人教版高中物理必修部分第4讲A4
考点二
万有引力定律
2．对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力 m1m2 的表达式F＝G 2 ，下列说法正确的是( r )
A．公式中G是引力常量，它是由实验得出的，而不是 人为规定的 B．当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大 C．m1和m2所受引力大小总是相等的 D．两个物体间的引力总是大小相等、方向相反的，是 一对平衡力
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3．三种宇宙速度 (1)第一宇宙速度(环绕速度)：v1＝ 7.9km/s ，是人造地球 卫星的最小 发射速度，也是人造地球卫星绕地球做圆周运动 的 最大 速度． (2)第二宇宙速度(脱离速度)：v2＝11.2km/s ，是使物体挣 脱 地球 引力束缚的最小发射速度． (3)第三宇宙速度(逃逸速度)：v3＝ 16.7km/s ，是使物体 挣脱 太阳 引力束缚的最小发射速度．
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(2)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r和月球运 行的线速度v，由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周 运动的向心力，根据牛顿第二定律，得 M地 m月 v2 G 2 ＝m月 . r r 解得地球的质量为M地＝rv2/G.
答案：A
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思维深化
典例探究
对应学生书P84
知识方法加技能·高考路上任我行
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答案：AC
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考点三
行星(或卫星)的运动
3．(2011· 新课标全国卷)卫星电话信号需要通过地球同 步卫星传送，如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从 你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能 用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105 km，运行周期约为27天，地球半径约为6 400 km，无线电 信号的传播速度为3×108 m/s)( A．0.1 s C．0.5 s
B．轨道半径可以不同 D．速率可以不同
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解析：本题考查同步卫星运行特点，考查考生对同步卫 星运动规律的了解．同步卫星轨道只能在赤道平面内，高度 一定，轨道半径一定，速率一定，但质量可以不同，A项正 确．
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3．适用条件 万有引力定律只适用于质点间 的相互作用． 4．特殊情况 (1)两质量分布均匀的球体间的相互作用，也可用本定律 来计算，其中r为 两球心间的距离． (2)一个质量分布均匀的球体和球外一个质点间的万有引 力也适用，其中r为 质点到球心间的距离．
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解析：本题考查万有引力与航天中的卫星问题，意在考 查考生对天体运动规律、第一宇宙速度的理解和同步卫星的 认识．对同一个中心天体而言，根据开普勒第三定律可知， 卫星的轨道半径越大，周期就越长，A正确．第一宇宙速度 Mm 是环绕地球运行的最大线速度，B错．由G 2 ＝ma可得轨道 r 半径大的天体加速度小，C正确．同步卫星只能在赤道的正 上空，不可能过北极的正上方，D错．
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2．开普勒第二定律 对于每一个行星而言，太阳和行星的 连线 在相等的时 间内扫过相等的 面积． 3．开普勒第三定律 所有行星的轨道的 半长轴 的三次方跟公转周期 的二次
a3 ＝k T2 方的比值都相等，表达式： .
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三、万有引力定律在天体运动中的应用 1．基本方法 把天体的运动看成 匀速圆周运动 ，所需向心力由万有引 力提供． v2 Mm 2π 2 2 G 2 ＝m ＝mω r＝m( ) r＝m(2πf)2r. r r T 2．天体的质量M、密度ρ的估算 测出卫星绕中心天体做匀速圆周运动的半径r和周期T， Mm 2π 2 由G 2 ＝m( ) r， r T
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解析：物理学家卡文迪许通过测量几个铅球之间的万有 引力，比较准确地得出了G的数值，故A对；当两物体间距 m1m2 离r趋于零时，F＝G 2 不适用，故B错；两个物体间的引 r 力是一对相互作用力，大小总相等，故C对D错．
答案：AC
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5．(2011· 山东卷)甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地 球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道 均可视为圆轨道．以下判断正确的是( A．甲的周期大于乙的周期 B．乙的速度大于第一宇宙速度 C．甲的加速度小于乙的加速度 D．甲在运行时能经过北极的正上方 )
答案：AC
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考点四
同步卫星
6．(2011· 北京卷)由于通讯和广播等方面的需要，许多 国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的( A．质量可以不同 C．轨道平面可以不同 )
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)
B．0.25 s D．1 s
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解析：本题考查的是天体问题，意在考查学生应用万有 GMm 2π 2 引力定律灵活解决实际问题的能力．由 ＝m( ) r可 r2 T r同 得：地球同步卫星的轨道半径与月球的公转轨道半径之比 r月 3 ＝ T同 2 1 2r同－R ＝ ，又t＝ ，可知选项B正确． 9 c T月
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§ 4.4
万有引力与航天
知识梳理
考点题组
思维深化
误区反思
高效作业
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知识梳理
阅读识记
对应学生书P83
轻轻松松温教材·提纲挈领学要点
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a3 解析：行星运行满足规律 2 ＝k，式中T是公转周期而非 T 自转周期，半长轴a越大，公转周期T越大，故应选B.
答案：B
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4π2r3 可得天体质量为：M＝ GT2 ，
M M 3πr3 该中心天体密度为：ρ＝ ＝ ＝ 2 3(R为中心天体 V 4 3 GT R πR 3 的半径)．
3π 当卫星沿中心天体表面运行时，r＝R，则ρ＝ GT2 .
答案：B
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4．(2011· 天津卷)质量为m的探月航天器在接近月球表面 的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为 M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为 G，不考虑月球自转的影响，则航天器的( A．线速度v＝ GM R R g )
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名师在线：(1)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期 GM地 · 月 m 为T，半径为r，根据万有引力等于向心力，即 ＝m月 r2 2π 2 4π2r3 r( ) ，可求得地球质量M地＝ . T GT2
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考点一
开普勒行星运动定律 )
1．关于太阳系行星的运动，以下说法正确的是( A．行星运动的半长轴越长，自转周期越大 B．行星运动的半长轴越长，公转周期越大 C．水星的半长轴最短，公转周期最大
D．海王星离太阳“最远”，其绕太阳运动的公转周期 最短
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考点题组
对点落实
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考点分类抓基础·点点击破我能行
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高中物理精品课件：第4讲 功能关系 能量守恒定律
考点一
功能关系的理解和应用
基础梳理 夯实必备知识
1.对功能关系的理解 (1)做功的过程就是 能量转化 的过程，不同形式的能量发生相互转化是 通过做功来实现的. (2)功是能量转化的 量度 ，功和能的关系，一是体现在不同的力做功， 对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转 化的多少在数值上相等.
第六章 机械能
第4讲 功能关系 能量守恒定律
目标 1.熟练掌握几种常见的功能关系，并会用于解决实际问题.2.掌握一对摩擦力做功与能量转化 要求 的关系.3.会应用能量守恒观点解决综合问题.
3.一木块静置于光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向飞来射入木块中.当
子弹进入木块的深度达到最大值2.0 cm时，木块沿水平面恰好移动距离
例6 (2020·浙江1月选考·20)如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台 面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道EO和EA相 连)、高度h可调的斜轨道AB组成.游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并 滑上斜轨道.全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功.已知圆轨道 半径r＝0.1 m，OE长L1＝0.2 m，AC长L2＝0.4 m，圆轨道和AE光滑，滑 块与AB、OE之间的动摩擦因数μ＝0.5.滑块质量m＝2 g且可视为质点， 弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转 化为滑块动能.忽略空气阻力，各部分平滑连 接.求：
A.小球P的动能一定在减小
√B.小球P的机械能一定在减少
C.小球P与弹簧系统的机械能一定在增加 D.小球P重力势能的减小量大于弹簧弹性势能的增加量
例3 (多选)(2020·全国卷 Ⅰ·20)一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端
从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直 线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s2.则
人教版高中物理必修第四章用牛顿定律解决问题-ppt精品课件
人教版高中物理必修1第四章4.6用牛 顿定律 解决问 题(1)（ 共22张 PPT） 【PPT优 秀课件 】-精 美版
临界问题
处于变速运动状态的两物体分离临界问题
如图所示，一个弹簧放在水平地面上， Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘，P为 一重物，已知P的质量M＝10.5kg，Q的 质量m＝1.5kg，弹簧的质量不计，劲度 系数k＝800N/m，系统处于静止状态，现 给P施加一个方向竖直向上的力F，使它 从静止开始向上做匀加速运动，已知在 0.2s以后，F为恒力，求：(g＝10m/s2)
12 F/N
答案：167 m
_
0 4
2 4 6 8 10 12 t/s
动力学两类基本问题
2 已知物体运动情况，求解物体受力情况
求力
如图所示，质量M = 10kg的木楔ABC静置于粗糙
水平地面上，滑动摩擦系数μ = 0.02．在木楔的倾
角θ = 30°的斜面上，有一质量m = 1.0kg 的物块
由静止开始沿斜面下滑．当滑行路程s = 1.4m时，
6
用牛顿定律解决问题(1)
力与运动 受力情况 受力分析 求合力
a = —mF
牛 顿 第 二 定 律
加速度 a
运动情况 运动分析 运动公式 vt = v0 + at x = v0t + —12 at 2
vt2－ v02 = 2ax
动力学两类基本问题
1 已知物体受力情况，求解物体运动情况
一质量为 m = 5kg 的滑块在 F = 15N 的水平拉力作 用下，由静止开始做匀加速直线运动，若滑块与水 平面间的动摩擦因数是 μ = 0.2，g = 10m/s2，求： （1）滑块在 F 作用下经 t = 5s，通过的位移是多大？ （2）如果 F 作用 8s 后撤去，则滑块在撤去 F 后还
物理人教版选择性必修第一册 第4章 课件(付,223)
第四章ꢀꢀ光第一节ꢀ光的折射第一节|光的折射核心素养点击了解光的折射现象；探究并了解光从空气射入水中物理观念或其他介质时的偏折规律；了解光在发生折射时，光路的可逆性能在学习光的传播和反射的基础上提出新的问题，科学思维培养提出问题的能力科学探究通过实验观察、认识折射现象使学生进一步了解科学探究活动过程，培养学生初科学态度与责任步的探究能力思维导图新课引入新知初感悟•观看下面的图片，这是我们初中书上的图片，渔民在捕鱼时，鱼叉应该插在什么位置才能抓到鱼？射水鱼捕食水面上的昆虫时，水中的鱼看到小昆虫在什么位置？是在昆虫实际位置的上方还是下方？回忆初中时“光的折射”的内容光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会进入第2种介质的现象叫作光的折射现象。
那我们知道光在反射时遵循光的反射定律，光的折射时遵从什么规律呢？【演示实验】将半圆形玻璃砖放在适当位置，打开激光演示仪，让激光器发出的一束激光照在半圆形透明玻璃砖的表面上，改变入射角，让学生观察折射角、入射角的变化情况。
【小组讨论】观察折射角、入射角的变化情况，思考它们之间的关系。
通过不断改变激光入射的位置，并且增大入射角，发现随着入射角的增大，折射角也增大。
【思考】【学生活动】•通过学习，我们发现光的折射现象与反射现象有很多相似之处，那么“光路是可逆的”这一观点在折射中也同样适用吗？•让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光就会逆着原来的入射光线发生折射。
即：折射现象中光路是可逆的。
刚刚我们学到了光的折射定律，了解到光在折射时，折射角与入射角有定量关系，那么我们继续讨论光从真空射入介质的情形。
光从空气射入玻璃中，入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数1.50，那么，当光从空气射入其他介质如水中时，这个比例常数还是1.50吗？【演示实验】•根据已有的实验器材和实验原理，将刻度盘放进水中，让激光射入水中，读出示数，计算比例常数。
通过实验，我们看到入射角的正弦与折射角的正弦之比仍是一个常数，但对水来说，这个常数发生了改变。
(人教版)高中物理必修1课件：第4章 牛顿运动定律4.4
解析： (1)题中所有选项中，属于物理量的是：密度、加速度、质量、长度、 时间，故此空填“A、D、E、H、I”。
(2)在国际单位制中，作为基本单位的物理量有：质量、长度、时间．故此空 填“E、H、I”。
(3)题中所给的单位中，不属于国际单位制中单位的是厘米，故此空填“G”。 (4)在国际单位制中属于基本单位的是秒和千克，属于导出单位的是米/秒，牛 顿．故应填“F、J”；“B、C”。 答案： (1)A、D、E、H、I (2)E、H、I (3)G (4)F、J B、C
物理量符号 l m t I T
I(Iv) n(ν)
单位名称 _米___ _千__克__ __秒___ _安__培__
开(尔文) 坎(德拉) 摩(尔)
单位符号 m
__k_g__ s A K cd
__m_o_l_
4.在力学范围内，国际单位制中的基本量为：_长__度__、_质__量__、_时__间__。相应的 基本单位为：__米__、_千__克__、_秒___。
解析： 列车质量 m＝1×103 t＝1×106 kg，重力 G＝mg＝1×106×10 N＝
1×107 N，运动中所受的阻力 F＝0.01G＝0.01×107 N＝1×105 N，设列车做匀加
速直线运动的加速度为 a，由牛顿第二定律得 F 牵－F＝ma，则 a＝F牵m－F＝
3.5×10150－6 1×105m/s2＝0.25 m/s2，由 v＝v0＋at，得火车加速到 180 km/h＝50 m/s
3．判断比例系数的单位：根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例 系数有无单位，如公式 F＝kx 中 k 的单位为 N/m，Ff＝μFN 中，μ 无单位，F＝kma 中 k 无单位。
4．比较物理量的大小：比较某个物理量不同值的大小时，必须先把它们的单 位统一，再根据数值来比较。
人教版高中物理必修第四章第节用牛顿定律解决问题课件
（二）失重现象
以一个站在升降机里的体重计上的人为例分析：
设人的质量为m，升降机以加速度a加速下降：
F
va
G F’
分析：对人受力分析如图
由牛顿第二定律得
mg—F=ma 故： F = m g — m a <mg
人受到的支持力F小于人受到的重力G
再由牛顿第三定律得：压力F’小于重力G
总结：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 小于物体所受重力的现象称为失重现象。
人受到的支持力F大于人受到的重力G
再由牛顿第三定律得：压力F’ 大于重力G
总结：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 大于物体所受重力的现象称为超重现象。
第十五页，共79页。
一个质量为70Kg的人乘电梯下楼。快到
此人要去的楼层时，电梯以3m/s2的加
速度匀减速下降，求这时他对电梯地 a
F
板的压力。（g=10m/s2）
宇航员在飞船起飞和返回地
面时，处于超重状态，特别是在
升空时，超重可达重力的9倍，超 重使人不适，起初会感到头晕、 呕吐，超重达到3倍重力时既感 到呼吸困难；超重达到4倍重力
时，颈骨已不能支持头颅，有折 断的危险。
所以升空时宇航员必须采取
横卧姿势，以增强对超重的耐受 能力。
宇航员的平躺姿势
第十八页，共79页。
减速上升
第二十三页，共79页。
实验和例题可以看出产生完全失重现象的条 件
物体的 的加速度 等于g
两种情况： 自由落体
竖直上抛
第二十四页，共79页。
超重和失重现象的应用
人造地球卫星、宇宙 飞船、航天飞机都绕地球 做圆周运动。所受的地球 引力只改变物体的速度方 向，不改变速度大小。
人教版高中物理必修1第4章牛顿第一定律内容宣讲PPT课件
惯性现象的应用与防止Fra bibliotek1、交通部门规定：在车辆前排乘坐的人必须系好安全带。请从物理学的角度加以说明。
思考
答：汽车紧急刹车时，突然减速，乘客由于惯性将会撞在前面而造成危险，系上了安会带就可以靠安全带的拉力而随汽车一起减速，避免危险。
牛顿第一定律
2、如图，离开喷泉口的水，为什么还会继续向上运动？
3、如图，撞击锤子把柄，可以使锤头紧套在把柄上。
惯性（inertia)
一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。
2 特点
⑴一切物体都具有惯性；
1 定义
⑵惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么状态，都具有惯性。⑶惯性只与物体的质量(mass)有关。与运动与否、速度大小、所受外力无关。
思 考
物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，或者说，它们都有抵抗运动状态变化的“本领”。但是这种“本领”的大小是不一样的。 物体抵抗运动状态改变的“本领”与什么因素有关？请大家通过实例进行分析。
牛顿第一定律
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
⑴ 力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
⑵ 物体不受外力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
2 反映
1 内容
牛顿第一定律
牛顿第一定律可不可以用实验来验证？什么时候可以看作不受力并举例说明。
课堂小结
牛顿第一定律
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.
1 内容
2 反映
⑴ 力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
人教版高中物理必修部分第4讲A4
高效作业 知能提升一、选择题1．关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是( )A ．第一宇宙速度又叫环绕速度B ．第一宇宙速度又叫脱离速度C ．第一宇宙速度跟地球的质量无关D ．第一宇宙速度跟地球的半径无关解析：第一宇宙速度又叫环绕速度，A 对，B 错．根据定义有G mM R 2＝m v 2R 可知与地球的质量和半径有关．C 、D 错． 答案：A图4－4－42．发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道．发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图4－4－4所示，这样选址的优点是，在赤道附近( )A ．地球的引力较大B ．地球自转线速度较大C ．重力加速度较大D ．地球自转角速度较大解析：由于发射卫星需要将卫星以一定的速度送入运行轨道，在靠近赤道处的地面上的物体的线速度较大，发射时较节能，因此B 正确．答案：B3．关于万有引力定律的说法正确的是( )A ．天体间万有引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离成反比B ．任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比C ．万有引力与质量、距离和引力常量成正比D ．万有引力定律对质量大的物体可以适用，对质量小的物体可能不适用解析：本题考查对万有引力定律的理解．万有引力定律公式只适用于计算质点间的相互作用，两物体是否可以看做质点不能看物体的大小，当两个物体间的距离比物体本身的尺寸大得多时，两个物体可视为质点，所以选项D 错误．根据公式F ＝G m 1m 2r 2可以判断选项A 、C 错误，B 正确．答案：B4．同步卫星离地心距离为r ，运行速率为v 1，加速度为a 1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a 2，第一宇宙速度为v 2，地球半径为R ，则下列比值正确的是( )A.a 1a 2＝r RB.a 1a 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R r 2C.v 1v 2＝r RD.v 1v 2＝ R r解析：设地球质量为M ，同步卫星质量为m 1，地球赤道上的物体质量为m 2，在地球表面附近运行的卫星质量为m 3，由于地球同步卫星周期与地球自转周期相同，则a 1＝rω21，a 2＝Rω22，ω1＝ω2.所以a 1a 2＝r R ，故A 选项正确．依据万有引力定律提供向心力可得：对m 1：G Mm 1r 2＝m 1v 21r ，所以v 1＝ GM r ①对m 3：G Mm 3R2＝m 3v 22R ，所以v 2＝ GMR ② ①式除以②式得：v 1v 2＝ R r ，故D 选项正确．答案：AD 5．地球赤道上的物体重力加速度为g ，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a ，要使赤道上的物体“飘”起来，则地球的转速就应为原来的( )A.g a 倍B. g ＋a a 倍C. g －aa 倍 D. ga 倍解析：赤道上的物体随地球自转时：G Mm R 20－F N ＝mR 0ω2＝ma . 其中F N ＝mg ，要使赤道上的物体“飘”起来，即变为近地卫星，则应F N ＝0.于是G Mm R 20＝mR 0ω′2，所以ω′ω＝ g ＋a a .答案：B6．(2012·山西省四校联考)2011年9月29日，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F运载火箭将天宫一号目标飞行器发射升空.11月1日，神舟八号飞船发射升空，在太空中与天宫一号交会对接，使我国成为世界上第三个掌握空间交会对接技术的国家．关于飞船与天宫一号对接问题，下列说法正确的是()A．先让飞船与天宫一号在同一轨道上，然后让飞船加速，即可实现对接B．先让飞船与天宫一号在同一轨道上，然后让飞船减速，即可实现对接C．先让飞船进入较低的轨道，然后再对其进行加速，即可实现对接D．先让飞船进入较高的轨道，然后再对其进行加速，即可实现对接解析：若飞船与天宫一号在同一轨道上，飞船加速时将做离心运动，从而脱离原来轨道，无法实现对接；先让飞船进入较低的轨道，然后再对其进行加速，即可实现对接．答案：C7．(2011·浙江卷)为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心、半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1.随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则()A．X星球的质量为M＝4π2r31 GT21B．X星球表面的重力加速度为g X＝4π2r1 T21C ．登陆舱在r 1与r 2轨道上运动时的速度大小之比为v 1v 2＝m 1r 2m 2r 1D ．登陆舱在半径为r 2的轨道上做圆周运动的周期为T 2＝T 1r 32r 31 解析：本题考查万有引力的应用，意在考查考生综合分析和推理的能力．探测飞船做圆周运动时有G Mm 1r 21＝m 1(2πT 1)2r 1，解得M ＝4π2r 31GT 21，选项A 正确；因为星球半径未知，所以选项B 错误；根据G Mm r2＝m v 2r ，得v ＝GMr ，所以v 1v 2＝ r 2r 1，选项C 错；根据开普勒第三定律r 31T 21＝r 32T 22得选项D 正确． 答案：AD8．(2011·广东卷)已知地球质量为M ，半径为R ，自转周期为T ，地球同步卫星质量为m ，引力常量为G .有关同步卫星，下列表述正确的是( )A ．卫星距地面的高度为 3GMT 24π2B ．卫星的运行速度小于第一宇宙速度C ．卫星运行时受到的向心力大小为G Mm R2 D ．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度解析：本题考查万有引力定律在天体运动中的应用，并考查考生对同步卫星的认识．由GMm (R ＋h )2＝m (2πT )2(R ＋h )，得同步卫星距地面的高度h ＝3GMT 24π2－R ，A 项错误；近地卫星的速度等于第一宇宙速度，同步卫星的速度小于第一宇宙速度，B 项正确；卫星运行时的向心力大小为F向＝GMm(R＋h)2，C项错误；由GMmR2＝mg得地球表面的重力加速度g＝G MR2，而卫星所在处的向心加速度g′＝G M(R＋h)2，D 项正确．答案：BD图4－4－59．(2010·高考山东卷)1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元．“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M 和远地点N的高度分别为439 km和2 384 km，则() A．卫星在M点的势能大于在N点的势能B．卫星在M点的角速度大于在N点的角速度C．卫星在M点的加速度大于在N点的加速度D．卫星在N点的速度大于7.9 km/s解析：东方红卫星在轨道运行过程中，机械能保持不变．由于M 点离地面的高度小于N点离地面的高度，所以卫星在M点的势能小于在N点的势能，选项A错误；卫星在M点的速度大于在N点的速度，由角速度公式ω＝v/R可知卫星在M点的角速度大于在N点的角速度，选项B正确；由于M点离地面的高度小于N点离地面的高度，所以卫星在M点所受万有引力大于在N点所受的万有引力，由牛顿第二定律可知，卫星在M点的加速度大于在N点的加速度，选项C正确；7.9 km/s是卫星围绕地球表面做匀速圆周运动的最大环绕速度，所以卫星在N点的速度一定小于7.9 m/s，选项D错误．答案：BC10．(2010·高考新课标全国卷)太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道．图4－4－6的四幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像．图中坐标系的横轴是lg(T/T0)，纵轴是lg(R/R0)；这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应圆轨道半径．其中正确的是()A． B.C ． D.图4－4－6解析：本题考查天体运动的周期与轨道半径的关系，对数学应用要求较高．行星绕太阳运动时，有G Mm R 2＝m (2πT )2R ，即T 2＝4π2R 3GM ，T 20＝4π2R 30GM ，所以T 2T 20＝R 3R 30，利用对数知识可知2lg T T 0＝3lg R R 0，故正确选项应为B.答案：B11．(2010·高考四川卷)a 是地球赤道上一幢建筑，b 是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面9.6×106 m 的卫星，c 是地球同步卫星，某一时刻b 、c 刚好位于a 的正上方(如图4－4－7所示)，经过48 h ，a 、b 、c 的大致位置是图4－4－8中的(取地球半径R ＝6.4×106 m ，地球表面重力加速度g ＝10 m/s 2，π＝10)( )图4－4－7A. B ． C ． D.图4－4－8解析：本题考查万有引力与人造地球卫星，意在考查考生对同步卫星运动特点的理解，并能正确利用卫星做圆周运动所需的向心力即卫星所受的万有引力解答卫星运动问题．对b 有G Mm (R ＋h )2＝m (2πT b)2(R ＋h )，而G Mm R 2＝mg ，所以b 的运动周期T b ＝2π(R ＋h )3gR 2，即T b ＝2.0×104 s ＝509h.故b 经48 h 转过的圈数为n ＝t T b＝8.64圈．而c 的周期与地球的自转周期相同，即a 与c 都转过2圈，回到原处，所以答案应为B.答案：B二、非选择题12．(2010·高考全国卷Ⅰ)如图4－4－9所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O点的两侧．引力常数为G.图4－4－9(1)求两星球做圆周运动的周期；(2)在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行的周期记为T1.但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2.已知地球和月球的质量分别为 5.98×1024kg和7.35×1022kg.求T2与T1两者平方之比．(结果保留3位小数)解析：(1)设两个星球A和B做匀速圆周运动的轨道半径分别为r和R，相互作用的引力大小为f，运行周期为T.根据万有引力定律有f＝G Mm(R＋r)2①由匀速圆周运动的规律得f ＝m (2πT )2r② f ＝M (2πT )2R③由题意有L ＝R ＋r④ 联立①②③④式得T ＝2π L 3G (M ＋m ) ⑤ (2)在地月系统中，由于地月系统旋转所围绕的中心O 不在地心，月球做圆周运动的周期可由⑤式得出T 1＝2π L ′3G (M ′＋m ′) ⑥式中M ′和m ′分别是地球与月球的质量，L ′是地心与月心之间的距离．若认为月球在地球的引力作用下绕地心做匀速圆周运动，则G M ′m ′L ′2＝m ′(2πT 2)2L ′ ⑦式中T 2为月球绕地心运动的周期．由⑦式得T 2＝2π L ′3GM ′ ⑧由⑥⑧式得，(T 2T 1)2＝1＋m ′M ′代入题给数据得(T 2T 1)2＝1.012.答案：(1)2πL 3G (M ＋m )(2)1.012 13．某球形天体的密度为ρ0，引力常量为G . (1)证明环绕密度相同的球形天体表面运行的卫星，运动周期与天体的大小无关(球的体积公式为V ＝43πR 3，其中R 为球半径)； (2)若球形天体的半径为R ，自转的角速度为ω0＝ πGρ02，表面周围空间充满厚度d ＝R 2(小于同步卫星距天体表面的高度)、密度ρ＝4ρ019的均匀介质，试求同步卫星距天体表面的高度． 解析：(1)设环绕其表面运行的卫星的质量为m ，运动周期为T ，球形天体半径为R ，天体质量为M ，由牛顿第二定律有G mM R2＝m (2πT )2R ① 而M ＝ρ0·43πR 3 ② 由①②式解得T ＝ 3πGρ0，可见T 与R 无关，为一常量． (2)设该天体的同步卫星距天体中心的距离为r ，同步卫星的质量为m 0，则有G m 0(M ＋M ′)r2＝m 0ω20r ③ 而M ′＝ρ·43π[(R ＋d )3－R 3] ④ 由②③④式且代入ρ＝4ρ019解得r ＝2R ， 则该天体的同步卫星距天体表面的高度h ＝r －R ＝R .答案：(1)证明见解析 (2)R。
人教版高中物理必修二第4节机械能守恒定律
A. 在B下滑过程中，B的机械能守恒
D对： A、B和地球组成的系统
B. 轨道对B的支持力对B不做功
没有与外界发生机械能的转移，
也没有摩擦，机械能没有转化 C. 在B下滑的过程中，A和地球组成的系统的机械能守恒
为其他形式的能，系统的机械
D. A、B和地球组成的系统的机械能守恒
能守恒。
题组四 机械能守恒定律的应用 1 单物体单过程
2、机械能：E=Ek+Ep
3、机械能守恒定律：
（1）内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物 体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
（2）条件：只有重力、弹力做功
（3）结论： E1=E2
下降ΔEp减=ΔEK增
上升ΔEp增=ΔEk 减
常考题型
题组一 守恒量
题1 伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气 阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它 开始点相同高度的点，不会更高一点，也不会更低一点。 这说明小球在运动过程中有一个“东西”D是不变的，这个 “东西”应是（ ） A.弹力 B.势能 C.速度 D.能量
在伽利略斜面实验中，将小球提高到起始点的高度时， 小球被赋予一种形式的能量——势能。
概念：势能
相互作用的物体凭借其位置而具有的 能量叫做势能（potential energy）。
hA αβBFra bibliotekh’在伽利略斜面实验中，释放小球后，小球开始运动， 获得速度，小球被赋予一种形式的能量——动能。
概念：动能
物体由于运动而具有的能量叫做动能 （kinetic energy）。
hA α
β
B h’
在伽利略斜面实验中，释放小球后，小球开始运动， 获得速度，具有动能；当运动到斜面中间的某一位置时， 小球又有一定的高度，具有势能；把小球的动能与势能的 总和称为机械能。
人教版高一物理必修1：4.4力学单位制 课件优秀课件资料
讨论
能否按一定标准进行分类？并说明分类依据？
米
千克 秒 牛顿
加速度 力
密度 功率
长度 时间 质量
m/s 米每二次方秒
物理学的关系式确定了物理量之间的关系，同时它 也确定了物理量的单位间的关系。
讨论
如果采用不同的物理量作为基本量,那么导出 的单位相同吗?
采用相同的基本量,但采用不同的基本单位, 那么导出的单位相同吗?
“1米”最初的标准为本初子午线长度的二千万分之一。 也就是由南极或北极到赤道距离的一千万分之一。
1960年，第11届国际计量大会将米的定义为：米的长度 等于氪—86原子的2P40与5d5能级之间的跃迁的辐射在真 空中波长的1650763.73倍。
1983年10月在巴黎召开的第1间间隔内光在 真空中行程的长度”。
学
中
的
应
用
力 例题1：光滑水平桌面上有一个静止的物体，质 学 量是7000g，在14N的水平恒力作用下开始运动， 单 5s末的速度是多大？
位
制 解：
在 物
a＝
F m
＝
14N 7kg
＝2m/s2
统一单位制
a＝
F m
＝
14 7
m/s2＝2m/s2
理 V＝at＝2m/s2×5s＝10m/s V＝at＝2×5m/s＝10m/s
第1届国际计量大会以来，“千克”这一重量是由放在法国巴 黎国际度量衡局（BIMP）的一个铂铱合金（90%的铂，10%的 铱）圆筒所定义，它的高和直径都是约39毫米。该合金于1879 年制成，经仔细调校，符合自18世纪法国大革命以来“千克” 的重量，并于10年后被采纳，成为国际千克原器。国际千克原 器被放置在巴黎市郊的地下室内，人们一直认为这一合金的质 量不会改变。
人教版高中物理课件-第4章 第3节
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第四章 电磁感应
3．楞次定律与三个定则的比较
在研究电磁感应现象时，经常用到右手螺旋定则、
左手定则，右手定则及楞次定律等规律．要想灵活运用
“三定则一规律”，就必须明确这些规律的区别与联系．
(1)“三定则一规律”应用于不同的现象
新
课
基本现象
应用的定则或规律
程
新
运动电荷、电流产生的磁场
右手螺旋定则
场方向，由对称性可知合磁通量Φ＝0；当导线框向右运
动时，穿过线框的磁通量增大(方向垂直向里)，由楞次定
律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外，再由安培定则 新
课
判断出感应电流按逆时针方向．故B选项正确．
程 新
答案：B
设 计
名 师 同 步 导 学
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第四章 电磁感应
默读联想记忆
对应学生用书P8
的是( ) A．感应电流方向b→a B．感应电流方向a→b C．安培力水平向左 D．安培力水平向右
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新 课 程 新 设 计
名 师 同 步 导 学
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第四章 电磁感应
解析：磁场方向向下，导体棒ab的运动方向向右，
图号 磁场方向
感应电流的方向
感应电流的磁 场方向
新 课
甲 向下
逆时针(俯视)
向上
程 新
设
乙 向上
顺时针(俯视)
向下
计
名
师
同
步
导
学
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第四章 电磁感应
(2)线圈内磁通量减少时的情况