2013年湖南省学业水平考试要点解读 - 物理

6．了解经典力学的发展历程和伟大成就；知道经典力学的适用范围和局限性。

要点解读

一、行星运动规律

开普勒行星运动定律揭示了行星的运动特征。

1．开普勒第一定律——揭示了行星的运动轨道特征 2．开普勒第二定律——揭示了行星的运动快慢特征 3．开普勒第三定律——揭示了T2∝a3 二、万有引力定律

1．表达式：F?Gm1m2r2

2．注意：任何两个物体之间均存在万有引力。只有可视为质点的物体或均匀球体（球壳）才能用上述公式直接计算。 三、人造卫星运动规律

1．核心规律：万有引力提供卫星绕行星做匀速圆周运动的向心力F引=F向

2．加速度与轨道半径的关系：由G3．线速度与轨道半径的关系：由G4．角速度与轨道半径的关系：由G5．周期与轨道半径的关系：由G学法指导

一、重力加速度的计算

由GMm(R?h)2Mmr2?mav 得a2?GMr2

rMmr2?mr2 得v? 得? 得T?GM 3Mmr2?m?r2GMr r3Mmr2?2???m??rT???2?GM

?mg得g?GM(R?h)2

式中R为中心天体的半径，h为物体距中心天体表面的高度。

二、中心天体质量的计算

1．由GMm2r?m(2?T)2r得M?4?rGT223；

MmR22．物体在中心天体表面或表面附近时，由G?mg得M?gRG2

三、第一宇宙速度的计算

第一宇宙速度是星体在中心天体附近做匀速圆周运动的速度，是最大的环绕速度。

1．由GMmR2=mv12v12R得v1?GMR；

2．由mg=mR得v1?gR

四、中心天体密度的计算

1．由G2．由GMmRR2?mg?m(和M2?T)R2??V?43?R?3得?433?3g4?RG

?3?GT2Mm2 和M??V??R?得?

【例1】宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，地球的质量为M，宇宙飞船的质量为m，宇宙飞船到地球球心的距离为r，引力常量为G，宇宙飞船受到地球对它的万有引力F=_______；宇宙飞船运动的线速度v=_______。

解析：由万有引力定律可得，宇宙飞船受到地球对它的万有引力

F?GMmr2

v2宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，向心力由地球对它的万有引力提供， 即：GMmr2?mr

?GMr解得，宇宙飞船运动的线速度：v

说明：①本题属―应用‖层次，属稍难题，预估难度系数为0.70；②本题考查万有引力定律与牛顿第二定律的综合应用，其目的在于让学生根据飞船绕地球做匀速圆周运动时万有引力提供向心力的规律求解飞船的线速度。

【例2】在某星球表面附近，距星球表面H高处，静止释放一个物体，物体落到星球表面时的速度为v。仅考虑物体受该星球的引力作用，忽略其他力的影响。已知该星球的直径为D，若发射一颗在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的卫星，求这颗卫星的速度。

解析：由题意可知，物体在星球表面作自由落体运动。设自由落体运动的加速度为g′，该星球的半径为R，质量为M，卫星的质量为m，所求的速度为v1。

由运动学公式可知v?2g?H2，由万有引力定律和牛顿第二定律得GD2MmR2=mv12R

在星球表面附近有G由以上各式得：v1=

vMmR2?mg?，由于星球半径为R?DH

2

说明：①本题属―应用‖层次，属稍难题，预估难度系数0.56；②卫星在星球表面附近绕星球做匀速圆周运动的速度就是第一宇宙速度。 达标练习

1．发现行星运动定律的科学家是（ ） A．开普勒 B．伽利略 C．牛顿 D．爱因斯坦 2．关于行星对太阳的引力，下列说法正确的是（ ） A．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力 B．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关 C．行星对太阳的引力远小于太阳对行星的引力

D．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与二者间的距离成反比

[来源学科网Z|X|X|K]

3．对万有引力定律的表达式F?Gm1m2r2的认识，下列说法错误的是（ ）

A．公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的 B．当m1与m2一定时，随着r的增大，万有引力逐渐减小

C．质量分别为m1和m2的两物体之间的引力大小相等、方向相反，是一对平衡力

D．质量分别为m1和m2的两物体受到的引力总是大小相等，与m1、m2是否相等无关

4．我国2012年利用一箭双星技术发射了两颗“北斗”导航卫星，计划到2020年左右，建成由5颗地球静止轨道卫星和30颗其他轨道卫星组成的覆盖全球的“北斗”卫星导航系统。已知某一颗北斗导航卫星的周期T =24小时，假定该卫星绕地球做匀速圆周运动。仅根据以上条件可以求出的物理量是（ ）

A．卫星的线速度 B．卫星的角速度 C．卫星的轨道半径 D．卫星的向心加速度

5．把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星（ ）

A．周期越小 B．线速度越小 C．角速度越大 D．加速度越大

6．2012年6月，我国成功完成了―神舟九号‖飞船与“天宫一号”目标飞行器的首次载人交会对接任务。“天宫一号”环绕地球做匀速圆周运动时，所需的向心力由 对它的万有引力提供；―神舟九号‖在比“天宫一号”更低的轨道环绕地球做匀速圆周运动时，―神舟九号‖的飞行速度比“天宫一号”的飞行速度 （填“大”或“小”）。

7．某星球的第一宇宙速度为v，质量为m的宇航员在这个星球表面受到的重力为W，则这个星球表面的重力加速度为 ，这个星球的半径为 。

8．地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G，一颗卫星在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动，求：

（1）卫星的运动周期； （2）地球的密度。

[来源学科网ZXXK]第七章 机械能守恒定律

考试目标

1．了解动能、势能的概念；能举例说明不同形式的能量之间可以相互转化。 2．理解功的概念，知道做功的两个要素，会应用功的公式进行计算；知道功是能量变化的量度。

3．理解功率的概念，能区分额定功率和实际功率，会计算瞬时功率和平均功率；了解生活和生产中常见机械的功率大小及其意义。

4．了解重力做功的特点；理解重力势能的概念，会用重力势能公式进行计算；知道重力势能的变化和重力做功的关系。

5．了解弹性势能的概念；了解探究弹性势能表达式的过程和所使用的方法。 6．能领会实验方案的设计思路，会根据纸带求小车的速度；会处理实验数据，并能得出简明结论。

7．理解动能和动能定理；会用动能定理分析解决有关简单问题。

8．了解机械能的概念；理解机械能守恒定律；能用机械能守恒定律解决有关简单问题。

9．了解实验原理和实验方法，能分析处理实验数据并得出实验结论；知道误差产生的主要原因。

10．了解自然界中存在多种形式的能量；能运用能量守恒定律分析有关简单问题。

要点解读 一、功与功率

1．功

功是能量转化的量度，力做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式。

功的两要素：作用在物体上的力、物体沿力的方向移动的位移。 功的公式：W?Flcos?（α是力和位移的夹角） 功的正负：当0° ≤ α <90° 时，力做正功；当90°< α ≤ 180° 时，力做负功；当 α＝90°时，力不做功。

2．功率

功跟完成这些功所用的时间的比值叫做功率，表示做功的快慢。

平均功率：P瞬时功率：P二、机械能

动能：EK?Wt

，式中?是F与v之间的夹角。

?Fvcos??12mv2。

重力势能：EP?mgh，其中h是物体相对于参考平面的高度。

三、动能定理

内容：合力所做的功等于物体动能的变化。

公式：W?EK2?EK1或W?12mv2?212mv12

四、机械能守恒定律

内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。

公式：1mv222?mgh2?12mv1?mgh1或写成

2EK2+EP2= EK1+EP1

五、能量守恒定律

能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变。 学法指导

一、利用动能定理解题的思路