第四章微重力要点
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新教材鲁科版2019版物理必修第二册第4章知识点清单目录第4章万有引力定律及航天第1节天地力的综合_ 万有引力定律第2节万有引力定律的应用第3节人类对太空的不懈探索第4章万有引力定律及航天第1节天地力的综合_ 万有引力定律一、行星运动的规律内容图示开普勒第一定律(椭圆定律) 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上说明:不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的开普勒第二定律(面积定律) 任何一个行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等说明:行星在近日点的速率大于在远日点的速率开普勒第三定律(周期定律) 行星绕太阳运行轨道半长轴a的立方与其公转周期T的平方成正比说明: a3T2=k,比值k是取决于中心天体的常量二、万有引力定律1. 内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的方向沿两物体的连线,引力的大小F与这两个物体质量的乘积m1m2成正比,与这两个物体间的距离r的平方成反比。
2. 表达式:F=G m1m2r2。
3. 引力常量G:由英国物理学家卡文迪许测量得出,常取G=6. 67×10-11N·m2/kg2。
4. 万有引力定律的推导(1)建立模型太阳系中八大行星的轨道半长轴和轨道半短轴相差不大,所以我们可以建立如下的简化模型。
①行星绕太阳做匀速圆周运动。
②太阳对行星的引力提供行星做圆周运动的向心力。
③所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值均相等,即r 3T 2=k 。
(2)太阳对行星的引力规律的推导①设行星的质量为m ,速度为v ,行星到太阳的距离为r ,则行星绕太阳做匀速圆周运 动的向心力为F=m v 2r 。
天文观测难以直接得到行星运动的速度v ,但可以得到行星公转的周期T ,它们之间的关系为v=2πr T,由以上两式可得F=m4π2T 2r ,再由r 3T2=k ,可得F=4π2mr 2。
在研究太阳对行星的引力时,“k”是一个与太阳有关的常量,故对于不同的行星,行星质量不同,但4π2k 是一定值。
物理学实验中的微重力实验方法与技巧微重力实验在物理学研究中具有重要的地位,它能够模拟地面引力场以外的物理条件,为研究材料性质、流体动力学和微重力环境下的物理现象提供了重要的手段。
本文将介绍物理学实验中的微重力实验方法与技巧,希望对读者在进行相关实验时有所帮助。
一. 宇宙中微重力环境的模拟在地面实验中模拟微重力环境,有多种方法可供选择。
以下是其中几种常用的方法:1. 自由落体实验自由落体实验是模拟微重力环境的常用方法之一。
在自由落体状态下,实验装置与载体同时处于自由落体状态,实验装置内的物体由于没有受到外力的干扰,可以在近似真空的环境中进行实验,减小地面引力的影响。
2. 磁悬浮实验磁悬浮实验是利用磁场的力来抵消地面引力的影响,实现物体在微重力状态下的悬浮。
磁悬浮实验常用于液体表面张力的研究,通过磁场的力平衡,可将液体悬浮在磁场中进行实验。
3. 零重力飞机实验零重力飞机是通过特殊的飞行轨迹,在飞行过程中制造持续短时间的微重力环境。
在零重力飞机实验中,实验者可以在短暂的微重力环境下进行实验,并观察物体在微重力环境中的行为。
二. 微重力实验的技巧和注意事项进行微重力实验时,需注意以下几点技巧和注意事项:1. 实验装置的设计在进行微重力实验前,需根据实验要求设计合适的实验装置,包括悬梁、支架等。
实验装置的设计要合理,能够在微重力环境下保持稳定,并且具备较好的抗振性能,以保证实验结果的准确性。
2. 实验参数的记录在微重力实验过程中,需准确记录实验参数,如时间、温度、压力等。
这些参数对于实验结果的分析和比较具有重要的指导意义,应该被认真记录。
3. 数据处理与分析微重力实验得到的数据需要经过合理的处理与分析。
数据处理的过程中,可以利用数学模型和统计方法对实验结果进行定量分析,得到更加科学准确的结论。
4. 实验环境的控制微重力实验中,实验环境的控制尤为重要。
包括温度、湿度等环境参数的稳定,以及实验装置的防震措施。
物理高一第四章知识点总结一、力的概念和力的分类1. 力的概念力是物体之间相互作用的结果,是改变物体状态的原因。
2. 力的分类根据力的性质和作用对象,力可以分为以下几类: - 接触力:是物体直接接触产生的力,如摩擦力、支持力等。
- 弹力:是弹性物体被拉伸或压缩产生的力。
- 重力:是地球对物体的吸引力。
- 引力:是物体之间由于引力相互吸引产生的力。
- 摩擦力:是物体相对运动或准备运动时接触面之间产生的力。
二、牛顿运动定律1. 第一定律(惯性定律)物体如果处于静止状态,将保持静止;如果物体处于匀速直线运动状态,将保持匀速直线运动,直到外力作用改变其状态。
2. 第二定律(运动定律)物体的加速度与作用在物体上的净力成正比,与物体质量成反比。
即 F = ma,其中 F 是净力,m 是物体的质量,a 是物体的加速度。
3. 第三定律(作用-反作用定律)任何作用在物体 A 上的力都必然伴随着一个大小相等、方向相反的力作用在物体 B 上。
三、力的合成与分解1. 力的合成如果有多个力同时作用于一个物体上,可以使用力的合成将多个力合并为一个力。
合力的大小等于所有力的矢量和,方向与合力相同。
2. 力的分解如果一个力的作用可以分解为两个分力,分力的合成等于原力的大小,方向与原力相同。
常见的力的分解有平行分解和垂直分解。
四、摩擦力1. 摩擦力的产生摩擦力是物体相对运动或准备运动时接触面之间产生的力。
摩擦力的产生是由于接触面微观凹凸不平,导致物体间存在粘连力而产生的。
2. 摩擦力的类型•静摩擦力:物体静止时接触面之间的摩擦力,大小等于施加在物体上试图使其运动的力,最大值为静摩擦力的最大值。
•动摩擦力:物体运动时接触面之间的摩擦力,大小等于施加在物体上试图维持其匀速运动的力,小于等于静摩擦力的最大值。
3. 摩擦力的应用摩擦力在日常生活中有许多应用,如刹车、走路、写字等。
同时,摩擦力也可以通过减小接触面的平滑度、涂抹润滑剂等方式来减小或增大。
《超重和失重》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解超重和失重的观点,了解其产生原理。
2. 掌握超重和失重的判断方法,能够正确判断物体处于超重或失重状态。
3. 理解并能够运用超重和失重的相关知识解决实际问题。
二、教学重难点1. 教学重点:超重和失重的判断方法及运用相关知识解决实际问题。
2. 教学难点:对物体处于超重或失重状态的动态理解,包括其产生条件、加速度方向及影响等。
三、教学准备1. 准备教学用具:黑板、白板、笔、实物展示台、弹簧秤等,用于展示实验和实物观察。
2. 准备相关视频或图片,用于辅助教学,帮助学生更好地理解超重和失重现象。
3. 准备练习题,用于教室练习和课后作业,帮助学生稳固所学知识。
4. 安排实验室或多媒体教室进行实验教学,以便更好地展示超重和失重现象。
四、教学过程:(一)导入1. 通过实验引入:让一个学生站在磅秤上,然后向上抬手,观察磅秤的示数变化。
2. 提问:在什么情况下,物体的重力表现出的效果会发生变化?3. 引出超重和失重的观点。
(二)新课教学1. 超重观点:物体对支持物的压力(或悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况。
(1)观察分析:起重机起吊重物时,随着重物上升,磅秤的读数变化情况。
(2)阅读理解:课本中关于超重的描述,并思考:在超重状态下,物体受到的支持力与重力有何关系?(3)教师总结:物体对支持物的压力(或悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象。
2. 失重观点:物体对支持物的压力(或悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况。
(1)观察分析:在电梯下落过程中,磅秤的读数变化情况。
(2)阅读理解:课本中关于失重的描述,并思考:在失重状态下,物体受到的支持力与重力有何关系?(3)教师总结:物体对支持物的压力(或悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象。
3. 超重和失重的应用举例结合学生平时生活体验举例说明超重和失重的应用,并阅读课本中的例子。
(三)小组讨论小组讨论超重和失重的原理及应用特点,并将讨论结果由各小组代表回答。
高一第四章物理知识点归纳【高一第四章物理知识点归纳】第一节:力的基本概念和力的作用力是物理学中的基本概念之一,它是描述物体相互作用的量。
力的作用可以引起物体的形变、速度变化或方向变化。
1.1 力的定义力的定义是:将具有相互作用关系的物体分开时需要克服的作用在物体上的一种推或拉的作用。
它的单位是牛顿(N)。
1.2 力的分类力可以分为接触力和非接触力。
接触力是指物体间直接接触而产生的力,如摩擦力、弹力等;非接触力是指物体间不直接接触而产生的力,如重力、电磁力等。
第二节:牛顿运动定律牛顿运动定律是描述物体运动规律的重要定律,由英国物理学家牛顿所提出。
2.1 第一定律(惯性定律)任何物体都有惯性,物体保持静止或匀速直线运动的状态,直到外力作用于它。
2.2 第二定律(动力学定律)物体的加速度直接与作用于它的合外力成正比,与物体的质量成反比,可以用公式 F = ma 来表示其中 F 为物体所受的合外力,m 为物体质量,a 为物体的加速度。
2.3 第三定律(作用与反作用定律)任何作用力都会有一个等大反方向相反的反作用力,且作用力和反作用力作用于不同的物体上。
第三节:摩擦力摩擦力是物体间由相对运动或趋向运动而产生的接触力。
3.1 摩擦力的分类摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力。
当物体相对静止时,作用在物体上的摩擦力称为静摩擦力;当物体相对运动时,作用在物体上的摩擦力称为动摩擦力。
3.2 摩擦力的影响因素摩擦力的大小与物体间相互作用面的粗糙程度、物体质量以及受力对象间的压力有关。
第四节:力的合成与分解4.1 合力的概念合力是指作用在物体上的多个力的矢量和,可以用几何方法或分解成平行和垂直于某一轴方向的力来计算。
4.2 分解力的概念分解力是指将一个力分解为两个平行或垂直于某一轴方向的力,可以应用正弦定理和余弦定理进行计算。
第五节:质点系质点系是由若干个质点组成的系统,研究质点系的运动可以通过考虑合外力和内力等因素来分析。