高考物理万有引力定律知识点总结-学生版

Good Good Study Day Day Up 静心 用心 专心 1 万有引力定律知识点总结 一 开普勒行星运动规律 行星轨道视为圆处理 则 3 2 r K T K 只与中心天体质量 M 有关 二 万有引力定律 1 内容 宇宙间的一切物体都是互相吸引的 两个物体间的引力大小 跟它们的质量的乘积成正比 跟它们的距离的平方成反比 2 公式 F G 其中 叫做引力常量 2 21 r mm 2211 1067 6 kgmNG 3 适用条件 此公式适用于质点间的相互作用 当两物体间的距离远远大于物体本身的大小时 物体 可视为质点 均匀的球体可视为质点 r 是两球心间的距离 三 万有引力定律的应用 1 万有引力 向心力 一个天体绕另一个天体作圆周运动时 r R h G Mm Rh m 2 V Rh mRhm T Rh 2 2 2 2 2 4 人造地球卫星 只讨论绕地球做匀速圆周运动的人造卫星 r R h r 越大 v 越小 r 越大 越小 r 越大 T 越大 r GM v 3 r GM GM r T 32 4 2 n GM a r r 越大 n a 越小 2 用万有引力定律求中心星球的质量和密度 求质量 天体表面任意放一物体重力近似等于万有引力 mg G Mm R2 2 gR M G 当一个星球绕另一个星球做匀速圆周运动时 设中心星球质量为 M 半径为 R 环绕星球质量为 m 线速 度为 v 公转周期为 T 两星球相距 r 由万有引力定律有 可得出中心天 2 2 2 2 T mr r mv r GMm 体的质量 求密度 3 4 3 MM VR 2 322 4 GT r G rv M 地面物体的重力加速度 mg G 高空物体的重力加速度 mg G Mm R2 2 hR Mm 黄金替换式 即从而得出 g 是表面的重力加速度 mg R Mm G 2 2 gRGM 四 三种宇宙速度 Good Good Study Day Day Up 静心 用心 专心 2 1 三种宇宙速度均指的是发射速度 不能理解为运行速度 2 第一宇宙速度既是最小发射速度 又是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度 3 第二宇宙速度 脱离速度 v2 11 2km s 使卫星挣脱地球引力束缚的最小发射速度 4 第三宇宙速度 逃逸速度 v3 16 7km s 使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度 五 关于地球同步卫星的五个 一定 同步 的含义就是和地球保持相对静止 又叫静止轨道卫星 1 轨道平面一定 轨道平面与赤道平面共面 即卫星在赤道正上方 2 周期一定 与地球自转周期相同 即 T 24h 3 角速度一定 与地球自转的角速度相同 4 高度一定 由 同步卫星离地面的高度 h 3 6 107 m 5 速率一定 v 3 1 103 m s 经典力学的局限性 牛顿运动定律只适用于解决宏观 低速问题 不适用于高速运动问题 不适用于 微观世界 六 卫星的超重和失重 1 卫星进入轨道前加速过程 卫星上物体超重 2 卫星进入轨道后正常运转时 卫星上物体完全失重 机械能守恒定律知识点总结 一 功 1 概念 一个物体受到力的作用 并在力的方向上发生了一段位移 这个力就对物体做了功 功是能量转 化的量度 2 条件 力和力的方向上位移的乘积 3 公式 W F S cos 4 功是标量 但它有正功 负功 某力对物体做负功 也可说成 物体克服某力做功 5 功是一个过程所对应的量 因此功是过程量 6 功仅与 F S 有关 与物体所受的其它外力 速度 加速度无关 7 几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功 即 W总 W1 W2 Wn 或 W总 F合Scos 8 合外力的功的求法 方法 1 先求出合外力 再利用 W Flcos 求出合外力的功 Good Good Study Day Day Up 静心 用心 专心 3 方法 2 先求出各个分力的功 合外力的功等于物体所受各力功的代数和 二 功率 1 概念 功跟完成功所用时间的比值 表示力 或物体 做功的快慢 2 公式 平均功率 t W P 平均功率或瞬时功率 cosFP 3 单位 瓦特 W 4 分类 额定功率 指发动机正常工作时最大输出功率 实际功率 指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率 P实 P额 5 分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化 采用的基本公式是 P Fv 和 F f ma 6 应用 1 机车以恒定功率启动时 由 为机车输出功率 为机车牵引力 为机车前进速度 FP PF 机车速度不断增加则牵引力不断减小 当牵引力时 速度不再增大达到最大值 则fF max fP max 2 机车以恒定加速度启动时 在匀加速阶段汽车牵引力恒定为 速度不断增加汽车输出功Ffma 率随之增加 当时 开始减小但仍大于因此机车速度继续增大 直至 FP 额定 PP Ff 时 汽车便达到最大速度 则 fF max fP max 三 重力势能 1 定义 物体由于被举高而具有的能 叫做重力势能 2 公式 mghEP 3 参考面 a 重力势能为零的平面称为参考面 b 选取 原则是任意选取 但通常以地面为参考面若参考面未定 重力势能无意义 不能说重力势能大小 如何选取不同的参考面 物体具有的重力势能不同 但重力势能改变与参考面的选取无关 4 标量 但有正负 重力势能为正 表示物体在参考面的上方 重力势能为负 表示物体在参考面的下方 重力势能为零 表示物体在参考面上 5 单位 焦耳 J 6 重力做功特点 物体运动时 重力对它做的功只跟它的初 末位置有关 而跟物体运动的路径无关 7 重力做功与重力势能变化的关系 p EW 1 物体的高度下降时 重力做正功 重力势能减少 重力势能减少的量等于重力所做的功 2 物体的高度增加时 重力做负功 重力势能增加 重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功 3 重力势能变化只与重力做功有关 与其他力做功无关 四 弹性势能 1 概念 发生弹性形变的物体的各部分之间 由于弹力的相互作用具有势能 称之为弹性势能 2 弹力做功与弹性势能的关系 p EW 当弹簧弹力做正功时 弹簧的弹性势能减小 弹性势能变成其它形式的能 当弹簧的弹力做负功时 弹 Good Good Study Day Day Up 静心 用心 专心 4 簧的弹性势能增大 其它形式的能转化为弹簧的弹性势能 这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似 3 势能 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能 势能是系统所共有的 五 动能 1 概念 物体由于运动而具有的能量 称为动能 2 动能表达式 2 2 1 mEK 3 动能定理 即合外力做功与动能关系 12KK EEW 4 理解 在一个过程中对物体做的功 等于物体在这个过程中动能的变化 合 F 做正功时 物体动能增加 做负功时 物体动能减少 合 F 合 F 动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系 4 适用范围 适用于恒力 变力做功 适用于直线运动 也适用于曲线运动 5 应用动能定理解题步骤 a 确定研究对象及其运动过程 b 分析研究对象在研究过程中受力情况 弄清各力做功 c 确定研究对象在运动过程中初末状态 找出初 末动能 d 列方程 求解 六 机械能 1 机械能包含动能和势能 重力势能和弹性势能 两部分 即 PK EEE 2 机械能守恒定律 在只有重力或弹力做功的物体系统内 动能与势能可以相互转化 而总的机械能保持不 变 即 K P 1 2 21 EE 2211PKPK EEEE 3 机械能守恒条件 做功角度 只有重力或弹力做功 无其它力做功 其它力不做功或其它力做功的代数和为零 系统内如摩 擦阻力对系统不做功 能量角度 首先只有动能和势能之间能量转化 无其它形式能量转化 只有系统内能量的交换 没有与外 界的能量交换 4 运用机械能守恒定律解题步骤 a 确定研究对象及其运动过程 b 分析研究对象在研究过程中受力情况 弄清各力做功 判断机械能是否守恒 c 恰当选取参考面 确定研究对象在运动过程中初末状态的机械能 d 列方程 求解 七 能量守恒定律 1 内容 能量既不会消灭 也不会创生 它只会从一种形式转化为其他形式 或者从一个物体转移到另一 个物体 而在转化和转移的过程中 能量的总量保持不变 即 2211其它机械能其它机械能 EEEE 2 能量耗散 无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散 它反映了自然界中能量转化具有方向 性 静电场知识点复习 库仑定律 Good Good Study Day Day Up 静心 用心 专心 5 元电荷 元电荷是指最小的电荷量 用 e 表示 大小为 e c 19 106 1 库仑定律 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力 与它们的电荷量的乘积成正比 与它们的距离的 二次方成反比 作用力的方向在它们的连线上 表达式 其中静电力常量 2 21 r qkq F 229 100 9CmNk 电场 电场的产生 电荷的周围存在着电场 产生电场的电荷叫做源电荷 描述电场力的性质的物理量是电场 强度 描述电场能的性质的物理量是电势 这两个物理量仅由电场本身决定 与试探电荷无关 电场强度 放入电场中某点的电荷所受的静电力与它的电荷量的比值 叫电场强度 定义式 单位 或 方向 规定与正电荷在该点所受的静电力方向相同 则与负 q F E CN mV 电荷在该点所受静电力的方向相反 也是该点电场线的切线方向 区别 定义式 适用于任何电场 点电荷产生电场的决定式 电场强 q F E 2 r kQ E d U E 度与电势差间的关系 适用于匀强电场 d 是两点间距离在场强方向上的投影 电场线 在电场中画出的一系列有方向的曲线 曲线上每一点的切线方向表示该点的场强方向 曲线的 疏密表示场强的大小 电场线是为了形象的描述电场而假想的 实际不存在的曲线 电场线从 正电荷或无限远出发 终止于无限远或负电荷 是不闭合 不相交的曲线 熟悉正 负点电荷 匀强电场 等量异种电荷 等量同种电荷的电场线分布图 教材 13 页 电势能 电势 电势差 电势能 由于移动电荷时静电力做的功与路径无关 所以电荷在电场中也具有势能 叫做电势能 静电力做功与电势能变化的关系式为 即静电力所做的功等于电势能的变化 所以 当静 P EW 电力做多少正功 电势能就减小多少 当静电力做多少负功 电势能就增加多少 静电力做功 与电势差的关系式为 说明 电荷在某点的电势能等于静电力把它从该点移 ABAB qUW 动到零势能位置时所做的功 通常选大地或无限远处电势能为零 电势能有正有负 但是标量 试探电荷在电场中某点的电势能大小为 qEP 电势 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值 叫做这一点的电势 由电场中这点的性质决 定 与试探电荷的 q EP 无关 定义式 沿着电场线方向电势降低 或电势降低 q EP 最快的方向就是电场强度的方向 电势差与电势的关系式为 电势差与静电力做功的关系式为 匀强 BAAB U q W U AB AB 电场中电势差与电场强度的关系为 同一点的电势随零电势点的不同而不同 通常 EdU 选大地或无限远处电势为零 而两点间的电势差与零电势点的选取无关 Good Good Study Day Day Up 静心 用心 专心 6 等势面 电场中电势相等的点构成的面 性质 沿同一等势面移动电荷时静电力不做功 电场线与等势 面垂直 且由电势高的等势面指向电势低的等势面 在相邻等势面间电势差相等的情况下 等 势面的疏密表示电场的强弱 密强弱疏 会画点电荷电场和匀强电场的等势面 注 WAB q UAB EP 等都是标量 但都有正有负 计算时带正负号代入 电容器和电容 任何两个彼此绝缘又相距很近的导体就组成一个电容器 容纳电荷 电容 电容器所带的电荷量 Q 与电容器两极板间的电势差 U 的比值 叫做电容器的电容 表示电容器容纳 电荷本领的物理量 定义式 国际单位制中单位为法拉 U Q C PFFF 126 10101 平行板电容器的决定式为 kd s C 4 平行板电容器应用的两种情况 电容器始终与电源相连 U 不变 EQCd 不变 电容器充电后与电源断开 Q 不变 EQCS 不变EUCd 会熟练推导 EUCS 五 带电粒子在电场中的运动 带电粒子是否考虑重力 微观粒子 如质子 电子 粒子等 不计重力 宏观微粒 如带电小球 质 点 油滴等 考虑重力 带电粒子的加速 一平行金属板两板间电压为 U 一带电粒子 q m 仅受静电力作用从静止开始 从一 板运动到另一板的速度大小 2 0 2 1 mVqU 带电粒子在电场中的偏转 水平放置的平行金属板 板长为 板间 l 电压为 上正下负 板间距离为 一电荷量为的 Ud q 带正电粒子 不计重力 以初速度垂直电场方向从左侧 0 V 射入板间 且能从右侧飞出 带电粒子在水平方向做匀速直线运动 在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动 轨迹如图 水平方向 竖直方向 tvL 0 0 md