高中物理教材一清表解析.docx

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高中物理教材一清表解析

课本名称

章

节（知识框架）

知识点

编写目的

编写线索

必修二

第五章

曲线运动

5、1曲线运动

曲线运动的速度方向：

质点在某一点，沿曲线在这一点的切线方向

物体做曲线运动的条件：

物体所受合外力的方向与速度方向不在同一条直线上

研究曲线运动的基本方法：

运动的合成与分解

前面已经学过简单的运动形式，此次对曲线运动的学习也是为下章的万有引力做好铺垫。

从曲线运动的含义出发，引出平抛运动和圆周运动。

而对平抛运动的实验过程，让我们了解加速度对运动过程的影响，也很好的引出了向心力。

5、2平抛运动

运动性质：

匀变速曲线运动

运动特点：

具有水平初速度

只受重力作用

运动规律：

水平方向：

匀速直线运动

，

竖直方向:

自由落体运动

，

，

5、3实验：

研究平抛运动

[实验步骤]

（1）用图钉把白纸钉在竖直的木板上，如图1。

点拨：

如果木板不铅直将影响球的飞行，可能相撞或摩擦，因此要用铅锤线校准。

（2）在紧靠木板的左上角固定斜槽。

点拨：

固定斜槽时要使其末端切线水平，确保小球飞出作平抛运动，可将小球置于平轨部分，若球随遇平衡即可。

（3）确定小球飞出时的初始位置即坐标原点O，并过O用铅锤线描出y轴竖直方向。

点拨：

坐标原点（即小球做平抛运动的起点）是球在槽口时其球心在竖直纸板上的水平投影点O，如图2所示，即O点在水平槽口端点正上方r处。

（4）把事先做好的带孔的卡片用手按在竖直木板上，调节卡片位置，使槽上滚下的小球正好从卡片孔穿过，用铅笔记下小球穿过孔时的位置，如图1所示。

点拨：

小球每次应在相同的适当高度从斜槽上滚下，在斜轨上释放小球不宜用手指，而要用斜槽上的球夹或挡板（如尺子），这样做重复性好，能确保每次的初速相同。

（5）取下白纸，以O点为原点再画一条水平向右的x轴，（与v0方向相同）

（6）根据记下的小球穿过孔的一系列点的位置，画出平滑曲线即为小球做平抛运动的轨迹。

（7）在曲线上（轨迹上）选取距O点远些的点测出它们的坐标（x，y），填入表中来计算球的初速度，最后取平均值。

5、4向心加速度

向心加速度：

5、5圆周运动

（1）非匀速圆周运动：

合外力一般不是向心力，合外力不仅要改变线速度大小，还要改变线速度方向铁路的弯道

（2）匀速圆周运动：

角速度不变，线速度、加速度、合外力的大小不变，方向时刻改变；合外力就是向心力，合外力只改变线速度的方向

线速度：

角速度：

5、6向心力

向心力：

5、7生活中的圆周运动

圆周运动的实际应用

铁路的弯道

拱形桥

航天器中的失重现象

离心运动

第六章万有引力与航天

6、1行星的运动

一、地心说

二、日心说

三、开普勒的行星运动定律

1、开普勒第一定律（轨道定律）

2、开普勒第二定律（面积定律）

3、开普勒第三定律（周期定律）

万有引力是较难的运动形式，其中包含了圆周曲线运动和力学的知识。

通过本章的学习，我们也能够看到经典力学的局限性。

通过行星的运动，以太阳为例，引出我们队万有引力定律的学习，以及一些对万有引力定律的运用，如：

宇宙飞船。

6、2太阳与行星间的引力

（1）假设地球以太阳以圆心做匀速圆周运动，那么太阳对地球的引力就为做匀速圆周圆周运动的地球提供向心力。

设地球的质量为m，运动线速度为v，地球到太阳的距离为r，太阳的质量为M。

则由匀速圆周运动的规律可知

。

这表明：

太阳对不同行星间的引力，跟行星的质量成正比，跟行星与太阳距离的平方成反比。

（2）根据牛顿第三定律，力的作用是相互的，且等大反向，因此地球对太阳的引力F，也应与太阳的质量成正比，且F，=-F。

即

（3）综合得知：

，式中G是比例系数，与太阳、行星无关。

6、3万有引力定律

（1）内容：

自然界中任何两个物体都互相吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。

（2）公式：

其中G=6.67×10-11N·m2/kg2，称为万有引力常量，而m1、m2分别为两个质点的质量，r为两质点间的距离。

引力常量G的三点说明：

①引力常量测定的理论公式为

，单位为N·m2/kg2。

②物理意义：

引力常量在数值上等于两个质量都是1kg的质点相距1m时的相互吸引力。

③由于引力常量G很小，我们日常接触的物体的质量又不是很大，所以我们很难察觉到它们之间的引力。

6、4万有引力理论的成就

1．研究天体运动的理论依据

我们现在对天体运动的计算只能是近似运算，所以我们把天体的运动看做是由万有引力提供向心力的匀速圆周运动。

2．相关公式

研究天体运动：

研究天体表面物体重力：

3．卫星作匀速圆周运动各物理量随轨道半径的变化情况

（1）由

得：

即随着轨道半径的增加，作匀速圆周运动的卫星的向心力和向心加速度都减小。

（2）由

得：

即随着轨道半径的增加，作匀速圆周运动的卫星的线速度减小。

（3）由

得：

即随着轨道半径的增加，作匀速圆周运动的卫星的角速度减小。

（4）由

得：

随着轨道半径的增加，作匀速圆周运动的卫星的周期增大。

4．估算天体的质量

当做圆周运动的天体绕中心天体运行时，只需知道其轨道半径和运行周期，即可求得该中心天体的质量。

由

得：

其中M即为中心天体的质量。

5．估算天体的密度

由

代入

和

可得

其中R为中心天体的半径。

当匀速圆周运动的天体绕中心天体表面运行时，

，则

。

6、5宇宙航行

1、人造卫星

（1）人造卫星的分类：

卫星主要有侦查卫星、通讯卫星、导航卫星、气象卫星、地球资源勘测卫星、科学研究卫星、预警卫星和侧地卫星等种类。

（2）人造卫星的两个速度：

①发射速度：

将人造卫星送入预定轨道运行所必须具有的速度。

②环绕速度：

卫星在轨道上绕地球做匀速圆周运动所具有的速度

1、卫星的轨道：

卫星绕地球运动的轨道可以是椭圆轨道，也可以是圆轨道。

2、三种宇宙速度

（1）人造卫星的环绕速度，即第一宇宙速度。

第一宇宙速度，也是人造地球卫星的最小发射速度。

第一宇宙速度是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度。

（2）第二宇宙速度（脱离速度）：

v=11.2km/s是使物体挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造卫星或飞到其行星上去的最小发射速度。

（3）第三宇宙速度（逃逸速度）：

v=16.7km/s是使物体挣脱太阳引力的束缚、飞到太阳系以外的宇宙空间去的最小发射速度。

（4）人造地球卫星的发射速度：

将人造地球卫星发射到距地球越远的轨道，在地面上所需的发射速度就越大。

4、人造卫星的运行速度、角速度、周期与半径的关系，万有引力提供向心力

（1）由

，得

，即人造卫星的运行速度与轨道半径的平方根成反比，所以半径越大（即卫星离地面越高），线速度越小。

（2）由

，得

，即

，故半径越大，角速度越小。

（3）由

，得

，即

，故半径越大，周期越长。

（4）向心加速度

。

5、人造卫星的超重与失重

（1）人造卫星在发射升空时，有一段加速运动；在返回地面时，有一段减速运动，这两个过程加速度方向均向上，因而都是超重状态。

（2）人造卫星在沿圆轨道运行时，由于万有引力提供向心力，所以处于完全失重状态。

在这种情况下凡是与重力有关的力学现象都会停止发生。

因此，在卫星上的仪器，凡是制造原理与重力有关的均不能使用，同理，与重力有关的实验也将无法进行。

6、地球同步卫星

（1）同步卫星的运行方向与地球自转方向一致。

（2）同步卫星的运行周期与地球自转周期相同。

且T=24h。

（3）同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度。

（4）同步卫星都在赤道的正上方，不可能定点在我国某地上空。

（5）同步卫星高度固定不变

（6）同步卫星的环绕速度大小一定

6、6经典力学的局限性

适用于低速，不适用于高速

适用于宏观，不适用于微观

适用于弱引力，不适用于强引力

第七章机械能守恒定律

7、1追寻守恒量——能量

势能：

相互作用的物体凭借其位置而具有的能量

动能：

物体由于运动而具有的能量

运动过程即是能量的转化过程，本章汇总了之前的所学，而机械能守恒定理也是高中物理及其重要的一部分知识点。

从能量的定义出发，引出了几个基本的能量类型，也便于我们的学习和研究。

而其中势能和动能的转化过程有遵循能量守恒定理。

7、2功

定义：

作用在物体上的力使物体在力的方向上移。

也可理解成在位移方向上有力的作用。

公式：

W=Fs·cosa

式中，F可以是单个力，也可以是合力。

单位：

焦耳（J）

计算:

合外力对物体做的功等于物体所受分力所做功的代数和。

7、3功率

定义：

单位时间内完成的功，表示做功的快慢。

平均功率：

P=W/t，P=Fv

瞬时功率：

P=Fvt·cosa

式中，F是牵引力。

瓦特（W）

当v=vmax时，P=P额定，a=0，物体作匀速直线运动，F=f。

7、4重力势能

重力做功：

物体运动时，重力对他做的功只和起点及终点位置有关，跟路径无关。

重力势能：

Ep=mghWg=Ep1-Ep2

重力势能的相对性

势能是系统所共有的

7、5动能与动能定理

动能定理：

合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。

W合=Ekt—Ek0F合s=1/2mvt2—1/2mv02应用于受外力运动的单个物体。

7、6机械能守恒定理

机械能守恒定律：

只有重力（或弹力）做功时，物体的动能与势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

应用于只受重力（弹力）运动的单个物体。

计算时不要考虑中间过程。

Ek1+Ep1=Ek2+Ep21/2mv12+mgh1=1/2mv22+mgh2

7、7实验：

探究动能定理

实验步骤

1.按上图将实验仪器安装好。

同时平衡摩擦力。

2.先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这一组数据记入表格。

3.用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这样橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格。

4.用3条、4条……橡皮筋做实验，用同样的方法测

出功和速度，记入表格。

5.分析数据，得出结论。

（1）测量小车的速度：

实验获得如图5-4-2所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度，应在纸带上测量的物理量是（用字母表示）：

A1、A2间的距离x，小车速度的表达式是（用测量的物理量表示）v=x/T（T为打点计时器的时间间隔）。

（2）实验数据记录

（3）实验数据处理及分析：

在坐标纸上（如图5-4-3）画出W-v或W-v2图线（“W”以一根橡皮筋做的功为单位）。

（4）实验结论：

从图象可知功与物体速度变化的关系W∝v2。

7、8实验：

验证机械能守恒定律

实验步骤

1.按图把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。

2.把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近。

3.先接通电源，后松手让重物带着纸带自由下落。

4.重复几次，得到3~5条打上点的纸带。

5.在打出的纸带中挑选出一条点迹清晰，且第1、2两打点间距离接近2mm的纸带，在第一个打点上标出O，并从稍靠后的某一点开始，依次标出1、2、3、4、…，并量出各点到位置O的距离h1、h2、h3、h4、…，并记入表格中。

6.用公式vn=（hn+1-hn-1）/（2T）计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3、v4、…，并记录在表格中。

7.计算打各点时重力势能的减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2，并进行比较，看是否相等。

将计算数值填入表格中。

7、9能量守恒定律与能源

能量级不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，在转化过程中，能量的总量保持不变。