偶看新闻左权 牺牲:高中物理公式大总结高考物理力学、运动学、动量、能量的所有公式和定理~！！~
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/05/02 09:56:51
高中物理公式大总结高考物理力学、运动学、动量、能量的所有公式和定理~！！~ 、冲量与动量(物体的受力与动量的变化）
1.动量：p＝mv ｛p:动量(kg/s)，m:质量(kg)，v:速度(m/s)，方向与速度方向相同｝
3.冲量：I＝Ft ｛I:冲量(N?s)，F:恒力(N)，t:力的作用时间(s)，方向由F决定｝
4.动量定理：I＝Δp或Ft＝mvt–mvo {Δp:动量变化Δp＝mvt–mvo，是矢量式}
5.动量守恒定律：p前总＝p后总或p＝p’′也可以是m1v1+m2v2＝m1v1′+m2v2′
6.弹性碰撞：Δp＝0；ΔEk＝0 {即系统的动量和动能均守恒}
7.非弹性碰撞Δp＝0；0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK：损失的动能，EKm：损失的最大动能}
8.完全非弹性碰撞Δp＝0；ΔEK＝ΔEKm {碰后连在一起成一整体}
9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:
v1′＝(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′＝2m1v1/(m1+m2)
10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)
11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M，并嵌入其中一起运动时的机械能损失
E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2＝fs相对 {vt:共同速度，f:阻力，s相对子弹相对长木块的位移}
注：
(1)正碰又叫对心碰撞，速度方向在它们“中心”的连线上;
(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算;
（3）系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力，则系统动量守恒（碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等）;
(4)碰撞过程(时间极短，发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;
(5)爆炸过程视为动量守恒，这时化学能转化为动能，动能增加；(6)其它相关内容：反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行〔见第一册P128〕。
七、功和能（功是能量转化的量度）
1.功：W＝Fscosα（定义式）｛W:功(J)，F:恒力(N)，s:位移(m)，α:F、s间的夹角｝
2.重力做功：Wab＝mghab {m:物体的质量，g＝9.8m/s2≈10m/s2，hab：a与b高度差(hab＝ha-hb)}
3.电场力做功：Wab＝qUab ｛q:电量（C），Uab:a与b之间电势差(V)即Uab＝φa－φb｝
4.电功：W＝UIt（普适式） ｛U：电压（V），I:电流(A)，t:通电时间(s)｝
5.功率：P＝W/t(定义式) ｛P:功率[瓦(W)]，W:t时间内所做的功(J)，t:做功所用时间(s)｝
6.汽车牵引力的功率：P＝Fv；P平＝Fv平 {P:瞬时功率，P平:平均功率}
7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax＝P额/f)
8.电功率：P＝UI(普适式) ｛U：电路电压(V)，I：电路电流(A)｝
9.焦耳定律：Q＝I2Rt ｛Q:电热(J)，I:电流强度(A)，R:电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝
10.纯电阻电路中I＝U/R；P＝UI＝U2/R＝I2R；Q＝W＝UIt＝U2t/R＝I2Rt
11.动能：Ek＝mv2/2 ｛Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s)｝
12.重力势能：EP＝mgh ｛EP :重力势能(J)，g:重力加速度，h:竖直高度(m)(从零势能面起)｝
13.电势能：EA＝qφA ｛EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)(从零势能面起)｝
14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)：
W合＝mvt2/2-mvo2/2或W合＝ΔEK
｛W合:外力对物体做的总功，ΔEK:动能变化ΔEK＝(mvt2/2-mvo2/2)｝
15.机械能守恒定律：ΔE＝0或EK1+EP1＝EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1＝mv22/2+mgh2
16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG＝-ΔEP
注:
(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少；
（2）O0≤α<90O 做正功；90O<α≤180O做负功；α＝90o不做功(力的方向与位移（速度）方向垂直时该力不做功)；
（3）重力（弹力、电场力、分子力）做正功，则重力（弹性、电、分子）势能减少
（4）重力做功和电场力做功均与路径无关（见2、3两式）；（5）机械能守恒成立条件：除重力（弹力）外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化；(6)能的其它单位换算:1kWh(度)＝3.6×106J，1eV＝1.60×10-19J；*（7）弹簧弹性势能E＝kx2/2，与劲度系数和形变量有关。
十、电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝1.60×10-19C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）｛F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k＝9.0×109N?m2/C2，Q1、Q2: 两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝
3.电场强度：E＝F/q（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量(C)｝
4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r2 ｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝
5.匀强电场的场强E＝UAB/d ｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝
6.电场力：F＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝
7.电势与电势差：UAB＝φA-φB，UAB＝WAB/q＝-ΔEAB/q
8.电场力做功：WAB＝qUAB＝Eqd｛WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝
9.电势能：EA＝qφA ｛EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝
10.电势能的变化ΔEAB＝EB-EA ｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝
11.电场力做功与电势能变化ΔEAB＝-WAB＝-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)
12.电容C＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝
13.平行板电容器的电容C＝εS/4πkd（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）
常见电容器〔见第二册P111〕
14.带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔEK或qU＝mVt2/2，Vt＝(2qU/m)1/2
15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)
类平 垂直电场方向:匀速直线运动L＝Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U/d)
抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m
注:
(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分；
(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直；
（3）常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98]；
(4)电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关；
(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面；
(6)电容单位换算：1F＝106μF＝1012PF；
(7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV＝1.60×10-19J；
(8)其它相关内容：静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕。
十一、恒定电流
1.电流强度：I＝q/t｛I:电流强度(A），q:在时间t内通过导体横载面的电量(C），t:时间(s）｝
2.欧姆定律：I＝U/R ｛I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝
3.电阻、电阻定律：R＝ρL/S｛ρ:电阻率(Ω?m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝
4.闭合电路欧姆定律：I＝E/(r+R)或E＝Ir+IR也可以是E＝U内+U外
｛I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝
5.电功与电功率：W＝UIt，P＝UI｛W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝
6.焦耳定律：Q＝I2Rt｛Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝
7.纯电阻电路中:由于I＝U/R,W＝Q，因三此W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2t/R
8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总＝IE，P出＝IU，η＝P出/P总｛I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电源效率｝
9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系(串同并反) R串＝R1+R2+R3+ 1/R并＝1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系 I总＝I1＝I2＝I3 I并＝I1+I2+I3+
电压关系 U总＝U1+U2+U3+ U总＝U1＝U2＝U3
功率分配 P总＝P1+P2+P3+ P总＝P1+P2+P3+
10.欧姆表测电阻
(1)电路组成 (2)测量原理
两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得
Ig＝E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为
Ix＝E/(r+Rg+Ro+Rx)＝E/(R中+Rx)
由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小
(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数｛注意挡位(倍率)｝、拨off挡。
(4)注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。
11.伏安法测电阻
电流表内接法：
电压表示数：U＝UR+UA
电流表外接法：
电流表示数：I＝IR+IV
Rx的测量值＝U/I＝(UA+UR)/IR＝RA+Rx>R真
Rx的测量值＝U/I＝UR/(IR+IV)＝RVRx/(RV+R)选用电路条件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2]
选用电路条件Rx<12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法
限流接法
电压调节范围小,电路简单,功耗小
便于调节电压的选择条件Rp>Rx
电压调节范围大,电路复杂,功耗较大
便于调节电压的选择条件Rp注1)单位换算：1A＝103mA＝106μA；1kV＝103V＝106mA；1MΩ＝103kΩ＝106Ω
(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大；
(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻；
(4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大；
(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r)；
(6)其它相关内容：电阻率与温度的关系半导体及其应用超导及其应用〔见第二册P127〕。
十二、磁场
1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量，单位T),1T＝1N/A?m
2.安培力F＝BIL；(注：L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3.洛仑兹力f＝qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第二册P155〕 ｛f:洛仑兹力(N)，q:带电粒子电量(C)，V:带电粒子速度(m/s)｝
4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种)：
（1）带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V＝V0
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向＝f洛＝mV2/r＝mω2r＝mr(2π/T)2＝qVB；r＝mV /qB；T＝2πm/qB；(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下)；(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角（＝二倍弦切角）。
注：
(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定，只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负；
(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握〔见图及第二册P144〕；(3)其它相关内容：地磁场/磁电式电表原理〔见第二册P150〕/回旋加速器〔见第二册P156〕/磁性材料
十三、电磁感应
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E＝nΔΦ/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝
2)E＝BLV垂(切割磁感线运动) ｛L:有效长度(m)｝
3)Em＝nBSω（交流发电机最大的感应电动势）｛Em:感应电动势峰值｝
4)E＝BL2ω/2（导体一端固定以ω旋转切割） ｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝
2.磁通量Φ＝BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定｛电源内部的电流方向：由负极流向正极｝
*4.自感电动势E自＝nΔΦ/Δt＝LΔI/Δt｛L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大)，ΔI:变化电流，?t:所用时间，ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)｝
注：(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定，楞次定律应用要点〔见第二册P173〕；(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化；(3)单位换算：1H＝103mH＝106μH。(4)其它相关内容：自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。
十四、交变电流（正弦式交变电流）
1.电压瞬时值e＝Emsinωt 电流瞬时值i＝Imsinωt；(ω＝2πf)
2.电动势峰值Em＝nBSω＝2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im＝Em/R总
3.正(余)弦式交变电流有效值：E＝Em/(2)1/2；U＝Um/(2)1/2 ；I＝Im/(2)1/2
4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系
U1/U2＝n1/n2； I1/I2＝n2/n2； P入＝P出
5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损′＝(P/U)2R；（P损′:输电线上损失的功率，P:输送电能的总功率，U:输送电压，R:输电线电阻）〔见第二册P198〕；
6.公式1、2、3、4中物理量及单位：ω:角频率(rad/s)；t:时间(s)；n:线圈匝数；B:磁感强度(T)；
S:线圈的面积(m2)；U输出)电压(V)；I:电流强度(A)；P:功率(W)。
注:
(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电＝ω线，f电＝f线；
(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变；
(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值；
(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定，输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大，即P出决定P入；
(5)其它相关内容：正弦交流电图象〔见第二册P190〕/电阻、电感和电容对交变电流的作用〔见第二册P193〕。
十五、电磁振荡和电磁波
1.LC振荡电路T＝2π(LC)1/2；f＝1/T ｛f:频率(Hz)，T:周期(s)，L:电感量(H)，C:电容量(F)｝
2.电磁波在真空中传播的速度c＝3.00×108m/s，λ＝c/f ｛λ:电磁波的波长(m)，f:电磁波频率｝
注:
(1)在LC振荡过程中,电容器电量最大时，振荡电流为零；电容器电量为零时，振荡电流最大；
(2)麦克斯韦电磁场理论:变化的电(磁)场产生磁(电)场；
(3)其它相关内容：电磁场〔见第二册P215〕/电磁波〔见第二册P216〕/无线电波的发射与接收〔见第二册P219〕/电视雷达〔见第二册P220〕。
十六、光的反射和折射（几何光学）
1.反射定律α＝i ｛α;反射角，i:入射角｝
2.绝对折射率(光从真空中到介质)n＝c/v＝sin /sin ｛光的色散，可见光中红光折射率小，n:折射率，c:真空中的光速，v:介质中的光速， :入射角， :折射角｝
3.全反射：1）光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C：sinC＝1/n
2)全反射的条件：光密介质射入光疏介质；入射角等于或大于临界角
注:
(1)平面镜反射成像规律:成等大正立的虚像,像与物沿平面镜对称；
(2)三棱镜折射成像规律:成虚像,出射光线向底边偏折,像的位置向顶角偏移；
(3)光导纤维是光的全反射的实际应用〔见第三册P12〕,放大镜是凸透镜,近视眼镜是凹透镜；
(4)熟记各种光学仪器的成像规律,利用反射(折射)规律、光路的可逆等作出光路图是解题关键；
(5)白光通过三棱镜发色散规律：紫光靠近底边出射见〔第三册P16〕。
十七、光的本性（光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性）
1.两种学说:微粒说(牛顿)、波动说(惠更斯)〔见第三册P23〕
2．双缝干涉:中间为亮条纹；亮条纹位置: ＝nλ；暗条纹位置: ＝(2n+1)λ/2（n＝0,1,2,3,、、、）；条纹间距 ｛ :路程差(光程差)；λ:光的波长；λ/2:光的半波长；d两条狭缝间的距离；l：挡板与屏间的距离｝
3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关，光的颜色按频率从低到高的排列顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记：紫光的频率大，波长小)
4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d＝λ/4〔见第三册P25〕
5.光的衍射：光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光的衍射现象不明显可认为沿直线传播，反之，就不能认为光沿直线传播〔见第三册P27〕
6.光的偏振：光的偏振现象说明光是横波〔见第三册P32〕
7.光的电磁说：光的本质是一种电磁波。电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。红外线、紫外、线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用〔见第三册P29〕
8.光子说,一个光子的能量E＝hν ｛h:普朗克常量＝6.63×10-34J.s，ν:光的频率｝
9.爱因斯坦光电效应方程：mVm2/2＝hν－W ｛mVm2/2:光电子初动能，hν:光子能量，W:金属的逸出功｝
注:
(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理、条件、图样及应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等；
(2)其它相关内容:光的本性学说发展史/泊松亮斑/发射光谱/吸收光谱/光谱分析/原子特征谱线〔见第三册P50〕/光电效应的规律光子说〔见第三册P41〕/光电管及其应用/光的波粒二象性〔见第三册P45〕/激光〔见第三册P35〕/物质波〔见第三册P51〕。
十八、原子和原子核
1.α粒子散射试验结果a)大多数的α粒子不发生偏转；(b)少数α粒子发生了较大角度的偏转；(c)极少数α粒子出现大角度的偏转(甚至反弹回来)
2.原子核的大小：10-15～10-14m，原子的半径约10-10m(原子的核式结构)
3．光子的发射与吸收：原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子:hν＝E初-E末｛能级跃迁｝
4.原子核的组成：质子和中子（统称为核子）， ｛A＝质量数＝质子数＋中子数，Z=电荷数＝质子数＝核外电子数＝原子序数〔见第三册P63〕｝
5.天然放射现象：α射线（α粒子是氦原子核）、β射线（高速运动的电子流）、γ射线（波长极短的电磁波）、α衰变与β衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。γ射线是伴随α射线和β射线产生的〔见第三册P64〕
6.爱因斯坦的质能方程:E＝mc2｛E:能量(J)，m:质量(Kg)，c:光在真空中的速度｝
7.核能的计算ΔE＝Δmc2｛当Δm的单位用kg时，ΔE的单位为J；当Δm用原子质量单位u时，算出的ΔE单位为uc2；1uc2＝931.5MeV｝〔见第三册P72〕。
注：
(1)常见的核反应方程(重核裂变、轻核聚变等核反应方程)要求掌握；
(2)熟记常见粒子的质量数和电荷数；
(3)质量数和电荷数守恒,依据实验事实,是正确书写核反应方程的关键；
(4)其它相关内容:氢原子的能级结构〔见第三册P49〕/氢原子的电子云〔见第三册P53〕/放射性同位数及其应用、放射性污染和防护〔见第三册P69〕/重核裂变、链式反应、链式反应的条件、核反应堆〔见第三册P73〕/轻核聚变、可控热核反应〔见第三册P77〕/人类对物质结构的认识。（
知识梳理
功和功率是非常重要的概念，物理意义丰富，有很深的内涵，在高考试题中经常出现相关的考题，是高考复习中必须掌握，也是重点要理解的概念。
动能和势能是两种最基本的能量形式，可以与其它形式的能发生转化，同时它们也是构成物体机械能的基本因素；动能定理、机械能守恒定律是物理学中重要的规律，是能量守恒定律建立的基础。
本专题对应的基本概念有：功、功率、动能、重力势能、机械能等；对应的物理规律有：功的公式、功率的公式、动能的公式、重力势能的公式、动能定理等。
本专题对应的基本公式有：
命题预测
1．动能定理的应用中，力对物体做功是指合外力对物体的功或者是外力对物体做功的代数和，功和能都是标量，可以利用代数的方法进行加减。
2．正确理解功能关系时，要注意以下几个方面：第一，功是能量转化的量度，在某一物理过程中，做了多少功，就有多少能量发生转化；第二，合外力做功与动能变化对应，重力做功与重力势能的变化对应，除重力和弹力之外的其它力做功与机械能的变化对应；第三，应用功能关系的前提是物体的受力分析必须清楚。
例题精析
题型一 分析物体移动的方向与力的方向不在同一直线上时力所做的功
【例1】用力拉一质量为m的物体，沿水平面匀速前进s，已知力和水平方向的夹角为α 、方向斜向上，物体和地面问的动摩擦因数为μ，则此力做的功为( )
【答案】D
【点评】求一个力做功，首要的是先进行受力分析，这一步骤是不可缺少的，而许多同学并不注意这点。
题型二 分析汽车启动的两种方式
【例2】汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动一小段时间保持匀加速直线运动，则( )
A．不断增大牵引功率
B．不断减小牵引功率
C． 保持牵引功率不变
D．不能判断牵引功率怎样变化
【解析】开始运动，v不断增大，而保持合外力不变，根据公式F合=F牵－f ，由P=
F牵v得正确选项。
【答案】A
【点评】汽车启动过程中，着重区分阻力f、牵引力F牵和合外力F合，匀变速直线运动的末速度vt和最大速度vm。
题型三 动能和动能定理；用动能定理解释生活和生产中的现象
【例3】如右图6－1所示质量为M的小车放在光滑的水平面上，质量为m 的物体放在小车的一端。受到水平恒力F作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为 f，车长为L，车发生的位移为s，则物体从小车一端运动到另一端时，下列说法不正确的是( )
A．物体具有的动能为( F－f)(L＋s)
B． 小车具有的动能为fs
C． 物体克服摩擦力所做的功为f（s +L)
D，这一过程中小车和物体组成的系统机械能减少了fL
【答案】D
【点评】运用动能定理时，注意题目要求的研究对象非常重要，弄清楚研究对象受哪些力及各个力的做功情况如何。
题型四 重力势能的概念
【例4】如图6－2所示，质量m=10kg的物体放在二楼平台上，每层楼高3m，下列说法正确的是( )(g=10m／s 2)
A．该物体的重力势能一定为300J
B，将物体从二楼移到一楼重力做功为300J
C．该物体的重力势能只可能为正
D．物体从二楼到一楼的重力势能改变量可能为正也可能为负
【解析】重力势能的大小具有相对性，与零势能面的选取有关，而重力势能的改变量则与重力所做的功相对应，重力的功与零势能面的选取无关，所以B选项正确。
【答案】B
题型五 对机械能守恒定律条件的分析
【例5】“神州六号”火箭返回舱利用降落伞系统和缓冲发动机进一步降低着陆阶段的下降速度，为防止地面气流通过降落伞拖动已经着陆的返回舱，在着陆前几秒钟，必须自动切断伞绳，使返回舱在缓冲发动机工作下平稳着陆。对于该过程，下述说法中正确的是( )
A．伞未切断时机械能守恒
B．伞切断后机械能守恒
C、整个过程机械能不守恒
D．下落过程重力势能减小，动能增加，机械能不变
【解析】在整个过程中，空气阻力和缓冲发动机都对“神舟六号”做功，所以机械能不守恒。
【答案】C
【点评】判断机械能是否守恒，有两种方式：一是要看是否只有重力(或弹力)做功，二是看是否只有动能和势能之间发生转化。
题型六 功能关系、能量守恒定律的应用
【例6】如果从矿井抽出的每立方米标准大气压下的瓦斯气完全燃烧可以放出热量N。把这种瓦斯气用作火力发电站的燃料，火力发电机组的发电效率为η，发电机输出的功率为P1，发电站时间t内要消耗这样的瓦斯气体积为( )
【解析】在时间t内，发电站输出的电功W=P1t；发电站消耗的热能Q=P1t/η；发电站消耗的瓦斯气体体积V= P1t/ηN。
【答案】A
【点评】解此类型题，很重要一点是要弄清楚哪些功是总功或总能量，哪些功是有用功或有用能量。
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运动是物体的属性，并不是由于力的作用而产生的。力不是物体运动的原因，力是使物体运动状态改变的原因。物体的运动形式由两个因素决定：物体的速度和物体受到的合外力。
1．几种常见运动形式中的运动与力的关系
(1)若物体所受到的合外力为零，则物体运动状态将保持不变，即物体保持静止或作匀速直线运动。反过来，若物体处于匀速运动或保持静止时，其受到的合外力一定为零。
(2)当物体运动速度方向与合外力方向共线时，物体作直线运动。若速度方向与合外力方向相同，则物体作加速直线运动；若速度方向与合外力方向相反，则物体作减速直线运动。
2．加速度与合外力间的关系、速度与加速度(合外力)间的关系
(1)由牛顿第二定律可知，加速度方向总与合外力方向相同、加速度大小与合外力大小成正比。它们间存在因果关系、矢量关系、同时关系、对应关系等多角度的联系。
(2)速度是描述物体运动快慢的物理量，加速度是描述速度变化快慢的物理量，即加速度是速度对时间的变化率。一个物体速度大(即运动得快)不一定速度要变或速度变化快(即加速度大)；反过来，一个物体速度变化快，速度变化率大，但其运动速度不一定大。
3．牛顿运动定律的应用
(1)在以上两种情况的分析中，都需要选择分析对象。选择对象的方法有隔离法和整体法。
隔离法：当以几个物体之中的某一个或一部分物体为对象进行分析时，这种选择方法为隔离法。
整体法：当以几个物体组成的整体为对象进行分析时，这种选择方法为整体法。
(2)牛顿运动定律应用于动力学有两种情形
(a)已知物体受力情况，分析物体的运动情况。处理该情形的思路和步骤如下：
(b)已知物体运动情况，分析物体的受力情况。处理该情形的思路和步骤如下：
(3)超重和失重
(a)当物体具有竖直向上的加速度或具有竖直向上的加速度分量时，物体处于超重状态。在物体处于超重状态时，只是对物体重力的测量值大于重力真实值，物体真实重力并没有增大。
(b)当物体具有竖直向下的加速度或具有竖直向下的加速度分量时，物体处于失重状态。当物体具有加速度为重力加速度时，物体处于完全失重状态。在物体处于失重状态或完全失重状态时，只是对物体重力的测量值小于重力真实值，物体真实重力并没有减
少或重力失去。
命题预测
从知识方面，命题可以对加速度与力、速度与加速度(合外力)的关系进行考查；从方法方面，命题可以对隔离法和整体法进行考查；从情景方面，命题可以将牛顿第二定律与运动学公式联系在一起处理动力学问题及应用于超重和失重现象等。
例题精析
题型一 物体速度与合外力方向关系决定物体是作加速还是减速的运动形式
【例1】如图3－1所示，一木块在光滑水平面上受到一恒力作用而运动，前方固定有一劲度系数足够大的水平弹簧，当木块接触弹簧后，将( )
A．立即作减速运动
B．立即作匀减速运动
C．在一段时间内速度继续增大
D．当弹簧处于最大压缩量时，物体速度为零、加速度也为零
【解析】当木块刚接触弹簧后，弹簧压缩量不大，物块所受到的合外力方向与物块速度方向仍然相同，故开始一段时间内仍然加速；随着弹力的增大，当弹簧弹力大于推力时物块速度方向与它受到的合外力方向相反，物块开始作减速运动；最后速度为零时，物块受到的合外力不为零，其方向向左。
【答案】C
【点评】解答这一类型的问题时要注意物体速度增大还是减小取决于速度方向与合外力方向的关系。另外有些同学认为物块在刚接触弹簧时就开始减速，其错误原因是只看到弹力而漏掉推力，或者认为只要物块接触弹簧它受到的合外力立即向左。
题型二 熟练运用隔离法和整体法的技巧，灵活选择受力分析对象
【例2】如图3—2所示装满土豆的木箱，以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动，则木箱中某一质量为m的土豆(图中阴影部分)受到其它土豆对它的作用力为( )
【解析】以木箱和装满的土豆组成的整体为对象，根据牛顿第二定律得，设它们的加速度为a， 由μmg=ma， 得a=μg， 它的方向水平向左。
以木箱中质量为m的被指定的土豆为研究对象，它随木箱向右作减速运动， 它的加速度方向也水平向左；根据牛顿第二定律可知，该土豆所受到的合外力方向也是水平向左，根据力的平行四边形定则可知，它受到的重力G、其它土豆作用力F与合外力
F 合之间关系如图3－3所示。该土豆所受到的其它土豆作用力F大小为：
【答案】C
【点评】运用牛顿第二定律解决问题时，要养成分析物体受力的好习惯。而分析受力的前提是选准研究对象，并针对同一对象分析合外力、质量和加速度。当然，这里所指的同一对象可以是某一物体，也可以是多个物体组成的整体，处理时灵活地运用隔离法和整体法。另外，本题所要分析的是该土豆受到其它土豆的作用力，而不是求解它受到的合外力。
题型三 对物体所处的超重和失重状态的分析
【例3】某同学正在体重计上，在他迅速下蹲的过程中体重计示数将( )
A．始终变小
B．始终变大
c．先变大，后变小，最后等于他的重力
D．先变小，后变大，最后等于他的重力
【解析】该同学下蹲过程中先加速下降、后减速下降。在加速下降过程中，其加速度方向向下，人处于失重状态，体重计示数小于人的重力；在人减速下降过程中，其加速度方向向上，人处于超重状态，体重计示数大于人的重力。人最后蹲在体重计上静止时示数等于人的重力。
【答案】D
【点评】解决该问题有两个关键点：首先搞清楚人下蹲的运动形式，从而掌握人的加速度方向；再就是掌握判断物体处于超重或失重的本质方法，直接观察人的加速度方向，从而得出结论。
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功和功率是非常重要的概念，物理意义丰富，有很深的内涵，在高考试题中经常出现相关的考题，是高考复习中必须掌握，也是重点要理解的概念。
动能和势能是两种最基本的能量形式，可以与其它形式的能发生转化，同时它们也是构成物体机械能的基本因素；动能定理、机械能守恒定律是物理学中重要的规律，是能量守恒定律建立的基础。
本专题对应的基本概念有：功、功率、动能、重力势能、机械能等；对应的物理规律有：功的公式、功率的公式、动能的公式、重力势能的公式、动能定理等。
本专题对应的基本公式有：
命题预测
1．动能定理的应用中，力对物体做功是指合外力对物体的功或者是外力对物体做功的代数和，功和能都是标量，可以利用代数的方法进行加减。
2．正确理解功能关系时，要注意以下几个方面：第一，功是能量转化的量度，在某一物理过程中，做了多少功，就有多少能量发生转化；第二，合外力做功与动能变化对应，重力做功与重力势能的变化对应，除重力和弹力之外的其它力做功与机械能的变化对应；第三，应用功能关系的前提是物体的受力分析必须清楚。
例题精析
题型一 分析物体移动的方向与力的方向不在同一直线上时力所做的功
【例1】用力拉一质量为m的物体，沿水平面匀速前进s，已知力和水平方向的夹角为α 、方向斜向上，物体和地面问的动摩擦因数为μ，则此力做的功为( )
【答案】D
【点评】求一个力做功，首要的是先进行受力分析，这一步骤是不可缺少的，而许多同学并不注意这点。
题型二 分析汽车启动的两种方式
【例2】汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动一小段时间保持匀加速直线运动，则( )
A．不断增大牵引功率
B．不断减小牵引功率
C． 保持牵引功率不变
D．不能判断牵引功率怎样变化
【解析】开始运动，v不断增大，而保持合外力不变，根据公式F合=F牵－f ，由P=
F牵v得正确选项。
【答案】A
【点评】汽车启动过程中，着重区分阻力f、牵引力F牵和合外力F合，匀变速直线运动的末速度vt和最大速度vm。
题型三 动能和动能定理；用动能定理解释生活和生产中的现象
【例3】如右图6－1所示质量为M的小车放在光滑的水平面上，质量为m 的物体放在小车的一端。受到水平恒力F作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为 f，车长为L，车发生的位移为s，则物体从小车一端运动到另一端时，下列说法不正确的是( )
A．物体具有的动能为( F－f)(L＋s)
B． 小车具有的动能为fs
C． 物体克服摩擦力所做的功为f（s +L)
D，这一过程中小车和物体组成的系统机械能减少了fL
【答案】D
【点评】运用动能定理时，注意题目要求的研究对象非常重要，弄清楚研究对象受哪些力及各个力的做功情况如何。
题型四 重力势能的概念
【例4】如图6－2所示，质量m=10kg的物体放在二楼平台上，每层楼高3m，下列说法正确的是( )(g=10m／s 2)
A．该物体的重力势能一定为300J
B，将物体从二楼移到一楼重力做功为300J
C．该物体的重力势能只可能为正
D．物体从二楼到一楼的重力势能改变量可能为正也可能为负
【解析】重力势能的大小具有相对性，与零势能面的选取有关，而重力势能的改变量则与重力所做的功相对应，重力的功与零势能面的选取无关，所以B选项正确。
【答案】B
题型五 对机械能守恒定律条件的分析
【例5】“神州六号”火箭返回舱利用降落伞系统和缓冲发动机进一步降低着陆阶段的下降速度，为防止地面气流通过降落伞拖动已经着陆的返回舱，在着陆前几秒钟，必须自动切断伞绳，使返回舱在缓冲发动机工作下平稳着陆。对于该过程，下述说法中正确的是( )
A．伞未切断时机械能守恒
B．伞切断后机械能守恒
C、整个过程机械能不守恒
D．下落过程重力势能减小，动能增加，机械能不变
【解析】在整个过程中，空气阻力和缓冲发动机都对“神舟六号”做功，所以机械能不守恒。
【答案】C
【点评】判断机械能是否守恒，有两种方式：一是要看是否只有重力(或弹力)做功，二是看是否只有动能和势能之间发生转化。
题型六 功能关系、能量守恒定律的应用
【例6】如果从矿井抽出的每立方米标准大气压下的瓦斯气完全燃烧可以放出热量N。把这种瓦斯气用作火力发电站的燃料，火力发电机组的发电效率为η，发电机输出的功率为P1，发电站时间t内要消耗这样的瓦斯气体积为( )
【解析】在时间t内，发电站输出的电功W=P1t；发电站消耗的热能Q=P1t/η；发电站消耗的瓦斯气体体积V= P1t/ηN。
【答案】A
【点评】解此类型题，很重要一点是要弄清楚哪些功是总功或总能量，哪些功是有用功或有用能量。
本文章来源于西盟软件站【www.zmke.com】详细地址：http://www.zmke.com/edu/29327.html高中物理力总复习——圆周运动、万有引力及天体运动减小字体 增大字体 作者：佚名 来源：本站整理 发布时间：2009-08-03 15:54:13
知识梳理
1．描述圆周运动的物理量
(1)线速度：它是描述质点沿圆周运动快慢的物理量，某点的线速度的方向沿圆弧该点的切线方向，其大小为v=s/t。
(2)角速度：描述质点绕圆心转动快慢的物理量，大小为 ω=φ/t，国际单位为：rad／s。
(3)周期和频率：运动一周所用的时间叫周期，用符号T表示，质点在单位时间内绕圆心转过的圈数叫频率，用符号f表示。
(4) v、ω 、T、f之间的关系：
2．向心加速度
(1)物理意义：描述某点线速度方向改变的快慢。
(2)大小：a=v2/r=ω2r。
(3)方向：总是指向圆心，与线速度方向垂直。
3．匀速圆周运动
(1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆周运动。
(2)特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动。
(3)条件：合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
4．向心力
(1)作用效果：只产生向心加速度，改变速度的方向。
(2)大小：F=mv2/r=mω2r。
(3)特点：向心力是按效果命名的力，不是一种新性质的力，它可以由一个力或一个力的分力提供，也可以由几个力的合力提供。
5．行星运动的三大规律(开普勒三定律)
(1)所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
(2)对每一个行星而言，太阳和行星的连线在相同时间内扫过的面积相等。
(3)所有行星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。其表达式为：R3/T2 =k ，其中R是椭圆轨道的半长轴，T是行星绕太阳公转的周期，k是一个与行星无关、与太阳质量有关的常量。
6．万有引力定律
宇宙空间一切物体都相互吸引，其引力大小F=GM m/r2， 式中G为万有引力恒量。公式适用于质点间相互作用力，均匀球体可视为质点，这时r应为两球心间距离。
7．应用万有引力定律分析天体的运动
把天体m的运动近似看作匀速圆周运动，则天体运动所需要的向心力由万有引力提供，则有：
在具体问题中，可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算。
9．地球同步卫星
它是相对于地面静止的、和地球自转具有相同周期的卫星。它具有四定：定轨道平面(赤道平面)、定周期(24h)、定高度(离地面高约3．6×104km)、定速度(约3．1km／s)。
命题预测
1．竖直平面内圆周运动的三种常见的临界问题
①没有物体支持的物体做圆周运动。如细绳系着的物体和沿圆环内壁做周运动的物体，如图5—1所示，当它们通过圆轨道最高点时，有FN＋mg=mv2/R，因FN>0，所以v≥，即物体通过最高点的速度的临界值为：v临界=，当物体速度v≥ 时，物体能通过最高点；当 v<时，物体还没到最高点时就脱离了轨道。
②在杆和管的约束下的圆周运动。杆和管对物体既能产生拉力，也能产生支持力．如图5—2所示，当它通过最高点时，有FN＋mg=mv2/R，因FN可以为正(拉力)也可以为负(支持力)甚至为零，故物体通过最高点的速度可以为任意值。当v> 时，杆对物体为拉力；当v<时，杆对物体为支持力；当v=时，杆对物体无作用力。
3若是图5－3的小球，当v≥ 时，它将脱离轨道做平抛运动，因为轨道对小球不能产生拉力。
2．把人造卫星运动看作匀速圆周运动，则卫星运动所需要的向心力由万有引力提供，则
由此可求得卫星的绕行线速度、角速度、周期与半径r的关系为：
人造卫星越靠近地表运行，线速度越大，角速度越大，周期越小。近地卫星运行速度最大，为第一宇宙速度7．9km／s，周期最小，约为84min。
例题精析
题型一 匀速圆周运动各物理量间的关系
【例1】关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下列说法正确的是( )
A．线速度大角速度一定大
B．线速度大周期一定大
C．角速度大的半径一定小
D．角速度大周期一定小
【解析】由ω=2π/T,v=2πr/T=ωr可知, ω∝1/T，D选项正确。
【答案】D
题型二 对竖直平面内圆周运动的分析
【例2】如图5-4汽车以速度v通过一半圆形的拱桥顶端时，在下列有关汽车受力的说法正确的是( )
A．汽车的向心力就是它所受的重力和支持力的合力，方向指向圆心
B．汽车的向心力就是它所受的重力
C．汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用
D．以上均不正确
【解析】此时汽车不一定受到牵引力作用，更没有“向心力”作为新出现的力。
【答案】A
题型三 对水平面内匀速圆周运动的分析
【例3】如图5—5所示，用细绳吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做圆锥摆运动，关于小球受力正确的是( )
A．受重力、拉力、向心力
B．受重力、拉力
C．受重力
D．以上均不正确
【解析】属于水平面内匀速圆周运动，小球受到重力、拉力，其合力充当向心力，指向圆心。
【答案】B
【点评】向心力是按力的作用效果命名的力，它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力或某一个力的分力，只要其效果是提供向心力，使物体产生向心加速度，其关键是分析向心力的来源。
题型四 利用开普勒三定律分析天体运动
【例4】关于行星的运动，以下说法正确的是( )
A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大
B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越小
C．水星的半长轴最短，公转周期最大
D．冥王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长
【解析】由 R3/T2 =k可知，R越大，T越大，故D正确，B、C错误；公式中的T 是公转周期而非自转周期，故A错。
【答案】D
【点评】对公式中的每个量一定要把握其物理意义，R是椭圆轨道的半长轴，T是行星绕中心天体转动的公转周期，k是一个与行星无关、与中心天体质量有关的常量。
题型五 天体质量、密度的计算
【例5】有一行星的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该行星的质量是地球质量的( )
A．1/4 B．4倍 C．16倍 D．64倍
【答案】D
题型六 天体(包括人造卫星)运动规律的基本思路
【例6】在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，则( )
A．卫星运动的速度为
B．卫星运动的周期为
C．卫星运动的加速度为g/2
D．卫星的动能为mgR/4
【答案】D
【点评】解答天体(包括人造卫星)运动规律相关问题的基本思路： (1)万有引力全部提供人造地球卫星绕地球做圆周运动的向心力，因此所有的人造地球卫星的轨道圆心都必定在地心 。(2)人造卫星的轨道半径与它的高度不同但有关系。(3)离地面高度不
同，重力加速度不同，设离地球表面高为h处，重力加速度为g′，地面处重力加速度为g，地球半径为R，则
题型七 对变轨问题的分析
【例7】宇宙飞船要与轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站( )
A．只能从较低轨道上加速
B．只能从较高轨道上加速
C．只能从空间站同一高度轨道上加速
D．无论在什么轨道上，只要加速都行
【解析】当卫星在其轨道上加速时，F 小于所需向心力，故要做离心运动，从而使半径增大，故选A。
【答案】A
【例8】飞船进入正常轨道后，因特殊情况而降低了轨道高度，那么飞船的线速度和周期分别将( )
A．增大、减小 B．减小、增大
C．增大、增大 D．减小、减小
【答案】A
【点评】请同学们认真理解这两道例题，解题时要区分是速度变化引起变轨，还是变轨引起速度变化，两种分析方法截然不同。
题型八 同步卫星的特点
【例9】关于地球同步通讯卫星，下述说法正确的是( )
A．已知它的质量为m，若增为2m，其同步轨道半径将变为原来的2倍
B．它的运行速度应为第一宇宙速度
C 它可以通过北京的正上方
D 地球同步通讯卫星的轨道是唯一的——赤道上方一定高度处
【解析】对卫星来说，万有引力提供向心力， 与卫星质量无关，故A错。当r=R (地球半径)时，卫星有最大速度，因此卫星速度小于第一宇宙速度，故B错。同步卫星只有在赤道上空的一定高度才能与地球自转同步，因地球自转周期一定，则r一定。故C
错D对。
【答案】D
题型九 对卫星受力情况的分析
【例10】宇航员在围绕地球作匀速圆周运动的航天飞机中，会处于完全失重状态。下列说法中正确的是( )
A．宇航员不受重力作用
B．宇航员受力平衡
C．重力为向心力
D．宇航员不受任何力作用
【解析】宇航员仍受重力作用，此力提供宇航员做圆周运动向的向心力。
【答案】C
本文章来源于西盟软件站【www.zmke.com】详细地址：http://www.zmke.com/edu/29328.html“机械能守恒定律”教学设计
宁阳一中物理组 孟艳红
【教学目标】
一、知识与技能
1．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；
2．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件；
3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。
二、过程与方法
1．学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒；
2．初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。
三、情感、态度与价值观
通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。
【教学重点】
1．掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容；
2．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。
【教学难点】
1．从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件；
2．能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。
【教学方法】
演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。
【教具】
细线、小球、带标尺的铁架台。
【教学过程】
一、引入新课
教师活动：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化？这节课我们就来探究这方面的问题。
二、进行新课
1．动能与势能的相互转化
演示实验：如图所示，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。
把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。我们看到，小球可以摆到跟点等高的点，如图甲。
如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到点，但摆到另一侧时，也能达到跟点相同的高度，如图乙。
问题：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？
学生：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。
小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。
实验结论：小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。可见，重力势能和动能的总和，即机械能应该保持不变。
教师：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？下面我们就来定量讨论这个问题。
2．机械能守恒定律
物体沿光滑曲面滑下，只有重力对物体做功。用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，推导出物体在处的机械能和处的机械能相等。
教师：为学生创设问题情境，引导学生运用所学知识独立推导出机械能守恒定律。让学生亲历知识的获得过程。
学生：独立推导。
教师：巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难。
推导的结果为：，
即 。
可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。
结论：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。这就是机械能守恒定律。
3．例题与练习
例题：把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，如图，摆长为，最大摆角为，小球运动到最低位置时的速度是多大？
学生：学生在实物投影仪上讲解自己的解答，并相互讨论；
教师：帮助学生总结用机械能守恒定律解题的要点、步骤，体会应用机械能守恒定律解题的优越性。
总结：
1．机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便；
2．用机械能守恒定律解题，必须明确初末状态机械能，要分析机械能守恒的条件。
练习一：如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（ ）
解析：机械能守恒的条件是：物体只受重力或弹力的作用，或者还受其它力作用，但其它力不做功，那么在动能和势能的相互转化过程中，物体的机械能守恒。依照此条件分析，ABD三项均错。答案：C。
练习二：长为L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的1/4垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？
解析：链条下滑时，因桌面光滑，没有摩擦力做功。整根链条总的机械能守恒，可用机械能守恒定律求解。设整根链条质量为，则单位长度质量（质量线密度）为，设桌面重力势能为零，由机械能守恒定律得：
解得
4．课下作业：完成 25“问题与练习”中4．5题。
5．教学体会
机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例，要使学生对定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识，这是能够用该定律解决力学问题的基础。
本节知识点包括：机械能守恒定律的推导；机械能守恒定律的含义和适用条件。
机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；
分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一。在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
1.动量：p＝mv ｛p:动量(kg/s)，m:质量(kg)，v:速度(m/s)，方向与速度方向相同｝
3.冲量：I＝Ft ｛I:冲量(N?s)，F:恒力(N)，t:力的作用时间(s)，方向由F决定｝
4.动量定理：I＝Δp或Ft＝mvt–mvo {Δp:动量变化Δp＝mvt–mvo，是矢量式}
5.动量守恒定律：p前总＝p后总或p＝p’′也可以是m1v1+m2v2＝m1v1′+m2v2′
6.弹性碰撞：Δp＝0；ΔEk＝0 {即系统的动量和动能均守恒}
7.非弹性碰撞Δp＝0；0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK：损失的动能，EKm：损失的最大动能}
8.完全非弹性碰撞Δp＝0；ΔEK＝ΔEKm {碰后连在一起成一整体}
9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:
v1′＝(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′＝2m1v1/(m1+m2)
10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)
11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M，并嵌入其中一起运动时的机械能损失
E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2＝fs相对 {vt:共同速度，f:阻力，s相对子弹相对长木块的位移}
注：
(1)正碰又叫对心碰撞，速度方向在它们“中心”的连线上;
(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算;
（3）系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力，则系统动量守恒（碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等）;
(4)碰撞过程(时间极短，发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;
(5)爆炸过程视为动量守恒，这时化学能转化为动能，动能增加；(6)其它相关内容：反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行〔见第一册P128〕。
七、功和能（功是能量转化的量度）
1.功：W＝Fscosα（定义式）｛W:功(J)，F:恒力(N)，s:位移(m)，α:F、s间的夹角｝
2.重力做功：Wab＝mghab {m:物体的质量，g＝9.8m/s2≈10m/s2，hab：a与b高度差(hab＝ha-hb)}
3.电场力做功：Wab＝qUab ｛q:电量（C），Uab:a与b之间电势差(V)即Uab＝φa－φb｝
4.电功：W＝UIt（普适式） ｛U：电压（V），I:电流(A)，t:通电时间(s)｝
5.功率：P＝W/t(定义式) ｛P:功率[瓦(W)]，W:t时间内所做的功(J)，t:做功所用时间(s)｝
6.汽车牵引力的功率：P＝Fv；P平＝Fv平 {P:瞬时功率，P平:平均功率}
7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax＝P额/f)
8.电功率：P＝UI(普适式) ｛U：电路电压(V)，I：电路电流(A)｝
9.焦耳定律：Q＝I2Rt ｛Q:电热(J)，I:电流强度(A)，R:电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝
10.纯电阻电路中I＝U/R；P＝UI＝U2/R＝I2R；Q＝W＝UIt＝U2t/R＝I2Rt
11.动能：Ek＝mv2/2 ｛Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s)｝
12.重力势能：EP＝mgh ｛EP :重力势能(J)，g:重力加速度，h:竖直高度(m)(从零势能面起)｝
13.电势能：EA＝qφA ｛EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)(从零势能面起)｝
14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)：
W合＝mvt2/2-mvo2/2或W合＝ΔEK
｛W合:外力对物体做的总功，ΔEK:动能变化ΔEK＝(mvt2/2-mvo2/2)｝
15.机械能守恒定律：ΔE＝0或EK1+EP1＝EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1＝mv22/2+mgh2
16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG＝-ΔEP
注:
(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少；
（2）O0≤α<90O 做正功；90O<α≤180O做负功；α＝90o不做功(力的方向与位移（速度）方向垂直时该力不做功)；
（3）重力（弹力、电场力、分子力）做正功，则重力（弹性、电、分子）势能减少
（4）重力做功和电场力做功均与路径无关（见2、3两式）；（5）机械能守恒成立条件：除重力（弹力）外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化；(6)能的其它单位换算:1kWh(度)＝3.6×106J，1eV＝1.60×10-19J；*（7）弹簧弹性势能E＝kx2/2，与劲度系数和形变量有关。
十、电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝1.60×10-19C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）｛F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k＝9.0×109N?m2/C2，Q1、Q2: 两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝
3.电场强度：E＝F/q（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量(C)｝
4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r2 ｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝
5.匀强电场的场强E＝UAB/d ｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝
6.电场力：F＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝
7.电势与电势差：UAB＝φA-φB，UAB＝WAB/q＝-ΔEAB/q
8.电场力做功：WAB＝qUAB＝Eqd｛WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝
9.电势能：EA＝qφA ｛EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝
10.电势能的变化ΔEAB＝EB-EA ｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝
11.电场力做功与电势能变化ΔEAB＝-WAB＝-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)
12.电容C＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝
13.平行板电容器的电容C＝εS/4πkd（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）
常见电容器〔见第二册P111〕
14.带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔEK或qU＝mVt2/2，Vt＝(2qU/m)1/2
15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)
类平 垂直电场方向:匀速直线运动L＝Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U/d)
抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m
注:
(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分；
(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直；
（3）常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98]；
(4)电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关；
(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面；
(6)电容单位换算：1F＝106μF＝1012PF；
(7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV＝1.60×10-19J；
(8)其它相关内容：静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕。
十一、恒定电流
1.电流强度：I＝q/t｛I:电流强度(A），q:在时间t内通过导体横载面的电量(C），t:时间(s）｝
2.欧姆定律：I＝U/R ｛I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝
3.电阻、电阻定律：R＝ρL/S｛ρ:电阻率(Ω?m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝
4.闭合电路欧姆定律：I＝E/(r+R)或E＝Ir+IR也可以是E＝U内+U外
｛I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝
5.电功与电功率：W＝UIt，P＝UI｛W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝
6.焦耳定律：Q＝I2Rt｛Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝
7.纯电阻电路中:由于I＝U/R,W＝Q，因三此W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2t/R
8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总＝IE，P出＝IU，η＝P出/P总｛I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电源效率｝
9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系(串同并反) R串＝R1+R2+R3+ 1/R并＝1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系 I总＝I1＝I2＝I3 I并＝I1+I2+I3+
电压关系 U总＝U1+U2+U3+ U总＝U1＝U2＝U3
功率分配 P总＝P1+P2+P3+ P总＝P1+P2+P3+
10.欧姆表测电阻
(1)电路组成 (2)测量原理
两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得
Ig＝E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为
Ix＝E/(r+Rg+Ro+Rx)＝E/(R中+Rx)
由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小
(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数｛注意挡位(倍率)｝、拨off挡。
(4)注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。
11.伏安法测电阻
电流表内接法：
电压表示数：U＝UR+UA
电流表外接法：
电流表示数：I＝IR+IV
Rx的测量值＝U/I＝(UA+UR)/IR＝RA+Rx>R真
Rx的测量值＝U/I＝UR/(IR+IV)＝RVRx/(RV+R)
选用电路条件Rx<
限流接法
电压调节范围小,电路简单,功耗小
便于调节电压的选择条件Rp>Rx
电压调节范围大,电路复杂,功耗较大
便于调节电压的选择条件Rp
(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大；
(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻；
(4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大；
(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r)；
(6)其它相关内容：电阻率与温度的关系半导体及其应用超导及其应用〔见第二册P127〕。
十二、磁场
1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量，单位T),1T＝1N/A?m
2.安培力F＝BIL；(注：L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3.洛仑兹力f＝qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第二册P155〕 ｛f:洛仑兹力(N)，q:带电粒子电量(C)，V:带电粒子速度(m/s)｝
4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种)：
（1）带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V＝V0
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向＝f洛＝mV2/r＝mω2r＝mr(2π/T)2＝qVB；r＝mV /qB；T＝2πm/qB；(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下)；(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角（＝二倍弦切角）。
注：
(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定，只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负；
(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握〔见图及第二册P144〕；(3)其它相关内容：地磁场/磁电式电表原理〔见第二册P150〕/回旋加速器〔见第二册P156〕/磁性材料
十三、电磁感应
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E＝nΔΦ/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝
2)E＝BLV垂(切割磁感线运动) ｛L:有效长度(m)｝
3)Em＝nBSω（交流发电机最大的感应电动势）｛Em:感应电动势峰值｝
4)E＝BL2ω/2（导体一端固定以ω旋转切割） ｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝
2.磁通量Φ＝BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定｛电源内部的电流方向：由负极流向正极｝
*4.自感电动势E自＝nΔΦ/Δt＝LΔI/Δt｛L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大)，ΔI:变化电流，?t:所用时间，ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)｝
注：(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定，楞次定律应用要点〔见第二册P173〕；(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化；(3)单位换算：1H＝103mH＝106μH。(4)其它相关内容：自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。
十四、交变电流（正弦式交变电流）
1.电压瞬时值e＝Emsinωt 电流瞬时值i＝Imsinωt；(ω＝2πf)
2.电动势峰值Em＝nBSω＝2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im＝Em/R总
3.正(余)弦式交变电流有效值：E＝Em/(2)1/2；U＝Um/(2)1/2 ；I＝Im/(2)1/2
4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系
U1/U2＝n1/n2； I1/I2＝n2/n2； P入＝P出
5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损′＝(P/U)2R；（P损′:输电线上损失的功率，P:输送电能的总功率，U:输送电压，R:输电线电阻）〔见第二册P198〕；
6.公式1、2、3、4中物理量及单位：ω:角频率(rad/s)；t:时间(s)；n:线圈匝数；B:磁感强度(T)；
S:线圈的面积(m2)；U输出)电压(V)；I:电流强度(A)；P:功率(W)。
注:
(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电＝ω线，f电＝f线；
(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变；
(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值；
(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定，输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大，即P出决定P入；
(5)其它相关内容：正弦交流电图象〔见第二册P190〕/电阻、电感和电容对交变电流的作用〔见第二册P193〕。
十五、电磁振荡和电磁波
1.LC振荡电路T＝2π(LC)1/2；f＝1/T ｛f:频率(Hz)，T:周期(s)，L:电感量(H)，C:电容量(F)｝
2.电磁波在真空中传播的速度c＝3.00×108m/s，λ＝c/f ｛λ:电磁波的波长(m)，f:电磁波频率｝
注:
(1)在LC振荡过程中,电容器电量最大时，振荡电流为零；电容器电量为零时，振荡电流最大；
(2)麦克斯韦电磁场理论:变化的电(磁)场产生磁(电)场；
(3)其它相关内容：电磁场〔见第二册P215〕/电磁波〔见第二册P216〕/无线电波的发射与接收〔见第二册P219〕/电视雷达〔见第二册P220〕。
十六、光的反射和折射（几何光学）
1.反射定律α＝i ｛α;反射角，i:入射角｝
2.绝对折射率(光从真空中到介质)n＝c/v＝sin /sin ｛光的色散，可见光中红光折射率小，n:折射率，c:真空中的光速，v:介质中的光速， :入射角， :折射角｝
3.全反射：1）光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C：sinC＝1/n
2)全反射的条件：光密介质射入光疏介质；入射角等于或大于临界角
注:
(1)平面镜反射成像规律:成等大正立的虚像,像与物沿平面镜对称；
(2)三棱镜折射成像规律:成虚像,出射光线向底边偏折,像的位置向顶角偏移；
(3)光导纤维是光的全反射的实际应用〔见第三册P12〕,放大镜是凸透镜,近视眼镜是凹透镜；
(4)熟记各种光学仪器的成像规律,利用反射(折射)规律、光路的可逆等作出光路图是解题关键；
(5)白光通过三棱镜发色散规律：紫光靠近底边出射见〔第三册P16〕。
十七、光的本性（光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性）
1.两种学说:微粒说(牛顿)、波动说(惠更斯)〔见第三册P23〕
2．双缝干涉:中间为亮条纹；亮条纹位置: ＝nλ；暗条纹位置: ＝(2n+1)λ/2（n＝0,1,2,3,、、、）；条纹间距 ｛ :路程差(光程差)；λ:光的波长；λ/2:光的半波长；d两条狭缝间的距离；l：挡板与屏间的距离｝
3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关，光的颜色按频率从低到高的排列顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记：紫光的频率大，波长小)
4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d＝λ/4〔见第三册P25〕
5.光的衍射：光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光的衍射现象不明显可认为沿直线传播，反之，就不能认为光沿直线传播〔见第三册P27〕
6.光的偏振：光的偏振现象说明光是横波〔见第三册P32〕
7.光的电磁说：光的本质是一种电磁波。电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。红外线、紫外、线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用〔见第三册P29〕
8.光子说,一个光子的能量E＝hν ｛h:普朗克常量＝6.63×10-34J.s，ν:光的频率｝
9.爱因斯坦光电效应方程：mVm2/2＝hν－W ｛mVm2/2:光电子初动能，hν:光子能量，W:金属的逸出功｝
注:
(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理、条件、图样及应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等；
(2)其它相关内容:光的本性学说发展史/泊松亮斑/发射光谱/吸收光谱/光谱分析/原子特征谱线〔见第三册P50〕/光电效应的规律光子说〔见第三册P41〕/光电管及其应用/光的波粒二象性〔见第三册P45〕/激光〔见第三册P35〕/物质波〔见第三册P51〕。
十八、原子和原子核
1.α粒子散射试验结果a)大多数的α粒子不发生偏转；(b)少数α粒子发生了较大角度的偏转；(c)极少数α粒子出现大角度的偏转(甚至反弹回来)
2.原子核的大小：10-15～10-14m，原子的半径约10-10m(原子的核式结构)
3．光子的发射与吸收：原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子:hν＝E初-E末｛能级跃迁｝
4.原子核的组成：质子和中子（统称为核子）， ｛A＝质量数＝质子数＋中子数，Z=电荷数＝质子数＝核外电子数＝原子序数〔见第三册P63〕｝
5.天然放射现象：α射线（α粒子是氦原子核）、β射线（高速运动的电子流）、γ射线（波长极短的电磁波）、α衰变与β衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。γ射线是伴随α射线和β射线产生的〔见第三册P64〕
6.爱因斯坦的质能方程:E＝mc2｛E:能量(J)，m:质量(Kg)，c:光在真空中的速度｝
7.核能的计算ΔE＝Δmc2｛当Δm的单位用kg时，ΔE的单位为J；当Δm用原子质量单位u时，算出的ΔE单位为uc2；1uc2＝931.5MeV｝〔见第三册P72〕。
注：
(1)常见的核反应方程(重核裂变、轻核聚变等核反应方程)要求掌握；
(2)熟记常见粒子的质量数和电荷数；
(3)质量数和电荷数守恒,依据实验事实,是正确书写核反应方程的关键；
(4)其它相关内容:氢原子的能级结构〔见第三册P49〕/氢原子的电子云〔见第三册P53〕/放射性同位数及其应用、放射性污染和防护〔见第三册P69〕/重核裂变、链式反应、链式反应的条件、核反应堆〔见第三册P73〕/轻核聚变、可控热核反应〔见第三册P77〕/人类对物质结构的认识。（
知识梳理
功和功率是非常重要的概念，物理意义丰富，有很深的内涵，在高考试题中经常出现相关的考题，是高考复习中必须掌握，也是重点要理解的概念。
动能和势能是两种最基本的能量形式，可以与其它形式的能发生转化，同时它们也是构成物体机械能的基本因素；动能定理、机械能守恒定律是物理学中重要的规律，是能量守恒定律建立的基础。
本专题对应的基本概念有：功、功率、动能、重力势能、机械能等；对应的物理规律有：功的公式、功率的公式、动能的公式、重力势能的公式、动能定理等。
本专题对应的基本公式有：
命题预测
1．动能定理的应用中，力对物体做功是指合外力对物体的功或者是外力对物体做功的代数和，功和能都是标量，可以利用代数的方法进行加减。
2．正确理解功能关系时，要注意以下几个方面：第一，功是能量转化的量度，在某一物理过程中，做了多少功，就有多少能量发生转化；第二，合外力做功与动能变化对应，重力做功与重力势能的变化对应，除重力和弹力之外的其它力做功与机械能的变化对应；第三，应用功能关系的前提是物体的受力分析必须清楚。
例题精析
题型一 分析物体移动的方向与力的方向不在同一直线上时力所做的功
【例1】用力拉一质量为m的物体，沿水平面匀速前进s，已知力和水平方向的夹角为α 、方向斜向上，物体和地面问的动摩擦因数为μ，则此力做的功为( )
【答案】D
【点评】求一个力做功，首要的是先进行受力分析，这一步骤是不可缺少的，而许多同学并不注意这点。
题型二 分析汽车启动的两种方式
【例2】汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动一小段时间保持匀加速直线运动，则( )
A．不断增大牵引功率
B．不断减小牵引功率
C． 保持牵引功率不变
D．不能判断牵引功率怎样变化
【解析】开始运动，v不断增大，而保持合外力不变，根据公式F合=F牵－f ，由P=
F牵v得正确选项。
【答案】A
【点评】汽车启动过程中，着重区分阻力f、牵引力F牵和合外力F合，匀变速直线运动的末速度vt和最大速度vm。
题型三 动能和动能定理；用动能定理解释生活和生产中的现象
【例3】如右图6－1所示质量为M的小车放在光滑的水平面上，质量为m 的物体放在小车的一端。受到水平恒力F作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为 f，车长为L，车发生的位移为s，则物体从小车一端运动到另一端时，下列说法不正确的是( )
A．物体具有的动能为( F－f)(L＋s)
B． 小车具有的动能为fs
C． 物体克服摩擦力所做的功为f（s +L)
D，这一过程中小车和物体组成的系统机械能减少了fL
【答案】D
【点评】运用动能定理时，注意题目要求的研究对象非常重要，弄清楚研究对象受哪些力及各个力的做功情况如何。
题型四 重力势能的概念
【例4】如图6－2所示，质量m=10kg的物体放在二楼平台上，每层楼高3m，下列说法正确的是( )(g=10m／s 2)
A．该物体的重力势能一定为300J
B，将物体从二楼移到一楼重力做功为300J
C．该物体的重力势能只可能为正
D．物体从二楼到一楼的重力势能改变量可能为正也可能为负
【解析】重力势能的大小具有相对性，与零势能面的选取有关，而重力势能的改变量则与重力所做的功相对应，重力的功与零势能面的选取无关，所以B选项正确。
【答案】B
题型五 对机械能守恒定律条件的分析
【例5】“神州六号”火箭返回舱利用降落伞系统和缓冲发动机进一步降低着陆阶段的下降速度，为防止地面气流通过降落伞拖动已经着陆的返回舱，在着陆前几秒钟，必须自动切断伞绳，使返回舱在缓冲发动机工作下平稳着陆。对于该过程，下述说法中正确的是( )
A．伞未切断时机械能守恒
B．伞切断后机械能守恒
C、整个过程机械能不守恒
D．下落过程重力势能减小，动能增加，机械能不变
【解析】在整个过程中，空气阻力和缓冲发动机都对“神舟六号”做功，所以机械能不守恒。
【答案】C
【点评】判断机械能是否守恒，有两种方式：一是要看是否只有重力(或弹力)做功，二是看是否只有动能和势能之间发生转化。
题型六 功能关系、能量守恒定律的应用
【例6】如果从矿井抽出的每立方米标准大气压下的瓦斯气完全燃烧可以放出热量N。把这种瓦斯气用作火力发电站的燃料，火力发电机组的发电效率为η，发电机输出的功率为P1，发电站时间t内要消耗这样的瓦斯气体积为( )
【解析】在时间t内，发电站输出的电功W=P1t；发电站消耗的热能Q=P1t/η；发电站消耗的瓦斯气体体积V= P1t/ηN。
【答案】A
【点评】解此类型题，很重要一点是要弄清楚哪些功是总功或总能量，哪些功是有用功或有用能量。
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运动是物体的属性，并不是由于力的作用而产生的。力不是物体运动的原因，力是使物体运动状态改变的原因。物体的运动形式由两个因素决定：物体的速度和物体受到的合外力。
1．几种常见运动形式中的运动与力的关系
(1)若物体所受到的合外力为零，则物体运动状态将保持不变，即物体保持静止或作匀速直线运动。反过来，若物体处于匀速运动或保持静止时，其受到的合外力一定为零。
(2)当物体运动速度方向与合外力方向共线时，物体作直线运动。若速度方向与合外力方向相同，则物体作加速直线运动；若速度方向与合外力方向相反，则物体作减速直线运动。
2．加速度与合外力间的关系、速度与加速度(合外力)间的关系
(1)由牛顿第二定律可知，加速度方向总与合外力方向相同、加速度大小与合外力大小成正比。它们间存在因果关系、矢量关系、同时关系、对应关系等多角度的联系。
(2)速度是描述物体运动快慢的物理量，加速度是描述速度变化快慢的物理量，即加速度是速度对时间的变化率。一个物体速度大(即运动得快)不一定速度要变或速度变化快(即加速度大)；反过来，一个物体速度变化快，速度变化率大，但其运动速度不一定大。
3．牛顿运动定律的应用
(1)在以上两种情况的分析中，都需要选择分析对象。选择对象的方法有隔离法和整体法。
隔离法：当以几个物体之中的某一个或一部分物体为对象进行分析时，这种选择方法为隔离法。
整体法：当以几个物体组成的整体为对象进行分析时，这种选择方法为整体法。
(2)牛顿运动定律应用于动力学有两种情形
(a)已知物体受力情况，分析物体的运动情况。处理该情形的思路和步骤如下：
(b)已知物体运动情况，分析物体的受力情况。处理该情形的思路和步骤如下：
(3)超重和失重
(a)当物体具有竖直向上的加速度或具有竖直向上的加速度分量时，物体处于超重状态。在物体处于超重状态时，只是对物体重力的测量值大于重力真实值，物体真实重力并没有增大。
(b)当物体具有竖直向下的加速度或具有竖直向下的加速度分量时，物体处于失重状态。当物体具有加速度为重力加速度时，物体处于完全失重状态。在物体处于失重状态或完全失重状态时，只是对物体重力的测量值小于重力真实值，物体真实重力并没有减
少或重力失去。
命题预测
从知识方面，命题可以对加速度与力、速度与加速度(合外力)的关系进行考查；从方法方面，命题可以对隔离法和整体法进行考查；从情景方面，命题可以将牛顿第二定律与运动学公式联系在一起处理动力学问题及应用于超重和失重现象等。
例题精析
题型一 物体速度与合外力方向关系决定物体是作加速还是减速的运动形式
【例1】如图3－1所示，一木块在光滑水平面上受到一恒力作用而运动，前方固定有一劲度系数足够大的水平弹簧，当木块接触弹簧后，将( )
A．立即作减速运动
B．立即作匀减速运动
C．在一段时间内速度继续增大
D．当弹簧处于最大压缩量时，物体速度为零、加速度也为零
【解析】当木块刚接触弹簧后，弹簧压缩量不大，物块所受到的合外力方向与物块速度方向仍然相同，故开始一段时间内仍然加速；随着弹力的增大，当弹簧弹力大于推力时物块速度方向与它受到的合外力方向相反，物块开始作减速运动；最后速度为零时，物块受到的合外力不为零，其方向向左。
【答案】C
【点评】解答这一类型的问题时要注意物体速度增大还是减小取决于速度方向与合外力方向的关系。另外有些同学认为物块在刚接触弹簧时就开始减速，其错误原因是只看到弹力而漏掉推力，或者认为只要物块接触弹簧它受到的合外力立即向左。
题型二 熟练运用隔离法和整体法的技巧，灵活选择受力分析对象
【例2】如图3—2所示装满土豆的木箱，以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动，则木箱中某一质量为m的土豆(图中阴影部分)受到其它土豆对它的作用力为( )
【解析】以木箱和装满的土豆组成的整体为对象，根据牛顿第二定律得，设它们的加速度为a， 由μmg=ma， 得a=μg， 它的方向水平向左。
以木箱中质量为m的被指定的土豆为研究对象，它随木箱向右作减速运动， 它的加速度方向也水平向左；根据牛顿第二定律可知，该土豆所受到的合外力方向也是水平向左，根据力的平行四边形定则可知，它受到的重力G、其它土豆作用力F与合外力
F 合之间关系如图3－3所示。该土豆所受到的其它土豆作用力F大小为：
【答案】C
【点评】运用牛顿第二定律解决问题时，要养成分析物体受力的好习惯。而分析受力的前提是选准研究对象，并针对同一对象分析合外力、质量和加速度。当然，这里所指的同一对象可以是某一物体，也可以是多个物体组成的整体，处理时灵活地运用隔离法和整体法。另外，本题所要分析的是该土豆受到其它土豆的作用力，而不是求解它受到的合外力。
题型三 对物体所处的超重和失重状态的分析
【例3】某同学正在体重计上，在他迅速下蹲的过程中体重计示数将( )
A．始终变小
B．始终变大
c．先变大，后变小，最后等于他的重力
D．先变小，后变大，最后等于他的重力
【解析】该同学下蹲过程中先加速下降、后减速下降。在加速下降过程中，其加速度方向向下，人处于失重状态，体重计示数小于人的重力；在人减速下降过程中，其加速度方向向上，人处于超重状态，体重计示数大于人的重力。人最后蹲在体重计上静止时示数等于人的重力。
【答案】D
【点评】解决该问题有两个关键点：首先搞清楚人下蹲的运动形式，从而掌握人的加速度方向；再就是掌握判断物体处于超重或失重的本质方法，直接观察人的加速度方向，从而得出结论。
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功和功率是非常重要的概念，物理意义丰富，有很深的内涵，在高考试题中经常出现相关的考题，是高考复习中必须掌握，也是重点要理解的概念。
动能和势能是两种最基本的能量形式，可以与其它形式的能发生转化，同时它们也是构成物体机械能的基本因素；动能定理、机械能守恒定律是物理学中重要的规律，是能量守恒定律建立的基础。
本专题对应的基本概念有：功、功率、动能、重力势能、机械能等；对应的物理规律有：功的公式、功率的公式、动能的公式、重力势能的公式、动能定理等。
本专题对应的基本公式有：
命题预测
1．动能定理的应用中，力对物体做功是指合外力对物体的功或者是外力对物体做功的代数和，功和能都是标量，可以利用代数的方法进行加减。
2．正确理解功能关系时，要注意以下几个方面：第一，功是能量转化的量度，在某一物理过程中，做了多少功，就有多少能量发生转化；第二，合外力做功与动能变化对应，重力做功与重力势能的变化对应，除重力和弹力之外的其它力做功与机械能的变化对应；第三，应用功能关系的前提是物体的受力分析必须清楚。
例题精析
题型一 分析物体移动的方向与力的方向不在同一直线上时力所做的功
【例1】用力拉一质量为m的物体，沿水平面匀速前进s，已知力和水平方向的夹角为α 、方向斜向上，物体和地面问的动摩擦因数为μ，则此力做的功为( )
【答案】D
【点评】求一个力做功，首要的是先进行受力分析，这一步骤是不可缺少的，而许多同学并不注意这点。
题型二 分析汽车启动的两种方式
【例2】汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动一小段时间保持匀加速直线运动，则( )
A．不断增大牵引功率
B．不断减小牵引功率
C． 保持牵引功率不变
D．不能判断牵引功率怎样变化
【解析】开始运动，v不断增大，而保持合外力不变，根据公式F合=F牵－f ，由P=
F牵v得正确选项。
【答案】A
【点评】汽车启动过程中，着重区分阻力f、牵引力F牵和合外力F合，匀变速直线运动的末速度vt和最大速度vm。
题型三 动能和动能定理；用动能定理解释生活和生产中的现象
【例3】如右图6－1所示质量为M的小车放在光滑的水平面上，质量为m 的物体放在小车的一端。受到水平恒力F作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为 f，车长为L，车发生的位移为s，则物体从小车一端运动到另一端时，下列说法不正确的是( )
A．物体具有的动能为( F－f)(L＋s)
B． 小车具有的动能为fs
C． 物体克服摩擦力所做的功为f（s +L)
D，这一过程中小车和物体组成的系统机械能减少了fL
【答案】D
【点评】运用动能定理时，注意题目要求的研究对象非常重要，弄清楚研究对象受哪些力及各个力的做功情况如何。
题型四 重力势能的概念
【例4】如图6－2所示，质量m=10kg的物体放在二楼平台上，每层楼高3m，下列说法正确的是( )(g=10m／s 2)
A．该物体的重力势能一定为300J
B，将物体从二楼移到一楼重力做功为300J
C．该物体的重力势能只可能为正
D．物体从二楼到一楼的重力势能改变量可能为正也可能为负
【解析】重力势能的大小具有相对性，与零势能面的选取有关，而重力势能的改变量则与重力所做的功相对应，重力的功与零势能面的选取无关，所以B选项正确。
【答案】B
题型五 对机械能守恒定律条件的分析
【例5】“神州六号”火箭返回舱利用降落伞系统和缓冲发动机进一步降低着陆阶段的下降速度，为防止地面气流通过降落伞拖动已经着陆的返回舱，在着陆前几秒钟，必须自动切断伞绳，使返回舱在缓冲发动机工作下平稳着陆。对于该过程，下述说法中正确的是( )
A．伞未切断时机械能守恒
B．伞切断后机械能守恒
C、整个过程机械能不守恒
D．下落过程重力势能减小，动能增加，机械能不变
【解析】在整个过程中，空气阻力和缓冲发动机都对“神舟六号”做功，所以机械能不守恒。
【答案】C
【点评】判断机械能是否守恒，有两种方式：一是要看是否只有重力(或弹力)做功，二是看是否只有动能和势能之间发生转化。
题型六 功能关系、能量守恒定律的应用
【例6】如果从矿井抽出的每立方米标准大气压下的瓦斯气完全燃烧可以放出热量N。把这种瓦斯气用作火力发电站的燃料，火力发电机组的发电效率为η，发电机输出的功率为P1，发电站时间t内要消耗这样的瓦斯气体积为( )
【解析】在时间t内，发电站输出的电功W=P1t；发电站消耗的热能Q=P1t/η；发电站消耗的瓦斯气体体积V= P1t/ηN。
【答案】A
【点评】解此类型题，很重要一点是要弄清楚哪些功是总功或总能量，哪些功是有用功或有用能量。
本文章来源于西盟软件站【www.zmke.com】详细地址：http://www.zmke.com/edu/29327.html高中物理力总复习——圆周运动、万有引力及天体运动减小字体 增大字体 作者：佚名 来源：本站整理 发布时间：2009-08-03 15:54:13
知识梳理
1．描述圆周运动的物理量
(1)线速度：它是描述质点沿圆周运动快慢的物理量，某点的线速度的方向沿圆弧该点的切线方向，其大小为v=s/t。
(2)角速度：描述质点绕圆心转动快慢的物理量，大小为 ω=φ/t，国际单位为：rad／s。
(3)周期和频率：运动一周所用的时间叫周期，用符号T表示，质点在单位时间内绕圆心转过的圈数叫频率，用符号f表示。
(4) v、ω 、T、f之间的关系：
2．向心加速度
(1)物理意义：描述某点线速度方向改变的快慢。
(2)大小：a=v2/r=ω2r。
(3)方向：总是指向圆心，与线速度方向垂直。
3．匀速圆周运动
(1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆周运动。
(2)特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动。
(3)条件：合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
4．向心力
(1)作用效果：只产生向心加速度，改变速度的方向。
(2)大小：F=mv2/r=mω2r。
(3)特点：向心力是按效果命名的力，不是一种新性质的力，它可以由一个力或一个力的分力提供，也可以由几个力的合力提供。
5．行星运动的三大规律(开普勒三定律)
(1)所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
(2)对每一个行星而言，太阳和行星的连线在相同时间内扫过的面积相等。
(3)所有行星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。其表达式为：R3/T2 =k ，其中R是椭圆轨道的半长轴，T是行星绕太阳公转的周期，k是一个与行星无关、与太阳质量有关的常量。
6．万有引力定律
宇宙空间一切物体都相互吸引，其引力大小F=GM m/r2， 式中G为万有引力恒量。公式适用于质点间相互作用力，均匀球体可视为质点，这时r应为两球心间距离。
7．应用万有引力定律分析天体的运动
把天体m的运动近似看作匀速圆周运动，则天体运动所需要的向心力由万有引力提供，则有：
在具体问题中，可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算。
9．地球同步卫星
它是相对于地面静止的、和地球自转具有相同周期的卫星。它具有四定：定轨道平面(赤道平面)、定周期(24h)、定高度(离地面高约3．6×104km)、定速度(约3．1km／s)。
命题预测
1．竖直平面内圆周运动的三种常见的临界问题
①没有物体支持的物体做圆周运动。如细绳系着的物体和沿圆环内壁做周运动的物体，如图5—1所示，当它们通过圆轨道最高点时，有FN＋mg=mv2/R，因FN>0，所以v≥，即物体通过最高点的速度的临界值为：v临界=，当物体速度v≥ 时，物体能通过最高点；当 v<时，物体还没到最高点时就脱离了轨道。
②在杆和管的约束下的圆周运动。杆和管对物体既能产生拉力，也能产生支持力．如图5—2所示，当它通过最高点时，有FN＋mg=mv2/R，因FN可以为正(拉力)也可以为负(支持力)甚至为零，故物体通过最高点的速度可以为任意值。当v> 时，杆对物体为拉力；当v<时，杆对物体为支持力；当v=时，杆对物体无作用力。
3若是图5－3的小球，当v≥ 时，它将脱离轨道做平抛运动，因为轨道对小球不能产生拉力。
2．把人造卫星运动看作匀速圆周运动，则卫星运动所需要的向心力由万有引力提供，则
由此可求得卫星的绕行线速度、角速度、周期与半径r的关系为：
人造卫星越靠近地表运行，线速度越大，角速度越大，周期越小。近地卫星运行速度最大，为第一宇宙速度7．9km／s，周期最小，约为84min。
例题精析
题型一 匀速圆周运动各物理量间的关系
【例1】关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下列说法正确的是( )
A．线速度大角速度一定大
B．线速度大周期一定大
C．角速度大的半径一定小
D．角速度大周期一定小
【解析】由ω=2π/T,v=2πr/T=ωr可知, ω∝1/T，D选项正确。
【答案】D
题型二 对竖直平面内圆周运动的分析
【例2】如图5-4汽车以速度v通过一半圆形的拱桥顶端时，在下列有关汽车受力的说法正确的是( )
A．汽车的向心力就是它所受的重力和支持力的合力，方向指向圆心
B．汽车的向心力就是它所受的重力
C．汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用
D．以上均不正确
【解析】此时汽车不一定受到牵引力作用，更没有“向心力”作为新出现的力。
【答案】A
题型三 对水平面内匀速圆周运动的分析
【例3】如图5—5所示，用细绳吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做圆锥摆运动，关于小球受力正确的是( )
A．受重力、拉力、向心力
B．受重力、拉力
C．受重力
D．以上均不正确
【解析】属于水平面内匀速圆周运动，小球受到重力、拉力，其合力充当向心力，指向圆心。
【答案】B
【点评】向心力是按力的作用效果命名的力，它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力或某一个力的分力，只要其效果是提供向心力，使物体产生向心加速度，其关键是分析向心力的来源。
题型四 利用开普勒三定律分析天体运动
【例4】关于行星的运动，以下说法正确的是( )
A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大
B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越小
C．水星的半长轴最短，公转周期最大
D．冥王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长
【解析】由 R3/T2 =k可知，R越大，T越大，故D正确，B、C错误；公式中的T 是公转周期而非自转周期，故A错。
【答案】D
【点评】对公式中的每个量一定要把握其物理意义，R是椭圆轨道的半长轴，T是行星绕中心天体转动的公转周期，k是一个与行星无关、与中心天体质量有关的常量。
题型五 天体质量、密度的计算
【例5】有一行星的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该行星的质量是地球质量的( )
A．1/4 B．4倍 C．16倍 D．64倍
【答案】D
题型六 天体(包括人造卫星)运动规律的基本思路
【例6】在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，则( )
A．卫星运动的速度为
B．卫星运动的周期为
C．卫星运动的加速度为g/2
D．卫星的动能为mgR/4
【答案】D
【点评】解答天体(包括人造卫星)运动规律相关问题的基本思路： (1)万有引力全部提供人造地球卫星绕地球做圆周运动的向心力，因此所有的人造地球卫星的轨道圆心都必定在地心 。(2)人造卫星的轨道半径与它的高度不同但有关系。(3)离地面高度不
同，重力加速度不同，设离地球表面高为h处，重力加速度为g′，地面处重力加速度为g，地球半径为R，则
题型七 对变轨问题的分析
【例7】宇宙飞船要与轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站( )
A．只能从较低轨道上加速
B．只能从较高轨道上加速
C．只能从空间站同一高度轨道上加速
D．无论在什么轨道上，只要加速都行
【解析】当卫星在其轨道上加速时，F 小于所需向心力，故要做离心运动，从而使半径增大，故选A。
【答案】A
【例8】飞船进入正常轨道后，因特殊情况而降低了轨道高度，那么飞船的线速度和周期分别将( )
A．增大、减小 B．减小、增大
C．增大、增大 D．减小、减小
【答案】A
【点评】请同学们认真理解这两道例题，解题时要区分是速度变化引起变轨，还是变轨引起速度变化，两种分析方法截然不同。
题型八 同步卫星的特点
【例9】关于地球同步通讯卫星，下述说法正确的是( )
A．已知它的质量为m，若增为2m，其同步轨道半径将变为原来的2倍
B．它的运行速度应为第一宇宙速度
C 它可以通过北京的正上方
D 地球同步通讯卫星的轨道是唯一的——赤道上方一定高度处
【解析】对卫星来说，万有引力提供向心力， 与卫星质量无关，故A错。当r=R (地球半径)时，卫星有最大速度，因此卫星速度小于第一宇宙速度，故B错。同步卫星只有在赤道上空的一定高度才能与地球自转同步，因地球自转周期一定，则r一定。故C
错D对。
【答案】D
题型九 对卫星受力情况的分析
【例10】宇航员在围绕地球作匀速圆周运动的航天飞机中，会处于完全失重状态。下列说法中正确的是( )
A．宇航员不受重力作用
B．宇航员受力平衡
C．重力为向心力
D．宇航员不受任何力作用
【解析】宇航员仍受重力作用，此力提供宇航员做圆周运动向的向心力。
【答案】C
本文章来源于西盟软件站【www.zmke.com】详细地址：http://www.zmke.com/edu/29328.html“机械能守恒定律”教学设计
宁阳一中物理组 孟艳红
【教学目标】
一、知识与技能
1．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；
2．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件；
3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。
二、过程与方法
1．学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒；
2．初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。
三、情感、态度与价值观
通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。
【教学重点】
1．掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容；
2．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。
【教学难点】
1．从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件；
2．能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。
【教学方法】
演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。
【教具】
细线、小球、带标尺的铁架台。
【教学过程】
一、引入新课
教师活动：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化？这节课我们就来探究这方面的问题。
二、进行新课
1．动能与势能的相互转化
演示实验：如图所示，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。
把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。我们看到，小球可以摆到跟点等高的点，如图甲。
如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到点，但摆到另一侧时，也能达到跟点相同的高度，如图乙。
问题：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？
学生：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。
小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。
实验结论：小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。可见，重力势能和动能的总和，即机械能应该保持不变。
教师：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？下面我们就来定量讨论这个问题。
2．机械能守恒定律
物体沿光滑曲面滑下，只有重力对物体做功。用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，推导出物体在处的机械能和处的机械能相等。
教师：为学生创设问题情境，引导学生运用所学知识独立推导出机械能守恒定律。让学生亲历知识的获得过程。
学生：独立推导。
教师：巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难。
推导的结果为：，
即 。
可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。
结论：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。这就是机械能守恒定律。
3．例题与练习
例题：把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，如图，摆长为，最大摆角为，小球运动到最低位置时的速度是多大？
学生：学生在实物投影仪上讲解自己的解答，并相互讨论；
教师：帮助学生总结用机械能守恒定律解题的要点、步骤，体会应用机械能守恒定律解题的优越性。
总结：
1．机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便；
2．用机械能守恒定律解题，必须明确初末状态机械能，要分析机械能守恒的条件。
练习一：如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（ ）
解析：机械能守恒的条件是：物体只受重力或弹力的作用，或者还受其它力作用，但其它力不做功，那么在动能和势能的相互转化过程中，物体的机械能守恒。依照此条件分析，ABD三项均错。答案：C。
练习二：长为L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的1/4垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？
解析：链条下滑时，因桌面光滑，没有摩擦力做功。整根链条总的机械能守恒，可用机械能守恒定律求解。设整根链条质量为，则单位长度质量（质量线密度）为，设桌面重力势能为零，由机械能守恒定律得：
解得
4．课下作业：完成 25“问题与练习”中4．5题。
5．教学体会
机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例，要使学生对定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识，这是能够用该定律解决力学问题的基础。
本节知识点包括：机械能守恒定律的推导；机械能守恒定律的含义和适用条件。
机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；
分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一。在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。