(1) 内容
(2)万有引力定律公式: F G
m1m2 1122
G 6.67 10N m/kg, 2
r
(3)万有引力定律适用于一切物体,但用公式计算时,注意有一定的适用条件。 2、万有引力定律在天文学上的应用。 (1)基本方法:
①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:
Mmv2
G2 m m 2r rr
②在忽略天体自转影响时,天体表面的重力加速度:g G(2)天体质量的估算
测出环绕天体作匀速圆周运动的半径r,周期为T,
M
,R为天体半径。 R2
Mm4 24 2r3
由G2 m2r得被环绕天体的质量为M ,
rTGT2
4、三种宇宙速度
①第一宇宙速度:v1=7.9km/s,人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动的速度。 ②第二宇宙速度:v2=11.2km/s,使物体挣脱地球束缚,在地面附近的最小发射速度。 ③第三宇宙速度:v3=16.7km/s,使物体挣脱太阳引力束缚,在地面附近的最小发射速度。
第七章 机械能及其守恒定律
一、知识脉络
功
功率
动能 基本概念
重力势能 机械能 势能 弹性势能
功和能 机械能
动能定理:外力做的总功等于动能的变化量 基本规律
条件 机械能守恒定律 表达式
二、知识点说明
1、功:
(
1)功的计算公式: (3)注意:当
当
= <
时,力对物体做负功,也说成物体克服这个力做了功(取正值)
(2)功是标量
时,W=0。例如:线吊小球做圆周运动时,线的拉力不做功;
2、功率:
(1)定义:功跟完成这个功所用时间的比值 P=W/t (平均功率) (2)物理意义:描述做功快慢的物理量 (3)国际单位:瓦(W); (4)瞬时功率 :P=Fv F与v的方向一致
3、重力势能:地球上的物体具有的与高度有关的能量
(1)重力做功的特点:只跟起点和终点的位置有关,而跟物体的运动的路径无关。 (2)重力势能:EP=mgh
(4)重力势能与重力做功的关系:WG=mgh1—mgh2;
重力做正功,重力势能的减小, 重力做负功, 重力势能增加。 4、弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量。 5、探究功与速度变化的关系
(1)探究思路:通过改变橡皮筋的根数来确定各次实验中弹力做功的倍数关系,每次橡皮筋拉长的长度要相同;小车的速度由打点纸带测出,这个速度是匀速运动时的速度 (2)数据处理:作W-v2图像分析
6、动能:物体由于运动而具有的能量
表达式:EK
12
mv 动能是标量。 2
1212mvt mv0 22
7、动能定理:合外力做的功等于物体动能的变化 W合 EK
当W>0时, EK2 > EK1 ,动能增大; 当W<0时, EK2 < EK1 动能减小;
8、机械能守恒定律:
公式:Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2
条件:只有重力(或弹力)做功,其他力不做功。 9、验证机械能守恒定律
(1)实验方法:重物自由下落时,动能的增加量等于重力势能的减少量 (2)误差分析:由于有阻力,实际动能的增加量小于重力势能的减少量 (3)注意点:选取第一、二点间的距离接近2mm的纸带 10、、能量守恒定律与能源
(1)能量既变化凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化成另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,能的总量保持不变。
(2)自然界的宏观过程具有方向性,能量耗散从能量的角度反映出这种方向性。
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电场
(一)电荷、库仑定律
1、两种电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
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2、元电荷:一个元电荷的电量为1.6×10C,是一个电子所带的电量。 说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、起电:使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种①摩擦起电,②接触起电,③感应起电。
4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷总数是不变的. 5.库仑定律
(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。 (2)公式:F k
q1q2922
k=9.0×10N·m/C 2r
(3)适用条件:(1)真空中; (2)点电荷. 点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替)。点电荷很相似于我们力学中的质点. (二)电场
1.存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。
2.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3.电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。 4.电场强度
(1)定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场
强度,表示该处电场的强弱
(2)表达式:E=F/q(定义式) 单位是:N/C或V/m;
E=kQ/r2(导出式,真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的电荷)
(3)方向:与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;电场线的切线方向是该点场强的方向.
(4)在电场中某一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变. (5)电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则.(平行四边形法则和三角形法则)
(6)电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关, 5.电场线
人们为了形象的描绘电场而想象出一些线,客观并不存在. (1)切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.
(2)从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.