0.5m/s2起動,求其勻加速運(yùn)動的最長時間?汽車以額定功率起動,達(dá)到最大速度時,阻力與牽引力相等,依題,所以 vm=p0/f=p0/f=p0/0.1mg=10m/s 汽車速度v1=1m/s時,汽車牽引力為f1 f1=p0/v1=1×105n 汽車加速度為 a1 a1=(f1-0.1mg)/m=90m/s2 汽車加速度a2=5m/s2時,汽車牽引力為f2 f2-0.1mg=ma2 f2=6×104n 汽車速度v2=p0/f2=1.67m/s汽車勻加速起動時的牽引力為:f=ma+f=ma+0.1mg =(10×103×0.5+10×103×10)n=1.5×104n達(dá)到額定功率時的速度為:vt=p額/f=6.7m/svt即為勻加速運(yùn)動的末速度,故做勻加速運(yùn)動的最長時間為:t=vt/a=6.7/0.5=13.3s1 vm=10m/s a1=90m/s2 v2=1.67m/s2. t=13.3s 機(jī)車起動過程中,