高一物理知识点总结复习

　　开普勒第一定律：所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上。

　　开普勒第二定律：对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。

　　开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的长半轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。

　　即

　　三大定律的发现，使人类的天文学知识提高了一大步。

　　二、牛顿对行星运动的解释：

　　牛顿从他本人发现的牛顿第二定律出发深入分析和研究了天体运行的规律，他对行星运动的规律的解释主要有以下几个层次：

　　1、设行星都沿圆周运动，那么行星运动所需的向心力应满足：

　　由开普勒第三定律

　　则：

　　式中为行星质量，R为行星运动的轨道半径。式中的常数K对太阳系来说保持不变。

　　从牛顿第三定律出发，太阳吸引行星的力应与行星吸引太阳的力大小相等。既然与行星质量成正比，那么行星吸引太阳的力也应与太阳的质量M成正比，也就是说常数K是一个与太阳质量M成正比的数。

　　再引进一个常数G，并令：

　　则太阳吸引行星的力：

　　常数G是与太阳质量无关的恒量。

　　2、行星与卫星之间的作用力与太阳和行星之间的作用力同属一个性质的力。关于这一点牛顿是从月亮运行的周期T、轨道半径R等已知参数计算得出，月球和地球之间的作用力也是跟它们质量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比的。

　　3、地球对地面物体的吸引力跟地球对月球的吸引力属同种性质的力。

　　地面上的重力加速度为g，地球的半径为R，而月球到地心的距离恰为地球半径的60倍，而月球作匀速圆周运动的加速度恰为重力加速度的1/3600，这说明地球对物体的吸引力和地球对月球的吸引力也属同一性质的力。

　　以上这些为牛顿提出万有引力定律打下坚实基础。

　　三、万有引力定律：

　　1、内容：任何两个物体都是互相吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。这就是万有引力定律。

　　2、公式

　　应注意：

　　（1）公式中G称作万有引力恒量，经测定。

　　（2）公式中的R为质点间的距离。对于质量分布均匀的球体，可把它看做是质量集中在球心的一个点上。

　　（3）从可以看出，万有引力是非常小的，平时很难觉察，所以它的发现经历了对天体（质量特别大）运动的研究过程。

　　证明万有引力定律（提示：把行星轨道简化为椭圆，天体简化为质点）

　　证明：行星饶太阳运行的向心力由引力提供： ，由开普勒第三定律得：，表明引力与行星质量成正比与距离二次方成反比，由牛顿第三定律可知该引力也与太阳质量成正比，写成数学表达式为

　　四、万有引力恒量的测定：

　　自牛顿发表万有引力定律以来，人们试图在实验中测出引力的大小，其目的在于给“万有引力定律”进行鉴别和检验。因为没有被实验验证的理论总是空洞的理论，更无实际意义。

　　英国物理学家卡文迪许承担了这样一项科学难题，他发挥了精湛的实验才能，取得了极其精确的结果。

　　实验装置是用的扭秤（如右图所示），秤杆长2.4，两端各置一个铅质球，再用另外两个球靠近，研究它们的引力规律。

　　实验原理是用力矩平衡的道理。

　　实验结果：首先验证了万有引力的正确性。另外测定了万有引力恒量为：

　　目前万有引力恒量的公认值为：

　　五、第一宇宙速度    第二宇宙速度    第三宇宙速度

　　人造地球卫星：卫星环绕速度v、角速度、周期T与半径的关系：

　　由，可得：，r越大，

　　越小；    ，r越大，越小；，r越大，T越大。

　　第一宇宙速度（环绕速度）：；

　　第二宇宙速度（脱离速度）：；

　　第三宇宙速度（逃逸速度）：。

　　会求第一宇宙速度：   卫星贴近地球表面飞行

　　地球表面近似有           则有

　　小结：

　　1、万有引力定律的发现，绝不是牛顿一人的成果。它是人类长期研究奋斗的结果，甚至有人献出了宝贵的生命。

　　2、万有引力定律的确立，并不是在1687年牛顿发表之时，而应是1798年卡文迪许完成实验之时。

　　3、万有引力定律的公式： 只适用于质点间的相互作用。这里的“质点”要求是质量分布均匀的球体，或是物体间的距离r远远大于物体的大小，这两种情况。

　　4、运用万有引力定律解决具体问题时，要特别注意指数运算。

　　5、在计算过程中，如果要求精度不高，可取来运算，这样可使计算简化。

　　第六章  机械能

　　自然界存在着各种形式的能，各种形式的能之间又可以相互转化，而且在转化的过程中能的总量保持不变。这是自然科学中最重要的定律之一。各种形式的能在相互转化的过程中可以用功来度量。这一章研究的是能量中最简单的一种──机械能，以及与它相伴的机械功，能的转化和守恒，是贯穿全部物理学的基本规律之一。解决力学问题，从能量的观点入手进行分析，往往是很方便的。因此，学习这一章要特别注意养成运用能量观点分析和研究问题的习惯。

　　这一章研究的主要内容有：功和功率、动能和动能定理、势能及机械能守恒定律。

　　一、什么是功和功率

　　1、功（W）

　　如图所示，物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了一段位移，我们说力对物体做了功。有力、有力的方向上的位移是功的两个不可缺少的因素。

　　我们可以把力F沿位移S的方向和垂直于位移的方向分解为F?、F?。其中分力F?做功，而分力F?并未做功，而，所以力F对物体所做的功可表示为。

　　同学们也可以试一下，把位移S分解为沿力F方向的分位移S?和垂直于力F方向的分位移S?。显然物体在力F的作用下，沿力的方向的位移为S?，同样可得力F对物体做的功，  得出功的公式：

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