高一必修2知識(shí)點(diǎn)詳解

1、 高一物理必修（2）知識(shí)點(diǎn)詳解一、 曲線運(yùn)動(dòng)1、在曲線運(yùn)動(dòng)中,質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻(某一位置)的速度方向是在曲線上這一點(diǎn)的切線方向。2、物體做直線或曲線運(yùn)動(dòng)的條件：（已知當(dāng)物體受到合外力F作用下,在F方向上便產(chǎn)生加速度a）（1）若F（或a）的方向與物體速度v的方向相同，則物體做直線運(yùn)動(dòng)；（2）若F（或a）的方向與物體速度v的方向不同，則物體做曲線運(yùn)動(dòng)。3、物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)合外力的方向總是指向軌跡的凹的一邊。二、平拋運(yùn)動(dòng)1平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)受力特點(diǎn)：F合mg，方向豎直向下運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：平拋物體的速度方向與受力方向不在一條直線上，故平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)又因?yàn)槲矬w受恒力作用，加速度不變，故平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)平拋物

2、體的運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特例，其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是具有水平方向初速度和豎直向下的加速度g（只受重力、忽略空氣阻力），由運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可知，平拋運(yùn)動(dòng)可分解為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)因此，平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題都可以通過(guò)水平方向的分運(yùn)動(dòng)和豎直方向的分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性的特點(diǎn)進(jìn)行研究2平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以初速度v0方向?yàn)閤正方向，豎直向下為y正方向，如圖531所示則有：圖531分速度vxv0，vygt合速度v，tan分位移xv0·t，ygt2合位移s注意：合位移方向與合速度方向不一致軌跡：設(shè)物體平拋至某點(diǎn)（x，y），如圖532所示，則軌跡方程為：圖532xv0t，yg

3、t2消去參數(shù)t，得yx2（拋物線）3平拋物體運(yùn)動(dòng)中的速度變化水平方向分速度保持vxv0，豎直方向加速度恒為g，速度vygt，從拋出點(diǎn)起，每隔t時(shí)間的速度的矢量關(guān)系如圖533所示，這一矢量關(guān)系有兩個(gè)特點(diǎn)：（1）任意時(shí)刻的速度水平分量均等于初速度v0；（2）任意相等時(shí)間間隔t內(nèi)的速度改變量均豎直向下，且vvyg·t圖533平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間和水平距離由哪些因素決定？由于分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間只受下降的距離y的限制，即飛行時(shí)間只由豎直分運(yùn)動(dòng)決定，與水平分運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，只要做平拋運(yùn)動(dòng)的物體下降的距離相同，無(wú)論水平初速度和質(zhì)量如何，其飛行時(shí)間均相同，且為t但飛行的水平距離x則

4、由平拋初速度v0和下降的距離y共同決定，為：xv0tv0三、圓周運(yùn)動(dòng)（一）圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征1. 線速度（1）方向：質(zhì)點(diǎn)在圓弧上某點(diǎn)的線速度方向沿圓弧上該點(diǎn)切線方向。（2）大?。海╯為t時(shí)間通過(guò)的弧長(zhǎng)而非位移）（3）說(shuō)明：物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線速度是個(gè)變量，即使是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于方向不斷變化，所以線速度也不是恒量。2. 角速度：，（為t時(shí)間內(nèi)半徑所掃過(guò)的角度）在中學(xué)階段不討論其方向。物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，角速度為恒量。說(shuō)明：同一物體以某點(diǎn)為圓心運(yùn)動(dòng)時(shí)，某時(shí)刻各點(diǎn)的角速度相同，線速度不等。對(duì)于輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題，同一輪子上的各點(diǎn)的角速度相同，若是皮帶（齒輪）轉(zhuǎn)動(dòng)（皮帶不打滑），各輪邊緣的線速度大小

5、相等。3. 周期T，頻率f做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫做周期。做圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)繞圓心轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，叫做頻率。4. 轉(zhuǎn)速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，常用符號(hào)n表示，單位轉(zhuǎn)每秒（r/s）或轉(zhuǎn)每分（r/min），若轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)每秒為單位，則轉(zhuǎn)速與頻率相等。說(shuō)明：各物理量之間的關(guān)系為（n的單位是r/s），（二）圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)1. 向心加速度：是描述線速度方向改變快慢的物理量，其大小為，方向總是指向圓心，與線速度方向垂直，方向時(shí)刻發(fā)生變化（每時(shí)每刻沿不同的方向指向圓心）。在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度的大小不變，方向時(shí)刻改變；在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度的大小、方向均發(fā)生變化。2. 向心力：

6、做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的指向圓心的力叫做向心力。向心力的方向時(shí)刻與速度方向垂直，向心力的大小為。注意：（1）向心力是按照效果命名的力，向心力可以由一個(gè)力提供，也可以由某幾個(gè)力的合力提供，或由某個(gè)力的分力提供，在具體問(wèn)題中要根據(jù)物體的受力情況判斷。（2）向心力就是物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生向心加速度的力。在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心力等于物體受到的合力；在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心力只是等于合力在圓心方向的分力。（3）向心力的公式為，對(duì)于變速圓周運(yùn)動(dòng)也適應(yīng)，但是F與v、要對(duì)應(yīng)。 （三）勻速圓周運(yùn)動(dòng)1. 性質(zhì)：是速度大小不變而速度方向時(shí)刻變化的變速曲線運(yùn)動(dòng)，而且是加速度大小不變，加速度方向時(shí)刻變化的變加速曲

7、線運(yùn)動(dòng)。2. 加速度：由于僅是速度方向變化而速度大小不變，故加速度方向與線速度方向垂直，即只存在向心加速度，沒(méi)有切向加速度。3. 向心力：由于只存在向心加速度，故合外力就是產(chǎn)生向心加速度的力，即合外力充當(dāng)向心力。質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件：合外力大小不變，始終與速度方向垂直且指向圓心。勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上是指勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，是一種變速運(yùn)動(dòng)，而且其加速度亦是變化的。 （四）離心現(xiàn)象1. 離心運(yùn)動(dòng)與近心運(yùn)動(dòng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受的合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí)，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，即離心運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物體所受的合外力大于物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí)，物體做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道

8、半徑變小，逐漸靠近圓心做近心運(yùn)動(dòng)。2. 離心現(xiàn)象的應(yīng)用汽車、自行車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力由靜摩擦力提供，但靜摩擦力的最大值有一個(gè)限度，所以汽車、自行車在半徑一定的水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，速度要限制，否則容易出事故。 豎直方向上圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題：關(guān)于臨界問(wèn)題總是出現(xiàn)在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)是典型的變速圓周運(yùn)動(dòng)，一般情況下，只討論最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況。（1）如圖所示，沒(méi)有物體支撐的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)的情況。臨界條件：小球達(dá)最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力（或軌道的彈力）剛好等于零，小球的重力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。即。上式中的是小球通過(guò)最高點(diǎn)的最小速度，通常叫臨界速度。當(dāng)在

9、最高點(diǎn)時(shí)，小球?qū)⒆鐾暾膱A周運(yùn)動(dòng)。因?yàn)槠渌帉⒆兇?，重力提供的向心力將變小，繩子拉力或軌道彈力幫助提供向心力。故必定做圓周運(yùn)動(dòng)。（2）如圖所示，有物體支撐的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)的情況。臨界條件：由于硬桿和管壁的支撐作用，小球恰能達(dá)最高點(diǎn)的臨界速度。圖（a）所示的小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，輕桿對(duì)小球的彈力情況：a. 當(dāng)v=0時(shí)，輕桿對(duì)小球的豎直向上的支持力FN，其大小等于球的重力，即。b. 當(dāng)時(shí)，桿對(duì)小球的彈力的方向豎直向上，大小隨速度的增大而減小，其取值范圍是：0mg。因。c. 當(dāng)時(shí)，。d. 當(dāng)時(shí)，桿對(duì)小球有指向圓心的拉力，其大小隨速度的增大而增大，因。圖（b）彈力情況與類似。四、萬(wàn)有引力

10、定律及其應(yīng)用一、萬(wàn)有引力定律：（1687年） 適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)或均勻球體；r為兩質(zhì)點(diǎn)或球心間的距離；G為萬(wàn)有引力恒量（1798年由英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤裝置測(cè)出）二、萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用1解題的相關(guān)知識(shí)：（1）在高考試題中，應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解題的知識(shí)常集中于兩點(diǎn)：一是天體運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源于天體之間的萬(wàn)有引力，即；二是地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力近似等于物體的重力，即G mg從而得出GMRg。（2）天體運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式：，v=r。討論：1）由可得： r越大，v越小。2）由可得： r越大，越小。3）由可得： r越大，T越大。4）由可得： r越大，a向越小。點(diǎn)評(píng)：需要說(shuō)明的是，萬(wàn)有引力定律中兩個(gè)物體的距離，

11、對(duì)于相距很遠(yuǎn)因而可以看作質(zhì)點(diǎn)的物體就是指兩質(zhì)點(diǎn)的距離；對(duì)于未特別說(shuō)明的天體，都可認(rèn)為是均勻球體，則指的是兩個(gè)球心的距離。人造衛(wèi)星及天體的運(yùn)動(dòng)都近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2常見(jiàn)題型萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用主要涉及幾個(gè)方面：題型一 測(cè)天體的質(zhì)量及密度：（萬(wàn)有引力全部提供向心力）由 得又 得【例1】中子星是恒星演化過(guò)程的一種可能結(jié)果，它的密度很大。現(xiàn)有一中子星，觀測(cè)到它的自轉(zhuǎn)周期為T=s。問(wèn)該中子星的最小密度應(yīng)是多少才能維持該星的穩(wěn)定，不致因自轉(zhuǎn)而瓦解。計(jì)算時(shí)星體可視為均勻球體。(引力常數(shù)G=6.6710m/kg.s)解析：設(shè)想中子星赤道處一小塊物質(zhì)，只有當(dāng)它受到的萬(wàn)有引力大于或等于它隨星體所需的向心力時(shí)，中子

12、星才不會(huì)瓦解。設(shè)中子星的密度為，質(zhì)量為M ，半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為，位于赤道處的小物塊質(zhì)量為m，則有 由以上各式得，代入數(shù)據(jù)解得：。點(diǎn)評(píng)：在應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解題時(shí)，經(jīng)常需要像本題一樣先假設(shè)某處存在一個(gè)物體再分析求解是應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解題慣用的一種方法。題型二 行星表面重力加速度、軌道重力加速度問(wèn)題：（重力近似等于萬(wàn)有引力）表面重力加速度：軌道重力加速度：【例2】一衛(wèi)星繞某行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知行星表面的重力加速度為g0，行星的質(zhì)量M與衛(wèi)星的質(zhì)量m之比M/m=81，行星的半徑R0與衛(wèi)星的半徑R之比R0/R3.6，行星與衛(wèi)星之間的距離r與行星的半徑R0之比r/R060。設(shè)衛(wèi)星表面的重力加速度為g

13、，則在衛(wèi)星表面有 經(jīng)過(guò)計(jì)算得出：衛(wèi)星表面的重力加速度為行星表面的重力加速度的1/3600。上述結(jié)果是否正確？若正確，列式證明；若有錯(cuò)誤，求出正確結(jié)果。解析：題中所列關(guān)于g的表達(dá)式并不是衛(wèi)星表面的重力加速度，而是衛(wèi)星繞行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度。正確的解法是衛(wèi)星表面g 行星表面=g0 即=即g =0.16g0。題型三 人造衛(wèi)星、宇宙速度：衛(wèi)星的繞行速度v由得：（式中M為地球的質(zhì)量，m為人造衛(wèi)星的質(zhì)量，r為衛(wèi)星運(yùn)行的軌道半徑）衛(wèi)星與地心的距離r越大，則v越小當(dāng)r最小時(shí)，rR時(shí)，線速度最大（第一宇宙速度7.9km/s）高軌道發(fā)射衛(wèi)星比低軌道發(fā)射衛(wèi)星困難。原因是高軌道發(fā)射衛(wèi)星時(shí)火箭要克服地球?qū)λ?/p>

14、力做更多的功三種宇宙速度第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：v1=7.9km/sa、意義：它是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具備的速度b推導(dǎo)：方法一：由得： 方法二：c、如果衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，衛(wèi)星將落到地面而不能繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)；等于這個(gè)速度衛(wèi)星剛好能在地球表面附近作勻速圓周運(yùn)動(dòng)；如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，衛(wèi)星將沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行，地心就成為橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)。第二宇宙速度（脫離速度）：a、意義：使衛(wèi)星掙脫地球的引力束縛，成為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度。b、如果人造天體的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，則它運(yùn)行的軌道相對(duì)于太陽(yáng)是橢圓，太陽(yáng)

15、就成為該橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)。第三宇宙速度（逃逸速度）：v316.7km/sa、意義：使衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度b、如果人造天體具有這樣的速度并沿著地球繞太陽(yáng)的的公轉(zhuǎn)方向發(fā)射時(shí)，就可以擺脫地球和太陽(yáng)的引力的束縛而遨游太空了。3、人造衛(wèi)星的發(fā)射速度和運(yùn)行速度：發(fā)射速度：所謂發(fā)射速度是指被發(fā)射物在地面附近離開(kāi)發(fā)射裝置時(shí)的初速度，并且一旦發(fā)射后就再無(wú)能量補(bǔ)充，被發(fā)射物僅依靠自己的初動(dòng)能克服地球引力上升一定的高度，進(jìn)入運(yùn)動(dòng)軌道。要發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星，發(fā)射速度不能小于第一宇宙速度。若發(fā)射速度等于第一宇宙速度，衛(wèi)星只能“貼著”地面近地運(yùn)行。如果要使人造衛(wèi)星在距地面較高的軌道上運(yùn)行，就必須使發(fā)射速

16、度大于第一宇宙速度。運(yùn)行速度：是指衛(wèi)星在進(jìn)入運(yùn)行軌道后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。當(dāng)衛(wèi)星“貼著”地面運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行速度等于第一宇宙速度。根據(jù)可知，人造衛(wèi)星距地面越高(即軌道半徑r越大)，運(yùn)行速度越小。實(shí)際上，由于人造衛(wèi)星訴軌道半徑都大于地球半徑，所以衛(wèi)星的實(shí)際運(yùn)行速度一定小于發(fā)射速度。人造衛(wèi)星訴發(fā)射速度與運(yùn)行速度之間的大小關(guān)系：11.2km/sv發(fā)射7.9km/sv運(yùn)行4、人造衛(wèi)星的軌道人造地球衛(wèi)星的軌道一般為橢圓軌道，地球在其一個(gè)焦點(diǎn)上，此時(shí)衛(wèi)星進(jìn)入地面附近軌道（近地點(diǎn)）時(shí)速度v滿足：7.9km/sv11.2km/s。在中學(xué)階段，我們將衛(wèi)星的運(yùn)行軌道視為圓軌道，此時(shí)的繞行速率v滿足：人造地球

17、衛(wèi)星的軌道平面必通過(guò)地球的中心，對(duì)于同步衛(wèi)星，其軌道平面與赤道平面重合。5、地球的同步衛(wèi)星（通訊衛(wèi)星）同步衛(wèi)星：相對(duì)地面靜止，跟地球自轉(zhuǎn)同步的衛(wèi)星叫做同步衛(wèi)星。同步衛(wèi)星的特點(diǎn)：周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期T（24小時(shí)），且從西向東運(yùn)轉(zhuǎn)（與地球自轉(zhuǎn)方向相同），角速度大小為（rad/s）軌道平面與赤道平面共面同且圓心。定點(diǎn)高度距地面h35800（千米）在一定的條件下，同步衛(wèi)星的定點(diǎn)高度不具有任意性。根據(jù)所以定點(diǎn)高度為（千米）環(huán)繞速度v=3.08（千米/秒）在軌道半徑一定的條件下，同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度也一定，且為（千米/秒）變軌道發(fā)射發(fā)射同步衛(wèi)星，一般不采用普通衛(wèi)星的直接發(fā)射方法，而是采用變軌道發(fā)射（如圖）

18、首先，利用第一級(jí)火箭將衛(wèi)星送到180200千米的高空，然后依靠慣性進(jìn)入圓停泊軌道（A）當(dāng)?shù)竭_(dá)赤道上空時(shí)，第二、三級(jí)火箭點(diǎn)火，衛(wèi)星進(jìn)入位于赤道平面內(nèi)的橢圓轉(zhuǎn)移軌道（B），且軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)（D）為35800千米。當(dāng)?shù)竭_(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，衛(wèi)星啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，然后改變方向進(jìn)入同步圓軌道（C）這種發(fā)射方法有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是對(duì)火箭推力要求較低；二是發(fā)射場(chǎng)的位置不局限在赤道上。8、人造衛(wèi)星中的“超重”和“失重”發(fā)射人造衛(wèi)星時(shí)，衛(wèi)星尚未進(jìn)入軌道的加速過(guò)程中，由于具有豎直向上的加速度（或加速度有豎直向上的分量），衛(wèi)星內(nèi)的物體處于超重狀態(tài)。這種情況與加速上升電梯中物體的超重相同。衛(wèi)星進(jìn)入軌道后，在正常運(yùn)行過(guò)程中，衛(wèi)星的加速度等于

19、軌道處的重力加速度，衛(wèi)星中的物體處于完全失重狀態(tài)。凡是工作原理與重力有關(guān)的儀器都不能正常使用。凡是與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，在衛(wèi)星中都無(wú)法進(jìn)行?！咀⒁狻?、人造衛(wèi)星在運(yùn)行時(shí)受地球給它的引力作用，所以不是一種平衡狀態(tài)，“超重”和“失重”是物體對(duì)支持物的作用力與它所受的重力（可近似認(rèn)為等于萬(wàn)有引力）相比變大或變小的現(xiàn)象。航天飛機(jī)或宇宙飛船在返回時(shí)，由于具有豎直向上的加速度（加速度有豎直向上的分量），艙內(nèi)的物體還是處于超重狀態(tài)。其中重點(diǎn)了解同步衛(wèi)星宇宙速度：（弄清第一宇宙速度與發(fā)衛(wèi)星發(fā)射速度的區(qū)別）【例3】我國(guó)自行研制的“風(fēng)云一號(hào)”、“風(fēng)云二號(hào)”氣象衛(wèi)星運(yùn)行的軌道是不同的。“一號(hào)”是極地圓形軌道衛(wèi)星。其軌道平

20、面與赤道平面垂直，周期是12h；“二號(hào)”是地球同步衛(wèi)星。兩顆衛(wèi)星相比 號(hào)離地面較高； 號(hào)觀察范圍較大； 號(hào)運(yùn)行速度較大。若某天上午8點(diǎn)“風(fēng)云一號(hào)”正好通過(guò)某城市的上空，那么下一次它通過(guò)該城市上空的時(shí)刻將是 。解析：根據(jù)周期公式T=知，高度越大，周期越大，則“風(fēng)云二號(hào)” 氣象衛(wèi)星離地面較高；根據(jù)運(yùn)行軌道的特點(diǎn)知，“風(fēng)云一號(hào)” 觀察范圍較大；根據(jù)運(yùn)行速度公式V=知，高度越小，速度越大，則“風(fēng)云一號(hào)” 運(yùn)行速度較大，由于“風(fēng)云一號(hào)”衛(wèi)星的周期是12h，每天能對(duì)同一地區(qū)進(jìn)行兩次觀測(cè)，在這種軌道上運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星通過(guò)任意緯度的地方時(shí)時(shí)間保持不變。則下一次它通過(guò)該城市上空的時(shí)刻將是第二天上午8點(diǎn)?！纠?】可發(fā)射

21、一顆人造衛(wèi)星，使其圓軌道滿足下列條件（ ）A、與地球表面上某一緯度線（非赤道）是共面的同心圓B、與地球表面上某一經(jīng)度線是共面的同心圓C、與地球表面上的赤道線是共面同心圓,且衛(wèi)星相對(duì)地面是運(yùn)動(dòng)的D、與地球表面上的赤道線是共面同心圓,且衛(wèi)星相對(duì)地面是靜止的解析：衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供,且萬(wàn)有引力始終指向地心，因此衛(wèi)星的軌道不可能與地球表面上某一緯度線（非赤道）是共面的同心圓，故A是錯(cuò)誤的。由于地球在不停的自轉(zhuǎn)，即使是極地衛(wèi)星的軌道也不可能與任一條經(jīng)度線是共面的同心圓，故B是錯(cuò)誤的。赤道上的衛(wèi)星除通信衛(wèi)星采用地球靜止軌道外，其它衛(wèi)星相對(duì)地球表面都是運(yùn)動(dòng)的，故C、D是正確的。【例5】偵察

22、衛(wèi)星在通過(guò)地球兩極上的圓軌道上運(yùn)行，它的運(yùn)行軌道距地面高度為h，要使衛(wèi)星在一天的時(shí)間內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件的情況下全都拍攝下來(lái)，衛(wèi)星在通過(guò)赤道上空時(shí)，衛(wèi)星上的攝像機(jī)至少應(yīng)拍攝地面上赤道圓周的弧長(zhǎng)是多少？設(shè)地球半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T。解析：如果周期是12小時(shí)，每天能對(duì)同一地區(qū)進(jìn)行兩次觀測(cè)。如果周期是6小時(shí)，每天能對(duì)同一緯度的地方進(jìn)行四次觀測(cè)。如果周期是小時(shí)，每天能對(duì)同一緯度的地方進(jìn)行n次觀測(cè)。設(shè)上星運(yùn)行周期為T1，則有物體處在地面上時(shí)有 解得：在一天內(nèi)衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)為，即在日照條件下有次經(jīng)過(guò)赤道上空，所以每次攝像機(jī)拍攝的赤道弧長(zhǎng)為，將T1結(jié)果代入得 【例

23、6】在地球（看作質(zhì)量均勻分布的球體）上空有許多同步衛(wèi)星，下面說(shuō)法中正確的是（ ）A它們的質(zhì)量可能不同B它們的速度可能不同C它們的向心加速度可能不同D它們離地心的距離可能不同解析：同步衛(wèi)星繞地球近似作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由同步衛(wèi)星的地球間的萬(wàn)有引力提供。設(shè)地球的質(zhì)量為M，同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球半徑為R，同步衛(wèi)星距離地面的高度為h，由F引=F向， G=m（R+h）得：h=-R，可見(jiàn)同步衛(wèi)星離地心的距離是一定的。由G=m得：v=,所以同步衛(wèi)星的速度相同。由G=ma得：a= G即同步衛(wèi)星的向心加速度相同。由以上各式均可看出地球同步衛(wèi)星的除質(zhì)量可以不同外，其它物理量值都應(yīng)是固定的。所以正確選項(xiàng)為A

24、。點(diǎn)評(píng)：需要特別提出的是：地球同步衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)必須引起高度重視，因?yàn)樵诟呖荚囶}中多次出現(xiàn)。所謂地球同步衛(wèi)星，是相對(duì)地面靜止的且和地球有相同周期、角速度的衛(wèi)星。其運(yùn)行軌道與赤道平面重合。五、功、功率、機(jī)械能和能源1、做功兩要素：力和物體在力的方向上發(fā)生位移2、功： 其中為力F的方向同位移L方向所成的角功是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，但有正功和負(fù)功之分，單位為焦耳（J）3、物體做正功負(fù)功問(wèn)題 （將理解為F與V所成的角，更為簡(jiǎn)單）（1）當(dāng)=900時(shí)，W=0.這表示力F的方向跟位移的方向垂直時(shí)，力F不做功，如小球在水平桌面上滾動(dòng)，桌面對(duì)球的支持力不做功。（2）當(dāng)<900時(shí)， cos>0,W

25、>0.這表示力F對(duì)物體做正功。如人用力推車前進(jìn)時(shí)，人的推力F對(duì)車做正功。（3）當(dāng) 時(shí)，cos<0,W<0.這表示力F對(duì)物體做負(fù)功。如人用力阻礙車前進(jìn)時(shí)，人的推力F對(duì)車做負(fù)功。* 一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功，經(jīng)常說(shuō)成物體克服這個(gè)力做功（取絕對(duì)值）。例如，豎直向上拋出的球，在向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，重力對(duì)球做了-6J的功，可以說(shuō)成球克服重力做了6J的功。說(shuō)了“克服”，就不能再說(shuō)做了負(fù)功。(一)功的計(jì)算方法：    1.利用功的定義求力所做的功。此式只適用恒力的功。    2.利用功率的公式求功W=P·t。此式主要用于求在一個(gè)

26、功率不變力所做的功。    3.利用動(dòng)能定理求力所做的功。主要用于解決變力做的功。曲線運(yùn)動(dòng)中各力做的功；在連續(xù)的多個(gè)過(guò)程中，求各外力功的代數(shù)和；解決拋出物體的瞬時(shí)做功的問(wèn)題。利用動(dòng)能定理將外力的復(fù)雜過(guò)程，轉(zhuǎn)換為由受力物體的動(dòng)能變化量來(lái)表示，使問(wèn)題大為簡(jiǎn)化。    例：如圖1所示，質(zhì)量為m的物體靜止于傾角為的斜面上，物體與斜面間的摩擦因數(shù)為，現(xiàn)在使斜面向右水平勻速移動(dòng)距離L，則摩擦力對(duì)物體做功為(物體與斜面保持相對(duì)靜止) A.0          

27、 B.           C.    D.    分析：利用公式分析問(wèn)題時(shí)，要注意位移必須是相對(duì)地面、或靜止、或做勻速運(yùn)動(dòng)的參照物。同時(shí)要注意摩擦力可做正功，負(fù)功或不做功。本題是靜摩擦力做正功的實(shí)例?？煞治觯篺靜=，方向沿斜面向上。物體隨斜面勻速前進(jìn)L，實(shí)質(zhì)是物體在靜摩擦力做用下前進(jìn)了L，靜摩擦力做正功。即D正確。4、動(dòng)能是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向。表達(dá)式為：5、重力勢(shì)能是標(biāo)量，表達(dá)式為：（1）重力勢(shì)能具有相對(duì)性，是相對(duì)于選取的參考面

28、而言的。因此在計(jì)算重力勢(shì)能時(shí)，應(yīng)該明確選取零勢(shì)面。（2）重力勢(shì)能可正可負(fù)，在零勢(shì)面上方重力勢(shì)能為正值，在零勢(shì)面下方重力勢(shì)能為負(fù)值。6、動(dòng)能定理： 其中W為外力對(duì)物體所做的總功，m為物體質(zhì)量，v為末速度，為初速度解答思路：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)能和。列出動(dòng)能定理的方程。  動(dòng)力對(duì)物體做正功，物體的動(dòng)能增加；物體克服阻力做功，即阻力對(duì)物體做負(fù)功，物體的動(dòng)能減少。作用在物體上的力既有動(dòng)力，又有阻力，那么這些力對(duì)物體做功的代數(shù)和便等于物體動(dòng)能的變化量，可表示為W合=  &

29、#160; 1.動(dòng)能定理只研究力作功造成的始末狀態(tài)變化，而不追究全過(guò)程中運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和狀態(tài)變化等，對(duì)于求變力或曲線運(yùn)動(dòng)中為做功及復(fù)雜過(guò)程中的功能轉(zhuǎn)換，動(dòng)能定理都提供了方便。    2.應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)，研究對(duì)象一般指某個(gè)物體。解題時(shí)首先對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析及在力作用下移動(dòng)的位移，這個(gè)位移是以地做參照物的。其次確定該物體的始末態(tài)的動(dòng)能。從而用各力所做功的代數(shù)和來(lái)量度動(dòng)能的變化量，列出方程。    3.做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程。動(dòng)能定理表達(dá)式中“等號(hào)”的意義是一種因果聯(lián)系的數(shù)值上相等的符號(hào)，它只意味著功引起物體動(dòng)能的變化。例圖3所

30、示為一條長(zhǎng)軌道，其中AB段是傾角為的斜面，CD段是水平的BC是與AB和DC都相切的一小段圓弧，其長(zhǎng)度可忽略不計(jì)。一質(zhì)量為m的小滑塊在A點(diǎn)從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，沿軌道下滑。最后停在D，現(xiàn)用一沿軌道方向的推力推滑塊，使它緩慢地由D點(diǎn)推回A點(diǎn)停下，設(shè)滑塊與軌道間的摩擦因數(shù)為，則推力對(duì)滑塊做的功等于    A.mgh         B.2mgh       C.      D. 

31、   分析：物體在A、D兩處?kù)o止，在AB、CD兩段來(lái)回運(yùn)動(dòng)所受摩擦力大小不變，摩擦力做功相同，故在AD和DA的兩個(gè)過(guò)程中分別用動(dòng)能定理求推力做的功最為簡(jiǎn)便。    AD：mghWf=0               DA：W推Wfmgh=0  可求出W推=2mgh題型一：運(yùn)用動(dòng)能定理求解多過(guò)程問(wèn)題1.如圖所示，兒童滑梯可以看做是由斜槽AB連接，質(zhì)量為m的兒童從斜槽AB滑下，再進(jìn)入水平槽CD，最后停在

32、水平槽的E點(diǎn)，由A到E的水平距離為S，假設(shè)兒童可看作質(zhì)點(diǎn)，他與斜槽和水平槽的動(dòng)摩擦因數(shù)都為u，A點(diǎn)與水平槽CD的高度差為h(1).求. 兒童從A點(diǎn)滑到E點(diǎn)的過(guò)程中，重力做的功和克服摩擦力做的功。(2).試分析說(shuō)明物體沿斜面滑下通過(guò)的水平距離s與斜面跟水平面的夾角無(wú)關(guān)。分析與解：（1）兒童從A點(diǎn)滑到E點(diǎn)的過(guò)程中，重力做的功Wmgh，兒童由靜止開(kāi)始滑到最后停在E點(diǎn)，在整個(gè)過(guò)程中克服摩擦力做的功, 由動(dòng)能定理可得mgh-Wf=0,則克服摩擦力做的功Wf=mgh。CABEhS1S2（2）分析與解：滑塊從A點(diǎn)滑到E點(diǎn)，只有重力和摩擦力做功，設(shè)滑塊質(zhì)量為m，動(dòng)摩擦因數(shù)為，斜面傾角為，斜面底邊長(zhǎng)，水平部分長(zhǎng)

33、，由動(dòng)能定理得2、如圖結(jié)論：它與角無(wú)關(guān)推論：從計(jì)算結(jié)果可以看出，只要測(cè)出斜面高和水平部分長(zhǎng)度，還可計(jì)算出動(dòng)摩擦因數(shù)。題型二：運(yùn)用動(dòng)能定理求解變力的功圖3例2如圖3所示，AB為1/4圓弧軌道，半徑為0.8m，BC是水平軌道，長(zhǎng)L=3m，BC處的摩擦系數(shù)為1/15，今有質(zhì)量m=1kg的物體，自A點(diǎn)從靜止起下滑到C點(diǎn)剛好停止。求：1.物體在軌道AB段所受的阻力對(duì)物體做的功。2.物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度？3.物體在B點(diǎn)和C點(diǎn)對(duì)地面的壓力多大？分析與解：1.物體在從A滑到C的過(guò)程中，有重力、AB段的阻力、AC段的摩擦力共三個(gè)力做功，重力做功WG=mgR，水平面上摩擦力做功Wf1=-mgL，由于物體在AB段受

34、的阻力是變力，做的功不能直接求。根據(jù)動(dòng)能定理可知：W外=0，所以mgR-umgL-WAB=0 即WAB=mgR-umgL=6(J)2. 物體在從A滑到C的過(guò)程中，有重力、AB段的阻力二個(gè)力做功。設(shè)物體滑到B點(diǎn)速度為V,根據(jù)動(dòng)能定理可知：mgR- WAB=mV2/2 解得V=2m/s3. 物體在B點(diǎn)由重力和支持力FNB提供向心力。根據(jù)牛頓第二定律得：FNB-mg=mV 2/R代值解得FNB=15N 物體在C點(diǎn)靜止。受重力和支持力FNC.由平衡條件得 FNC=mg 代值解得FNC=10N.由牛頓等三定律知物體在B點(diǎn)和C點(diǎn)對(duì)地面的壓力分別為15N和10N.7、機(jī)械能守恒定律： （內(nèi)容:在只有重力（和

35、彈簧彈力）做功的情形下，物體或系統(tǒng)的動(dòng)能和重力勢(shì)能（及彈性勢(shì)能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變）判斷機(jī)械能是否守恒的方法： 用做功來(lái)判斷:分析物體或物體受力情況（包括內(nèi)力和外力），明確各力做功的情況，若對(duì)物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功，沒(méi)有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒. 用能量轉(zhuǎn)化來(lái)判定: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)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒. 對(duì)一些繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等問(wèn)題，除非題目特別說(shuō)明，機(jī)械能必定不守恒，完全非彈性碰撞過(guò)程機(jī)械能也不守恒. 利用機(jī)械能守恒： 或 E1=E2=恒量時(shí)注意： 1.機(jī)械能守恒是對(duì)某研究的系

36、統(tǒng)而言。 2.機(jī)械能守恒是有條件的：只有系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力做功，沒(méi)有其它力做功。 3.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)，要弄清研究的是哪個(gè)物體系，確定研究的過(guò)程，選定參考平面，確定零勢(shì)能面。一般選物體運(yùn)動(dòng)的最低位置做參考平面。 4.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)，只需分析動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化的始末狀態(tài)，不必討論過(guò)程。例題：如圖7-41所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角q 30°，另一邊與地面垂直，頂上有一定滑輪，一柔軟的細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，兩端分別與物塊A和B連接，A的質(zhì)量為4m，B的質(zhì)量為m，開(kāi)始時(shí)將B按在地面上不動(dòng)，然后放開(kāi)手，讓A沿斜面下滑而B(niǎo)上升，物塊A與斜面間無(wú)摩擦，若A沿斜面下滑s距離后，細(xì)線突然斷了求物塊B上升的最大高度H解析：由A、B和地球組成的系統(tǒng)，在A、B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有A、B的重力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒EPEk即：4mg·-mg·smv2×4mv2細(xì)線突然斷的瞬間，物塊B豎直上升的速度為v，此后B做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)繼續(xù)上升的距離為h，由機(jī)械能守恒得mv2mgh物塊B上升的最大高度Hhs由解得H1.2 s答案：1.2 s例題：如圖所示，均勻鐵鏈長(zhǎng)為，平放在距離地面高為的光滑水平面上，其長(zhǎng)度的懸