高中物理必修2(新人版)（全冊(cè)）復(fù)習(xí)教學(xué)案,(很好有知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖),每章

..高中物理必修2〔新人教版全冊(cè)復(fù)習(xí)教學(xué)案〔強(qiáng)烈推薦內(nèi)容簡(jiǎn)介：包括第五章曲線運(yùn)動(dòng)、第六章萬(wàn)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(shí)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(dòng)〔一、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)曲線運(yùn)動(dòng)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(lái)理解：〔1從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度來(lái)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(lái)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(jiǎn)化解題過(guò)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?！?豎直方向：ay=g,vy=gt,y=gt2/2?！?合運(yùn)動(dòng)：a=g,,。vt與v0方向夾角為θ,tanθ=gt/v0,s與x方向夾角為α,tanα=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(lái)決定,即,與v0無(wú)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(shí)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=mrω2列式求解。向心力可以由某一個(gè)力來(lái)提供,也可以由某個(gè)力的分力提供,還可以由合外力來(lái)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(duì)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?！踩？寄Ｐ鸵?guī)律示例總結(jié)1.渡河問(wèn)題分析小船過(guò)河的問(wèn)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(duì)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).例1：設(shè)河寬為d,船在靜水中的速度為v1,河水流速為v2①船頭正對(duì)河岸行駛,渡河時(shí)間最短,t短=②當(dāng)v1>v2時(shí),且合速度垂直于河岸,航程最短x1=d當(dāng)v1<v2時(shí),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v1θv1θdv2x2由圖知:sinθ=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(dòng)方向.小船過(guò)河,船對(duì)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(duì)岸;若船頭指向與上游河岸成θ角向前劃行,則經(jīng)12.5min可到達(dá)正對(duì)岸,試問(wèn)河寬有多少米?河寬200m2.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:OOxyαvtvxvy速度公式水平分速度: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=,tanα==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(shí)間內(nèi)合位移的大小和方向:l=,tanθ==由于tanα=2tanθ,vt的反向延長(zhǎng)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(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(kāi)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.小球以初速度v0水平拋出,落地時(shí)速度為v1,阻力不計(jì),以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),以水平初速度v0方向?yàn)閤軸正向,以豎直向下方向?yàn)閥軸正方向,建立坐標(biāo)系小球在空中飛行時(shí)間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(shí)速度v1的方向,反向延長(zhǎng)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,xxyhOsxx1v0v1vy而vy=gt則v12=v02+vy2=v02+<gt>2可求t=<2>平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)h=gt2/2=·=<3>平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)x=v0t=<4>位移大小s==位移s與水平方向間的夾角的正切值tanθ==<5>落地時(shí)速度v1方向的反方向延長(zhǎng)線與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)x1=x/2=v0<1>t=<2>h=<3>x=<4>s=tanθ=<5>x1=v0平拋運(yùn)動(dòng)常分解成水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)來(lái)處理,由豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),所以勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(jì)空氣阻力,g=10m/s2,則物體落地時(shí)間為多少?物體落地時(shí)與乘客的水平距離是多少?<1>t=s<2>s=0.25m3.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ω,轉(zhuǎn)速n和周期T相等,而線速度v=ωr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ω=v/r與半徑r成反比.如圖所示的傳動(dòng)裝置中,B,C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng),A,B兩輪用皮帶傳動(dòng),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.aa··BCA·bcA,B兩輪通過(guò)皮帶傳動(dòng),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=1:1①由v=ωr得ωa:ωb=rB:rA=1:2②B,C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng),則B,C兩輪的角速度相同,即ωb=ωc或ωb:ωc=1:1③由v=ωr得vb:vc=rB:rC=1:2④由②③得ωa:ωb:ωc=1:2:2由①④得va:vb:vc=1:1:2a,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(dòng)裝置,皮帶輪為O,O′,RB=RA/2,RC=2RA/3,當(dāng)皮帶輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),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/ACB<1>·O·O/ACB<2>vA:vB:vc=2:1:2TA:TB:TC=3:3:24.桿對(duì)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(dòng),不計(jì)摩擦,桿長(zhǎng)為R。〔1若小球在最高點(diǎn)速度為,桿對(duì)球作用力為多少？當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),桿對(duì)球的作用力為多少？〔2若球在最高點(diǎn)速度為/2時(shí),桿對(duì)球作用力為多少？當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),桿對(duì)球的作用力是多少？〔3若球在最高點(diǎn)速度為2時(shí),桿對(duì)球作用力為多少？當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),桿對(duì)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(duì)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(shí),桿對(duì)球無(wú)作用力。mgT2mgT22mgR=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(shí)：T3=-3mg/4"-"號(hào)表示桿對(duì)球的作用力方向與假設(shè)方向相反,即桿對(duì)球作用力方向應(yīng)為向上,也就是桿對(duì)球?yàn)橹С至?大小為3mg/4當(dāng)小球在最低點(diǎn)時(shí)：T4=21mg/4〔3在最高點(diǎn)時(shí)球受力：T5=3mg；在最低點(diǎn)時(shí)小球受力：T6=9mg〖答案〗〔1T1=0,T2=6mg〔2T3=3mg/4,T4=21mg/4〔3T5=3mg,T6=9mg〖方法總結(jié)〗〔1在最高點(diǎn),當(dāng)球速為,桿對(duì)球無(wú)作用力。當(dāng)球速小于,桿對(duì)球有向上的支持力。當(dāng)球速大于,桿對(duì)球有向下的拉力。〔2在最低點(diǎn),桿對(duì)球?yàn)橄蛏系睦?。bObOaa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?！即鸢浮紸B第六章萬(wàn)有引力與航天〔一知識(shí)網(wǎng)絡(luò)托勒密：地心說(shuō)人類對(duì)行哥白尼：日心說(shuō)星運(yùn)動(dòng)規(guī)開(kāi)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(shí)第三定律〔周期定律運(yùn)動(dòng)定律萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容萬(wàn)有引力定律F＝G引力常數(shù)的測(cè)定萬(wàn)有引力定律稱量地球質(zhì)量M＝萬(wàn)有引力的理論成就M＝與航天計(jì)算天體質(zhì)量r＝R,M=M=人造地球衛(wèi)星M=宇宙航行G=mmrma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(wàn)有引力定律來(lái)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g＝9.8m/。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(wú)關(guān)。2即算地球上空距地面h處的重力加速度g’。有萬(wàn)有引力定律可得：g’＝又g＝,∴＝,∴g’＝g3計(jì)算任意天體表面的重力加速度g’。有萬(wàn)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,均來(lái)自于中心天體的萬(wàn)有引力。因此萬(wàn)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：＝G＝ma＝m=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：T＝2,T∝。3v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(wàn)有引力定律和牛頓第二定律可得：G＝mr∴.這實(shí)際上是開(kāi)普勒第三定律。它表明是一個(gè)與行星無(wú)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(wèn)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(wàn)有引力定律和向心力表達(dá)式可得：G＝mr,∴M＝2中心天體的密度方法一：中心天體的密度表達(dá)式ρ＝,V＝〔R為中心天體的半徑,根據(jù)前面M的表達(dá)式可得：ρ＝。當(dāng)r＝R即行星或衛(wèi)星沿中心天體表面運(yùn)行時(shí),ρ＝。此時(shí)表面只要用一個(gè)計(jì)時(shí)工具,測(cè)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(jiǎn)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,ρ＝,∴ρ＝〔三?？寄Ｐ鸵?guī)律示例總結(jié)1.對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解〔1萬(wàn)有引力定律：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的,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=?！?引力常量G：①適用于任何兩物體。②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。③G的通常取值為G=6。67×10-11Nm2/kg2。是英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許用實(shí)驗(yàn)測(cè)得。〔4適用條件：①萬(wàn)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(wàn)有引力定律計(jì)算。②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。③當(dāng)所研究物體不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí),可以把物體假想分割成無(wú)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(wàn)有引力,然后求合力?！泊朔椒▋H給學(xué)生提供一種思路〔5萬(wàn)有引力具有以下三個(gè)特性：①普遍性：萬(wàn)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。②相互性：兩個(gè)物體相互作用的引力是一對(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(wàn)有引力可以忽略不計(jì)?！祭?〗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(wàn)有引力的說(shuō)法,正確的是：A、地球?qū)ξ矬w的引力大于物體對(duì)地球的引力。物體距地面的高度為h時(shí),物體與地球間的萬(wàn)有引力為F=。物體放在地心處,因r=0,所受引力無(wú)窮大。D、物體離地面的高度為R時(shí),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(duì)地球與地球?qū)ξ矬w的引力大小相等?！?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?！?F=適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的相互作用,如果把物體放在地心處,顯然地球已不能看為質(zhì)點(diǎn),故選項(xiàng)C的推理是錯(cuò)誤的?！甲兪接?xùn)練1〗對(duì)于萬(wàn)有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=,下列說(shuō)法正確的是：A、公式中G為引力常數(shù),是人為規(guī)定的。B、r趨近于零時(shí),萬(wàn)有引力趨于無(wú)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(wú)關(guān)。D、m1、m2之間的萬(wàn)有引力總是大小相等,方向相反,是一對(duì)平衡力?！即鸢浮紺2.計(jì)算中心天體的質(zhì)量解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,通常把一個(gè)天體繞另一個(gè)天體的運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)天體的萬(wàn)有引力來(lái)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,ω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(guò)測(cè)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(wàn)有引力提供向心力,有,得注意:用萬(wàn)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(duì)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)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(jiǎn)化為規(guī)律總結(jié):掌握測(cè)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(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力來(lái)提供的.物體在天體表面受到的重力也等于萬(wàn)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(dòng)的一般方法為：把行星〔或衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)當(dāng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),向心力來(lái)源于萬(wàn)有引力,即：根據(jù)問(wèn)題的實(shí)際情況選用恰當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行計(jì)算,必要時(shí)還須考慮物體在天體表面所受的萬(wàn)有引力等于重力,即〔3利用萬(wàn)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(dòng)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(dòng),則：,〔2地球平均密度為答案：；總結(jié)：①已知運(yùn)動(dòng)天體周期T和軌道半徑r,利用萬(wàn)有引力定律求中心天體的質(zhì)量。②求中心天體的密度時(shí),求體積應(yīng)用中心天體的半徑R來(lái)計(jì)算?！甲兪接?xùn)練2〗人類發(fā)射的空間探測(cè)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(dòng),已知該行星的半徑為R,探測(cè)器運(yùn)行軌道在其表面上空高為h處,運(yùn)行周期為T?！?該行星的質(zhì)量和平均密度？〔2探測(cè)器靠近行星表面飛行時(shí),測(cè)得運(yùn)行周期為T1,則行星平均密度為多少？答案：〔1；〔23.地球的同步衛(wèi)星〔通訊衛(wèi)星同步衛(wèi)星：相對(duì)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(dòng)的物體與繞地球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的區(qū)別在有的問(wèn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力提供,但由于地球自轉(zhuǎn)角速度不大,萬(wàn)有引力并沒(méi)有全部充當(dāng)向心力,向心力只占萬(wàn)有引力的一小部分,萬(wàn)有引力的另一分力是我們通常所說(shuō)的物體所受的重力〔請(qǐng)同學(xué)們思考：若地球自轉(zhuǎn)角速度逐漸變大,將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？而圍繞地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星,萬(wàn)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(dòng)時(shí)由于與地球保持相對(duì)靜止,因此它做圓周運(yùn)動(dòng)的周期應(yīng)與地球自轉(zhuǎn)的周期相同,即24小時(shí),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(shuō)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(shí)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。①②由①②兩式得又因?yàn)棰塾散佗蹆墒降茫海捍祟}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(shuō)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(guó)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(guó)發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星的速率小：ACD三、第七章機(jī)械能守恒定律〔一、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)機(jī)械能守定律機(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=FLcosαα<900,W為正α=900,W=0α>900,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(shì)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(guò)程一恒定的功率起動(dòng)機(jī)車以恒定的功率起動(dòng)后,若運(yùn)動(dòng)過(guò)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(guò)程的簡(jiǎn)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/vv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(guò)程的v-t關(guān)系如圖所示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=F·v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/F·a=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(guò)程的方框圖.當(dāng)P=P額時(shí)a=<F-f>/m≠當(dāng)P=P額時(shí)a=<F-f>/m≠0v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)vvm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(huì)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)能定理內(nèi)容：合力所做的功等于物體動(dòng)能的變化表達(dá)式：W合=EK2-EK1=ΔE或W合=mv22/2-mv12/2。其中EK2表示一個(gè)過(guò)程的末動(dòng)能mv22/2,EK1表示這個(gè)過(guò)程的初動(dòng)能mv12/2。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(duì)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(duì)物體做的總功多少來(lái)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(shuō)明：動(dòng)能定理的理解及應(yīng)用要點(diǎn)動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式,v為相對(duì)與同一參考系的速度。動(dòng)能定理的研究對(duì)象是單一物體,或者可以看成單一物體的物體系.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,既可以同時(shí)作用,也可以分段作用。只要求出在作用的過(guò)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。若物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中包含幾個(gè)不同過(guò)程,應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí),可以分段考慮,也可以考慮全過(guò)程作為一整體來(lái)處理。3.動(dòng)能定理的應(yīng)用一個(gè)物體的動(dòng)能變化ΔEK與合外力對(duì)物體所做的功W具有等量代換關(guān)系,若ΔEK?0,表示物體的動(dòng)能增加,其增加量等于合外力對(duì)物體所做的正功；若ΔEK?0,表示物體的動(dòng)能減小,其減少良等于合外力對(duì)物體所做的負(fù)功的絕對(duì)值；若ΔEK=0,表示合外力對(duì)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(jiǎn)便方法。動(dòng)能定理中涉及的物理量有F、L、m、v、W、EK等,在處理含有上述物理量的力學(xué)問(wèn)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(wú)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(wú)方向性,無(wú)論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng),計(jì)算都會(huì)特別方便。動(dòng)能定理解題的基本思路選取研究對(duì)象,明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。分析研究對(duì)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(guò)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(guò)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(guò)程的復(fù)雜變化,使處理問(wèn)題得到簡(jiǎn)化,應(yīng)用的基本思路如下：選取研究對(duì)象-----物體系或物體。根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)右的物理過(guò)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(duì)象在過(guò)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(shì)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(shì)能的相互轉(zhuǎn)化而無(wú)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.機(jī)車起動(dòng)的兩種過(guò)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(guò)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(guò)程的簡(jiǎn)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/vv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)動(dòng)機(jī)牽引力F恒定,再由P=F·v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/F·a=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(guò)程的方框圖.當(dāng)P=P額時(shí)a=<F-f>/m≠當(dāng)P=P額時(shí)a=<F-f>/m≠0v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(guò)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(huì)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.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①所達(dá)到的最大速度vm②當(dāng)速度v=1m/s時(shí),汽車加速度為少?③加速度a=5m/s2時(shí),汽車速度為多少?g=10m/s2若汽車以的加速度a=0.5m/s2起動(dòng),求其勻加速運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間?①汽車以額定功率起動(dòng),達(dá)到最大速度時(shí),阻力與牽引力相等,依題,所以vm=P0/F=P0/f=P0/0.1mg=10m/s②汽車速度v1=1m/s時(shí),汽車牽引力為F1F1=P0/v1==1×105N汽車加速度為a1a1=<F1-0.1mg>/m=90m/s2③汽車加速度a2=5m/s2時(shí),汽車牽引力為F2F2-0.1mg=ma2F2=6×104N汽車速度v2=P0/F2=1.67m/s汽車勻加速起動(dòng)時(shí)的牽引力為:F=ma+f=ma+0.1mg=<10×103×0.5+10×103×10>N=1.5×1