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1、單擊此處編輯母版標題樣式,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),,行星的運動,,,理解教材新知,把握熱點考向,,,,,,,考向一,,考向二,,隨堂基礎(chǔ)鞏固,,,,,,第,六章,,萬有引力與航天,,課時跟蹤訓(xùn)練,,,,知識點一,,知識點二,1,．開普勒第一定律：所有行星繞太陽,,運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓,,的一個焦點上。,2,．開普勒第二定律：對任意一個行星,,來說，它與太陽的連線在相等的時間,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、所有行星的運動軌道都按圓處理，即行星做,勻速圓周運動。,1,．兩種對立的學(xué)說,,內(nèi)容,局限性,地心說,,是宇宙的中心，而且是靜止不動的，太陽、月亮以及其他行星都繞,,運動,都把天體的運動看得很神圣，認為天體的運動必然是最完美、最和諧的,,,運動，但計算所得的數(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，且是靜止不動的，地球和其他行星都繞,,運動,,地球,地球,太陽,太陽,勻速圓周,第谷,,[,自學(xué)教材,],2,．開普勒行星運動規(guī)律,(1),所有行星繞太陽運動的軌道都是,,，太陽處在,,。,(2),對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過,,的面積，由此可以得出，當行

3、星由近日點向遠日點運動時，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,橢圓的一個焦點上,相等,減小,三次方,二次方,相等,[,重點詮釋,],對開普勒行星運動定律的理解,圖,6,－,1,－,1,(1),從空間分布認識：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動，太陽則位于所有橢圓的一個公共焦點上。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動的總結(jié)定律，實踐表明該定律也適用于其他天體的運動，如月球繞地球運動、衛(wèi)星繞木星運動，甚至是人造衛(wèi)星繞地球運動等。,解析：,答案：,BC,[,自學(xué)教材,],(1),多數(shù)大行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，中學(xué)階段按圓處理，認為太陽處在,,。,(2),對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度,(,或線速度,),,，即行星做,,圓周運動。,(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,[,重點詮釋,],2,．關(guān)于行星的運動，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，繞太陽運動的公轉(zhuǎn)周期最大,答案：,B,,[,例,1],某行星繞太陽運行的橢,圓軌道如圖,6,－,1,－,4,所示，,F,1,、,F,2,是,橢圓軌道的兩個焦點，太陽在焦點,F,1,上，,A,、,B,兩點是焦點,F,1,和,F,2,的連,線與橢圓軌道的交點。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,兩點處的速率之比是多少？,[,思路點撥,],,根據(jù)開普勒第二定律：行星和太陽的連線在相等的時間內(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,運行的示意圖，,下列說法正確的是,(,,),A,．速率最大點是,B,點,B,．速率最小點是,C,點,C,．,m,從,A,點運動到,B,點做減速運動,D,．,m,從,A,點運動到,B,點做加速運動,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間內(nèi)掃過的面積相等；,A,點為近地點，速率最大，,B,點為遠地點，速率最小，所以,A,、,B,錯誤；,m,由,A,點到,B,點的過程中，離太陽的距離越來越遠，所以,m,的速率越來越小，故,C,正確，,D,錯誤。,答案：,C,[,例,2],,如圖,6,

7、－,1,－,6,所示，飛船沿,半徑為,R,的圓周繞地球運動其周期為,T,，,地球半徑為,R,0,。若飛船要返回地面，,可在軌道上某點,A,處將速率降到適當?shù)?數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點的橢圓軌道運行，橢圓與地球表面在,B,點相切，飛船由,A,點到,B,點所需要的時間。,[,思路點撥,],,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,],,對于不同的行星進行比較時，通常用以下方法。,(1),首先判斷兩個行星的中心天體是否相同，只有對同一個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轉(zhuǎn)的線速度之比是多少？,點擊下圖片進入“隨堂基礎(chǔ)鞏固”,點擊下圖片進入“課時跟蹤訓(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,,課時跟蹤訓(xùn)練,,,,知識點一,,知識點二,,知識點三,1,．太陽對行星的引力,(1),根據(jù)開普勒運動第一、第二定律，行星以太陽為,,,做勻速圓周運動。太陽對行星的引力，就等于行星做勻速圓周運動的,,。,(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動簡化為以太陽為圓心的勻速圓周運動，運用圓周運動規(guī)律結(jié)合開普勒第三定律、牛頓運動定律推導(dǎo)出太陽與行星間的引力表達式。,,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動的向心力,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驗得出的,D,．太陽對行星的引力規(guī)律是由開普勒行星運動規(guī)律和行,星繞太陽做勻速圓周運動的規(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動的向心力，其大小是牛頓結(jié)合開普勒行星運動定律和圓周運動規(guī)律推導(dǎo)出來的，它不是實驗得出的，但可以通過天文觀測來檢驗其正確性，故,A,、,D,正確，,C,錯誤。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，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，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。當物體間的距離趨近于零時，物體就不能看成質(zhì)點，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,錯誤。物體間的萬有引力是一對同性質(zhì)的力，故,D,錯誤。,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],,兩個質(zhì)量分布均勻密度相同且大小相同的實心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為,F,，若兩個半徑是小鐵球,2,倍的實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,],,運用萬有引力定律時，要準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,[,思路點撥,],解答本題時可按以下思路分析：,,[,答案,],,B,[,借題發(fā)揮,],,解答本題最容易犯的錯誤是不注意物體的加速運動狀態(tài)，想當然的認為視重等于實重。由牛頓第二定律知道當物體加速,(,

15、或減速,),上升,(,或下降,),時視重并不等于實重。,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,點擊下圖片

16、進入“隨堂基礎(chǔ)鞏固”,點擊下圖片進入“課時跟蹤訓(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,,課時跟蹤訓(xùn)練,,,,知識點一,,知識點二,,考向三,萬有引力,[,自學(xué)教材,],周期,T,半徑,r,萬有引力,[,重點詮釋,],1,．求天體質(zhì)量的思路,繞中心天體運動的其他天體或衛(wèi)星做勻速圓周運動，做圓周運動的天體,(,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，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，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動的軌道半徑,r,和線速度,v,C,．已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑,r,和周期,T,D,．地球公轉(zhuǎn)的周期,T,′,及運轉(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，人們觀測到太陽系第七個行星,——,天王星的軌道和用,,計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,[,重點詮釋,],圖,6,－,4,－,1,答案：,CD,[,例,1],,為了實現(xiàn)登月計劃，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，又知月球繞地球運動的周期為,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@地球運動所需的向心力由地球?qū)λ娜f有引力提供。,[,借題發(fā)揮,],,(1),計算天體質(zhì)量和密度的公式，既可以計算地球質(zhì)量，也可以計算太陽等其他星體的質(zhì)量，需明確計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,”,軌道運行時才有,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為圓心做勻速圓周運動，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。,[,思路點撥,],,解決該問題應(yīng)注意：,(1),萬有引力表達式中的距離不等于圓周運動的軌道半徑。,(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，二者做圓周運動的角速度,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動的向心力，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)星做勻速圓周運動的線速度,v,和周期,T,。,[,思路點撥,],,[,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動，變軌后在周期較小的軌,道上仍做勻速圓周運動，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,,點擊下圖片進入“隨堂基礎(chǔ)鞏固”,點擊下圖片進入“課時跟蹤訓(xùn)練”,課時跟蹤訓(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,,,知識點一,,知識點二,,知識點三,1.,人造衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運動，,,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，當物體,的,,足夠大時，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,的人造衛(wèi)星。,(2),運動規(guī)律：一

24、般情況下可認為人,造衛(wèi)星繞地球做,,運動。,(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動所具有的速度，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)星做勻速圓周運動的線速度為,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，成為繞太陽運動的人造行星或繞其他行星運動的人造衛(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)星在橢圓軌道上運行時近地點的速度,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)繞地球做圓周運動的最大繞行速度，,A,錯誤；,B,、,C,正確；衛(wèi)星沿橢圓軌道運行時，在近地點做離心運動，說明近地點的速度大于第一宇宙速度

27、，,D,錯誤。,答案：,BC,1.,人造衛(wèi)星的軌道,衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時,由地球?qū)λ娜f有引力充當向心力。,因此衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的,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上空的極地軌道。當然也應(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動而言，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動時，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,錯誤、,B,、,C,正確。同步衛(wèi)星的軌道必須在赤道上方，選項,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)星有以下幾個特點：,(1),同步衛(wèi)星的運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致。,(2),同步衛(wèi)星的運轉(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動且都相對靜止。,答案：,AC,[,例,1],,人們認為某些白矮星,(,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),如果要在這個星球上發(fā)射一顆貼近它表面運行的

31、衛(wèi)星，求該衛(wèi)星做勻速圓周運動的線速度和周期。,[,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,倍處做勻速圓周運動，求：,(1),衛(wèi)星的線速度；,(2),衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的周期。,[,思路點撥,],人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動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，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)星在軌道上運動時，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，已知它們的運動周期之比為,T,A,∶,T,B,＝,1,∶,8,，則,A,、,B,兩衛(wèi)星的軌道半徑之比和運動速率之比分別為,(,,),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，先將,衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道,1,，然后經(jīng)點火，,使其沿橢圓軌道,2,運行，最后再次點火，,將衛(wèi)星送入同步圓軌道,3,。軌道,1,、,2,相,切于,Q,點，軌道,2,、,3,相切于,P,點，如圖,6,－,5,－,4,所示。衛(wèi)星分別在,1,、,2,、,3,軌道上正常運行時，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,點時的加速度大于它在軌道,2,上經(jīng)過,Q,點時的加速度,D,．衛(wèi)星在軌道,2,上經(jīng)過,P,點時的加

34、速度等于它在軌道,3,上經(jīng)過,P,點時的加速度,[,答案,],,BD,[,借題發(fā)揮,],,由于受題干中兩次,“,點火,”,的影響，認為燃料做功衛(wèi)星動能增大，速度增大，而錯選,A,，點火后速度增大，是相對點火前原軌道上該處的速度，點火后衛(wèi)星軌道半徑增大，勢能增加，動能減少。,答案：,AB,點擊下圖片進入“隨堂基礎(chǔ)鞏固”,點擊下圖片進入“課時跟蹤訓(xùn)練”,把握熱點考向,課時跟蹤訓(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,,,,,知識點一,,知識點二,(1),經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)是,,，牛頓運動定律

35、和萬有引力定律在,,、,,、,,的廣闊區(qū)域，包括,,的研究中，經(jīng)受了實踐的檢驗，取得了巨大的成就。,(2),狹義相對論闡述物體以接近,,的速度運動時所遵從的,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)量要隨物體運動速度的增大而,,。,,牛頓運動定律,宏觀,低速,弱引力,天體力學(xué),不變,增大,光,位移,時間,位移,時間,[,重點詮釋,],1,．低速與高速的概念,通常所見物體的運動皆為低速運動，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,在高速運動中，質(zhì)量的測量是與

36、運動狀態(tài)密切相關(guān)的。,3,．速度對物理規(guī)律的影響,對低速運動問題，一般用經(jīng)典力學(xué)規(guī)律來處理；對高速運動問題，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動，在高速運動中物體的質(zhì)量要隨運動速度的增大而增大。,1,．經(jīng)典力學(xué)不能適用于下列哪些運動,(,,),A,．火箭的發(fā)射,B,．宇宙飛船繞地球的運動,C,．,“,勇氣號,”,宇宙探測器的運動,D,．以,99%,倍光速運行的電子束,解析：,經(jīng)典力學(xué)在低速運動的廣闊領(lǐng)域,(,包括天體力學(xué)的研究,),中，經(jīng)受了實踐的檢驗，取得了巨大的成就，但在高速領(lǐng)域不再適用，

37、故選項,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動規(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動的規(guī)律性。,(2),經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：只適用于,,運動，不適用于,,運動；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),從弱引力到強引力：,①每一個天體都有一個,,，半徑的大小由天體的,,。當天體間的距離遠,,引力半徑時，它們間的引力是,,；當天體間的距離,,引力半徑時，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度趨于無窮大時對應(yīng)的天體半徑。,②,1915,年，愛因斯

38、坦創(chuàng)立了廣義相對論，這是一種新的時空與引力的理論。在強引力的情況下，牛頓引力理論,,。,質(zhì)量決定,大于,強引力,弱引力,小于,不再,適用,引力半徑,(4),當物體的運動速度,,光速,c,(3×10,8,m/s),時，相對論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別。當另一個重要常數(shù)即,“,普朗克常量,”(6.63×10,－,34,J·s),可以忽略不計時，,,和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別。,遠小于,量子力學(xué),[,重點詮釋,],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，低速運動的宏觀物體。而它在強引力作用下，或高速運動或微觀世界不適用。,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，時間和空間互不相干，它們的存在和測量均與運動無關(guān)，故有,v,船岸,＝,v,船水,＋,v,水岸,。但相對論認為，速

40、度總與位移及時間間隔的測量相聯(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，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,”,、開普勒提出行星運動三定,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)的宏觀物體的運動規(guī)律；愛因斯坦既批判了牛頓力學(xué)的不足，又進一步發(fā)展了牛頓的經(jīng)典力學(xué)，創(chuàng)立了相對論，這說明,(,,),A,．世界無限擴大，人不可能認識世界，只能認識世界的一,,部分,B,．人的意識具有能

41、動性，能夠正確地反映客觀世界,C,．人對世界的每一個正確認識都有局限性，需要發(fā)展和深化,D,．每一個認識都可能被后人推翻，人不可能獲得正確的認識,解析：,發(fā)現(xiàn)總是來自于認識的過程，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，它的質(zhì)量增大到靜止質(zhì)量的多少倍？,[,思路點撥,],,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,動速度的變化而變化，其原因是,(,,),A,．運動中物體無法稱量質(zhì)量,B,．物體的速度遠小于光速，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,世紀以來，人們發(fā)現(xiàn)了一些新的事實，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動問題，不能用來處理高速運動問題；只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子。這說明,(,,),A,．隨著認識的發(fā)展，經(jīng)典力學(xué)已成了過時的理論,B,．人們對客觀事物的具體認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)當不斷擴展認識，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,[,思路點撥,],,人們對客觀世界的認識總是不斷完善的。,[,解析,],,人們對客觀世界的認識要受到所處的時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，人們只有不斷擴展自己的認識，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,],,人們認識發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律都要經(jīng)過一個曲折的過程，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動問題，不適用于,高速運動的物體,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動問題，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,點擊下圖片進入“隨堂基礎(chǔ)鞏固”,點擊下圖片進入“課時跟蹤訓(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為圓心做勻速圓周運動。,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動的向心力大小相等；,(2),兩星球繞其連線上的某點做圓周運動的角速度大小相等；,(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,，有研究者認為月球和地球可視為一個由兩質(zhì)點構(gòu)成的雙星系統(tǒng)，它們都圍繞月地連線上某點,O,做勻速圓周運動。據(jù)此觀點，可知月球與地球繞,O,點運動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)星進入一個近地的圓軌,道，然后在,P,點變軌，進入橢圓形轉(zhuǎn)移,軌道,(,該橢圓軌道的近地點為近地圓軌道,上的,P,，遠地點為同步圓軌道上的,Q,),，,到達遠地點,Q,時再次變軌，進入同步軌道。設(shè)衛(wèi)星在近地圓,,軌道上運行的速率為,v,1,，在橢圓形轉(zhuǎn)移軌道的近地點,P,點的速,,率為,v,2,，沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達遠地點,Q,時的速率為,v,3,，在同步軌,,道上的速率為,v,4,，三個軌道上運動的周期分別為,T,1,、,T,2,、,T,3,，,,則下列說法正確

47、的是,(,,),圖,6,－,1,A,．在,P,點變軌時需要加速，,Q,點變軌時要減速,B,．在,P,點變軌時需要減速，,Q,點變軌時要加速,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,,點擊下圖片進入“階段質(zhì)量檢測”,課時跟蹤訓(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,把握熱點考向,,,,,,,考向一,,考向二,,隨堂基礎(chǔ)鞏固,,,,,,第,七章,,機械能守恒定律,,,,,知識點一,,知識點二,,知識點三,,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、；物體由于運動而具有,,的能量叫做動能。在伽利略的實驗中,,小球的動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因素。,3,．功是標量，但有正負之分。當力促進物體的運動時，做,正功；當力阻礙物體的運動時，做負功。,4,．當幾個力對物體都做功時，這幾個力做功的代數(shù)和等于,這幾個力的合力做的功。,1.,伽利略斜面實驗探究,一個事實：讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個對接斜面，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，小球運動中,,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),動能：物體由于,,而具有的能量。,(3),在伽利略的理想斜面實驗中，小球的,,和,,可以相互轉(zhuǎn)化。,守恒,相互作用,位置,運動,動能,勢能,1,．關(guān)于伽利略的斜面實驗，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驗反映了在小球的運動過程中存,在某個守恒量,解析：,斜面粗糙時，有機械能

50、轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時小球不能上升到原來的高度，故,A,錯誤，,B,、,C,正確。伽利略的理想斜面實驗正是反映了小球的運動過程中存在某個守恒量，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，那么這個力一定對物體做了功。,(2),力做功的兩個因素：,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：,W,＝,,。,②力,F,與位移,l,有夾角,α,時：,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,．正功和負功,根據(jù)力和位移方向間的夾角判定：,正,不做,負,[,重點詮釋,],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，諸如物體運動的快慢、運動的性質(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、力的作用點相對于地面的位移的大小，當力的作用點的位移與物體的位移相同時，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),公式可以表達為,W,＝,F,·,l,cos,α,，表達的意義是功等于沿力,F,方向的分位移與力的乘積；公式也可以表達為,W,＝,F,cos,α,·,l,，表達的物理意義是功等于位移與沿位移方向的分力的乘積。,2,．一個力對物體做了負功，則說明,(,,),A,．這個力一定阻礙物體的運動,B,．這個力不一定阻礙物體的運動,C,．這個力與物體運動方向的夾角,α,<90°,D,．這個力與物體運動方向的夾角,α,>90°,解析：,由功的表達式,W,＝,Fl

53、,cos,α,知，只有當,α,>90°,時，,cos,α,<0,，力對物體做負功，此力阻礙物體的運動，故,A,、,D,正確。,答案：,AD,1,．總功的計算,物體受到多個外力作用時，計算合外力的功，要考慮各個外力共同做功產(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,計算。,(2),由,W,＝,Fl,cos,α,計算各個力對物體做的功,W,1,、,W,2,、,…,、,W,n,，然后將各個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，但在每一個階段是恒力，這樣就可以先計算每個階段的功，再利用求和的方法計算整個過程中變力做的功。,②微元法：當力的大小不變，力的方向時刻與速度同向,(,或反向,),時，把物體的運動過程分為很多小段，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，滑動摩擦力、空氣阻力總與物體相對運動的方向相反，可把運動過程細分，其中每一小段都是恒力做功，整個運動過程中所做的總功是各個階段所做功的和，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，使小車向左運動，求拉力對小車所做的功。拉力對小車來說是個變力,(,大小不變，方向改變,),，但仔細研究，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,“,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),先求各個力做的功，再求總功時，應(yīng)用的是算術(shù)運算法則，而不是矢量運算法則。,(2),求某一個力做的功時，不受其他力存在的影響。,(3),求各個力做的總功時， 每個力對應(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，兩個互相垂直的力,F,1,和,F,2,作用在同一物體上，使物體運動，,物體通過一段位移時，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，物體移動了,l,＝,2 m,，物體與,地面間的動摩擦因數(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,[,思路點撥,],計算某

58、個力的功應(yīng)注意以下幾點：,(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,計算；若是變力，則要求分段考慮。,在上例題干條件下，計算地對物體的彈力,F,N,所做的功,W,4,，計算物體所受合外力,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,點滑至,D,點，在木板上前進了,L,。,若滑塊與木板間動摩擦因數(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，與運動方向相反，,F,f,做負功即,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，也可以做負功，或者不做功。不要錯誤的認為摩擦力一定做負功。,(2),求摩擦力做的功時，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。對于滑動摩擦力，由于物體之間有相對滑動，故兩個物體的對地位移并不相同，因此兩個相互作用的滑動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：,物體先做勻加速運動，,a,＝,2 m/s,2,,1 s,后速度達,2 m/s,，,x,1,＝,1 m,，再勻速運動,2 s,，,x,2,＝,4 m,3 s,內(nèi)位移,x,＝,5 m,。物體做勻加速運動時摩擦力為,4 N,，勻速運動時摩擦力為零，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,時刻垂直于半徑的拉力使物體沿半徑,為,R,的圓周從,A,點緩慢地運動一周，,如圖,7,－,1,－,8,所示，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為,μ,，則拉力做功為多少？,圖,7,－,1,－,8,[,思路點撥,],,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)動一周過程中，做功等于力與路程的乘積。,[,解析,],因為物體沿圓周緩慢運動時的拉力等于摩擦力，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)在擺球運動過程中空氣阻,力,F,阻,的大小不變，求擺球從,A,運動到,豎直位置,B,時，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,點擊下圖片進入“隨堂基礎(chǔ)鞏固”,點擊下圖片進入“課時跟蹤訓(xùn)練”,應(yīng)用創(chuàng)新演練,,,理解教材新知,把握熱點考向,,,,,,,考向一,,考向二,,隨堂基礎(chǔ)鞏固,,,,,,第,七章,,機械能守恒定律,,課時跟蹤訓(xùn)練,,,,知識點一,,知識點二,,知識點三,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，又決定于做功的時間。,答案：,B,[,自學(xué)教材,],Fv,反比,瞬時,平均,[,重點詮釋,],[,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力，但,F,、,v,必須共線，故,C,正確。,答案：,C,機車啟動通常有兩種方式，即以恒定功率啟動和以恒定加速度啟動。,1,．機車以恒定功率啟動的運動過程,故機車達到最大速度時,a,＝,0,，,F,＝,F,