高中化学知识点.doc

知识点一：元素周期表要点诠释：不同的元素，原子结构和性质也不同，而这种差异之间又存在着明显的规律性。科学家们就根据元素的原子结构和性质，把它们科学而有序地排列起来，这样就得到了我们常见的元素周期表。1门捷列夫制作元素周期表的依据（1）将元素按照相对原子质量由小到大依次排列。（2）将化学性质相似的元素放在一个纵行。说明：门捷列夫（18341907，俄国化学家）是元素周期表的创始人。它所制作的元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，使其构成了一个完整的体系，成为化学发展史上的重要里程碑之一。随着科学发展，人们逐渐认识到门捷列夫给周期表中元素排序的依据存在缺陷，真正科学的依据是元素原子的核电荷数（即质子数）。2原子序数按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系：原子序数核电荷数质子数核外电子数注意：存在上述关系的是原子而不是离子，因为离子是原子失去或得到电子而形成的，所以在离子中：核外电子数质子数加上或减去离子的电荷数。3现在的元素周期表的排列依据（1）把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行；（2）把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序从上而下排成纵行。说明：氦电子最外层有2个电子，但由于化学性质与氖更相似，所以把2号元素氦排在氖的上边，处于第18纵行。4元素周期表的结构（1）周期：元素周期表有7个横行，也就是7个周期。从上而下依次命名为第一周期第七周期，且有以下关系：周期序数电子层数（2）有关周期的小结 周期序数原子的电子层数元素种数周期分类一（1）12短周期二（2）28三（3）38四（4）418长周期五（5）518六（6）632七（7）726（至112号）说明：第七周期排到112号元素，共有26种元素。由于尚未排满，所以又叫不完全周期。（3）族：常见的元素周期表共有18个纵行。把其中的第8、9、10三个纵行称为族，其余每一个纵行称为一族，分为七个主族、七个副族和一个0族。族序数用罗马数字表示，主族用A、副族用B，并标在族序数的后边。如A、A、AB、B、B对于主族元素来说：族序数最外层电子数说明：第18纵行的氦最外层有2个电子，其它元素原子的最外层都有8个电子，它们都已达到稳定结构，化学性质不活泼，化合价都定为0价，因而叫做0族。（4）各族在元素周期表中的位置分布说明：在周期表中根据组成元素的性质，有些族还有一些特别的名称。例如：第A族：碱金属元素；第A族：碱土金属元素；第A族：碳族元素；第A族：氮族元素；第A族：氧族元素；第A族：卤族元素；0族：稀有气体元素。第6周期的镧系元素、第7周期的锕系元素分别包含15种元素，为了使元素周期表的结构紧凑，放在B族；但实际上每种元素都占有元素周期表的一格，所以另外列出，放在元素周期表的下方。知识点二：元素的性质与原子结构要点诠释：应用元素周期表，以典型金属元素族（碱金属）和典型非金属元素族（卤族元素）为例，运用理论探究和实验探究的方法，达到掌握元素的性质与原子结构关系的目的。重点掌握元素周期表中同一主族元素的相似性和递变性。1碱金属元素查阅元素周期表和课本，我们可得到碱金属元素的有关信息如下表：元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径 / nm锂Li3120.152钠Na11130.186钾K19140.227铷Rb37150.248铯Cs55160.265（1）原子结构的特点：相同点：碱金属元素原子的最外层都有1个电子不同点：碱金属元素原子的核电荷数和电子层数各不相同。（2）元素性质的相似性和递变性相似性：由于碱金属元素原子最外层都有一个电子，所以碱金属元素的化合价都是+1价。递变性：随着核电荷数的递增，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。注：元素金属性强弱可以从其单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度，以及它们的最高价氧化物的水化物氢氧化物的碱性强弱来比较。（3）碱金属单质的性质化学性质：碱金属单质都能与氧气等非金属单质反应，生成对应的金属氧化物等化合物；都能与水反应，生成对应的金属氢氧化物和氢气；并且随着核电荷数的递增，碱金属单质与氧气、水等物质的反应，越来越剧烈。4Li+O22Li2O2Na+O2Na2O22Na+2H2O=2NaOH+H22K+2H2O=2KOH+H2实验探究：钾、钠与氧气、水的反应活动步骤和方法现象结论或解释1碱金属与氧气反应（1）钠在空气中燃烧（学生分组实验）钠开始熔化成闪亮的小球，着火燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色固体化学方程式：2Na+O2Na2O2（2）钾在空气中燃烧（教师演示实验）钾开始熔化成闪亮的小球，剧烈反应，生成橙黄色固体化学方程式：K+O2KO2（超氧化钾）2碱金属与水反应（1）钠与水的反应（学生分组实验）钠块浮在水面，熔化成闪亮小球，四处游动嘶嘶作响，最后消失化学方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2（2）钾与水的反应在培养皿中加一些水然后取绿豆大小的钾，用滤纸吸干表面煤油，投入表面皿中钾块浮在水面，熔成闪亮的小球，四处游动，嘶嘶作响，甚至轻微爆炸，最后消失化学方程式：2K+2H2O=2KOH+H2实验中注意问题：a钠、钾在实验室中都保存在煤油中，所以取用剩余的金属块可放回原试剂瓶中，并且使用前要用滤纸把表面煤油吸干。b对钠、钾的用量要控制；特别是钾的用量以绿豆粒大小为宜。否则容易发生爆炸危险。c对碱金属与水反应后的溶液，可用酚酞试液检验生成的碱。物理性质碱金属单质颜色和状态密度gcm3熔点沸点锂（Li）银白色、柔软0.534180.51347钠（Na）银白色、柔软0.9797.81882.9钾（K）银白色、柔软0.8663.65774铷（Rb）银白色、柔软1.53238.89688铯（Cs）略带金属光泽、柔软1.87928.40678.4相似性：除铯外，其余都呈银白色；都比较柔软；有延展性；导电性和导热性也都很好；碱金属的密度都比较小，熔点也都比较低。递变性：随着核电荷数的递增，碱金属单质的密度依次增大（钾除外）；熔沸点逐渐降低。2卤族元素（1）原子结构的特点氟（F） 氯（Cl） 溴（Br） 碘（I）相同点：最外层电子数都是7个。化学反应中容易得到1个电子，其化合价为1价。不同点：核电荷数和电子层数不同。随着核电荷数和电子层的增加，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，元素原子的得电子能力逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。（2）卤素单质的物理性质卤素单质颜色和状态密度熔点沸点F2淡黄绿色气体1.69 g / L（15）219.6188.1Cl2黄绿色气体3.215 g / L（0）10134.6Br2深红棕色液体3.119 g / cm3（20）7.258.78I2紫黑色固体4.93 g / cm3113.5184.4随着核电荷数的递增，卤素单质的颜色逐渐加深；状态由气液固；密度逐渐增大；熔沸点都较低，且逐渐升高。（3）卤素单质的化学性质卤素单质与氢气反应H2+F2=2HF在暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定H2+Cl22HCl光照或点燃发生反应，生成氯化氢较稳定H2+Br22HBr加热至一定温度才能反应，生成的溴化氢较稳定H2+I22HI不断加热才能缓慢反应；碘化氢不稳定，在同一条件下同时分解为H2和I2，是可逆反应归纳总结：随着核电荷数的增多，卤素单质与氢气反应：剧烈程度：逐渐减弱生成的氢化物的稳定性：逐渐减弱元素的非金属性：逐渐减弱（即FClBrI）说明：元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物的水化物的酸性强弱，或单质与氢气生成气态氢化物的 难易程度以及氢化物的稳定性来推断。卤素单质间的置换反应实验探究：实验内容将少量氯水分别加入盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置现象静置后，液体分为两层。上层液体呈无色，下层液体分别呈橙色、紫色静置后，液体分为两层。上层液体呈无色，下层液体呈紫色化学方程式2NaBr+Cl2=2NaCl+Br22KI+Cl2=2KCl+I22KI+Br2=2KBr+I2实验结论随着核电荷数的增加，卤素单质的氧化性强弱顺序为： 知识点三：核素要点诠释：通过核素及相关概念的引入，辩析理解同位素的意义及应用，以加深对元素的认识。1质量数： 如果忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。说明： （1）1个电子的质量约为1个质子质量的1/1836，所以原子的质量主要集中在原子核上。（2）1个质子的相对质量为1.007，1个中子的相对质量为1.008，它们的近似整数值都为1。（3）质量数的表达式：质量数（A）质子数（Z）+中子数（N）（4）元素是具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子的总称。（5）精确的测定结果证明，同种元素的原子的原子核内，中子数不一定相同。（6）是原子符号，其意义为：表示一个质量数为A，质子数为Z的X原子。2核素： 把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。说明： （1）核素概念的外延为原子，这里的原子泛指导电呈电中性原子和带有电荷的简单阴、阳离子。如与为同一种核素。（2）绝大多数的元素都包含多种核素。（3）有的核素在自然界中稳定存在，而有的核素具有放射性而不能在自然界中稳定存在。3同位素： 质子数相同而中子数不相同的同一元素的不同原子互称为同位素。说明： （1）同一元素的不同核素互称为同位素。如、都是氢的同位素。（2）“同位”即指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置。（3）许多元素都有同位素。如、是氧的同位素。（4）同位素中，有些具有放射性，称为放射性同位素。如就是碳的放射性同位素。（5）同位素中，有的是天然的，有的是人造的。如元素周期表中原子序数为112号的元素的各同位素都是人造的。（6）天然稳定存在的同位素，相互间保持一定的比率。（7）同位素的化学性质几乎相同，其原因是同位素的质子数相同，原子核外电子排布相同。（8）元素的相对原子质量，就是按照该元素各核素原子所占的一定百分比算出的平均值。（9）同位素的应用：在日常生活中，工农业生产和科学研究中有着重要的用途。如考古时利用测定一些文物的年代，和用于制造氢弹，利用放射性同位素释放的射线育种、治疗癌症和肿瘤等。规律方法指导元素性质与原子结构有密切的关系，主要与原子核外电子的排布，特别是最外层电子数有关。原子结构相似的一族元素，它们在化学性质上表现出相似性和递变性。在元素周期表中，同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。所以，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。知识点一：离子键要点诠释：原子在参加化学反应时，都有通过得失电子或形成共用电子对使自己的结构变成稳定结构的倾向。例如Na与Cl2反应过程中，当钠原子和氯原子相遇时，钠原子的最外电子层的1个电子转移到氯原子的最外电子层上，使钠原子和氯原子分别形成了带正电荷的钠离子和带负电荷的氯离子。这两种带有相反电荷的离子通过相互作用，形成了稳定的化合物。我们把带相反电荷离子之间的相互作用称为离子键。2.成键条件：（1）活泼金属与活泼的非金属化合时，都能形成离子键。如IA、A族的金属元素（如Li、Na、K、Mg、Ca等）与A、 A族的非金属元素（如O、S、F、Cl、Br、I等）之间化合时，一般都能形成离子键。（2）金属阳离子与某些带电荷的原子团之间（如Na+与OH、SO42等）、强碱及大多数的盐中都含有离子键。说明：离子键 （1）成键的主要原因：电子得失； （2）成键的粒子：阴阳离子； （3）成键的性质：静电作用； （4）成键元素：活泼的金属元素与活泼的非金属元素； （5）存在离子键的物质：强碱、低价态金属氧化物和大部分盐。知识点二：共价键要点诠释：从氯原子和氢原子的结构分析，由于氯和氢都是非金属元素，这两种元素的原子获得电子难易的程度相差不大，原子相互作用的结果是双方各以最外层的一个电子组成一个电子对，电子对为两个原子所共用，在两个原子核外的空间运动，从而使双方最外层都达到稳定结构，这种电子对，就是共用电子对。共用电子对受两个核的共同吸引，使两个原子结合在一起。我们把这种原子间通过共用电子对所形成的相互作用称为共价键。1.成键元素：非金属元素原子之间或某些不活泼的金属和非金属元素原子（如AlCl3）之间。2.成键粒子：原子。3.成键性质：共用电子对对成键原子的电性作用。4.成键条件：非金属元素原子最外层电子均未达到饱和状态，相互间通过共用电子对结合形成共价键。5.成键原因：一是通过共用电子对，各原子最外层电子数目一般能达到饱和，由不稳定变得稳定；二是两原子核都吸引共用电子对，使之处于平衡状态；三是原子通过共用电子对形成共价键后，体系总能量降低。6.共价键的存在：（1）共价化合物分子（包括SiO2这样的物质）内存在共价键。（2）非金属单质（稀有气体除外）的分子（包括C、Si这样的物质）里存在共价键。（3）SO42、HCO3、MnO4、NH4+、OH、O22等原子团里存在共价键。共价键的分类：共价键根据成键的性质分为非极性共价键和极性共价键。（1）极性键：由不同种元素的原子形成的共价键（共用电子对偏向吸引电子能力强的一方）。存在范围：气态氢化物、非金属氧化物、酸根、氢氧根、有机化合物。（2）非极性键：由同种元素的原子间形成的共价键（共用电子对不偏移）。存在范围：非金属单质（稀有气体除外）及某些化合物中，如H2、N2、O2、H2O2中的O-O键、Na2O2中的O-O键。说明：共价键和离子键的实质相同，都属于电性作用。成键原因都是原子都有使自己的最外层达到稳定结构状态的趋势。稀有气体原子的最外层都已达到稳定结构，因此稀有气体分子都是单原子分子，分子内不形成化学键。知识点三：化学键与物质的构成要点诠释：人们根据化合物中所含化学键类型的不同，把化合物分为离子化合物和共价化合物。离子化合物：含有离子键的化合物，如：NaCl、CaCl2、KOH、CaO等。共价化合物：只含有共价键的化合物，如：HCl、H2O、CH4、NH3、CO2等。1大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。2离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键，可以只含非金属元素。简单离子组成的离子化合物中只有离子键，如MgO、NaCl等，复杂离子（原子团）组成的离子化合物中既有离子键，又有共价键，如NH4Cl、NaOH、Na2O2等，即含有共价键的化合物不一定是共价化合物。3在非金属单质中只有共价键，如Cl2、O2等。离子键、共价键与离子化合物、共价化合物的关系 化学键的种类实例非金属单质无化学键稀有气体分子（单原子分子）He、Ne非极性共价键O=O、ClCl、HH共价化合物只有极性键H2O、CO2既有极性键又有非极性键H2O2离子化合物只有离子键、离子键、极性共价键离子键、非极性共价键知识点四：化学键要点诠释：1.概念：使离子或原子相结合的作用力通称为化学键。（1）化学键是“相邻”离子或原子间的相互作用；物质内不相邻的离子或原子间也有相互作用，它们之间的相互作用不是化学键；（2）化学键是强烈的相互作用，所谓“强烈”是指原子间存在电子的转移，即共用电子对的偏移或电子的得失。2.化学反应的实质化学反应是反应物中的原子重新组合为产物分子的过程，在这个过程中，包含着反应物分子内化学键的断裂和产物分子中化学键的形成，即化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。知识点五：电子式的书写要点诠释：化学反应中，一般是原子的最外层电子发生变化，为了表示这些化学反应的实质，引入了电子式，即由元素符号和用于表示该元素原子最外层电子的“”或“”组成的式子。1.各种粒子的电子式的书写：（1）原子的电子式：常把其最外层电子数用小黑点“”或小叉“”来表示。 例如：（2）简单离子的电子式：简单阳离子：简单阳离子是由金属原子失电子形成的，原子的最外层已无电子，故用阳离子符号表示，如Na+、Li+、Ca2+、Al3+等。简单阴离子：书写简单阴离子的电子式时不但要画出最外层电子数，而且还应用括号“”括起来，并在右上角标出“n”电荷字样。例如：氧离子 、氟离子 。 原子团的电子式：书写原子团的电子式时，不仅要画出各原子最外层电子数，而且还应用括号“”括起来，并在右上角标出“n”或“n+”电荷字样。例如：铵根离子 、氢氧根离子 （3）部分化合物的电子式： 离子化合物的电子式表示方法：在离子化合物的形成过程中，活泼的金属离子失去电子变成金属阳离子，活泼的非金属离子得到电子变成非金属阴离子，然后阴阳离子通过静电作用结合成离子键，形成离子化合物。所以，离子化合物的电子式是由阳离子和带中括号的阴离子组成，且简单的阳离子不带最外层电子，而阴离子要标明最外层电子多少。如： 。共价化合物的电子式表示方法：在共价化合物中，原子之间是通过共用电子对形成的共价键的作用结合在一起的，所以本身没有阴阳离子，因此不会出现阴阳离子和中括号。如：2.用电子式表示化学反应的实质：（1）用电子式表示离子化合物的形成过程： （2）用电子式表示共价化合物的形成过程： 说明：用电子式表示化合物的形成过程时要注意：（1）反应物要用原子的电子式表示，而不是用分子或分子的电子式表示。用弯箭头表示电子的转移情况，而共价化合物不能标。（2）这种表示化学键形成过程的式子，类似于化学方程式，因此，它要符合质量守恒定律。但是，用于连接反应物和生成物的符号，一般用“”而不用“=”。（3）不是所有的离子化合物在形成过程中都有电子的得失，如NH4+与Cl结合成NH4Cl的过程。规律方法指导本节内容可分为三部分：（1）化学键及其分类；（2）化学键与物质的构成；（3）电子式。重点是离子键与共价键。可总结如下：1.2.离子键与共价键的比较类型离子键共价键概念阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对所形成的化学键成键元素活泼金属元素和活泼非金属元素非金属元素成键微粒阴、阳离子原子成键性质阴、阳离子间的静电作用共用电子对对两原子的电性作用成键条件活泼金属与活泼非金属化合时原子易发生电子得失，形成离子键非金属元素间原子最外层电子未达到饱和状态，相互间通过共用电子对结合形成共价键表示方法电子式NaCl：电子式 结构式H2 H:H HH3.非极性键与极性键的比较类型非极性键极性键本质同种原子形成的共价键，两个原子吸引电子的能力相同，共用电子对不偏向任何一个原子，成键原子不显电性不同原子形成的共价键，由于不同元素原子吸引电子的能力不同，共用电子对偏向吸引电子能力较强的原子一方，因而吸引电子能力较强的原子一方相对显负电性举例HH、ClClHCl、HO、C=O存在某金属单质中，某些共价化合物（如H2O2）中，某些离子化合物（如Na2O2）中共价化合物中，某些离子化合物（如NH4Cl、NaOH）中相互关系知识要点梳理知识点一开普勒行星运动三定律要点诠释：1.开普勒第一定律所有的行星围绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。2.开普勒第二定律行星与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等。3.开普勒第三定律所有行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等，即。4、说明（1）研究天体运行时，太阳系中的行星及卫星运行的椭圆轨道的两个焦点相距很近，因此行星的椭圆轨道都很接近圆。在要求不太高时，通常可以认为行星以太阳为圆心做匀速圆周运动。这样做使处理问题的方法大为简化，而得到的结果与行星的实际运行情况相差并不大。（2）在上述情况下，的表达式中a就是圆的半径R，利用的结论解决某些问题很方便。在太阳系中，比例系数k是一个与行星无关的常量，但不是恒量。在不同的星系中，k值不相同，k值与中心天体有关。（3）该定律不仅使用于行星，也使用于其他天体。如对绕地球飞行的卫星来说，它们的k值相同与卫星无关。：某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，、是椭圆轨道的两个焦点，太阳在焦点上，A、B是两点、连线与椭圆的交点。已知A到的距离为a，B到的距离为b，则行星在A、B两点处的速率之比多大？思路点拨：用开普勒定律分析分析： 由开普勒行星运动第二定律，太阳和行星的连线在相等时间内扫过的面积相等。设在时间内行星在A、B两点处与太阳连线所扫过的面积相等，如下图中的阴影部分所示：当很小时，则行星运动轨迹弧线很短，可以认为是线段，阴影部分的形状可近似为直角三角形，所以有：即：答案：知识点二万有引力定律要点诠释：1.内容自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的方向沿两物体的连线，引力的大小F与这两个物体质量的乘积成正比，与这两个物体间距离r的平方成反比。2.公式，其中G为万有引力常量，3.适用条件适用于相距很远，可以看作质点的物体之间的相互作用。质量分布均匀的球体可以认为质量集中于球心，也可以用此公式计算，其中r为两球心之间的距离。4.重力与万有引力的关系在地球(质量为M)表面上的物体所受的万有引力F可以分解成物体所受的重力mg和随地球自转而做圆周运动的向心力，其中，而。（1）当物体在赤道上时F、mg、三力同向，此时达到最大值，重力加速度达到最小值（2）当物体在两极的极点时，此时重力等于万有引力，重力加速度达到最大值，此最大值为。（3）因地球自转角速度很小，所以在一般情况下进行计算时认为。5、说明（1）普遍性：任何客观存在的物体间都存在着相互作用的吸引力，即“万有引力”（2）相互性：两物体间的万有引力是一对作用力与反作用力，它们的大小相等、方向相反，分别作用在两个物体上。（3）宏观性：在通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的星体间或天体与天体附近的物体间，它的存在才有实际的物理意义，故在分析地球表面的物体受力时，不考虑地面物体间的万有引力，只考虑地球对地面物体的万有引力。知识点三引力常量的测定及其意义要点诠释：1. 扭秤实验1798年英国物理学家卡文迪许巧妙地利用扭秤，经过多次实验，通过对两个铅球之间万有引力的测量，比较精确得测出G的数值。实验中采用多次放大思想。2. 引力常量知识点四万有引力的应用利用万有引力定律计算天体的质量假设质量为m的某星体A，围绕质量为的星体B做匀速圆周运动，星体A所需要的向心力为此向心力由星体B对星体A的万有引力提供，即由此可得星体B的质量为规律方法指导1补偿法对某些物理题，当待求的A直接求解困难时，可想法补上一个B，补偿的原则是使得A+B变得易于求解，而且补上去的B也容易求解，那么，待求的A从两者的差值获得，问题就迎刃而解了，此法称为“补偿法”2星体表面及某一高度处的重力加速度的求法设天体表面的重力加速度为，天体的半径为R，则，即（或）（此法称作为黄金代换）若物体距星体表面高度为，则重力，即3求天体的质量的两种方法一种是根据重力加速度求天体的质量，即，则，g为离M距离为R处的重力加速度；一种是根据天体的圆周运动求天体的质量，天体做圆周运动的向心力是由万有引力提供的，M是位于圆心处天体的质量。知识要点梳理知识点一人造卫星要点诠释：1.把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需的向心力由天体间的万有引力提供；2.人造卫星的轨迹圆心一定与地心重合；3.应用万有引力定律和牛顿定律分析天体运动。根据可得：（1），r越大a越小。（2）， r越大v越小（3） ，r越大越小（4），r越大T越大知识点二宇宙速度要点诠释：1.第一宇宙速度指人造卫星近地环绕速度，它是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，是人造卫星的最小发射速度，其大小为。说明：（1）由于在人造卫星的发射过程中，火箭要克服地球的引力做功，所以将卫星发射到离地球越远的轨道，在地面上所需的发射速度就越大，故人造卫星的最小发射速度对应将卫星发射到近地表面运行，此时发射时的动能全部转化为绕行的动能而不需要转化为重力势能。（2）第一宇宙速度的推导根据万有引力提供向心力可得：所以若已知地球表面的重力加速度，则由万有引力和重力近似相等有所以2.第二宇宙速度在地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作用，成为绕太阳运动的人造卫星或飞到其他行星上去所必须的最小发射速度，其大小为3.第三宇宙速度在地面上发射物体，使之能够脱离太阳的引力范围，飞到太阳系以外的宇宙空间所必须的最小发射速度，其大小为知识点三同步卫星要点诠释：1.概念相对地面静止的卫星称为同步卫星。2.基本特征（1）周期为地球自转的周期（2）轨道在赤道平面内，圆心为地心（3）运动的角速度与地球自转的角速度相同（4）高度一定，运行速度一定。同步卫星高度的求法：根据：得：所以 知识点四卫星的稳定运行与变轨问题要点诠释：当卫星的速度突然增加时，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变大，但卫星一旦进入新的轨道运行，由知，其运行速度要减小。当卫星的速度突然减小时，即万有引力大于卫星所需的向心力，卫星将做向心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，但卫星一旦进入新的轨道运行，由知，其运行速度要增加。由此，要想使卫星进入更高一级轨道，就要加速；反之要减速。规律方法指导1天体问题的处理方法（1）建立一种模型天体的运动可抽象为一个质点绕另一个质点做匀速圆周运动的模型（2）抓住两条思路天体问题实际上是万有引力定律、牛顿第二定律、匀速圆周运动规律的综合应用，解决问题的基本思路有两条：利用在天体中心体表面或附近，万有引力近似等于重力即（g为天体表面的重力加速度）利用万有引力提供向心力。由此得到一个基本的方程，式中a表示向心加速度，而向心加速度又有、这样几种表达式，要根据具体问题，把这几种表达式代入方程，讨论相关问题。2. 地球同步卫星与赤道上随地球做圆周运动的物体以及人造卫星的区别与联系（1）地球同步卫星与赤道上随地球做圆周运动的物体相当于同轴转动的物体，它们的角速度相同，周期相同，线速度关系遵循的关系；（2）地球同步卫星与人造卫星同属于地球卫星，它们之间的关系遵循天体运动所需的向心力由万有引力提供，符合的公式是：，r越大a越小； ， r越大v越小，r越大越小； ，r越大T越大知识要点梳理知识点一：功要点诠释：1功的概念（1）定义：物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了一段位移，我们说力对物体做了功。做功必须具备两个要素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的位移，是做功的两个不可缺少的因素。功是力产生的。因此凡是谈到做功，一定要明确指出是哪个力对哪个物体做了功。如：重力的功、拉力的功、阻力的功、弹力的功等。功是过程量，与物体的运动状态无关。力能改变物体的运动状态，产生加速度，但只有使物体移动一段位移，力的效应才能体现出来，如引起速度的变化。可以说功是力在空间上的积累效应。（2）功的定义式：W=Flcos式中F为恒力，为物体的位移，为恒力F与位移的夹角。即力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。这个公式可写成以下两种形式：W=F(cos)=(Fcos) 。该式既是功的量度式（也叫计算式），也是功的决定式。这一定义式只适用于恒力做功的情况，即要求力F是大小和方向都不变化的恒力。对变力做功的情况是不适用的。准确理解功的定义中位移的含义，式中的位移是指受力F作用的质点的位移。例如：物体在水平地面上滑动，物体受滑动摩擦力作用，物体有位移，滑动摩擦力对物体做负功，地面也受滑动摩擦力作用，地面无位移，滑动摩擦力对地面不做功。（3）功的单位功的国际制单位是焦耳，符号J。1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功，即1J=1Nm。（4）功是标量，只有大小，没有方向。2功的正负功是标量，但功有正、负之分。功的正与负仅由力与位移的夹角决定，它的正、负不表示方向，而是表示力对物体做功所产生的效果，即力在使物体移动的过程中起了动力作用还是阻力作用。当0，cos0， W0，表示力对物体做正功；当= ，cos=0，W=0，力F对物体不做功；当，cos0，W0，表示力对物体做负功（或说成物体克服这个力做了正功）。从能的转化角度来看，不论主动力的施力者对物体做正功还是做负功，施力者都要消耗能量。因此做功的过程就是能量转移或转化的过程。这个过程做了多少功，就有多少能量发生了转化。对物体做正功，物体的能量增加，做了多少正功，物体的能量就增加了多少；对物体做负功，也称物体克服阻力做功，物体的能量减少，做了多少负功，物体的能量就减少多少。3关于总功的计算一个物体往往同时在若干个力作用下发生位移，每个力都可能做功，它们所做的功产生的效果，即是总功产生的效果。总功的计算一般有两个途径：（1）对物体受力分析，求合力，再求合力做功总功。（2）对物体受力分析，确定每个力的方向（或反方向）上的位移，求出每个力所做的功，然后再求它们的代数和总功。4重力做功与滑动摩擦力做功的特点重力做功和路径无关，只与始末位置有关。只要起点和终点的位置相同，不论物体沿着什么路径运动，重力所做的功都相同。当末位置低于初位置时，W0，即重力做正功；反之则重力做负功。滑动摩擦力做功与路径有关。当某物体在一固定平面上运动时，滑动摩擦力做功的绝对值等于摩擦力与路程的乘积。知识点二：功率要点诠释：1物理意义功率是表示做功快慢的物理量。所谓做功快慢的实质是物体（或系统）能量转化的快慢。2功率的大小力做的功和做这些功所用时间的比值叫功率，即：P=Fvcos，其中是力与速度间的夹角这两种表达形式在使用中应注意：(1)是求一个力在t时间内做功的平均功率。(2)P= Fvcos有两种用法：求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的P为F在该时刻的瞬时功率；求某一段时间内的平均功率。当v为某段时间（位移）内的平均速度时，要求在这段时间（位移）内F为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率。3.说明（1）功率和功一样，它也是属于力的。说到“功率”必须说是哪个力的功率。如：重力的功率、拉力的功率、阻力的功率、弹力的功率等。（2）平均功率描述的是做功的平均快慢程度，因此说平均功率必须说明是哪段时间（或哪段位移上）的平均功率。而瞬时功率描述的是做功瞬间的快慢程度，因此说瞬时功率必须说明是哪个时刻（或哪个位置）的瞬时功率。（3）在国际制单位中功率的单位是W（瓦）。（4）功率是标量。功率的正负（仅由角决定）表示是力对物体做功的功率还是物体克服外力做功的功率。（5）重力的功率可表示为PG=mgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。4. 额定功率与实际功率发动机铭牌上的功率即为额定功率，它是指动力机械正常工作时的最大输出功率；实际功率是机械实际工作时的功率。正常工作时，机器的实际功率不应超过它的额定功率值。知识点三：关于汽车的运动分析要点诠释：1、功率与速度对一个动力机械，当机器以额定功率工作时，由P=Fvcos可知：降低运动速度可以增大牵引力；反过来，若阻力很小，可以加快运动速度。这一点在各种机械设备中有着广泛的应用。2、汽车的两种加速问题当汽车在平直路面上从静止开始沿水平面加速启动时，有两种不同的加速过程：基本公式都是P=Fv和F-f=ma（1）恒定功率P0（一般以额定功率）的加速依公式P=Fv可知，P不变，随着汽车速度v的增加，F只能逐渐减小；但物体的加速度，尽管F减小，但Ff，故汽车做加速度逐渐减小的加速运动，直到a=0；以后汽车做匀速直线运动。当牵引力F=f（a=0）时，汽车具有最大速度。这一过程可由下列流程图表示：汽车的这种启动方式，其速度-时间图象如图所示：可见恒定功率的加速一定不是匀加速，启动后汽车做变加速直线运动，其加速度越来越小，直到加速度a=0时，汽车才做匀速直线运动。这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=F计算（因为F为变力）。（2）恒定牵引力的加速由公式和知，由于F恒定，所以a恒定，汽车做匀加速运动，而随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率Pm。这以后速度再增加，功率不能再增大了。这时匀加速运动结束，其最大速度为。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W=F计算，不能用计算（因为P为变功率）。此后由于功率Pm不变，牵引力将减小，汽车将做加速度减小的加速运动，直到加速度a=0时，汽车做匀速直线运动。当牵引力F=f（a=0）时，汽车具有最大速度。（一定要注意区分两种加速的最大速度的区别）这一变化可由下列流程图表示：这一过程汽车的速度随时间变化的图象如图所示：说明：（1）当发动机的功率P一定时，牵引力与速度v成反比，即，但不能理解为v趋于零时牵引力F可趋近于无穷大；也不能理解为当F趋于零时v可趋于无穷大。要受到机器构造上的限制。（2）用P=Fv（此时cos=1）分析汽车的运动时，要注意条件。如果汽车启动时可以看作匀加速直线运动，阻力可看作大小不变的力，则汽车的牵引力F的大小不变，由P=F可知发动机的功率是逐渐增大的。但是当功率达到额定功率时不再增大，由P=F可知牵引力F将逐渐减小，即汽车启动时做匀加速运动的时间是有限度的。在发动机功率不变的条件下，汽车加速运动的加速度将不断减小。规律方法指导1功是能量转换多少的量度，做功的过程就是能量转换的过程。做了多少功就有多少能量转化成另一种形式的能，或有多少能从一个物体转移到另一个物体上。2、要正确区分恒力功和变力功。公式只对恒力做功适用。其中是力F与位移l的夹角，它可以理解为位移方向的分力与位移的乘积或力的方向的分位移与力的乘积。在计算或定性判断做功情况时，一定要明确是哪个力的功。不对具体问题作具体分析，而是靠套用公式解题是学习物理的最大障碍。3、关于功率，要正确区分“平均功率”和“瞬时功率”。对于匀速直线运动来说，因为平均功率与瞬时功率相等，故没有区分的必要。4、在保证功率相同的情况下，因为功率P = Fv，所以牵引力越大，则速度越小；反之牵引力越小，速度越大。这就是汽车满载时速度小，而空载时速度大的道理。典型例题透析类型一恒力功的计算1、用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则：（）A加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大B匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大C两过程中拉力的功一样大D上述三种情况都有可能思路点拨：要比较两个过程中拉力做的功，只需分别求出两个过程拉力的大小和物体的位移即可。解析：因重物在竖直方向上仅受两个力作用：重力mg、拉力F，这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态。设匀加速提升重物时拉力为F1，重物加速度为a，由牛顿第二定律有F1mg=ma，所以F1=m（g+a）物体运动的位移则拉力F1做的功匀速提升重物时，设拉力为F2，由平衡条件有F2=mg，匀速直线运动的位移2=vt=at2拉力F2所做的功W2=F22cos=mgat2比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式，不难发现：一切取决于加速度a与重力加速度的关系。因此选项A、B、C的结论均可能出现，故答案应选D。总结升华： 由恒力功的定义式可知：恒力对物体做功的多少，只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小，而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关，在一定的条件下，物体做匀加速运动时力对物体所做的功，可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功。举一反三【变式】一物体静止在光滑水平面上，先对物体施一水平向右的恒力F1，经t秒后撤去F1，立即再对它施一水平向左的恒力F2，又经t秒后物体回到出发点，在这一过程中，F1、F2分别对物体做的功W1、W2间的关系是：（）AW2=W1 BW2=2W1 CW2=3W1 DW2=5W1答案：C解析：如图，设AB= ，A到B作用力为F1，BCD作用力为F2，以向右为正向，向左为负向，有：-=vBt-a2t2即：-=(a1t)t-a2t2-a1t2=(a1t)t-a2t2-()t2=()t-F2=3F1A到B过程F1做正功，BCB过程F2的功抵消，B到D过程F2做正功，即W1=F1, W2=F2，所以W2=3W1类型二总功的计算2、如图所示，质量为m的物块与倾角为的斜面体相对静止，当斜面体沿水平面向左匀速运动位移时，求物块所受重力、支持力、摩擦力做的功和各个力所做的总功。思路点拨：求各个力所做的总功，可用各个力做功的代数和来求，也可以先求合力再求功。解析：物块受重力mg、支持力N和静摩擦力f的作用，如图所示：物块随斜面体匀速运动，所受合力为零，所以物块位移为，重力与位移的夹角为，所以重力做功支持力与位移的夹角为，所以支持力做功静摩擦力的夹角为与位移的夹角为，所以静摩擦力做功各个力所做的总功是各个力做功的代数和，即或者因物块随斜面体匀速运动，所受合力为零，合力F做的功，各个力所做的总功总结升华：根据功的定义计算功时一定要明确力的大小、位移的大小和力与位移间的夹角。根据物理情景，画出相应的几何关系图，由图来判断力与位移的关系