高一物理知识手册

知识清单：直线运动(3)机械运动的形式：平动、转动、振动。(1)概念：质点是忽略物体的大小和形状简化成的有质量的点。(2)特点：①没有大小与形状②具有物体的全部质量(3)一个物体是否可以看为质点取决于所研究的问题。(1)定义：描述一个物体的运动时，选来作为标准的假定不动的其他物体。知识拓展：刻舟求剑刻舟求剑的故事记述的是一则寓言，说的是楚国有人坐船渡河时，不慎把剑的下的地方驶到了对岸，所以在船上的记号下方就不能捞到剑了．知识点名称定义时刻是事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度两个时刻之间的间隔举例 注意事项：。(2)时间在时间轴上，用线段表示。(3)我们平时所说的“时间”，有时候表示“时刻”，有时候表示“时间”，需要具体问题具体分析：你什么时间开始上课？——时刻你吃饭花了多长时间？——时间在是什么时间？——时刻现在我们上了多长时间课了？——时间知识拓展：原子钟原子钟，它最初本是由物理学家创造出来用于探索宇宙本质的；他们从来没有想过这项技术有朝一日竟能应用于全球的导航系统上．铯原子钟：根据量子物理学的基本原理，原子是按照不同电子排列顺序的能量差，也就是围绕在原子核周围不同电子层的能量差，来吸收或释放迁至低的“能量态”时，它便会释放电磁波．这种电磁波特征频率是不连续的，这也就是人们所说的共振频率．同一种原子的共振频率是一定的—例如铯持高度精确的时间．30年代，拉比和他的学生们在哥伦比亚大学的实验室里研究原子和原子核的基本特性．也就是在这里，他们在依靠这种原子计时器来制造时钟方面迈出了有价值的第一步．在其研究过程中，拉比发明了一种被称为磁共振的技术，依靠这项技术，他便能够测量出原子的自然共振频率．为此他还获得了1944年诺贝尔奖．同年，他还首先提出“要讨论讨论这样一个想法”(他的学生这样说道)，也就是这些共振频率的准确性如此之高，完全可以用来制作高精度的时钟．他还特别提出要利用所谓原子的“超精细跃迁”的频率．这种超精细跃迁指的是随原子核和电子之间不同的磁作用变化而引起的两种具有细微能量差别的状态之间的跃迁．在这种时钟原子的超精细跃迁频率越接近磁场的振荡频率，原子从磁场中吸收的能量就越多，从而产生从原始超精细状态到另一状态的跃迁．通过一个反馈回5．位移(displacement)与路程(path)知识点名称路程位移物理意义表示实际运动轨迹的长度表示位置变化的物理量标量表示符号sx决定因素初末位置间的轨迹初、末位置联系1.质点做单方向的直线运动时，位移的大小等于路程2.路程大于等于位移的大小知识点名称标量定义既有大小又有方向的物理量只有大小没有方向的物理量运算法则平行四边形定则三角形定则算术运算法则正负意义正负代表方向正负表示大小或性质(电流，电荷)举例力、速度、加速度、场强等7．速度(velocity)与速率(speed)①物理意义：描述物体运动快慢的物理量。④公式：⑥单位换算：(2)平均速度与瞬时速度知识点名称平均速度 (averagevelocity)瞬时速度 (instantaneousvelocity)定义物体运动的位移与所用时间物体在某一位置(或在某时刻)表达式物理意义表示物体某段时间内(或某段位移内)的平均快慢程度精确描述物体运动快慢与运动方向的物理量向与位移方向相同运动轨迹的切线方向特点移对应状态量，与时刻或某一位置对应联系1都是矢量3.都描述的是物体机械运动的快慢程度与方向(3)平均速率与瞬时速率①平均速率：物体运动路程与所用时间的比值②瞬时速率：瞬时速度的大小通常叫做速率。注：平均速率与瞬时速率都是标量平均速率≥平均速度的大小瞬时速率=瞬时速度的大小快慢的物理量。(2)定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，通常用a表示。米每二次方秒，符号是或。二、匀变速直线运动(uniformvariablerectilinearmotion)移—时间图像图像，也可称为位移图像)或者速度—时间图像(图像，像)。这两类图像，统称为运动图像。(2)位移时间图像(图像)②点：运动曲线上的点——位移为零的时刻。两图线交点：两质点相遇的时刻和位置。斜率的正负——速度的方向斜率的大小——速度的大小注意：对于运动图像为曲线的情况，斜率指的是过曲线上某点切线的斜率。④图线④图线横轴所围成的面积：无意义(3)速度时间图像(图像)②点：。图线与横轴的交点：速度为0的时刻。两图线交点：两质点共速的时刻与速度。斜率的正负——加速度的方向斜率的大小——加速度的大小注意：对于运动图像为曲线的情况，斜率指的是过曲线上某点切线的斜率。④图线与横轴所围成的面积：位移穿t轴——运动的方向发生改变t轴上方面积——正向位移的大小(4)位移时间图像(图像)与速度时间图像(图像)的实例对比位移时间图像与速度时间图像对比 且质点③的速度比质点②的速度大；④：从正轴某位置，向坐标原点方向做匀速直线运动；⑤：从负轴某位置，向坐标原点方向做匀速直线运动；了坐标原点，运动到正轴某位置；②与③：初速度为0的匀变速直线运动，且③的加速度比②的加速度大；④：初速度为正的匀减速直线运动，直至方向发生改变后反向加速；⑤：初速度为负的匀减速直线运动；⑥初速度为负的匀减速直线运动，直至方向发生改变后反向加速；(2)特点①轨迹是一条直线；意相等的时间内，速度变化量相同，即速度随时间均匀变化。(3)分类①匀加速直线运动②匀减速直线运动匀减速直线运动匀减速直线运动知识点名称匀加速直线运动正方向初速度方向初速度方向加速度加速度为正加速度为负速度时间公式位移时间公式速度位移公式平均速度推论③，运动位移等分④中间时刻速度与中间位移速度加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度(gravitationalacceleration)，通常用表示。(1)速度公式(为下落时间，为物体的下落高度)(2)下落高度①下落时间②速度—位移公式：③连续相等的时间内位移的增量为：2．特点：竖直上抛运动是加速度始终为重力加速度(竖直向下)的匀变速直线运动。到达最高点时，达到最高点所用的时间，上抛最大高度为。4．由于物体在上升阶段和下降阶段的加速度均为重力加速度，所以上升阶段和下降阶段互为逆过程，上升阶段和下降阶段具有对称性。此时必有如下规律：(1)物体上升到最高点所用的时间与物体从最高点落回到原抛出点所用的时间相。(2)物体在上升的过程中从某点到达最高点所用的时间，和从最高点落回到该点所用的时间相等。(3)物体上抛时的初速度与物体落回原抛出点时的速度大小相等，方向相反。物(4)在竖直上抛运动中，抛出点以上位置，同一个位置(位移相同)对应两个不同的时间和两个等大反向的速度。体运动。(2)整体法：将全过程看作是初速为，加速度是的匀减速直线运动，注意公式的矢量性。第二模块·相互作用知识体系：模块概述：本模块主要涉及物体与物体之间的相互作用——力，与初中相比，高中阶段本模块所涉及的内容有重力、弹力、摩擦力、力的合成与分解以及一些相关应用。这些知识都是为了给第三个模块(牛顿运动定律)打好基础。力的合成与分解，是本模块的重点，也是难点。不仅在后面解决平衡问题时会用到相关知识，更是牛顿第二定律相关问题的前置内容。知识清单：相互作用force间的相互作用．其国际单位是牛顿(newton)，简称牛，符号是N。(2)力的基本属性任何力都有四个基本属性，即物质性、相互性、瞬时性和矢量性①物质性：指力不能离开施力物体和受力物体而独立存在。②相互性：指力是物体与物体间的相互作用，施力物体同时也是受力物体．④矢量性：既有大小又有方向，运算遵循平行四边形定则。(1)力可以使物体发生形变。静力效果——使物体的形状发生变化(形变)，如把物体拉伸、压缩等(2)力可以改变物体的运动状态，即改变物体运动速度的大小和方向。动力效果——改变物体的运动状态。重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力……(2)按效果分：…(3)按产生条件分：．力的大小——有向线段的长度(长度精确表示力的大小)力的作用点——有向线段的起点或终点力的方向——有向线段的方向(2)力的示意图：力的大小——有向线段的长度(定性表示力的大小)力的作用点——有向线段的起点或终点力的方向——有向线段的方向由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力(gravity)．(1)地球上的一切物体都受到重力的作用．(2)重力是非接触力。(3)重力的施力物体是地球，受力物体为地球上的物体。(1)重力的大小：，，粗略情况下，g也可以取值为。 (赤道位置，g值最小；两极，g值最大)。和赤道上才指向地心。(3)重心(centerofgravity)定义：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到说明：重心是重力的等效作用点，并不是重力的实际作用点，也不一定在物体上．物体重心的位置由物体的形状及质量分布情况所决定，与物体的放置状态无关，与物体的运动状态无关．心处。(2)对于形状不规则，质量分布均匀的物体，可以用悬挂法求解重心位置：薄板重心的求法——悬挂法对于质量分布均匀、形状不规则的薄板状物体，可用悬挂法确定其重心的位置．具体做法如图所示，先在薄板的边缘取一点A，在A点把薄板悬挂起来，当薄板处上．所以物体的重心一定在通过A点的竖直线AB上；然后在D点把物体悬挂起点C就是薄板重心的位置．(1)形变相关概念①形变(deformation)：物体在外力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫做形变。②弹性：在外力的作用下发生形变的物体，在去掉外力后能恢复原状的性质，叫做弹性。③弹性形变(elasticdeformation)：有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变。④弹性限度：当弹性物体的形变达到某一限度时，即使撤去外力也不能恢复原状，这个限度叫做弹性限度。⑤塑性形变(elasticlimit)：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体就不能完全恢复原来的形状．这个形变叫做塑性形变。(2)形变分类拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变等。用，这种力叫做弹力(elasticforce)。(2)产生原因：施力物体发生了弹性形变。：在接触点或接触面上。接触方式弹力方向示意图说明平面&平面垂直接触面，指向受力物体&平面垂直接触面，指向受力物体点&平面垂直接触面，指向受力物体点&曲面垂直曲面切面/曲面为圆弧面，沿半径方向垂直杆，指向受力物体说明：(2)弹簧弹力：提供沿弹簧方向的拉力与支持力。(双方向)(3)杆的弹力：特定情况提供沿杆方向的拉力与支持力(活杆且轻杆)；也可以不沿杆方向(死杆)(1)内容：在弹性限度内，弹簧的弹力和其形变量(伸长或缩短的长度)成正比。(2)表达式：(k为劲度系数(coefficientofstiffness)，单位为N/m，或N/cm)1．摩擦力(frictionalforce)：一个物体在另一个物体表面上发生相对滑动或具有相对运动趋势时，要受到另一个物体阻碍它相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。(1)两物体直接接触；(2)两接触面不光滑(粗糙)；(4)两物体间发生了相对滑动(滑动摩擦力)或者有相对运动的趋势(静摩擦力)．知识点名称静摩擦力slidingfrictionalforce滑动摩擦力staticfrictionalforce定义两个相互接触的物体有相对运动的趋势时，产生的摩擦力叫静摩擦力当一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫滑动摩擦力条件①接触面不光滑②接触面之间存在弹力③存在相对运动趋势①接触面不光滑②接触面之间存在弹力③存在相对运动向与相对运动趋势方向相反与相对运动方向相反①取值范围0＜F≤Fmax②静摩擦力的大小与压力无关。但是Fmax与压力成正比，且Fmax略大于滑动摩擦力，无特别说明，认为Fmax与滑动摩擦力相等。③静摩擦力大小的计算，通过受力分析进行计算。①滑动摩擦力大小为②与物体的运动速度，接触面的大小无关摩擦力称为最大静摩擦力。图示中力所在的直线。(2)共点力：几个力如果作用在物体上的同一点，或者它们的作用线相交于同一(1)合力与分力的概念：①当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力 (resultantforce)，原来的几个力叫做这个力的分力(componentforce)。②力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成(2)力的运算法则——平行四边形定则①力的平行四边形定则(parallelogramrule)：如下图所示，以表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两边夹角的对角线大小和方向就表示合力的大小②三角形定则如图甲中的平行四边形定则可演变为图乙中的三角形定则，即将待合成的力按原来力的方向“首”、“尾”相接，合力即为起于一个力的“首”，止于另一个力的“尾”的有向线段．③多边形定则若是物体受到几个力的作用，那么求这几个力合力，可以把这几个力首尾相接，合力即为从第一个力的始端指向最后一个力的尾端。如：(3)力的合成运算力的合成两个力的方向相同两个力的方向垂直两个力的方向相反两个力夹角为任意角二力合成范围(1)定义：把求一个力的分力的过程叫做力的分解(resolutionofforce)。(2)力的分解的运算法则力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则，即把已知力作为平形四边形的对角线，那么，与已知力共面的平行四边形的两条邻边就表示已知力的两个分力．(3)力的分解方法正交分解法效果分解法分解方法将一个力沿着两个互相垂直的方向进行分解的方法根据一个力产生的实际效果进行分解的方法实例分析条件：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。第三模块·牛顿运动定律知识体系：模块概述：本模块主要介绍了牛顿的三大定律。牛顿运动定律是力与运动的桥梁，揭示了二者的关系。其中牛顿第一定律与第三定律在初中已经涉及，但高中会做进一步的解释与说明。牛顿第二定律，是本模块的重点与难点。其中有两类经典问题，即已知物体的运动求解物体的受力情况和已知物体的受力情况，求解物体的运动的情况。在学习的牛顿运动定律时，要注意体会力与运动之间的联系，以及牛顿运动定律的相关性质。知识清单：牛顿运动定律一、牛顿第一定律(Newton’sfirstlaw)变这种状态为止。理解：(1)指出了物体不受外力时的运动规律——保持静止或匀速直线运动，这是物体的本质属性。外力作用”理解为“合外力为零”。(3)揭示了力和运动的关系——即“力是改变物体运动状态的原因”，物体不受外力或合外力为零，运动状态不改变，一旦受外力或合外力不为零，运动状态就改变。(4)牛顿第一定律的适用范围：宏观世界中低速运动的物体，在惯性参考系中才适用.速度的大小或者方向发生改变，分为以下三种情况：(1)速度的方向不变，速度的大小改变；(2)速度的大小不变，速度的方向改变；(3)速度的大小与方向同时改变。如：将石子水平抛出之后所做的运动。(1)惯性的概念：物体保持原有的静止状态或匀速直线运动状态的性质。(2)惯性的性质①物体的固有属性：一切物体都具有惯性；②惯性与运动状态和是否受力无关；(3)惯性表现①不受外力或者合外力为零时，惯性表现为保持原来运动状态不变；②受到外力时，惯性表现为改变物体运动状态的难易程度。二、牛顿第二定律(Newton’ssecondlaw)体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．制单位)表达式是加速度的决定式，要与加速度的定义式区别开来．力是产生加速度的原因。矢量性力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体所受合外力的方瞬时性当物体(质量一定)所受外力发生突然变化时，作为由力决定当合外力为零时，加速度同时为零，加速度与合外力保持一一对应关系。牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律，表明了力的瞬间效应。独立性度则是每一个力产生加速度的矢量和，分力和分加速度在各个方向上的分量关系，也遵循牛顿第二定律。同一性a、m、F与同一物体某一状态相对应三、牛顿第三定律(Newton’sthirdlaw)方向相反．特点相互作用力特点详情相互作用的两个力总是大小相等(与物体的形状，受力情况无反向相互作用的两个力总是方向相反的共线作用力与反作用力的作用线在同一条直线上共存共性作用力与反作用力是同种性质的力不共物作用力和反作用力分别两个不同的物体上知识点名称作用力与反作用力一对平衡力相同点同公式两个不同物体性质一定相同两个受力物体分别产生对应的加速度一个物体性质不一定相同无依存关系，不一定同时产生，使同一受力物体平衡依存系作用效果四、超重与失重(1)定义：物体对支持物的压力或者对悬挂物的拉力大于物体所受到的重力的现(2)产生条件：物体具有向上的加速度(或者向上的分加速度)。(3)受力特点：(4)运动特点：向上(或斜向上)加速运动或者向下(斜向下)减速运动。(1)定义：物体对支持物体的压力或者对悬挂物体的拉力小于物体所受到的重力(2)产生条件：物体具有向下的加速度(或者向下的分加速度)。(3)受力特点：(4)运动特点：向下(或斜向下)加速运动或者向上(斜向上)减速运动。(1)定义：物体对支持物体的压力或者对悬挂物体的拉力等于0的现象。(3)受力特点：只在重力作用下的所有运动形式，如自由落体运动或竖直上抛运知识体系：章节概述：该模块主要包括三部分内容：曲线运动及运动的合成与分解、平抛运动和圆周运动。在曲线运动及运动的合成与分解部分，首先引入了曲线运动的定义，并通过与力的合成与分解进行类比，引入了运动的合成与分解的定义，其次，针对曲线运动的条件及轨迹与受力情况进行了详细的分析和介绍，最后就曲线运动和运动的合成与分解的应用条件和方法进行讲解，并引入典型模型：小船渡河模型进行了分类讲解。在平抛运动部分，首先介绍了平抛运动的定义和性质特点，其次介绍了斜抛运动的定义及性质特点，并通过图表结合的方式充分展示其特点，最后就平抛运动的两种典型模型：斜面上的平抛运动进行分析，加强对平抛运动的理解。在圆周运动部分，首先引入了匀速圆周运动的定义，并介绍了匀速圆周运动的特点及产生条件，其次就描述圆周运动的几个物理量进行了分析讲解，包括：线速度、角速度、周期及向心力加速度，并推导出了这几个物理量之间的关系以及对应的单位。再者介绍了产生匀速圆周运动的向心力，包括大小方向以及计算方法等，最后就圆周运动的一种特殊情况：“离心现象”进行介绍和分析。知识清单：(2)运动的性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动。2.运动的合成与分解(2)分解原则：根据运动的实际效果分解，也可采用正交分解。位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则。3.物体做曲线运动的条件及轨迹分析合外力与初速度不共线。(2)合力方向与轨迹的关系②曲线运动轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间，而且向合力的方向弯曲，或者说合力的方向总是指向轨迹的“凹”侧。(3)合力方向与速率变化的关系①当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大。②当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率减小。时，物体的速率不变。4.运动的合成与分解及应用(1)合运动和分运动的关系等时性各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等独立性他分运动的影响等效性各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果(2)运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解，于它们均是矢量，故合成与分解都遵守平行四边形定则。5.小船渡河模型(1)船的实际运动：是水流的运动和船相对静水的运动的合运动。(2)三种速度：船在静水中的速度、水的流速、船的实际速度v。说明渡河时间最短当船头垂直河岸时，渡河时间最短，最短时间渡河位移最短速度方向垂直，渡河位移最短，最短渡河位移1.平抛运动(1)定义：以一定的初速度沿水平方向抛出的物体只在重力作用下的运动。(2)性质：平抛运动是加速度为g的匀加速曲线运动，其运动轨迹是抛物线。(3)平抛运动的条件：②只受重力作用。(4)研究方法：平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。(5)基本规律水平方向竖直方向，，合速度向与水平方向夹角的正切合位移向与水平方向夹角的正切轨迹方程2.斜抛运动(说明：斜抛运动只作定性要求)用下(2)性质：加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动，轨迹是抛物线。(3)研究方法：斜抛运动可以看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动的合运动。3.平抛运动规律的应用h与其他因素无关。(3)落地速度：，以θ表示落地速度与x轴正方向间的夹角，有，所以落地速度只与初速度v0和下落高度h有关。(4)两个重要推论①做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位推导：tanθ＝xAtanθ＝＝―→xB＝2xA②做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻，设其速度方向与水平方向的夹角为tan推导：―→tanθ＝2tan―→tanθ＝2tanαtanα＝4.斜面上平抛运动的两个典型模型运动情景求平抛物理量分解速度建速度三角进一步确定位移⇒⇒⇒分解位移，⇒建位移三角进一步确定速度1.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度(1)匀速圆周运动①定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆周运动。③条件：合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。(2)描述匀速圆周运动的物理量线速度描述做圆周运动的物体运动快慢的物理量(v)(2)单位：角速度描述物体绕圆心转动快慢的物理量(ω)周期物体沿圆周运动一圈的时间(T)(2)(1)描述速度方向变化快慢的物理量(an)加速度(2)方向指向圆心2.匀速圆周运动的向心力大小。(2)大小：。。心力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供。(1)定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。(3)受力特点第二模块·万有引力与航天知识体系：章节概述：该模块知识主要介绍了万有引力以及万有引力的应用。在万有引力部分，首先介绍了开普勒三大定律，介绍了他们的内容及对应的公式。其次，引入了万有引力，包括定义、表达式以及万有引力的适用条件，并对三大宇宙速度进行了分析及推导，并结合具体数据算出三大宇宙速度的具体大小。最后介绍了经典时空观以及相对论时空观。在万有引力的应用部分，主要是对万有引力的几种典型应用进行分析，通过结合具体模型进一步加深对万有引力部分知识的掌握和理解。首先进行探究的是星体表面的加速度问题，以地球为例进行探究得到了计算星体表面的重力加速度的计算方法。其次，介绍了天体质量和密度的估算方法以及注意事项，并总结出了不同条件下的计算天体质量和密度的公式，以表格的形式呈现，便于对比记忆。最后介绍了卫星的运行规律以及多星模型。知识清单：万有引力与航天1.开普勒定律(1)开普勒第一定律：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。：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的面积相等。(3)开普勒第三定律：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。其中k只与中心天体的质量有关。公式：2.万有引力定律及其应用力的大小与物体的质量和的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比。(2)表达式：G为引力常量：。(3)适用条件①公式适用于质点间的相互作用。当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小②质量分布均匀的球体可视为质点，r是两球心间的距离。3.环绕速度(1)第一宇宙速度是指卫星从地面上发射的发射速度。(2)第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动时具有的速(3)第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度，同时数值上也是人造地球卫星的最小发射速度。(4)第一宇宙速度的计算方法。①由得②由得4.第二宇宙速度和第三宇宙速度(1)第二宇宙速度：，使物体挣脱地球引力束缚，永远离开地球的最小发射速度。(2)第三宇宙速度：，使物体挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系外的最小发射速度。5.经典时空观和相对论时空观观①在经典力学中，物体的质量是不随运动状态而改变的。②在经典力学中，同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是相同的。(2)相对论时空观①在狭义相对论中，物体的质量是随物体运动速度的增大而增大的，用公式表示②在狭义相对论中，同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是不同的。 (3)狭义相对论的两条基本假设②光速不变原理：不管在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都是不变的。知识拓展：三大宇宙速度是从研究两个质点在万有引力作用下的运动规律出发，人们通常把航天器达到环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小发射速度，分别称为第一宇宙速度(牛顿称之为环绕速度)、第二宇宙速度(脱离速度)和第三宇宙速度(太阳的逃逸速度)。第一宇宙速度：航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的发射速度，第一宇宙速度，也叫环绕速度，以下记为。按照力学理论可以计算出公里/秒。但在精确计算中，航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行，地球对航天器引力比在地面时要略小，故其速度也略小于。第二宇宙速度：当航天器超过第一宇宙速度达到(即约)时，它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星，这个速度就叫做第二宇宙速度，亦称脱离速度。所谓摆脱地球束缚，就是几乎不受地球引力影响，这与处于离地球无穷远点的位置得情况等价。这里要注意，由于月球还未超出地球引力的范围，故从地面发射探月航天器，不需要达到第二宇宙速度v2，实际上其初始速度不小于即可。第三宇宙速度：从地球表面发射航天器，飞出太阳系，到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小发射速度，就叫做第三宇宙速度。按照力学理论可以计算出第三宇宙速度公里/秒。需要注意的是，这是选择航天器入轨速度与地球公转速度方向一致时计算出的值；如果方向不一致，所需速度就要大于公里/秒了。可以说，航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的唯一要素，只有火箭才能突破该宇宙速度。1.地球表面上的重力加速度问题(1)在地球表面附近的重力加速度(不考虑地球自转)：(2)在地球上空距离地心处的重力加速度为g′所以2.天体质量和密度的估算(1)估算天体质量和密度时应注意的问题①利用万有引力提供天体做圆周运动的向心力估算天体质量时，估算的只是中心R径r，只有在天体表面附近的卫星才有r≈R；计算天体密度时，中的R只能是中心天体的半径。③天体质量估算中常有隐含条件，如地球的自转周期为24h，公转周期为365天等。注意黄金代换式的应用。 (2)中心天体质量和密度常用的估算方法使用方法利用公式表达式备注质量的计算利用运行天体只能得到体量r、v利用天体表面重力加速—度密度的计算利用运行天体r、T、R利用近地卫星只需测出其运行周期利用天体表面重力加速度g、R—3.卫星的运行规律道②极地轨道：卫星的轨道过南北两极，即在垂直于赤道的平面内，如极地气象卫③其他轨道：除以上两种轨道外的卫星轨道，且轨道平面一定通过地球的球心。(2)卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系(r＝R地＋h)线速度越高越慢角速度周期G＝mr加速度(3)同步卫星的六个“一定”两颗可视星构成的双星系统三星系统(正三角形排列)三星系统(直线等间距排列)示意图向心力来源彼此给对方的万有引力另外两星球对其万有引力的合力另外两星球对其万有引力的合力第三模块·机械能知识体系：章节概述：该模块主要介绍了与机械能相关的知识点，主要包括：功和功率、动能定理、机械能守恒定律以及能量守恒定理。在功和功率部分，主要介绍了功和功率的定义及计算方法，以及正功和负功的判断及计算，最后就机车启动的两种模型进行分析，以达到充分加深对功率部在动能定理部分，首先介绍了动能定理的理解及应用，并着重介绍了动能定理在多过程运动中的应用，最后，针对与图像相关的动能定理的应用进行了汇总介绍。在机械能守恒部分，首先介绍的是重力势能和重力做功的定义，并引入了机械能守恒的定义以及判断条件，其次分析了单个物体机械能守恒的判断，最后，将机械能守恒定理和动能定理进行了对比说明。在能量守恒部分，首先对功能关系以及能量守恒定律的定义进行了介绍，加深了对功能关系的理解，接着对摩擦力做功的两种特点进行了对比分析，最后对能量守恒定律的基本解题思路进行说明。知识清单：机械能.功(1)做功的两个要素①作用在物体上的力；②物体在力的方向上发生的位移。①是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移。②该公式只适用于恒力做功。(3)功的正负角功的正负力对物体做正功力对物体不做功力对物体做负功或说成物体克服这个力做了功2.正、负功的判断及计算(1)判断力是否做功及做正、负功的方法判断根据适用情况根据力和位移的方向的夹角判断常用于恒力做功的判断根据力和瞬时速度方向的夹角判断常用于质点做曲线运动根据功能关系或能量守恒定律判断常用于变力做功的判断(2)计算功的方法①恒力做的功直接用计算。②合外力做的功F数和的方法求合外力做的功。③变力做的功a.应用动能定理求解。b.用求解，其中变力的功率不变。c.常用方法还有转换法、微元法、图象法、平均力法等，求解时根据条件灵活选3.功率(2)物理意义：描述力对物体做功的快慢。(3)公式①，为时间内的平均功率。②(为与的夹角)(4)额定功率：机械正常工作时输出的最大功率。4.功率的理解及计算(1)平均功率的计算方法①利用。②利用，其中为物体运动的平均速度。(2)瞬时功率的计算方法①利用公式，其中为时刻的瞬时速度。,其中,其中为物体的速度在力方向上的分速度。，其中为物体受到的外力F在速度v方向上的分力。③5.机车的两种启动模型的分析启动方式恒定功率启动恒定加速度启动P－t图和v－t图OA段过程分析P额不变：⇒a＝F－F阻↓mF不变F不变运动性质加速度减小的加速直线运动AB段过程分析运动性质以匀速直线运动加速度减小的加速运动，在B点达到最大速度，BC段无匀速直线运动变化。(2)表达式：或。(3)物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度。3.动能定理的理解及应用(1)动能定理公式中体现的“三个关系”①数量关系：即合力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系。可以通过计②单位关系：等式两侧物理量的国际单位都是焦耳。③因果关系：合力的功是引起物体动能变化的原因。图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移。图线与坐标轴围成的面积表示物体速度的图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功。图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移。图线与坐标轴围成的面积表示物体速度的图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功。图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功。动能定理叙述中所说的“外力”，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力。4.动能定理在多过程中的应用一过程”“两状态”即明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况；“一过程”即明确研究过程，确定这一过程研究对象的受力情况和位置变化或位移信息。(2)应用动能定理解题的基本思路变化量。③图：由公式可知，可知，1.重力做功与重力势能(1)重力做功的特点①重力做功与路径无关，只与始、末位置的高度差有关。②重力做功不引起物体机械能的变化。(2)重力做功与重力势能变化的关系①定性关系：重力对物体做正功，重力势能就减小；重力对物体做负功，重力势能就增大。。③重力势能的变化量是绝对的，与参考面的选取无关。(3)弹性势能①概念：物体由于发生弹性形变而具有的能。③弹力做功与弹性势能变化的关系：类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示：。2.机械能守恒定律及应用(1)机械能：动能和势能统称为机械能，其中势能包括弹性势能和重力势能。(2)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，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。②表达式：。(3)守恒条件：只有重力或弹簧的弹力做功。3.机械能守恒的判断(1)机械能守恒的判定方法①做功判断法：若物体系统内只有重力和弹簧弹力做功，其他力均不做功或其他②能量转化判断法：若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式的能(如没有4.单个物体的机械能守恒(1)机械能守恒定律的表达式(2)机械能守恒定律与动能定理的比较机械能守恒定律动能定理不同点适用条件只有重力或弹力做功允许重力和弹力做功，还允许其他力做功分析思路只需分析研究对象初、末状态的动能和势能不但要分析研究对象初、末状态的动能，还要分析所有外力所做的功研究对象一般是物体组成的系统一般是一个物体(质点)书写方式有多种书写方式，一般常用等号两边都是动能与势能的和等号左边一定是合力的总功，右边是动能的变化相同点(1)思想方法相同：机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量转化的角度来研究物体在力的作用下状态的变化。(2)表达这两个规律的方程都是标量式1.功能关系转化。(2)做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现。2.能量守恒定律，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。3.对功能关系的理解与应用功是能量转化的量度，力学中几种常见的功能关系如下：4.摩擦力做功的特点及应用两种摩擦力做功特点的比较静摩擦力滑动摩擦力不同点能量的转化面在静摩擦力做功的过程物体转移到另一个物体(静摩擦力起着传递机(1)相互摩擦的物体通过摩擦力做功，将部分机械能从一个物体转移到另一个物体(2)一部