高一物理下学期期中复习

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1、年 级高一学 科物理版 本人教新课标版课程标题高一物理人教新课标版下学期期中复习编稿老师张晓春一校黄楠二校李秀卿审核薛海燕 一、学习目标：1. 归纳第六章、第七章的知识体系和知识网络。2. 进一步理解第六章、第七章的重要概念和规律。3. 掌握前半学期所学知识对应的典型习题的分析方法和解法。二、重点、难点：重点：万有引力定律和机械能守恒定律各部分知识体系的理解与归纳。难点：各部分内容中的重点概念、重要规律、重要题型的理解。三、考点分析：内容和要求考点细目出题方式开普勒行星运动定律开普勒三定律的理解选择题万有引力定律万有引力定律的推导和理解选择、计算题万有引力定律在天文学上的应用应用万有引力定律估

2、算天体质量、密度和环绕天体的轨道半径选择、计算题应用万有引力定律求解重力加速度选择、计算题人造卫星、宇宙速度第一宇宙速度的推导和理解选择、计算题人造卫星的发射和运行过程的分析选择题功功的概念和正负功的理解选择题恒力功和变力功的计算选择、计算题功率功率的概念和表达式的理解选择题功率的求解选择、计算题机车启动过程的分析计算题动能和重力势能动能和重力势能的理解和计算选择、计算题动能定理动能定理的理解选择题应用动能定理解决力学问题计算题机械能守恒定律机械能守恒定律的理解、应用守恒条件判断机械能是否守恒选择题应用机械能守恒定律解决力学问题计算题 一、知识网络 二、要点综述1. 开普勒行星运动定律第一定律

3、：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。即： 比值k是一个对所有行星都相同的常量。2. 万有引力定律（1）开普勒对行星运动规律的描述（开普勒定律）为万有引力定律的发现奠定了基础。（2）万有引力定律公式： ， （3）万有引力定律适用于一切物体，但用公式计算时，注意其有一定的适用条件。3. 万有引力定律在天文学上的应用。（1）基本计算方法：把天体的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供： 在忽略天体自转影响时，天体表面

4、的重力加速度： ，R为天体半径。（2）天体质量，密度的估算。测出环绕天体做匀速圆周运动的半径为r，周期为T，由 得出被环绕天体的质量为 ，密度为 ，R为被环绕天体的半径。当环绕天体在被环绕天体的表面运行时，rR，则 。（3）环绕天体的绕行速度、角速度、周期与半径的关系。由 得 r越大，v越小由 得 r越大， 越小由 得 r越大，T越大（4）三种宇宙速度第一宇宙速度（地面附近的环绕速度）：v1=7.9km/s，人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度。第二宇宙速度（地面附近的逃逸速度）：v2=11.2km/s，使物体挣脱地球引力的束缚，在地面附近的最小发射速度。第三宇宙速度：v3=16.7

5、km/s，使物体挣脱太阳引力束缚，在地面附近的最小发射速度。4. 功（1）定义：力和在力的方向上发生的位移的乘积。（2）两个不可缺少的因素是力和在力的方向上发生的位移。（3）功的计算公式：F和s同方向，WFs；F和s不同方向，W=Fscos。（4）功的单位：焦耳，（牛?米） J（5）功的正负判定：当0 90时，0cos 1，W为正值，力对物体做正功，力对物体的运动有推动作用。动力当 90时，cos 0，W0，力对物体不做功。当90 180时，1cos 0，W为负值，力对物体做负功，或说物体克服力F做功，力对物体的运动起阻碍作用。阻力（6）物理意义：功是能转化的量度，是标量，但有正负。5. 功率

6、（1）定义：功的大小和完成这些功所用的时间的比值。（2）物理意义：描述物体做功的快慢，是标量。（3）公式： （4）单位：国际单位是瓦特，常用单位还有千瓦（5）机车启动过程分析：以恒定功率启动，f一定，v变大，F变小，a变小，a0时，Ff，机车以最大速度vm=P/F=P/f做匀速运动； 以恒定加速度a启动，a一定，v变大，P变大，当P刚达到额定功率时，运动速度还没达到最大，接下来，机车以恒定的功率启动，当达到最大速度时F=f，vm=PF= Pf,接着以最大速度做匀速运动。 6. 动能Ek（1）定义：物体由于运动而具有的能。（2）表达式：Ekmv2/2（3）单位和性质：国际单位是焦耳，是标量。7.

7、 势能EP：（1）重力势能；定义：地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。它是物体和地球组成的系统所共有的。表达式：EP=mgh。物体在某位置具有的势能值和零势能面的选取有关。物体在两位置间的势能差和零势能面的选取无关。重力做功和路径无关。WG ，物体上升h高度时，WGmgh；物体下降h高度时，WG=mgh。8. 动能定理：（1）内容；各个外力对物体做功的代数和等于物体动能的变化量。（2）公式；W合Ek（3）注意要点：W是指外力做功的代数和；W和Ek的计算是代数运算；W为正功时，Ek增加；W为负功时，Ek减少。（4）用动能定理解题的一般步骤：明确研究对象，对研究对象进行受力分析；明确各力做功的大

8、小和正负；用动能定理列方程解题。9. 机械能守恒定律（1）内容和条件：在只有重力或弹簧弹力做功的条件下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。（2）公式：E初总E末总； ； （适用于有A、B两物体的系统）（3）应用机械能守恒定律解题的一般步骤；明确研究对象，对研究对象进行受力分析；根据守恒条件判断机械能是否守恒；正确选取零势能参考面；选用机械能守恒公式列方程进行求解。 知识点一：万有引力部分题型举例1. 测天体的质量及密度例1. 继神秘的火星之后，土星也成了全世界关注的焦点！在太空中经过近7年35.2亿公里的风尘仆仆的穿行后，美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星

9、探测器于美国东部时间6月30日（北京时间7月1日）抵达预定轨道，开始“拜访”土星及其卫星家族。这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星所做的最详尽的探测！若“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道，在半径为R的土星上空离土星表面高 的圆形轨道上绕土星飞行，环绕 周飞行时间为 。试计算土星的质量和平均密度。分析：本题涉及到星体质量的估算，及万有引力定律应用的两条基本思路：（1）天体表面上物体的重力近似等于物体所受的万有引力；（2）卫星绕中心天体运动的向心力由中心天体对卫星的万有引力提供。解题时根据题目条件，恰当选择计算方法。解：设“卡西尼”号的质量为m，土星的质量为M。“卡西尼”号围绕土星的中心做匀

10、速圆周运动，其向心力由万有引力提供。 ，其中 ，所以： 又 ， 解题后的思考：本题根据卫星绕中心天体运动的向心力等于中心天体对卫星的万有引力进行求解，解题时要注意探测器环绕的轨道半径为土星半径与探测器离地高度的和。2. 行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题例2. 某中子星的质量大约与太阳的质量相等均为 。但是它的半径为10km，已知万有引力常量 ，求：（1）此中子星表面的重力加速度。（2）贴近中子星的表面，沿圆形轨道运动的小卫星的速度。分析：本题涉及星体表面重力加速度的求解，主要考查的基本方法是F万=mg的应用解：（1）设中子星表面的重力加速度为 在中子星表面： （2）贴近中子星表面，小卫星

11、的轨道半径 由万有引力提供向心力，得 得 解题后的思考：本题的两个小题分别考查了万有引力定律应用的两种基本思路，解题时要注意方法的选择。3. 人造卫星、宇宙速度、有关航天问题的分析例3. 设同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为 ；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为 ，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的是 （ ）A. = B. = C. = D. = 分析：本题考查了人造卫星运动的基本特点。解：同步卫星与地球自转的角速度相同，由向心加速度公式 ，可得 = ，B选项正确；第一宇宙速度是在地球表面附近做匀速圆周运动的卫星具有的速度，计算方法和同步卫星的运行速率计

12、算方法相同，即万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 ， ，解得 = 。答案：B解题后的思考：本题考查对天体运动中公式的理解和应用。正确理解第一宇宙速度的概念，抓住近地卫星和同步卫星的特点，能够区别轨道半径和星球半径、离地高度等概念是解题的关键。本题易错选C答案，主要是误认为 。赤道上的物体随地球自转的向心加速度是由万有引力和地面的支持力共同提供的。例4. 无人飞船“神舟二号”曾在离地高度为H3. 4 105m的圆形轨道上运行了47小时。求在这段时间内它绕行地球多少圈？（地球半径R=6.37 106m，重力加速度g9.8m/s2）分析：宇宙飞船也是一颗人造地球卫星，在绕地球运动的过程中地球对飞船

13、的万有引力提供做圆周运动的向心力。解：用r表示飞船圆形轨道半径r=H+ R= 6.71 106m 。M表示地球质量，m表示飞船质量， 表示飞船绕地球运行的角速度，G表示万有引力常量。由万有引力定律和牛顿定律得 利用G g得 2，由于 ，T表示运动周期。解得T ，又将数值代入n= 解得绕行圈数为n=31。解题后的思考：本题的求解过程中要注意，题目没有告诉地球质量和万有引力常量，所以解题时要注意黄金代换式的使用。知识点二：机械能守恒部分题型举例4. 机车启动类问题例5. 质量为 的火车，在恒定的额定功率下由静止出发，运动中受到一个恒定不变的阻力作用，经过103s，行驶12km后，达到最大速度72k

14、m/h。求列车的额定功率和它受到的阻力。分析：火车在达到最大速度之前，牵引力 将是一个与速度有关的量。阻力为F，则火车的加速度 。即加速度随着速度的增大而减小，火车做加速度减小的变加速运动。由于a是变量，所以解答此类问题时采用牛顿定律和运动学公式是不恰当的。解：在从速度为零达到速度最大这一过程中：机车牵引力做功为Pt，阻力做功为Fs，动能增量为 ，则由动能定理可得 在达到最大速度这一瞬间，是加速度为零的时刻所以 即 列车受到的阻力 列车的额定功率 解题后的思考：此题中，由于牵引力F的大小有变化，所以不能直接由W=Fscos求出变力F做功的值，此时可由功率的定义式求得做功为W=Pt。5. 动能定理的应用例6. 如图所示是一个横截面为半圆，半径为R的光滑柱面，一根不可伸长的细线两端分别系物体A、B，且 ，由图示位置从静止开始释放物体A，当物体B到达半圆顶点时，求绳的张力对物体B所做的功。 分析：对物体B的受力情况进行分析，绳的张力F随物体B上升的高度而变化，且A、B两物体又是变加速运动，所以张力F的变化比较复杂，不能直接由 求出，但可以考虑应用动能定理求变力做功。由于绳不可伸长， ，A、B两物体所走路程相等。 与物体B运动方向一致，则有张力对A、B两物体做功大小相等为W（一正一负）。解：设B物体到达半圆顶