這里我們介紹一些上海市高中物理必修2知識點的延伸知識貝語網(wǎng)校，有助于我們更深入的理解物理的本質(zhì)。物理知識是一個貫穿整個過程的體系，如果脫離整體去理解，往往無法更加準(zhǔn)確的理解。
主要介紹：
1. 地球表面的重力和引力
2.重力勢能與重力勢能
3.人造衛(wèi)星的機械能E
4. 地球內(nèi)部引力
5.動能定律（做功的可變力）
6.機械能（含彈性勢能）守恒定律
7.慣性離心力
1. 地球表面的重力和引力
地球的質(zhì)量為M，該物體的質(zhì)量為m，距離地心的距離為r。
地球引力對物體的作用大小為：
在重力F作用下，物體自由下落。根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=ma
我們計算一個加速度（稱為重力加速度 ag）
我們平時的高中練習(xí)中，都認為這是重力加速度，r=R（地球半徑），那么我們就可以計算出地球表面的重力加速度
但由于地球不平衡且自轉(zhuǎn)，計算出的物體重力與測量到的物體重力存在差異，我們只討論由于地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致的物體重力測量與理論計算的差異。
如圖所示，假設(shè)一個質(zhì)量為m的木箱放在赤道上，利用向心加速度公式，可得
N 是秤的讀數(shù) mg，ag 是重力加速度
地球表面自由落體物體的重力加速度，經(jīng)修正后為由萬有引力計算得出的重力加速度減去地球自轉(zhuǎn)引起的向心加速度。
這個差異非常小，我們計算
顯然與常用的9.8m/s2的數(shù)值差別太小，所以我們常常忽略g與ag的數(shù)值差別；同時，地球表面的引力大小幾乎等于通過稱重得到的重量。
2.重力勢能與重力勢能
在討論勢能之前，我們先回顧一下功和能量的關(guān)系。
能量轉(zhuǎn)換的過程是通過做功來實現(xiàn)的，做功的過程本質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)換的過程。做的功越多高一物理必修二，能量從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式就越多。因此：功是能量轉(zhuǎn)換的尺度。
被地球吸引的物體會受到地球引力的影響。力會隨著物體與地球的距離而變化。將物體從地球表面移動到無窮遠是可變力所做的功。
重力從距離地心 R 到無窮遠所做功的積分形式
利用功和勢能變化之間的關(guān)系
得到
得到了距地心距離為R，質(zhì)量為m的物體的重力勢能表達式。
為了解決這個問題，我們利用變力所作功的積分形式，同時利用勢能變化與所作功之間的關(guān)系
設(shè)地球半徑為R高一物理必修二，靠近地表的B點重力勢能為0，靠近地表的A點到地心的距離為R+h；
地面B點重力勢能：
重力勢能，又稱重力勢能，是物體在兩處（AB）的勢能變化量
在表面附近，重力勢能的表達式近似為
3.衛(wèi)星的機械能E
遠離地球表面，重力勢能E=mgh的表達式不再成立，必須用重力勢能來表示人造衛(wèi)星的勢能，所以總機械能
要找到圓形軌道上衛(wèi)星的動能，請使用
終于
衛(wèi)星的機械能隨軌道半徑的增加而增大，為重力勢能的一半。
衛(wèi)星發(fā)射越遠，需要的能量就越大。
如果一個物體從地球表面拋射出去，速度足夠大，它就能離開地球，飛向無窮遠處，無窮遠處的動能和勢能都是0，根據(jù)機械能守恒定律，當(dāng)?shù)厍虮砻娴臋C械能也為0時，物體就能逃逸。
利用機械能守恒定律，我們得到物體能夠擺脫地球引力的速度，也就是第二宇宙速度。其數(shù)值是2乘以第一宇宙速度的平方根。物體繞地球一圈的速度和物體擺脫地球引力的速度之間的差別非常明顯。
4. 地球內(nèi)部引力
解決地球表面物體對地球的引力，我們實際上是利用了下面的原理：“球體對質(zhì)點的吸引力，相當(dāng)于質(zhì)點與球體質(zhì)心之間的吸引力。”這樣，我們就得到了地球表面及整個地球上物體受到的引力，相當(dāng)于質(zhì)點與地心之間的引力。
為了解決地球內(nèi)部粒子的引力問題，我們也可以利用上述思想
地球內(nèi)部距地心r處的一個粒子所受的引力，可以完全等效于總引力減去該粒子外部球殼所產(chǎn)生的引力，該引力等于球殼內(nèi)部的質(zhì)量集中在地心所產(chǎn)生的引力。
如圖所示，地球內(nèi)部粒子A距離地心距離為r，其受到的引力與距離r成線性關(guān)系。
5. 動能定理（可變力所作的功）
必修2的教材里給出了功和動能關(guān)系的推導(dǎo)，設(shè)有恒定的力在做功，物體做勻速加速直線運動，則推導(dǎo)如下：
設(shè)力F(x)沿x軸方向，從初始位置Xi到最終位置Xf的過程中，該力對物體所作的功，可用做功積分公式計算：
（雖然學(xué)生還沒有學(xué)過積分的知識，但是我還是希望學(xué)生知道由變力所作的功和不變力所作的功導(dǎo)出的動能定理是一致的）
可以看出，動能定理也適用于變力功
進一步的理論推導(dǎo)可以證明，動能定理對于變力做功過程和物體做曲線運動的過程依然成立。從牛頓第二定律出發(fā)，可以推導(dǎo)出動能定理。這說明動能定理是牛頓第二定律的推論，其他重要的力學(xué)定理也可以從牛頓第二定律推導(dǎo)出來，體現(xiàn)了牛頓力學(xué)的樸素之美。（書原話）
6.機械能（含彈性勢能）守恒定律
在只有重力和彈力做功的系統(tǒng)中，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能總量不變，這就是機械能守恒定律。
重力勢能表達式：mgh
這里直接引入彈簧彈性勢能的表達式
機械能的表達
當(dāng)小球從A移動到B時，彈簧伸長x，A比B高h
球A由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，動能、重力勢能、彈性勢能相互轉(zhuǎn)化。
利用包含機械能的彈性勢能表達式，可以快速計算出B的速度。
7.慣性離心力
初中時我們學(xué)過慣性，牛頓第一定律。
牛頓第一定律：任何物體都會永遠保持靜止或勻速直線運動，除非有外力作用改變其狀態(tài)。
物體保持靜止或做勻速直線運動的性質(zhì)也稱為慣性，牛頓第一定律又稱為慣性定律。
這里引入慣性參考系的概念：特定物體的慣性定律成立的參考系稱為慣性參考系。
物體做勻速圓周運動的向心加速度為：
如下圖所示，向心力等于彈簧力，彈簧力可以解
設(shè)想一個人站在一個圓盤上的球旁邊，觀察球的運動。球看上去是靜止的，但作用在球上的凈力為f。在這樣的參考系中觀察物體時，牛頓第一定律不適用，即慣性定律不成立。這樣的旋轉(zhuǎn)圓盤系統(tǒng)是非慣性系統(tǒng)。
對于在這樣一個非慣性參考系中的觀察者，我們引入一個力，這個力是一個虛力，稱為慣性離心力，它的大小和向心力相等，方向相反。這樣，我們在這個參考系中處理物理問題時，牛頓定律就不會發(fā)生矛盾了。
慣性系的概念很重要，對于我們學(xué)習(xí)第二門必修課的最后一章相對論的基礎(chǔ)知識會有很大幫助。
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