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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2019/7/15,,?#?,應(yīng)用創(chuàng)新演練,第,1,節(jié),,行星的運(yùn)動(dòng),,,理解教材新知,把握熱點(diǎn)考向,,,,,,,考向一,,考向二,,隨堂基礎(chǔ)鞏固,,,,,,第,六章,,萬有引力與航天,,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,,,,知識點(diǎn)一,,知識點(diǎn)二,1,．開普勒第一定律：所有行星繞太陽,,運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓,,的一個(gè)焦點(diǎn)上。,2,．開普勒第二定律：對任意一個(gè)行星,,來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間,內(nèi)掃過相等的面積。,3,．開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟,它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。,4,．中學(xué)階段，

2、所有行星的運(yùn)動(dòng)軌道都按圓處理，即行星做,勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,1,．兩種對立的學(xué)說,,內(nèi)容,局限性,地心說,,是宇宙的中心，而且是靜止不動(dòng)的，太陽、月亮以及其他行星都繞,,運(yùn)動(dòng),都把天體的運(yùn)動(dòng)看得很神圣，認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的,,,運(yùn)動(dòng)，但計(jì)算所得的數(shù)據(jù)和丹麥天文學(xué)家,,的觀測數(shù)據(jù)不符,日心說,,是宇宙的中心，且是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞,,運(yùn)動(dòng),,地球,地球,太陽,太陽,勻速圓周,第谷,,[,自學(xué)教材,],2,．開普勒行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律,(1),所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是,,，太陽處在,,。,(2),對任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過,,的面積，由此可以得出，當(dāng)行

3、星由近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度逐漸,,。,(3),所有行星的軌道的半長軸的,,跟它的公轉(zhuǎn)周期的,,的比值都,,。此比值的大小只與太陽有關(guān)，在不同的星系中，此比值是不同的。,,橢圓,橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,相等,減小,三次方,二次方,相等,[,重點(diǎn)詮釋,],對開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解,圖,6,－,1,－,1,(1),從空間分布認(rèn)識：開普勒第一定律也叫橢圓軌道定律，如圖,6,－,1,－,1,所示。,第一定律告訴我們，盡管各行星的軌道大小不同，但它們的共同規(guī)律是：所有行星都沿橢圓軌道繞太陽運(yùn)動(dòng)，太陽則位于所有橢圓的一個(gè)公共焦點(diǎn)上。否定了行星圓形軌道的說法，建立了正確的軌道理論，給出了太陽準(zhǔn)確的位置。,圖,

4、6,－,1,－,2,圖,6,－,1,－,3,[,特別提醒,],,開普勒三定律是行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的總結(jié)定律，實(shí)踐表明該定律也適用于其他天體的運(yùn)動(dòng)，如月球繞地球運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星繞木星運(yùn)動(dòng)，甚至是人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)等。,解析：,答案：,BC,[,自學(xué)教材,],(1),多數(shù)大行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，中學(xué)階段按圓處理，認(rèn)為太陽處在,,。,(2),對某一行星來說，它繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度,(,或線速度,),,，即行星做,,圓周運(yùn)動(dòng)。,(3),所有行星軌道,,跟它公轉(zhuǎn)周期的,,的比值都相等。,圓心,不變,勻速,半徑三次方,平方,[,重點(diǎn)詮釋,],2,．關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是,(,,),A,．行星

5、軌道的半長軸越長，自轉(zhuǎn)周期越大,B,．行星軌道的半長軸越長，公轉(zhuǎn)周期越大,C,．水星的半長軸最短，公轉(zhuǎn)周期最大,D,．土星離太陽最遠(yuǎn)，繞太陽運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期最大,答案：,B,,[,例,1],某行星繞太陽運(yùn)行的橢,圓軌道如圖,6,－,1,－,4,所示，,F,1,、,F,2,是,橢圓軌道的兩個(gè)焦點(diǎn)，太陽在焦點(diǎn),F,1,上，,A,、,B,兩點(diǎn)是焦點(diǎn),F,1,和,F,2,的連,線與橢圓軌道的交點(diǎn)。已知,A,到,F,1,的距離為,a,，,B,到,F,1,的距離為,b,，則行星在,A,、,B,兩點(diǎn)處的速率之比是多少？,[,思路點(diǎn)撥,],,根據(jù)開普勒第二定律：行星和太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等。,圖

6、,6,－,1,－,4,1.,圖,6,－,1,－,5,是行星,m,繞恒星,M,運(yùn)行的示意圖，,下列說法正確的是,(,,),A,．速率最大點(diǎn)是,B,點(diǎn),B,．速率最小點(diǎn)是,C,點(diǎn),C,．,m,從,A,點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到,B,點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng),D,．,m,從,A,點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到,B,點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng),圖,6,－,1,－,5,解析：,由開普勒第二定律知，行星與恒星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等；,A,點(diǎn)為近地點(diǎn)，速率最大，,B,點(diǎn)為遠(yuǎn)地點(diǎn)，速率最小，所以,A,、,B,錯(cuò)誤；,m,由,A,點(diǎn)到,B,點(diǎn)的過程中，離太陽的距離越來越遠(yuǎn)，所以,m,的速率越來越小，故,C,正確，,D,錯(cuò)誤。,答案：,C,[,例,2],,如圖,6,

7、－,1,－,6,所示，飛船沿,半徑為,R,的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)其周期為,T,，,地球半徑為,R,0,。若飛船要返回地面，,可在軌道上某點(diǎn),A,處將速率降到適當(dāng)?shù)?數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點(diǎn)的橢圓軌道運(yùn)行，橢圓與地球表面在,B,點(diǎn)相切，飛船由,A,點(diǎn)到,B,點(diǎn)所需要的時(shí)間。,[,思路點(diǎn)撥,],,分別確定圓形軌道和橢圓軌道的半長軸大小，根據(jù)開普勒第三定律求解。,圖,6,－,1,－,6,[,借題發(fā)揮,],,對于不同的行星進(jìn)行比較時(shí)，通常用以下方法。,(1),首先判斷兩個(gè)行星的中心天體是否相同，只有對同一個(gè)中心天體開普勒定律才成立。,(2),明確題中給出的關(guān)系，如周期關(guān)系、半徑關(guān)系等。,(3),根據(jù)

8、開普勒定律作出判斷。,2,．地球到太陽的距離為水星到太陽的距離的,2.6,倍，那么,地球和水星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度之比是多少？,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“隨堂基礎(chǔ)鞏固”,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“課時(shí)跟蹤訓(xùn)練”,應(yīng)用創(chuàng)新演練,第,2、,3,節(jié),,太陽與行星間的引力,,萬有引力定律,,,理解教材新知,把握熱點(diǎn)考向,,,,,,,考向一,,考向二,,隨堂基礎(chǔ)鞏固,,,,,,第,六章,,萬有引力與航天,,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,,,,知識點(diǎn)一,,知識點(diǎn)二,,知識點(diǎn)三,1,．太陽對行星的引力,(1),根據(jù)開普勒運(yùn)動(dòng)第一、第二定律，行星以太陽為,,,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。太陽對行星的引力，就等于行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的,,。,(2),太陽對不同行

9、星的引力，與行星的,,成正比，與行星和太陽間,,的二次方成反比，即,F,∝,,。,圓心,向心力,質(zhì)量,m,m,/,r,2,距離,r,[,自學(xué)教材,],質(zhì)量,M,距離,r,M,/,r,2,正比,反比,[,重點(diǎn)詮釋,],,太陽與行星間引力規(guī)律的推導(dǎo)與拓展,(1),推導(dǎo)思想：把行星繞太陽的橢圓運(yùn)動(dòng)簡化為以太陽為圓心的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合開普勒第三定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)出太陽與行星間的引力表達(dá)式。,,1,．下列關(guān)于太陽對行星的引力的說法中，正確的是,(,,),A,．太陽對行星的引力提供行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,B,．太陽對行星引力的大小與太陽的質(zhì)量成正比，與行星,和太陽間的距離的平方成

10、反比,C,．太陽對行星的引力是由實(shí)驗(yàn)得出的,D,．太陽對行星的引力規(guī)律是由開普勒行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律和行,星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推導(dǎo)出來的,解析：,太陽對行星的引力提供行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，其大小是牛頓結(jié)合開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律推導(dǎo)出來的，它不是實(shí)驗(yàn)得出的，但可以通過天文觀測來檢驗(yàn)其正確性，故,A,、,D,正確，,C,錯(cuò)誤。太陽對行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間距離的平方成反比，故,B,錯(cuò)誤。,答案：,AD,[,自學(xué)教材,],連線上,吸引,二次方,乘積,引力常量,N·m,2,/kg,2,卡文迪許,[,重點(diǎn)詮釋,],2,．對萬有引力的理解,四性,內(nèi)容,普遍性,萬有引

11、力不僅存在于太陽與行星、地球與月球之間，宇宙間任何兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間都存在著這種相互吸引的力,相互性,兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間的萬有引力是一對作用力和反作用力，總是滿足大小相等，方向相反，作用在兩個(gè)物體上,四性,內(nèi)容,宏觀性,在地面上的一般物體之間，由于質(zhì)量比較小，物體間的萬有引力比較小，與其他力比較可忽略不計(jì)，但在質(zhì)量巨大的天體之間，或天體與其附近的物體之間，萬有引力起著決定性作用,特殊性,兩個(gè)物體之間的萬有引力只與它們本身的質(zhì)量和它們間的距離有關(guān)，而與所在空間的性質(zhì)無關(guān)，也與周圍是否存在其他物體無關(guān),[,特別提醒,],(1),任何物體間的萬有引力都是同種性質(zhì)的力。,(2),任何有質(zhì)量的物體間

12、都存在萬有引力，一般情況下，質(zhì)量較小的物體之間萬有引力忽略不計(jì)，只考慮天體間或天體對附近或表面的物體的萬有引力。,,解析：,物體間的萬有引力是一對相互作用力，始終等大反向，故,A,正確。當(dāng)物體間的距離趨近于零時(shí)，物體就不能看成質(zhì)點(diǎn)，因此萬有引力定律就不適用，物體間的萬有引力不會變得無窮大，故,B,錯(cuò)誤。物體間萬有引力的大小只與兩物體的質(zhì)量,m,1,、,m,2,和物體間的距離,r,有關(guān)，與是否存在其他物體無關(guān)，故,C,錯(cuò)誤。物體間的萬有引力是一對同性質(zhì)的力，故,D,錯(cuò)誤。,答案：,A,圖,6,－,2,－,1,3,．設(shè)地球表面重力加速度為,g,0,，物體在距離地心,4,R,(,R,是地球的半徑,)

13、,處，由于地球的作用而產(chǎn)生的加速度為,g,，則,g,/,g,0,為,(,,),A,．,1,,B,．,1/9,C,．,1/4 D,．,1/16,答案：,D,[,例,1],,兩個(gè)質(zhì)量分布均勻密度相同且大小相同的實(shí)心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為,F,，若兩個(gè)半徑是小鐵球,2,倍的實(shí)心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬有引力為,(,,),A,．,2,F,,B,．,4,F,C,．,8,F,D,．,16,F,[,答案,],,D,[,借題發(fā)揮,],,運(yùn)用萬有引力定律時(shí)，要準(zhǔn)確理解萬有引力定律公式中各量的物理意義并能靈活應(yīng)用。本題通常容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是考慮兩球球心距離的變化而沒有考慮到球體半徑

14、變化而引起的質(zhì)量變化，從而錯(cuò)選。,圖,6,－,2,－,2,,[,例,2],一物體在地球表面重,16 N,，它在以,5 m/s,2,的加速度加速上升的火箭中的視重,(,即物體對火箭豎直向下的壓力,),為,9 N,，則此火箭離地球表面的距離為地球半徑的,(,地球表面重力加速度取,10 m/s,2,) (,,),A,．,2,倍,B,．,3,倍,C,．,4,倍,D,．,0.5,倍,[,思路點(diǎn)撥,],解答本題時(shí)可按以下思路分析：,,[,答案,],,B,[,借題發(fā)揮,],,解答本題最容易犯的錯(cuò)誤是不注意物體的加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，想當(dāng)然的認(rèn)為視重等于實(shí)重。由牛頓第二定律知道當(dāng)物體加速,(,

15、或減速,),上升,(,或下降,),時(shí)視重并不等于實(shí)重。,月球表面重力加速度只有地球表面重力加速度的,1/6,。一根繩子在地球表面能拉著,3 kg,的重物產(chǎn)生最大為,10 m/s,2,的豎直向上的加速度，,g,地,＝,10 m/s,2,，將重物和繩子均帶到月球表面，用該繩子能使重物產(chǎn)生豎直向上的最大加速度為,(,,),A,．,60 m/s,2,B,．,20 m/s,2,C,．,18.3 m/s,2,D,．,10 m/s,2,解析：,根據(jù)牛頓第二定律得，,F,－,mg,地,＝,ma,，,F,－,mg,月,＝,ma,2,，解得,a,2,＝,18.3 m/s,2,，,C,正確。,答案：,C,點(diǎn)擊下圖片

16、進(jìn)入“隨堂基礎(chǔ)鞏固”,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“課時(shí)跟蹤訓(xùn)練”,應(yīng)用創(chuàng)新演練,第,4,節(jié),,萬有引力理論的成就,,,理解教材新知,把握熱點(diǎn)考向,,,,,,,考向一,,考向二,,隨堂基礎(chǔ)鞏固,,,,,,第,六章,,萬有引力與航天,,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,,,,知識點(diǎn)一,,知識點(diǎn)二,,考向三,萬有引力,[,自學(xué)教材,],周期,T,半徑,r,萬有引力,[,重點(diǎn)詮釋,],1,．求天體質(zhì)量的思路,繞中心天體運(yùn)動(dòng)的其他天體或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，做圓周運(yùn)動(dòng)的天體,(,或衛(wèi)星,),的向心力等于它與中心天體的萬有引力，利用此關(guān)系建立方程求中心天體的質(zhì)量。,[,特別提醒,],(1),在用萬有引力等于向心力列式求天體的質(zhì)量時(shí)，只能求

17、出中心天體的質(zhì)量，而不能求出環(huán)繞天體的質(zhì)量。,(2),要掌握日常知識中地球的公轉(zhuǎn)周期、地球的自轉(zhuǎn)周期、月球的周期等，在估算天體質(zhì)量時(shí)，往往作為隱含條件加以利用。,(3),要注意,R,、,r,的區(qū)分。,R,指中心天體的半徑，,r,指行星或衛(wèi)星的軌道半徑。若繞近地軌道運(yùn)行，則有,R,＝,r,。,,1,．已知萬有引力常量,G,，現(xiàn)給出下列各組數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出,地球質(zhì)量的有,(,,),A,．已知地球的半徑,R,和地面的重力加速度,g,B,．已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑,r,和線速度,v,C,．已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑,r,和周期,T,D,．地球公轉(zhuǎn)的周期,T,′,及運(yùn)轉(zhuǎn)半徑,r

18、,′,答案：,ABC,,[,自學(xué)教材,],1,．已發(fā)現(xiàn)天體的軌道推算,18,世紀(jì)，人們觀測到太陽系第七個(gè)行星,——,天王星的軌道和用,,計(jì)算出來的軌道有一些偏差。,2,．未知天體的發(fā)現(xiàn),根據(jù)已發(fā)現(xiàn)的天體的運(yùn)行軌道結(jié)合萬有引力定律推算出未知天體的軌道，如,,、,,就是這樣發(fā)現(xiàn)的。,,萬有引力定律,海王星,冥王星,[,重點(diǎn)詮釋,],圖,6,－,4,－,1,答案：,CD,[,例,1],,為了實(shí)現(xiàn)登月計(jì)劃，先要測算地、月之間的距離。已知地球表面的重力加速度為,g,，地球半徑為,R,，在地球附近物體受到地球的萬有引力近似等于物體在地面上的重力，又知月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為,T,，萬有引力常量為,G,，則：

19、,(1),地球的質(zhì)量為多少？,(2),地、月之間的距離約為多少？,[,思路點(diǎn)撥,],地球表面物體的重力近似等于地球?qū)λ娜f有引力大?。辉虑蚶@地球運(yùn)動(dòng)所需的向心力由地球?qū)λ娜f有引力提供。,[,借題發(fā)揮,],,(1),計(jì)算天體質(zhì)量和密度的公式，既可以計(jì)算地球質(zhì)量，也可以計(jì)算太陽等其他星體的質(zhì)量，需明確計(jì)算的是中心天體的質(zhì)量。,(2),要注意理解并區(qū)分公式中的,R,、,r,，,R,指中心天體的半徑，,r,指行星或衛(wèi)星的軌道半徑，只有在近,“,地,”,軌道運(yùn)行時(shí)才有,r,＝,R,。,1,．在某行星上，宇航員用彈簧秤稱得質(zhì)量為,m,的砝碼重,力為,F,，乘宇宙飛船在靠近該星球表面空間飛行，測得其環(huán)繞周

20、期為,T,。根據(jù)這些數(shù)據(jù)求該星球的質(zhì)量和密度。,[,例,2],宇宙中兩顆相距較近的天體稱為,“,雙星,”,，它們以兩者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，而不至于因萬有引力的作用吸引到一起。設(shè)二者的質(zhì)量分別為,m,1,和,m,2,，二者相距為,L,，求：,(1),雙星的軌道半徑之比；,(2),雙星的線速度之比。,[,思路點(diǎn)撥,],,解決該問題應(yīng)注意：,(1),萬有引力表達(dá)式中的距離不等于圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。,(2),兩星的向心力相等都等于萬有引力。,(3),兩星的角速度相同。,[,解析,],這兩顆星必須各以一定速率繞某一中心轉(zhuǎn)動(dòng)才不至于因萬有引力作用而吸引在一起，所以兩天體間距離,L,應(yīng)保持不

21、變，二者做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度,ω,必須相同。如圖所示，設(shè)二者軌跡圓的圓心為,O,，圓半徑分別為,R,1,和,R,2,。,[,答案,],,(1),m,2,∶,m,1,,(2),m,2,∶,m,1,[,借題發(fā)揮,],,有關(guān)求雙星系統(tǒng)的問題的思路是相互的萬有引力提供各自做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，且二者有共同的角速度和周期，二者的軌道半徑之和是二者之間的距離。解題時(shí)一定要注意，雙星各自的軌道半徑與它們之間的距離不同。,在上例條件下，試確定該,“,雙星,”,系統(tǒng)運(yùn)行的角速度。,[,例,3],已知地球半徑,R,＝,6.4×10,6,m,，地面附近重力加速度,g,＝,9.8 m/s,2,，計(jì)算在距離地面高為,h,＝

22、,2.0×10,6,m,的圓形軌道上的衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度,v,和周期,T,。,[,思路點(diǎn)撥,],,[,答案,],,6.9×10,3,m/s,,7.6×10,3,s,2,．探測器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，變軌后在周期較小的軌,道上仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后與變軌前相比,(,,),A,．軌道半徑變小,B,．向心加速度變小,C,．線速度變小,D,．角速度變小,答案：,A,,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“隨堂基礎(chǔ)鞏固”,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“課時(shí)跟蹤訓(xùn)練”,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,應(yīng)用創(chuàng)新演練,第,5,節(jié),,宇宙航行,,,理解教材新知,把握熱點(diǎn)考向,,,,,,,考向一,,考向二,,隨堂基礎(chǔ)鞏固,,,,,,第,六章,,萬有引力與

23、航天,,,,考向三,,,知識點(diǎn)一,,知識點(diǎn)二,,知識點(diǎn)三,1.,人造衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，,,所需向心力由地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供。,2,．第一宇宙速度為,7.9 km/s,，其意義為最小,,發(fā)射速度或最大環(huán)繞速度。,3,．第二宇宙速度為,11.2 km/s,，其意義表示物體脫離地球的,束縛所需要的最小發(fā)射速度。,4,．第三宇宙速度為,16.7 km/s,，其意義為物體脫離太陽引力,的束縛所需的最小發(fā)射速度。,1,．人造地球衛(wèi)星,(1),概念：如圖,6,－,5,－,1,所示，當(dāng)物體,的,,足夠大時(shí)，它將會圍繞,,旋轉(zhuǎn),而不再落回地面，成為一顆繞地球轉(zhuǎn)動(dòng),的人造衛(wèi)星。,(2),運(yùn)動(dòng)規(guī)律：一

24、般情況下可認(rèn)為人,造衛(wèi)星繞地球做,,運(yùn)動(dòng)。,(3),向心力來源：人造地球衛(wèi)星的向心力由,,提供。,初速度,地球,圖,6,－,5,－,1,勻速圓周,地球?qū)λ?的萬有引力,[,自學(xué)教材,],2,．宇宙速度,(1),第一宇宙速度：,v,1,＝,,，又稱環(huán)繞速度。,(2),第二宇宙速度：,v,2,＝,,，又稱脫離速度。,(3),第三宇宙速度：,v,3,＝,,，也叫逃逸速度。,3,．夢想成真,1957,年,10,月，,,成功發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星；,1969,年,7,月，美國,“,阿波羅,11,號,”,登上,,；,2003,年,10,月,15,日，我國航天員,,踏入太空。,7.9 km/s,11.2 km

25、/s,16.7 km/s,前蘇聯(lián),月球,楊利偉,[,重點(diǎn)詮釋,],對宇宙速度的理解,宇宙速度是滿足地球上不同要求的衛(wèi)星的發(fā)射速度，不能理解成衛(wèi)星的運(yùn)行速度。,(1),第一宇宙速度：指人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所具有的速度，是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，,v,＝,7.9 km/s,。,設(shè)地球質(zhì)量為,M,，衛(wèi)星質(zhì)量為,m,，衛(wèi)星到地心的距離為,r,，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為,v,，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得：,(2),第二宇宙速度：在地面上發(fā)射物體，使之能夠脫離地球的引力作用，成為繞太陽運(yùn)動(dòng)的人造行星或繞其他行星運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星所必需的最小發(fā)射速度，其大小為,v,＝,11.2

26、km/s,。,(3),第三宇宙速度：在地面上發(fā)射物體，使之最后能脫離太陽的引力范圍，飛到太陽系以外的宇宙空間所必需的最小發(fā)射速度，其大小為,v,＝,16.7 km/s,。,1,．關(guān)于第一宇宙速度，下列說法正確的是,(,,),A,．它是人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最小速度,B,．它是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的繞行速度,C,．它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓軌道的最小發(fā)射速度,D,．它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)近地點(diǎn)的速度,解析：,第一宇宙速度是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是衛(wèi)星環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大繞行速度，,A,錯(cuò)誤；,B,、,C,正確；衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)行時(shí)，在近地點(diǎn)做離心運(yùn)動(dòng)，說明近地點(diǎn)的速度大于第一宇宙速度

27、，,D,錯(cuò)誤。,答案：,BC,1.,人造衛(wèi)星的軌道,衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),由地球?qū)λ娜f有引力充當(dāng)向心力。,因此衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的,圓心必與地心重合，而這樣的軌道,有多種，其中比較特殊的有與赤道共面的赤道軌道和通過兩極點(diǎn)上空的極地軌道。當(dāng)然也應(yīng)存在著與赤道平面成某一角度的圓軌道。如圖,6,－,5,－,2,所示。,圖,6,－,5,－,2,2.,如圖,6,－,5,－,3,中的圓,a,、,b,、,c,，其圓心,均位 于地球的自轉(zhuǎn)軸,,線上，對衛(wèi)星,環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言，以下,說法正確的是,(,,),A,．衛(wèi)星的軌道可能為,a,B,．衛(wèi)星的軌道可能為,b,C,．衛(wèi)星的軌道可能為

28、,c,D,．同步衛(wèi)星的軌道只可能為,b,圖,6,－,5,－,3,解析：,由于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力一定是指向圓心的，所以地球衛(wèi)星的圓心應(yīng)與地球球心重合，,A,錯(cuò)誤、,B,、,C,正確。同步衛(wèi)星的軌道必須在赤道上方，選項(xiàng),D,正確。,答案：,BCD,相對于地面靜止且與地球自轉(zhuǎn)具有相同周期的衛(wèi)星叫地球同步衛(wèi)星，又叫通訊衛(wèi)星。同步衛(wèi)星有以下幾個(gè)特點(diǎn)：,(1),同步衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致。,(2),同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即,T,＝,24 h,。,(3),同步衛(wèi)星的運(yùn)行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度。,(4),要與地球同步，衛(wèi)星的軌道平面必須與赤道平面平行，又由于向心力是萬有引

29、力提供的，萬有引力必須在軌道平面上，所以同步衛(wèi)星的軌道平面均在赤道平面上，即所有的同步衛(wèi)星都在赤道的正上方，不可能定點(diǎn)在我國某地上空。,[,特別提醒,],(1),所有同步衛(wèi)星的周期,T,、軌道半徑,r,、環(huán)繞速度,v,、角速度,ω,及向心加速度,a,的大小均相同。,(2),所有國家發(fā)射的同步衛(wèi)星的軌道都與赤道為同心圓，它們都在同一軌道上運(yùn)動(dòng)且都相對靜止。,答案：,AC,[,例,1],,人們認(rèn)為某些白矮星,(,密度較大的恒星,),每秒鐘大約自轉(zhuǎn)一周,(,引力常量,G,＝,6.67×10,－,11,N·m,2,/kg,2,，地球半徑,R,約為,6.4×10,3,km),。,(1),為使其表面上的物

30、體能夠被吸引住而不致于由于快速轉(zhuǎn)動(dòng)而被,“,甩,”,掉，它的密度至少為多少？,(2),假設(shè)某白矮星的密度約為此值，且其半徑等于地球半徑，則它的第一宇宙速度約為多少？,[,思路點(diǎn)撥,],,只要保證赤道上的物體不被,“,甩,”,掉，其他地方的物體就不會被,“,甩,”,掉。,[,答案,],,(1)1.41×10,11,kg/m,3,,(2)4.02×10,7,m/s,1,．宇航員在某星球表面以初速度,v,0,豎直向上拋出一個(gè)物體，,物體上升的最大高度為,h,。已知該星球的半徑為,R,，且物體只受該星球引力的作用。,(1),求該星球表面的重力加速度。,(2),如果要在這個(gè)星球上發(fā)射一顆貼近它表面運(yùn)行的

31、衛(wèi)星，求該衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度和周期。,[,例,2],,已知地球半徑為,R,，地球表面的重力加速度為,g,，某人造地球衛(wèi)星在距地球表面高度等于地球半徑,3,倍處做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求：,(1),衛(wèi)星的線速度；,(2),衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期。,[,思路點(diǎn)撥,],人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬有引力提供；物體在地球表面所受的重力等于萬有引力。,[,借題發(fā)揮,],,(1),在處理衛(wèi)星的,v,、,ω,、,T,與半徑,r,的關(guān)系問題時(shí)，常用公式,“,gR,2,＝,GM,”,來替換出地球的質(zhì)量,M,，會使問題解決起來更方便。,(2),由于衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，它受到的萬有引力全

32、部提供了向心力，產(chǎn)生了向心加速度，因此衛(wèi)星及衛(wèi)星上任何物體都處于完全失重狀態(tài)。,2,．,A,、,B,為兩顆地球衛(wèi)星，已知它們的運(yùn)動(dòng)周期之比為,T,A,∶,T,B,＝,1,∶,8,，則,A,、,B,兩衛(wèi)星的軌道半徑之比和運(yùn)動(dòng)速率之比分別為,(,,),A,．,r,A,∶,r,B,＝,4,∶,1,，,v,A,∶,v,B,＝,1,∶,2,B,．,r,A,∶,r,B,＝,4,∶,1,，,v,A,∶,v,B,＝,2,∶,1,C,．,r,A,∶,r,B,＝,1,∶,4,，,v,A,∶,v,B,＝,1,∶,2,D,．,r,A,∶,r,B,＝,1,∶,4,，,v,A,∶,v,B,＝,2,∶,1,答案：,D,[,

33、例,3],發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將,衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道,1,，然后經(jīng)點(diǎn)火，,使其沿橢圓軌道,2,運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，,將衛(wèi)星送入同步圓軌道,3,。軌道,1,、,2,相,切于,Q,點(diǎn)，軌道,2,、,3,相切于,P,點(diǎn)，如圖,6,－,5,－,4,所示。衛(wèi)星分別在,1,、,2,、,3,軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法正確的是,(,,),圖,6,－,5,－,4,A,．衛(wèi)星在軌道,3,上的速率大于在軌道,1,上的速率,B,．衛(wèi)星在軌道,3,上的角速度小于在軌道,1,上的角速度,C,．衛(wèi)星在軌道,1,上經(jīng)過,Q,點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道,2,上經(jīng)過,Q,點(diǎn)時(shí)的加速度,D,．衛(wèi)星在軌道,2,上經(jīng)過,P,點(diǎn)時(shí)的加

34、速度等于它在軌道,3,上經(jīng)過,P,點(diǎn)時(shí)的加速度,[,答案,],,BD,[,借題發(fā)揮,],,由于受題干中兩次,“,點(diǎn)火,”,的影響，認(rèn)為燃料做功衛(wèi)星動(dòng)能增大，速度增大，而錯(cuò)選,A,，點(diǎn)火后速度增大，是相對點(diǎn)火前原軌道上該處的速度，點(diǎn)火后衛(wèi)星軌道半徑增大，勢能增加，動(dòng)能減少。,答案：,AB,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“隨堂基礎(chǔ)鞏固”,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“課時(shí)跟蹤訓(xùn)練”,把握熱點(diǎn)考向,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,應(yīng)用創(chuàng)新演練,第,6,節(jié),,經(jīng)典力學(xué)的局限性,,,理解教材新知,,,,,,,考向一,,考向二,,隨堂基礎(chǔ)鞏固,,,,,,第,六章,,萬有引力與航天,,,,,知識點(diǎn)一,,知識點(diǎn)二,(1),經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)是,,，牛頓運(yùn)動(dòng)定律

35、和萬有引力定律在,,、,,、,,的廣闊區(qū)域，包括,,的研究中，經(jīng)受了實(shí)踐的檢驗(yàn)，取得了巨大的成就。,(2),狹義相對論闡述物體以接近,,的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵從的,規(guī)律。,(3),在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是,,的，而狹義相對論指出，質(zhì)量要隨物體運(yùn)動(dòng)速度的增大而,,。,,牛頓運(yùn)動(dòng)定律,宏觀,低速,弱引力,天體力學(xué),不變,增大,光,位移,時(shí)間,位移,時(shí)間,[,重點(diǎn)詮釋,],1,．低速與高速的概念,通常所見物體的運(yùn)動(dòng)皆為低速運(yùn)動(dòng)，如行駛的汽車、發(fā)射的導(dǎo)彈、人造地球衛(wèi)星及宇宙飛船等。有些微觀粒子在一定條件下其速度可以與光速相接近，這樣的速度稱為高速。,2,．速度對質(zhì)量測量的影響,在高速運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)量的測量是與

36、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)的。,3,．速度對物理規(guī)律的影響,對低速運(yùn)動(dòng)問題，一般用經(jīng)典力學(xué)規(guī)律來處理；對高速運(yùn)動(dòng)問題，經(jīng)典力學(xué)不再適用，需要用相對論知識來處理。,[,特別提醒,],,物體的質(zhì)量是它的固有屬性，是相對不變的，這一結(jié)論成立的前提是物體做低速運(yùn)動(dòng)，在高速運(yùn)動(dòng)中物體的質(zhì)量要隨運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大。,1,．經(jīng)典力學(xué)不能適用于下列哪些運(yùn)動(dòng),(,,),A,．火箭的發(fā)射,B,．宇宙飛船繞地球的運(yùn)動(dòng),C,．,“,勇氣號,”,宇宙探測器的運(yùn)動(dòng),D,．以,99%,倍光速運(yùn)行的電子束,解析：,經(jīng)典力學(xué)在低速運(yùn)動(dòng)的廣闊領(lǐng)域,(,包括天體力學(xué)的研究,),中，經(jīng)受了實(shí)踐的檢驗(yàn)，取得了巨大的成就，但在高速領(lǐng)域不再適用，

37、故選項(xiàng),A,、,B,、,C,適用。,答案：,D,(1),經(jīng)典力學(xué)能夠很精確地描述宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但對微觀粒子的波粒二象性無能為力，,,能夠正確地描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性。,(2),經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：只適用于,,運(yùn)動(dòng)，不適用于,,運(yùn)動(dòng)；只適用于,,世界，不適用于微觀世界。,量子力學(xué),低速,高速,宏觀,(3),從弱引力到強(qiáng)引力：,①每一個(gè)天體都有一個(gè),,，半徑的大小由天體的,,。當(dāng)天體間的距離遠(yuǎn),,引力半徑時(shí)，它們間的引力是,,；當(dāng)天體間的距離,,引力半徑時(shí)，它們間的引力就是,,。,“,引力半徑,”,是愛因斯坦引力理論中天體表面引力場強(qiáng)度趨于無窮大時(shí)對應(yīng)的天體半徑。,②,1915,年，愛因斯

38、坦創(chuàng)立了廣義相對論，這是一種新的時(shí)空與引力的理論。在強(qiáng)引力的情況下，牛頓引力理論,,。,質(zhì)量決定,大于,強(qiáng)引力,弱引力,小于,不再,適用,引力半徑,(4),當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度,,光速,c,(3×10,8,m/s),時(shí)，相對論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別。當(dāng)另一個(gè)重要常數(shù)即,“,普朗克常量,”(6.63×10,－,34,J·s),可以忽略不計(jì)時(shí)，,,和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別。,遠(yuǎn)小于,量子力學(xué),[,重點(diǎn)詮釋,],經(jīng)典力學(xué)與相對論、量子理論的關(guān)系,(1),兩種理論是歷史發(fā)展的不同產(chǎn)物。,我們對自然界的認(rèn)識過程都是從膚淺到深刻，從片面到全面，一步步深入，一步步完善的，所以理論的完善也需要一個(gè)過程，

39、在歷史發(fā)展的不同階段，人類建立了經(jīng)典力學(xué)和相對論、量子力學(xué)兩套物理學(xué)理論。經(jīng)典力學(xué)理論不可能窮盡一切真理，必有其局限性，現(xiàn)在可認(rèn)為經(jīng)典力學(xué)理論是狹義相對論和量子理論的特例。,(2),兩種理論的適用范圍不同。,經(jīng)典力學(xué)理論適用于弱引力作用下，低速運(yùn)動(dòng)的宏觀物體。而它在強(qiáng)引力作用下，或高速運(yùn)動(dòng)或微觀世界不適用。,近期建立的相對論原理及量子力學(xué)是一種全新的時(shí)空與引力理論，它并沒有否定經(jīng)典力學(xué)理論，是在經(jīng)典力學(xué)基礎(chǔ)上加以完善，適用范圍更廣、更全面。,(3),小船在河中順流而下，在經(jīng)典力學(xué)中，時(shí)間和空間互不相干，它們的存在和測量均與運(yùn)動(dòng)無關(guān)，故有,v,船岸,＝,v,船水,＋,v,水岸,。但相對論認(rèn)為，速

40、度總與位移及時(shí)間間隔的測量相聯(lián)系，因而上式不成立。,(4),牛頓的萬有引力定律認(rèn)為：物體的半徑減半，引力增到原來的四倍，即符合,“,平方反比,”,規(guī)律。愛因斯坦引力理論表明：物體間的距離減小時(shí)，它們間的引力比,“,平方反比,”,規(guī)律增加得更快，距離越小，這種差別就越大。,2,．繼哥白尼提出,“,太陽中心說,”,、開普勒提出行星運(yùn)動(dòng)三定,律后，牛頓站在前人的肩膀上，創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)，揭示了包括行星在內(nèi)的宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；愛因斯坦既批判了牛頓力學(xué)的不足，又進(jìn)一步發(fā)展了牛頓的經(jīng)典力學(xué)，創(chuàng)立了相對論，這說明,(,,),A,．世界無限擴(kuò)大，人不可能認(rèn)識世界，只能認(rèn)識世界的一,,部分,B,．人的意識具有能

41、動(dòng)性，能夠正確地反映客觀世界,C,．人對世界的每一個(gè)正確認(rèn)識都有局限性，需要發(fā)展和深化,D,．每一個(gè)認(rèn)識都可能被后人推翻，人不可能獲得正確的認(rèn)識,解析：,發(fā)現(xiàn)總是來自于認(rèn)識的過程，愛因斯坦的相對理論并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，而是對牛頓力學(xué)理論的發(fā)展和深化，但也有人正在向愛因斯坦理論挑戰(zhàn)，故,A,、,D,錯(cuò)誤，,B,、,C,正確。,答案：,BC,[,例,1],地球以,3×10,4,m/s,的速度繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，它的質(zhì)量增大到靜止質(zhì)量的多少倍？,[,思路點(diǎn)撥,],,本題應(yīng)依據(jù)相對論中質(zhì)量隨速度的變化規(guī)律求解。,[,答案,],,1.000 000 005,倍,1,．在日常生活中，我們并沒有發(fā)現(xiàn)物體的質(zhì)量隨著

42、物體運(yùn),動(dòng)速度的變化而變化，其原因是,(,,),A,．運(yùn)動(dòng)中物體無法稱量質(zhì)量,B,．物體的速度遠(yuǎn)小于光速，質(zhì)量變化極小,C,．物體的質(zhì)量太大,D,．物體的質(zhì)量不隨速度的變化而變化,答案：,B,,[,例,2],,20,世紀(jì)以來，人們發(fā)現(xiàn)了一些新的事實(shí)，而經(jīng)典力學(xué)卻無法解釋。經(jīng)典力學(xué)只適用于解決物體的低速運(yùn)動(dòng)問題，不能用來處理高速運(yùn)動(dòng)問題；只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子。這說明,(,,),A,．隨著認(rèn)識的發(fā)展，經(jīng)典力學(xué)已成了過時(shí)的理論,B,．人們對客觀事物的具體認(rèn)識在廣度上是有局限性的,C,．不同領(lǐng)域的事物各有其本質(zhì)與規(guī)律,D,．人們應(yīng)當(dāng)不斷擴(kuò)展認(rèn)識，在更廣闊的領(lǐng)域內(nèi)掌握不同事物的本質(zhì)與規(guī)

43、律,[,思路點(diǎn)撥,],,人們對客觀世界的認(rèn)識總是不斷完善的。,[,解析,],,人們對客觀世界的認(rèn)識要受到所處的時(shí)代的客觀條件和科學(xué)水平的制約，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人們只有不斷擴(kuò)展自己的認(rèn)識，才能掌握更廣闊領(lǐng)域內(nèi)的不同事物的本質(zhì)與規(guī)律；新的科學(xué)的誕生并不意味著對原來科學(xué)的全盤否定，只能認(rèn)為過去的科學(xué)是新的科學(xué)在一定條件下的特殊情形。,[,答案,],,BCD,[,借題發(fā)揮,],,人們認(rèn)識發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律都要經(jīng)過一個(gè)曲折的過程，新的理論的出現(xiàn)并不一定是對已知理論的全盤否定，如經(jīng)典力學(xué)是狹義相對論力學(xué)在低速宏觀情況下的近似。,2,．下列說法正確的是,(,,),A,．經(jīng)典力學(xué)能夠說明微觀粒子

44、的規(guī)律性,B,．經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)問題，不適用于,高速運(yùn)動(dòng)的物體,C,．相對論與量子力學(xué)的出現(xiàn)，說明經(jīng)典力學(xué)已失去意義,D,．對于宏觀物體的高速運(yùn)動(dòng)問題，經(jīng)典力學(xué)仍適用,解析：,經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀、低速物體，新的學(xué)說的出現(xiàn)，是一種完善和拓展，經(jīng)典力學(xué)并沒有失去其存在的意義。,答案：,B,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“隨堂基礎(chǔ)鞏固”,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“課時(shí)跟蹤訓(xùn)練”,專題歸納例析,,,階段質(zhì)量檢測,,,章末小結(jié),,知,識,整,合,與,階,段,檢,測,,,第,六章,,萬有引力與航天,,[,答案,],,BC,[,答案,],,C,專題三　雙星系統(tǒng)問題,宇宙中有兩顆相距較近的天體稱,“,雙星,”,，它們以

45、二者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,雙星系統(tǒng)的解題思路：,(1),兩星球所需的向心力由兩星球間的萬有引力提供，因此兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小相等；,(2),兩星球繞其連線上的某點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小相等；,(3),兩星球繞行半徑的和等于兩星球間的距離。,[,例證,3],,(2010·,重慶高考,),月球與地球質(zhì)量之比約為,1,∶,80,，有研究者認(rèn)為月球和地球可視為一個(gè)由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的雙星系統(tǒng)，它們都圍繞月地連線上某點(diǎn),O,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。據(jù)此觀點(diǎn)，可知月球與地球繞,O,點(diǎn)運(yùn)動(dòng)線速度大小之比約為,(,,),A,．,1,∶,6 400 B,．,1,∶,80,C,．,80,∶,1

46、 D,．,6 400,∶,1,[,答案,],,C,答案：,C,2.,如圖,6,－,1,所示，發(fā)射同步衛(wèi)星的一般,程序是：先讓衛(wèi)星進(jìn)入一個(gè)近地的圓軌,道，然后在,P,點(diǎn)變軌，進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移,軌道,(,該橢圓軌道的近地點(diǎn)為近地圓軌道,上的,P,，遠(yuǎn)地點(diǎn)為同步圓軌道上的,Q,),，,到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn),Q,時(shí)再次變軌，進(jìn)入同步軌道。設(shè)衛(wèi)星在近地圓,,軌道上運(yùn)行的速率為,v,1,，在橢圓形轉(zhuǎn)移軌道的近地點(diǎn),P,點(diǎn)的速,,率為,v,2,，沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn),Q,時(shí)的速率為,v,3,，在同步軌,,道上的速率為,v,4,，三個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)的周期分別為,T,1,、,T,2,、,T,3,，,,則下列說法正確

47、的是,(,,),圖,6,－,1,A,．在,P,點(diǎn)變軌時(shí)需要加速，,Q,點(diǎn)變軌時(shí)要減速,B,．在,P,點(diǎn)變軌時(shí)需要減速，,Q,點(diǎn)變軌時(shí)要加速,C,．,T,1,＜,T,2,＜,T,3,D,．,v,2,＞,v,1,＞,v,4,＞,v,3,答案：,CD,答案：,A,答案：,A,,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“階段質(zhì)量檢測”,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,第,1、2,節(jié),,追尋守恒量,——,能量功,,應(yīng)用創(chuàng)新演練,,,理解教材新知,把握熱點(diǎn)考向,,,,,,,考向一,,考向二,,隨堂基礎(chǔ)鞏固,,,,,,第,七章,,機(jī)械能守恒定律,,,,,知識點(diǎn)一,,知識點(diǎn)二,,知識點(diǎn)三,,考向三,1.,相互作用的物體憑借其位置而具有的,,能量叫做勢能

48、；物體由于運(yùn)動(dòng)而具有,,的能量叫做動(dòng)能。在伽利略的實(shí)驗(yàn)中,,小球的動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。,2,．如果物體在力的作用下能量發(fā)生了轉(zhuǎn),化，那么這個(gè)力一定對物體做了功，力和物體在力的方向上的位移是做功的兩個(gè)因素。,3,．功是標(biāo)量，但有正負(fù)之分。當(dāng)力促進(jìn)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，做,正功；當(dāng)力阻礙物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，做負(fù)功。,4,．當(dāng)幾個(gè)力對物體都做功時(shí)，這幾個(gè)力做功的代數(shù)和等于,這幾個(gè)力的合力做的功。,1.,伽利略斜面實(shí)驗(yàn)探究,一個(gè)事實(shí)：讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)對接斜面，沒有摩擦?xí)r，,Ha,,h,B,，如圖,7,－,1,－,1,所示。,＝,圖,7,－,1,－,1,2,．能量概念的建立,始、末位置

49、高度相同，小球運(yùn)動(dòng)中,,的量叫能量或能。,3,．深層次分析,(1),勢能：,,的物體憑借其,,而具有的能量。,(2),動(dòng)能：物體由于,,而具有的能量。,(3),在伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)中，小球的,,和,,可以相互轉(zhuǎn)化。,守恒,相互作用,位置,運(yùn)動(dòng),動(dòng)能,勢能,1,．關(guān)于伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，以下說法中正確的是,(,,),A,．無論斜面是否光滑，小球滾上的高度一定與釋放的高,度相同,B,．實(shí)際上，小球滾上的高度會比釋放的高度要小一些,C,．只有在斜面絕對光滑的理想條件下，小球滾上的高度,才與釋放的高度相同,D,．伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)反映了在小球的運(yùn)動(dòng)過程中存,在某個(gè)守恒量,解析：,斜面粗糙時(shí)，有機(jī)械能

50、轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)小球不能上升到原來的高度，故,A,錯(cuò)誤，,B,、,C,正確。伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)正是反映了小球的運(yùn)動(dòng)過程中存在某個(gè)守恒量，故,D,正確。,答案：,BCD,[,自學(xué)教材,],,1,．功的概念和公式,(1),功的概念：物體在力的作用下,,發(fā)生了變化，那么這個(gè)力一定對物體做了功。,(2),力做功的兩個(gè)因素：,①力；,②物體在,,上發(fā)生的位移。,能量,力的方向,,(3),功的公式：,①力,F,與位移,l,同向時(shí)：,W,＝,,。,②力,F,與位移,l,有夾角,α,時(shí)：,W,＝,,。,③各物理量的單位：,F,的單位是,,，,l,的單位是,,，,W,的單位是牛,·,米，即,,，簡稱焦，符號,

51、J,。,Fl,Fl,cos,α,牛頓,米,焦耳,2,．正功和負(fù)功,根據(jù)力和位移方向間的夾角判定：,正,不做,負(fù),[,重點(diǎn)詮釋,],1,．功的定義及其決定因素,(1),功的概念：物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生了位移，則此力就對物體做了功。,(2),功的決定因素：做功具有兩個(gè)必不可少的決定因素：①做功的力；②物體在力的方向上的位移。力對物體是否做了功，只與這兩個(gè)因素有關(guān)，并且功的大小等于力與物體在力的方向上的位移的乘積，而與其他因素，諸如物體運(yùn)動(dòng)的快慢、運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、接觸面是否光滑、物體質(zhì)量的大小等均無關(guān)系。,2,．對公式,W,＝,Fl,cos,α,的理解,(1),F,表示力的大小，,l,表示

52、力的作用點(diǎn)相對于地面的位移的大小，當(dāng)力的作用點(diǎn)的位移與物體的位移相同時(shí)，也常常說是物體相對于地面的位移大小，,α,表示力和位移方向間的夾角。,(2),公式可以表達(dá)為,W,＝,F,·,l,cos,α,，表達(dá)的意義是功等于沿力,F,方向的分位移與力的乘積；公式也可以表達(dá)為,W,＝,F,cos,α,·,l,，表達(dá)的物理意義是功等于位移與沿位移方向的分力的乘積。,2,．一個(gè)力對物體做了負(fù)功，則說明,(,,),A,．這個(gè)力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng),B,．這個(gè)力不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng),C,．這個(gè)力與物體運(yùn)動(dòng)方向的夾角,α,<90°,D,．這個(gè)力與物體運(yùn)動(dòng)方向的夾角,α,>90°,解析：,由功的表達(dá)式,W,＝,Fl

53、,cos,α,知，只有當(dāng),α,>90°,時(shí)，,cos,α,<0,，力對物體做負(fù)功，此力阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，故,A,、,D,正確。,答案：,AD,1,．總功的計(jì)算,物體受到多個(gè)外力作用時(shí)，計(jì)算合外力的功，要考慮各個(gè)外力共同做功產(chǎn)生的效果，一般有如下兩種方法：,(1),先由力的合成與分解法或根據(jù)牛頓第二定律求出合力,F,合,，然后由,W,＝,F,合,l,cos,α,計(jì)算。,(2),由,W,＝,Fl,cos,α,計(jì)算各個(gè)力對物體做的功,W,1,、,W,2,、,…,、,W,n,，然后將各個(gè)外力所做的功求代數(shù)和，即,W,合,＝,W,1,＋,W,2,＋,…,＋,W,n,。,2,．變力做功的計(jì)算,恒力做功可直接

54、用功的公式,W,＝,Fl,cos,α,求出，變力做功一般不能直接套用該公式，求變力做功的方法如下：,(1),將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功。,①分段法：力在全程是變力，但在每一個(gè)階段是恒力，這樣就可以先計(jì)算每個(gè)階段的功，再利用求和的方法計(jì)算整個(gè)過程中變力做的功。,②微元法：當(dāng)力的大小不變，力的方向時(shí)刻與速度同向,(,或反向,),時(shí)，把物體的運(yùn)動(dòng)過程分為很多小段，這樣每一小段可以看成直線，先求力在每一小段上的功，再求和即可。例如，滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力總與物體相對運(yùn)動(dòng)的方向相反，可把運(yùn)動(dòng)過程細(xì)分，其中每一小段都是恒力做功，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中所做的總功是各個(gè)階段所做功的和，即力與路程的乘積。,③轉(zhuǎn)換研究對象法

55、：如圖,7,－,1,－,2,所示，人站在地上以恒力拉繩，使小車向左運(yùn)動(dòng)，求拉力對小車所做的功。拉力對小車來說是個(gè)變力,(,大小不變，方向改變,),，但仔細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)人拉繩的力卻是恒力，于是轉(zhuǎn)換研究對象，用人對繩子所做的功來求繩子對小車做的功。,圖,7,－,1,－,2,(2),利用圖象法求變力做功。,如圖,7,－,1,－,3,所示，在,F,-,l,圖象中，,若能求出圖線與,l,軸所圍的面積，則這,個(gè),“,面積,”,即為,F,在這段位移,l,上所做的功。,類似在,v,-,t,圖象中，圖線與,t,軸所圍的,“,面積,”,表示位移。,(3),利用動(dòng)能定理或能量的轉(zhuǎn)化與守恒求變力做功,(,在后面將要學(xué)到

56、,),。,圖,7,－,1,－,3,[,特別提醒,],(1),先求各個(gè)力做的功，再求總功時(shí)，應(yīng)用的是算術(shù)運(yùn)算法則，而不是矢量運(yùn)算法則。,(2),求某一個(gè)力做的功時(shí)，不受其他力存在的影響。,(3),求各個(gè)力做的總功時(shí)， 每個(gè)力對應(yīng)的位移必須是相對于同一慣性參考系的位移,(,一般選地面,),。,3,．如圖,7,－,1,－,4,所示，兩個(gè)互相垂直的力,F,1,和,F,2,作用在同一物體上，使物體運(yùn)動(dòng)，,物體通過一段位移時(shí)，力,F,1,對物體做功,4 J,，,力,F,2,對物體做功,3 J,，則力,F,1,和,F,2,的合力對,物體做功為,(,,),A,．,7 J,,B,．,1 J,C,．,5 J

57、 D,．,3.5 J,解析：,合力的功等于各個(gè)力做功的代數(shù)和，即,4 J,＋,3 J,＝,7 J,。,答案：,A,圖,7,－,1,－,4,[,例,1],,如圖,7,－,1,－,5,所示，質(zhì)量為,m,＝,2 kg,的物體靜止在水平地面上，受到與,水平面成,θ,＝,37°,，大小,F,＝,10 N,的拉,力作用，物體移動(dòng)了,l,＝,2 m,，物體與,地面間的動(dòng)摩擦因數(shù),μ,＝,0.3,，,g,取,10 m/s,2,。求：,(1),拉力,F,所做的功,W,1,；,(2),摩擦力,F,f,所做的功,W,2,；,(3),重力,G,所做的功,W,3,。,圖,7,－,1,－,5,[,思路點(diǎn)撥,],計(jì)算某

58、個(gè)力的功應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：,(1),確定該力；,(2),確定物體的位移；,(3),確定位移與力的夾角余弦。,[,解析,],,(1),對物體進(jìn)行受力分析，如圖所示。,W,1,＝,Fl,cos,θ,＝,10×2×0.8 J,＝,16 J,(2),F,N,＝,G,－,F,sin,θ,＝,20 N,－,10×0.6 N,＝,14 N,F,f,＝,μ,F,N,＝,0.3×14 N,＝,4.2 N,W,2,＝,F,f,l,cos 180°,＝－,4.2×2 J,＝－,8.4 J,(3),W,3,＝,Gl,cos 90°,＝,0,[,答案,],,(1)16 J,,(2),－,8.4 J,,(3)0,[,借題發(fā)

59、揮,],,求某個(gè)力做的功，必須判斷是恒力還是變力。若是恒力，則只需找出位移，直接代入公式,W,＝,Fl,cos,α,計(jì)算；若是變力，則要求分段考慮。,在上例題干條件下，計(jì)算地對物體的彈力,F,N,所做的功,W,4,，計(jì)算物體所受合外力,F,合,所做的功,W,。,解析：,F,N,為恒力可直接應(yīng)用公式計(jì)算：,W,4,＝,F,N,l,cos,α,＝,F,N,l,cos 90°,＝,0,物體所受合外力的功等于所受各力做功的代數(shù)和，即：,W,＝,W,1,＋,W,2,＋,W,3,＋,W,4,＝,7.6 J,或由合力求總功：,F,合,＝,F,cos,θ,－,F,f,＝,10×0.8 N,－,4.2 N,＝,

60、3.8 N,F,合,與,l,方向相同，則,W,＝,F,合,l,＝,3.8×2 J,＝,7.6 J,。,答案：,0,,7.6 J,[,例,2],,如圖,7,－,1,－,6,所示，質(zhì)量為,M,的長木板,B,被固定在水平面上，一個(gè)質(zhì)量,為,m,的滑塊,A,以某一速度,(,速度未知,),沿木板,表面由,C,點(diǎn)滑至,D,點(diǎn)，在木板上前進(jìn)了,L,。,若滑塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)為,μ,，摩擦力對滑塊、對木板做功各為多少。,[,思路點(diǎn)撥,],,我們應(yīng)先確定木板和滑塊的位移后，再根據(jù)功的定義式求摩擦力做的功。,圖,7,－,1,－,6,[,解析,],,由于木板被固定，所以木板的位移為,0,，,所以摩擦力對木板做功,

61、W,B,＝,0,。,滑塊,A,受到的摩擦力,F,f,水平向左，與運(yùn)動(dòng)方向相反，,F,f,做負(fù)功即,WF,f,＝－,F,f,·,L,又,F,f,＝,μF,N,＝,μmg,故,WF,f,＝－,μmgL,。,[,答案,],,見解析,[,借題發(fā)揮,],,(1),摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，或者不做功。不要錯(cuò)誤的認(rèn)為摩擦力一定做負(fù)功。,(2),求摩擦力做的功時(shí)，對于靜摩擦力，由于物體之間相對靜止，因此兩物體位移相同。對于滑動(dòng)摩擦力，由于物體之間有相對滑動(dòng)，故兩個(gè)物體的對地位移并不相同，因此兩個(gè)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功的總和不為零。,1,．如圖,7,－,1,－,7,所示，水平傳送帶以,2 m/s,的速

62、度勻速運(yùn)行，,將一質(zhì)量為,2 kg,的工件輕輕放在傳送帶上,(,設(shè)傳送帶速度不變,),。工件與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,μ,＝,0.2,，放手后工件在,3 s,內(nèi)位移是多少？摩擦力對工件做多少功？,(,g,＝,10 m/s,2,),圖,7,－,1,－,7,解析：,物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)，,a,＝,2 m/s,2,,1 s,后速度達(dá),2 m/s,，,x,1,＝,1 m,，再勻速運(yùn)動(dòng),2 s,，,x,2,＝,4 m,3 s,內(nèi)位移,x,＝,5 m,。物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力為,4 N,，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力為零，摩擦力做功,W,＝,4 J,。,答案：,5 m,,4 J,[,例,3],,質(zhì)量為,m,的物體放

63、在粗糙,的水平面上，現(xiàn)有一大小不變、方向,時(shí)刻垂直于半徑的拉力使物體沿半徑,為,R,的圓周從,A,點(diǎn)緩慢地運(yùn)動(dòng)一周，,如圖,7,－,1,－,8,所示，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,μ,，則拉力做功為多少？,圖,7,－,1,－,8,[,思路點(diǎn)撥,],,公式,W,＝,Fl,cos,α,的適用條件是,F,必須是恒力，但在此題中,F,大小雖然不變，但方向時(shí)刻在變，即,F,是變力，上述公式不再適用?？刹捎脽o限分割法，使每小段中滿足恒力做功，所以轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中，做功等于力與路程的乘積。,[,解析,],因?yàn)槲矬w沿圓周緩慢運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力等于摩擦力，摩擦力的方向又在不斷改變，所以不能直接套用公式，而是將圓周分成,

64、N,個(gè)小段，求出每一小段中拉力做的功即可得出總功。,由平衡狀態(tài)可得拉力,F,＝,μmg,。,W,1,＝,μmg,Δ,l,1,，,W,2,＝,μmg,Δ,l,2,，,…,，,W,N,＝,μmg,Δ,l,N,。,W,＝,W,1,＋,W,2,＋,…,＋,W,N,＝,μmg,(Δ,l,1,＋,Δ,l,2,＋,…,＋,Δ,l,N,),＝,μmg,·2π,R,＝,2,μmg,π,R,[,答案,],,2,μmg,π,R,[,借題發(fā)揮,],,(1),若力的大小不變，方向時(shí)刻在改變，可用微元法將求變力做功轉(zhuǎn)化為求恒力做功。,(2),若力的方向不變，大小隨位移均勻變化，則可先求平均作用力，再求平均作用力的功。,2

65、,．如圖,7,－,1,－,9,所示，擺球質(zhì)量為,m,，,懸線的長為,L,，把懸線拉到水平位置,后放手。設(shè)在擺球運(yùn)動(dòng)過程中空氣阻,力,F,阻,的大小不變，求擺球從,A,運(yùn)動(dòng)到,豎直位置,B,時(shí)，重力,mg,、繩的拉力,F,T,、空氣阻力,F,阻,各做,了多少功？,圖,7,－,1,－,9,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“隨堂基礎(chǔ)鞏固”,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“課時(shí)跟蹤訓(xùn)練”,應(yīng)用創(chuàng)新演練,,,理解教材新知,把握熱點(diǎn)考向,,,,,,,考向一,,考向二,,隨堂基礎(chǔ)鞏固,,,,,,第,七章,,機(jī)械能守恒定律,,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,,,,知識點(diǎn)一,,知識點(diǎn)二,,知識點(diǎn)三,第,3,節(jié),,功率,快慢,比值,瓦特,10,3,,額定,W,1,

66、,1,．關(guān)于功率，下列說法中正確的是,(,,),A,．功率是表示力做功多少的物理量,B,．功率是表示力做功快慢的物理量,C,．做功時(shí)間越長，功率一定小,D,．力做功越多，功率一定大,解析：,做功快就是單位時(shí)間內(nèi)做功多，,W,＝,Pt,，,W,既決定于功率的大小，又決定于做功的時(shí)間。,答案：,B,[,自學(xué)教材,],Fv,反比,瞬時(shí),平均,[,重點(diǎn)詮釋,],[,特別提醒,],公式,P,＝,F,v,僅適用于,F,與,v,共線的情況，如果二者夾角為,θ,，則用,P,＝,F,v,cos,θ,來計(jì)算功率。,2,．對公式,P,＝,F,v,的理解，下列說法中正確的是,(,,),A,．,F,一定是物體所受的合力,B,．,P,一定是合力的功率,C,．此公式中,F,與,v,必須共線,D,．此公式中,F,與,v,可以成任意夾角,解析：,公式,P,＝,F,v,中的,F,可以是物體的合力，也可以是物體所受的某個(gè)力，但,F,、,v,必須共線，故,C,正確。,答案：,C,機(jī)車啟動(dòng)通常有兩種方式，即以恒定功率啟動(dòng)和以恒定加速度啟動(dòng)。,1,．機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過程,故機(jī)車達(dá)到最大速度時(shí),a,＝,0,，,F,＝,F,