高中物理万有引力公式知识点
在日常的学习中,相信大家一定接触过知识点!知识点是指一个模块知识的重点、核心内容、重点部分。哪些知识点是我们真正需要的呢?下面是小编精心整理的高中物理万有引力公式知识点合集,欢迎分享。
高中物理万有引力公式知识点 上
1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常数(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)}
2、万有引力定律:F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N•;m2/kg2,方向在它们连线上)
3、天体的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2{R:天体的半径(m),M:天体的质量(kg)}
4.卫星轨道速度、角速度及周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M为中心天体质量}
5. 第一(第二和第三)宇宙速度V1 = (地球-地球)1/2 = (GM/地球)1/2 = 7.9 公里/秒;V2 = 11.2 公里/秒;V3 = 16.7 公里/秒
6. 地球同步卫星GMm/(+h)2=m4π2(+h)/T2{h≈,h:距地球表面的高度,:地球半径}
笔记:
(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万;
(2)利用万有引力定律可以估算天体的质量密度;
(3)地球同步卫星只能在赤道上空运行,其运行周期与地球自转周期相同;
(4)随着卫星轨道半径的减小,势能减小,动能增大,速度增大,周期减小(一为一,二为三);
(5)地球卫星的最大轨道速度和最小发射速度均为7.9公里/秒。
高中物理万有引力公式知识点 第二部分
1.开普勒行星运动三大定律简介(轨道、面积、比率)
丹麦天体物理学家开普勒信奉日心说,对天文学有浓厚兴趣,数学天赋出众,根据其导师迪米特里连续20年观察行星位置记录的数据,经过4年多的艰苦计算,开普勒终于发现了三条定律。
第一定律:所有行星都沿椭圆轨道运行,太阳位于椭圆轨道的一个焦点上;
第二定律:行星在椭圆轨道上运行时,单位时间内它与太阳连线扫过的面积相等;
第三定律:所有行星的轨道半长轴的立方与轨道周期的平方之比相等。
开普勒行星运动定律是丹麦天文学家德米特里·科赫根据大量的观测数据总结出来的,并给出行星运动的规律。
2.万有引力定律及其应用
(1)内容:宇宙间一切物体都相互吸引。两个物体间的引力大小与它们质量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比。引力的方向是沿着两个物体的连线。
万有引力常数在数值上等于两个质量为1公斤的物体在相距1米时相互作用力,由英国物理学家卡文迪许于1798年利用扭秤装置测得。
引力常数的测定——卡文迪什扭力天平
实验原理是扭矩平衡。
实验所采用的方法包括机械放大(借助扭矩放大重力效应)和光学放大(借助平面环境放大微小运动的效应)。
定律的适用条件:严格地说,该公式只适用于粒子之间的相互作用。当两个物体之间的距离远大于物体本身的尺寸时,该公式也可以近似地使用,但在这种情况下r应该是两个物体重心之间的距离。对于均匀球体,r是两个球心之间的距离。
当两个物体之间的距离无限近时,它们就不能再看作是点质量,万有引力定律不再适用,F就不能按照公式算出来是无穷大了。
注:万有引力定律把地面运动与天体运动统一起来,是自然界最普遍的定律之一。公式中万有引力常数G的物理意义为:G在数值上等于两个质量为1公斤的质点相距1米时所受的万有引力。
3. 总结
引力大小:在两极最大,等于万有引力大小;在赤道最小,其他地方介于两者之间,但相差很小。
引力方向:在赤道和两极指向地心,其他地方不指向地心,但与引力的夹角很小。
如何学好物理?物理最重要的是理解,只有基本概念和规律掌握清楚之后,再做题,才能理清思路,独立解决物理难题。学好物理还有一个重点,就是懂得推理分析,学会总结。
物理学中g是什么意思?由于地球引力的作用,物体受到的作用力叫做重力。其方向永远是垂直向下的,不一定指向地心(在赤道和两极只指向地心)。地面上同一点处物体受到的重力大小与该物体的质量m成正比。同样,当m一定时,物体受到的重力大小与重力加速度g成正比,用G=mg关系式表示。通常在地球表面附近,g的值大约为9.8N/kg,也就是说,质量为1kg的物体受到的重力为9.8N。 (9.8N为平均值,赤道处g最小,g=9.79N/kg,两极处g最大,g=9.83N/kg。N为力的单位,用N表示,1N大约是举起两个鸡蛋所需的力)
高中物理万有引力公式知识点第三部分
1.参考系统:
运动是绝对的,静止是相对的。物体是运动还是静止,是相对于一个参考系而言的。通常以地面作为参考系。
2.质点:
(1)定义:用一个有质量的点来表示一个物体。点质量是一个理想化的模型,是一个科学的抽象。
(2)物体被视为点质量的条件:研究物体运动时,可以忽略物体的大小和形状对研究结果的影响。是否可以将物体视为点质量,需根据具体问题而定。
(3)物体可以看作是粒子的几种情况:
① 平动物体通常可看作点质量。
②当有转动但相对于平动可以忽略时,物体也可看作一个点质量。
③ 同一物体,有时可以看作点质量,有时不能。当物体本身的尺寸对所研究问题的影响不能忽略时,该物体就不能看作点质量。反之,可以看作点质量。
[注] 粒子并不是质量很小的点,应与几何学中的“点”区别开来。
3.时间和时刻:
时刻指某一时刻,用时间轴上的点表示,对应的是状态量;时间指起始时刻与终止时刻之间的间隔,用时间轴上的线段表示,对应的是过程量。
4.位移与距离:
位移用来描述粒子位置的变化,是从粒子初始位置到最终位置的有向线段,是一个矢量。
距离是粒子运动轨迹的长度,是一个标量。
5.速度:
用来描述粒子运动速度和方向的物理量是矢量。
(1)平均速度:是位移与行进该距离所用时间的比值。其定义是:方向与位移相同。平均速度只能粗略地描述变速运动。
(2)瞬时速度:是质点在某一时刻或经过某一位置时的速度。瞬时速度简称速度,它可以精确地改变运动的快慢。瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。
高中物理万有引力公式知识点第四部分
1.开普勒第三定律T2/R3=K(=4π^2/GM) R:轨道半径 T:周期 K:常数(与行星质量无关)
2.万有引力定律F=Gm1m2/r^2 G=6.67×10^-11N?m^2/kg^2方向在连线处
3.天体的重力和重力加速度GMm/R^2=mg g=GM/R^2 R:天体的半径(米)
4.卫星轨道速度、角速度、周期V = (GM/R)1/2ω = (GM/R^3)1/2T = 2π(R^3/GM)1/2
5. 第一(第二、第三)宇宙速度 V1 = (g 地球 r 地球) 1/2 = 7.9 公里/秒 V2 = 11.2 公里/秒 V3 = 16.7 公里/秒
6.地球同步卫星GMm/(R+h)^2=m*4π^2(R+h)/T^2 h≈3.6 km h:距地球表面高度
注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力定律提供,=Ften。(2)可利用万有引力定律估算天体的质量密度。(3)地球同步卫星只能在赤道以上运行,其运行周期与地球自转周期相同。(4)卫星轨道半径减小时,势能减小,动能增大,速度增大,周期减小。(5)地球卫星的最大轨道速度和最小发射速度均为7.9公里/秒。
高中物理万有引力公式知识点第五部分
1.知识点
1.行星运动
1 地心说与日心说:内容和正确性的差异
2 开普勒三大定律:内容(椭圆、一定焦点;连线、等时等面积;半长轴立方体、周期平方、比率、常数)、适用范围
(二)万有引力定律
1.万有引力定律的内容、表述、适用范围
2 万有引力定律的科学成果
(1)中心天体质量计算
(2)发现未知天体(海王星、冥王星)
(三)宇宙速度:第一、第二、第三宇宙速度(最小发射速度、轨道速度;脱离地球引力绕太阳运行;脱离太阳系)的数值、单位、物理意义
(四)经典力学的局限性:宏观(相对于普朗克常数)、低速(相对于光速)
二、主要检查内容、要求和方法
1 地心说、日心说:了解其内涵、区别,并能判断其科学性(选)
2 开普勒定律:熟悉其内容,特别是第三定律;适用范围(选择)
3 万有引力定律的科学成果:计算中心天体质量、发现未知天体(选)
4 计算中心天体的质量与密度:引力等于万有引力还是万有引力提供向心力高中物理的三个问题有哪些,万有引力的表达方式,向心力的几种表达方式(选择、填空、计算)
5.宇宙速度:第一、第二、第三宇宙速度的数值及物理意义(选择填空);计算第一宇宙速度:万有引力等于向心力还是重力提供向心力(计算)
6 重力加速度计算:匀速圆周运动与航空航天结合(或计算周期)、水平抛射运动与航空航天结合(或计算高度、时间)、受力分析(计算)
7 经典力学的局限性:了解其局限性和适用范围(精选)
物理专业
物理学是研究物质运动最普遍规律和物质基本结构的学科,揭示物质产生、演化、转化和相互作用的基本规律,涉及从微观到宏观到宇宙、从少数体到多数体、从简单到复杂的各个系统,是自然科学的核心和工程技术的基础,与社会科学有很强的交叉性。
本专业培养掌握扎实、系统的物理学基本理论和广泛的物理学基础知识和基本实验方法,具有一定的基础科学研究能力和应用开发能力,能发展为能在物理学不同专业领域及其相关交叉学科继续学习,或在相应科技领域从事科学研究、教学、技术、应用和管理工作的创新型人才。
曲线运动知识点
1.在曲线运动中,质点在某一时刻(某一位置)的速度方向,是曲线上该点的切线方向。
2.物体做直线和曲线运动的条件:
(已知当物体受到净外力F作用时,沿F方向产生加速度a)
(1)若F(或a)的方向与物体速度v的方向相同,则物体做直线运动;
(2)若F(或a)的方向与物体速度v的方向不同,物体就做曲线运动。
3、物体做曲线运动时,其所受的合外力方向始终指向运动轨迹的凹侧。
4、抛射运动:物体以一定的初速度水平抛出,忽略空气阻力,物体只在重力作用下做运动。
运动的
(1)水平方向,由于没有力的作用,所以做匀速直线运动;
(2)物体在垂直方向的初速度为零,只受重力作用,因此物体处于自由落体状态。
5、以投掷点为坐标原点,水平方向为x轴(正方向与初速度方向相同),垂直方向为y轴,正方向向下。
6.①水平速度:
②垂直速度分量:
③t秒结束时的总速度
④ 任意时刻的运动方向,可以用该点的速度方向与x轴正方向的夹角来表示。
7、匀速圆周运动:质点沿圆周运动,在相等的时间内,它所经过的圆弧的长度相等。
8.描述匀速圆周运动速度的物理量
(1)线速度v:质点通过的弧长与通过弧所用时间的比值,即v=s/t,单位m/s;是瞬时速度,有大小,也有方向。方向为圆周上各点切线方向。
9、匀速圆周运动是非匀速曲线运动,因此,线速度的方向随时都在变化。
(2)角速度:ω=φ/t(φ为旋转的角度,φ为旋转一圈的长度),单位:rad/s或1/s;对于一定的匀速圆周运动,角速度是恒定的。
(3)周期T,频率:f=1/T
(4)线速度、角速度与周期的关系:
10.向心力:向心力是做匀速圆周运动的物体所受的指向其中心的合力。向心力只改变运动物体速度的方向,而不改变速度的大小。
11、向心加速度:描述的是线速度变化的快慢,其方向与向心力方向相同。
12.注意事项:
(1)由于方向不断变化,匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断变化着的变加速度运动。
(2)对于做匀速圆周运动的物体,向心力始终指向圆心,是一个变化的力。
(3)做匀速圆周运动的物体所受的净外力是向心力。
13、离心运动:做匀速圆周运动的物体,当它突然失去所受的力,或不足以提供进行圆周运动所需要的向心力时,它就离开圆心。
高中物理万有引力公式知识点第六部分
定义:
万有引力是物体之间由于质量而产生的一种相互作用,其大小与物体的质量以及两物体间的距离有关,物体的质量越大,它们之间的万有引力越大;物体间的距离越大,它们之间的万有引力越小。
两个可视为点质量的物体之间的引力可用下列公式计算:F=GmM/r^2,即引力等于引力常数乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。G代表引力常数,其值约为6.67×10的负11次方,单位为N·m2/kg2。它是英国科学家卡文迪许通过扭秤实验测得的。
万有引力的推导:
如果把行星的轨道近似的看成一个圆形,开普勒第二定律表明行星的角速度是恒定的,即:
ω=2π/T(周期)
如果行星的质量为 m,与太阳的距离为 r,其周期为 T,则运动方程显示行星所受力的大小为 mrω^2=mr(4π^2)/T^2
此外,开普勒第三定律给出
r^3/T^2=常数 k'
那么沿太阳方向的力是
mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2
从作用力和反作用力的关系可以看出,太阳也受到与上述相同的力。从太阳的角度来看,(太阳质量 M)(k'')(4π^2)/r^2
是太阳在行星方向上所受的力。因为它们是大小相同的力,通过比较这两个公式,我们可以看出,k'包含了太阳的质量M,而k''包含了行星的质量m。由此我们可以看出,这两个力都与两个天体质量的乘积成正比,这就是万有引力。
如果我们引入一个新的常数(称为引力常数),并考虑太阳和行星的质量,以及之前推导出的 4·π2,那么我们可以将其表示为引力 = GmM/r^2
两个普通物体之间的引力非常小,我们无法感知,可以忽略不计。比如两个体重各60公斤的人,相距0.5米,他们之间的引力就不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖拽一根细草茎所受的力,要比这个引力大1000倍!但在天体系统中,由于天体的质量很大,引力起着决定性的作用。在天体中质量相对较小的地球,对其他物体引力的影响却非常巨大,它把人类、大气层、地面上的一切物体都带到了地球上,使月球、人造卫星都绕着地球转,离不开地球。
重力是由地面附近物体受到的引力引起的。
任何两个物体或粒子之间的吸引力都与它们质量的乘积有关,它是自然界中最常见的力,简称引力,有时也称万有引力。在粒子物理学中,引力与强力、弱力、电磁力合称为四种基本相互作用。引力是其中最弱的。两个质子之间的引力只有它们之间电磁力的1/1035,地球对一个质子的引力只有微弱电场中1000伏/米的电磁力的1/1010。因此,在研究粒子间相互作用或电子显微镜、加速器中粒子的运动时,都不考虑引力。一般物体之间的引力也很小。 例如,两颗直径1米的铁球靠拢时,引力只有1.14×10^(-3)牛顿,相当于0.03克一小滴水的重量。但地球的质量很大,两颗铁球各自受到4×104牛顿的地球引力。因此,研究物体在地球引力场中的运动时,通常不考虑周围其他物体的引力。太阳、地球等天体,质量都很大,因此乘积就更大了。巨大的引力可以使巨大的物体围绕太阳旋转。引力已成为控制天体运动的力量。恒星的形成,在高温条件下不发生弥散而逐渐收缩,最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞,也是由于引力的作用。 因此引力也是促进天体演化的重要因素。
必修2 物理学习方法
1. 不要做“题海战术”,但要有一定数量的问题
说到解题,我们免不了会谈到题量的问题。因为同一个题目可以从不同的角度去分析理解,或者同一个题目可以设置不同的陷阱,所以题量一定要多。教与学的考试要求都是从不同的角度、不同的层次去体现的,所以一定有我们习以为常的题目。多角度解答题目,才能消化、巩固基础知识。做题量多了,会不会陷入“题海”?我们的答案是不会。
对于那些缺乏基本要求、思维跳跃性大、质量差、几乎相似的题目不断重复,导致学生机械模仿、思维僵化、用固定思维解题的题目,这就是陷入“题海”的误区。至于那些启发性强、有思想性、灵活多变的题目,则乐此不疲地去解答,实在是一种学习的享受。这样的题目解答得越多,收获就越大。解答的题目多,并不一定会增加学生的负担,只有那些脱离学习对象实际、超出学生承受能力的题目,才会增加学生的负担。题目虽然不多,但一时难以回头,犹如被困在题海中。所以,要想提高学习成绩和质量,解题是必不可少的,必须保证一定的题目量,而题目量的下限就是真正理解和掌握它们。
2. 不要要求模型,而要要求思考
教学有方法,没有固定的方法;同样,解决问题也有方法高中物理的三个问题有哪些,没有固定的方法。因此,不能用一个普适的模型去解决各种不同的问题。首先,文科和理科的思维特点存在差异。文科注重理性思维,理科注重逻辑思维。数学注重对图形、函数关系的分析和推导,物理强调对具体问题的高度概括和抽象的物理模型。
其次,解题方法也因题而异。不同题型的解题方法一般都不同,不太可能用固定的方法或几个既定的模型来解决。而且,题型千变万化,虽然解题过程包括读题(理解题意)、解题(具体过程)、答题(解释结果),但解题方法是灵活的,因题而异,可能简单,也可能复杂;可能是基本方法,也可能巧妙方法,也可能综合方法的应用。
所以网校头条,我们不能盲目地相信某种模式来解决问题,这会限制你发散性的探索思路,只会让你陷入机械模仿和死记硬背的死胡同。我们提倡独立思考,注重方法的迁移和灵活性,具体问题具体分析。用什么是、应该用什么的理念去解决每一个问题,用同样的理念去应对变化。提高你解决问题的应变能力,让你的大脑真正活跃起来,通过解决问题获得成就感。
3. 不要贪图难题,而要专注于“双基本”
题目有不同难易程度,什么样的题目能帮助我们理解知识、掌握方法、提高能力呢?我们应该把重点放在解决中等难度的题目上,这类题目包含基本要求,还有提升空间。也就是说,如果你能游刃有余地处理这类题目,那么在面对难题时,你就不会不知所措或退缩。现在有相当一部分学生志向高远,热衷于解决难题,他们贪大求大,求难,但往往事与愿违,久而久之,意志消沉,就盼着题目出来,原因是信心不够,时机还没到。要知道,所谓难题,就是知识点综合性强,需要配合方法多,情景设置新颖,问题流程复杂,实际应用性强的题目。
但只要我们认真解剖、分解处理,分析背景、提取信息,善于转化,复杂问题就能简单化。而且,即使是最难的综合测试题,也往往设置了由易到难的思维能力梯度,让你一步步往上走,不至于一窍不通。所以,我们解题时不必总是找难题,要以基础、中级题为主,循序渐进地练习,增强正确解题的信心。
必修2物理学习技巧
步骤1.模型分类
做了一定量的物理题之后,你会发现很多题目的思维方法其实都是一样的,需要我们根据物理模型来分类,用一套方法来解决一类题目。比如宏观的行星运动,微观的电荷在磁场中的偏转,都是匀速圆周运动,关键是要找出向心力是什么力。另外还有杠杆类型的题目,需要想象力矩平衡的特殊情况。汽车启动问题的考虑方法其实也适用于起重机吊起重物等等。不需要做很多物理题,能够判断物理模型,把方法运用到位,就是成功的一半。
第 2 步。解决问题的标准
高考越来越重视解题标准,物理科目中的文字描述就体现了这一点。解题不只是列出公式,得到答案,必须注明步骤,说明用到了什么定理,为什么能用到这个定理,有时还要说明物体在特殊时刻的特殊状态。这样不但老师一目了然,也有助于理清自己的思路,也方便查卷,最重要的是可以帮助我们在分步计分标准中少丢分。
第 3 步:大胆猜测
物理题目往往是假想的理想情况,几乎都能用我们已经学过的知识进行解释。所以当看到一道背景陌生的题目时,像今年高考物理的期末题,不要慌张。在最后20分钟左右的时间里,保持镇定,根据给出的物理量和物理关系,把所有相关公式全部罗列出来。大胆猜测一下磁场势能和引力场势能如何组合,最大值是多少,充分利用图形的变化规律和数据。完全可以在不完全理解题目的情况下,多拿几分。
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