全球播報(bào):高中天體物理公式總結(jié)
在高中物理學(xué)習(xí)中,物理公式是最基本的工具。那么物理公式中關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)公式有哪些呢?下面小編給大家?guī)?lái)高中天體物理公式,希望對(duì)你有幫助。
【資料圖】
高中天體物理公式
1.開(kāi)普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質(zhì)量無(wú)關(guān),取決于中心天體的質(zhì)量)}
2.萬(wàn)有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在它們的連線上)
3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m),M:天體質(zhì)量(kg)}
4.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質(zhì)量}
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
6.地球同步衛(wèi)星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑}
強(qiáng)調(diào):(1)天體運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力提供,F向=F萬(wàn); (2)應(yīng)用萬(wàn)有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等;
(3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空,運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同;
(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時(shí),勢(shì)能變小、動(dòng)能變大、速度變大、周期變小;(5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9km/s。
高中物理易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)
1.受力分析,往往漏“力”百出
對(duì)物體受力分析,是物理學(xué)中最重要、最基本的知識(shí),分析方法有“整體法”與“隔離法”兩種。對(duì)物體的受力分析可以說(shuō)貫穿著整個(gè)高中物理始終,如力學(xué)中的重力、彈力(推、拉、提、壓)與摩擦力(靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力),電場(chǎng)中的電場(chǎng)力(庫(kù)侖力)、磁場(chǎng)中的洛倫茲力(安培力)等。在受力分析中,最難的是受力方向的判別,最容易錯(cuò)的是受力分析往往漏掉某一個(gè)力。在受力分析過(guò)程中,特別是在“力、電、磁”綜合問(wèn)題中,第一步就是受力分析,雖然解題思路正確,但考生往往就是因?yàn)榉治雎┑粢粋€(gè)力(甚至重力),就少了一個(gè)力做功,從而得出的答案與正確結(jié)果大相徑庭,痛失整題分?jǐn)?shù)。還要說(shuō)明的是在分析某個(gè)力發(fā)生變化時(shí),運(yùn)用的方法是數(shù)學(xué)計(jì)算法、動(dòng)態(tài)矢量三角形法(注意只有滿足一個(gè)力大小方向都不變、第二個(gè)力的大小可變而方向不變、第三個(gè)力大小方向都改變的情形)和極限法(注意要滿足力的單調(diào)變化情形)。
2.對(duì)摩擦力認(rèn)識(shí)模糊
摩擦力包括靜摩擦力,因?yàn)樗哂小半[敝性”、“不定性”特點(diǎn)和“相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)趨勢(shì)”知識(shí)的介入而成為所有力中最難認(rèn)識(shí)、最難把握的一個(gè)力,任何一個(gè)題目一旦有了摩擦力,其難度與復(fù)雜程度將會(huì)隨之加大。最典型的就是“傳送帶問(wèn)題”,這問(wèn)題可以將摩擦力各種可能情況全部包括進(jìn)去,建議同學(xué)們從下面四個(gè)方面好好認(rèn)識(shí)摩擦力:
(1)物體所受的滑動(dòng)摩擦力永遠(yuǎn)與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。這里難就難在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí);說(shuō)明一下,滑動(dòng)摩擦力的大小略小于最大靜摩擦力,但往往在計(jì)算時(shí)又等于最大靜摩擦力。還有,計(jì)算滑動(dòng)摩擦力時(shí),那個(gè)正壓力不一定等于重力。
(2)物體所受的靜摩擦力永遠(yuǎn)與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反。顯然,最難認(rèn)識(shí)的就是“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方”的判斷。可以利用假設(shè)法判斷,即:假如沒(méi)有摩擦,那么物體將向哪運(yùn)動(dòng),這個(gè)假設(shè)下的運(yùn)動(dòng)方向就是相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向;還得說(shuō)明一下,靜摩擦力大小是可變的,可以通過(guò)物體平衡條件來(lái)求解。
(3)摩擦力總是成對(duì)出現(xiàn)的。但它們做功卻不一定成對(duì)出現(xiàn)。其中一個(gè)最大的誤區(qū)是,摩擦力就是阻力,摩擦力做功總是負(fù)的。無(wú)論是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力,都可能是動(dòng)力。
(4)關(guān)于一對(duì)同時(shí)出現(xiàn)的摩擦力在做功問(wèn)題上要特別注意以下情況:
可能兩個(gè)都不做功。(靜摩擦力情形)
可能兩個(gè)都做負(fù)功。(如子彈打擊迎面過(guò)來(lái)的木塊)
可能一個(gè)做正功一個(gè)做負(fù)功但其做功的數(shù)值不一定相等,兩功之和可能等于零(靜摩擦可不做功)、可能小于零(滑動(dòng)摩擦)也可能大于零(靜摩擦成為動(dòng)力)。
可能一個(gè)做負(fù)功一個(gè)不做功。(如,子彈打固定的木塊)
可能一個(gè)做正功一個(gè)不做功。(如傳送帶帶動(dòng)物體情形)
(建議結(jié)合討論“一對(duì)相互作用力的做功”情形)
3.對(duì)彈簧中的彈力要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)
彈簧或彈性繩,由于會(huì)發(fā)生形變,就會(huì)出現(xiàn)其彈力隨之發(fā)生有規(guī)律的變化,但要注意的是,這種形變不能發(fā)生突變(細(xì)繩或支持面的作用力可以突變),所以在利用牛頓定律求解物體瞬間加速度時(shí)要特別注意。還有,在彈性勢(shì)能與其他機(jī)械能轉(zhuǎn)化時(shí)嚴(yán)格遵守能量守恒定律以及物體落到豎直的彈簧上時(shí),其動(dòng)態(tài)過(guò)程的分析,即有最大速度的情形。
4.對(duì)“細(xì)繩、輕桿” 要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)
在受力分析時(shí),細(xì)繩與輕桿是兩個(gè)重要物理模型,要注意的是,細(xì)繩受力永遠(yuǎn)是沿著繩子指向它的收縮方向,而輕桿出現(xiàn)的情況很復(fù)雜,可以沿桿方向“拉”、“支”也可不沿桿方向,要根據(jù)具體情況具體分析。
5.關(guān)于小球“系”在細(xì)繩、輕桿上做圓周運(yùn)動(dòng)與在圓環(huán)內(nèi)、圓管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的情形比較
這類(lèi)問(wèn)題往往是討論小球在最高點(diǎn)情形。其實(shí),用繩子系著的小球與在光滑圓環(huán)內(nèi)運(yùn)動(dòng)情形相似,剛剛通過(guò)最高點(diǎn)就意味著繩子的拉力為零,圓環(huán)內(nèi)壁對(duì)小球的壓力為零,只有重力作為向心力;而用桿子“系”著的小球則與在圓管中的運(yùn)動(dòng)情形相似,剛剛通過(guò)最高點(diǎn)就意味著速度為零。因?yàn)闂U子與管內(nèi)外壁對(duì)小球的作用力可以向上、可能向下、也可能為零。還可以結(jié)合汽車(chē)駛過(guò)“凸”型橋與“凹”型橋情形進(jìn)行討論。
高中物理學(xué)習(xí)方法
一、知識(shí)框架認(rèn)可
學(xué)習(xí)物理時(shí),大多物理生采用的是大海撈針式的學(xué)習(xí)方法,他們往往做了大量的習(xí)題,但對(duì)其需要的掌握的基礎(chǔ)知識(shí)一無(wú)所知。根本不知道會(huì)考查哪些知識(shí)點(diǎn),他們只求知道要考哪些題型。要是題目稍加變化,他們就束手無(wú)策,不知所措。所以,很多學(xué)生雖然做了大量的習(xí)題,考試卻并不理想。
鑒于此,學(xué)生應(yīng)該重視對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的把握。做題時(shí),做到有的放矢,透徹理解大綱所要求的考查的范圍和重要的知識(shí)考點(diǎn)。這樣達(dá)到事半功倍的效果,而不是盲目地去做那么多的習(xí)題,讓人苦不堪言。
要重視并系統(tǒng)地掌握好知識(shí)結(jié)構(gòu),這樣才能把零散的知識(shí)有機(jī)聯(lián)系起來(lái)。大到整個(gè)物理的知識(shí)結(jié)構(gòu),小到力學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu),甚至具體到章、節(jié),如靜力學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)等。
二、用規(guī)律、性質(zhì)解題
大多物理生解題時(shí),習(xí)慣層層展開(kāi),不知道如何去整體處理一類(lèi)問(wèn)題。只有找準(zhǔn)解題所需要的規(guī)律和性質(zhì),找對(duì)切入點(diǎn),這樣才能一蹴而就,使問(wèn)題簡(jiǎn)單化,輕而易舉地解答習(xí)題。應(yīng)該站在高處看問(wèn)題,高屋建瓴。平時(shí)多進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練,找準(zhǔn)重要規(guī)律和常用考查手段。
三、避深難,重基礎(chǔ)
很多學(xué)生大量地練習(xí)高難習(xí)題,花費(fèi)大量心血,其結(jié)果是往往考一道很簡(jiǎn)單很基礎(chǔ)的習(xí)題,卻不知道如何回答,甚至認(rèn)為題目不可能有這么簡(jiǎn)單。很多教師也是給學(xué)生鋪天蓋地地布置大量習(xí)題,拼命加碼也不管學(xué)生是否能夠承受,其結(jié)果往往是使學(xué)生產(chǎn)生畏難厭學(xué)情緒。特別是物理這門(mén)學(xué)科,很多學(xué)生還沒(méi)接觸就覺(jué)得可怕。
四、強(qiáng)化橫向聯(lián)系,拓寬知識(shí)面
物理學(xué)與生活實(shí)際聯(lián)系緊密,而很多學(xué)生卻缺乏常識(shí),往往讀不懂題目所要展示的情境意義。所以,學(xué)生應(yīng)該大量閱讀有關(guān)自然科學(xué)的書(shū)籍,特別是與物理有關(guān)聯(lián)的內(nèi)容。
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