在高中物理學(xué)習(xí)中,物理公式是最基本的工具。那么天體運(yùn)動(dòng)的物理公式是什么呢?下面我給大家?guī)?lái)高中天體物理公式,希望對(duì)大家有所幫助。
高中天體物理學(xué)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:常數(shù)(與行星質(zhì)量無(wú)關(guān),但取決于中心物體的質(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)星繞軌速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心質(zhì)量天體}
5、第一(第二、第三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s; V2=11.2公里/秒; V3=16.7公里/秒
6、地球同步衛(wèi)星GMm/(r +h)2=m4π2(r +h)/T2{h≈,h:距地球表面的高度,r :地球半徑}
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(xiàn)方向=F百萬(wàn); (2)應(yīng)用萬(wàn)有引力定律可以估算天體的質(zhì)量密度;
(3)地球同步衛(wèi)星只能在赤道上空運(yùn)行,其運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同;
(4)隨著衛(wèi)星軌道半徑變小,勢(shì)能變小,動(dòng)能變大,速度變大,周期變小; (5)地球衛(wèi)星最大繞軌速度和最小發(fā)射速度均為7.9公里/秒。
高中物理容易出錯(cuò)的知識(shí)點(diǎn)
1. 力分析常常遺漏許多“力”
物體受力的分析是物理學(xué)中最重要、最基礎(chǔ)的知識(shí)。分析方法有“整體法”和“分離法”兩種。可以說(shuō),物體的受力分析貫穿了整個(gè)高中物理,如力學(xué)中的重力、彈力(推、拉、升、壓)和摩擦力(靜摩擦和滑動(dòng)摩擦),電場(chǎng)力(力分析中,最困難的是確定力的方向。最常見(jiàn)的錯(cuò)誤是在力分析中經(jīng)常遺漏某個(gè)力。在力分析過(guò)程中高中物理全部公式,特別是在“力、電、磁”綜合問(wèn)題中,第一步是力分析。雖然解題思路是正確的,但考生往往會(huì)因?yàn)榉治龆┑粢粋€(gè)力(甚至重力)。少了一份做功的力,所以得到的答案與正確結(jié)果相差很大,整個(gè)題分就丟掉了。還需要注意的是,在分析某一力的變化時(shí),采用的方法是數(shù)學(xué)計(jì)算方法和動(dòng)態(tài)矢量三角法(注意只有當(dāng)一個(gè)力的大小和方向不變,而第二個(gè)力的大小變化但不變時(shí))方向 ,力的大小和方向發(fā)生變化的第三種情況)和極限方法(注意必須滿(mǎn)足力的單調(diào)變化)。
2.對(duì)摩擦力的認(rèn)識(shí)模糊
摩擦力包括靜摩擦力。由于它的“隱蔽性”、“不確定性”特征以及“相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)趨勢(shì)”知識(shí)的介入,成為一切力量中最難認(rèn)識(shí)和把握的力量。任何問(wèn)題一旦出現(xiàn)摩擦,難度和復(fù)雜性就會(huì)增加。最典型的就是“傳送帶問(wèn)題”。這個(gè)問(wèn)題可以包括所有可能的摩擦情況。建議同學(xué)們從以下四個(gè)方面來(lái)認(rèn)識(shí)摩擦:
(1)物體所受的滑動(dòng)摩擦力總是與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。這里的困難在于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的理解;解釋一下,滑動(dòng)摩擦力的大小略小于最大靜摩擦力,但計(jì)算時(shí)往往等于最大靜摩擦力。另外,在計(jì)算滑動(dòng)摩擦力時(shí),該正壓力不一定等于重力。
(2)物體所受的靜摩擦力總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反。顯然,最難理解的就是“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向”的判斷。可以用假設(shè)的方法來(lái)判斷,即:如果沒(méi)有摩擦力,那么物體會(huì)向哪里運(yùn)動(dòng)呢?該假設(shè)下的運(yùn)動(dòng)方向即為相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向;還必須說(shuō)明的是,靜摩擦力的大小是可變的,可以由物體的平衡條件決定。解決。
(3)摩擦力總是成對(duì)出現(xiàn)。但他們?cè)诠ぷ鲿r(shí)并不一定成對(duì)出現(xiàn)。最大的誤解之一是摩擦就是阻力,摩擦所做的功總是負(fù)的。靜摩擦力或滑動(dòng)摩擦力都可以是驅(qū)動(dòng)力。
(4)對(duì)于一對(duì)同時(shí)摩擦力所做的功,應(yīng)特別注意下列情況:
也許兩者都沒(méi)有任何工作。 (靜摩擦情況)
也許兩者都在做消極的工作。 (就像一顆子彈擊中迎面而來(lái)的木塊)
一個(gè)人可能做積極的工作,另一個(gè)人可能做消極的工作,但所做工作的價(jià)值不一定相等。兩個(gè)功之和可能等于零(靜摩擦力可能不做任何功),可能小于零(滑動(dòng)摩擦力),也可能大于零(靜摩擦力成為驅(qū)動(dòng)力)。
也許一個(gè)人做消極的工作而另一個(gè)人不做任何工作。 (例如子彈擊中固定木塊)
也許一個(gè)人正在做積極的工作,而另一個(gè)人卻沒(méi)有。 (如傳送帶承載物體的情況)
(建議一起討論“一對(duì)相互作用的力所做的功”的情況)
3.對(duì)彈簧的彈力有清晰的認(rèn)識(shí)
由于彈簧或彈力繩的變形,其彈力會(huì)發(fā)生有規(guī)律的變化,但需要注意的是,這種變形不能突然改變(弦或支撐面的力可以突然改變),所以在特別注意使用牛頓定律求解物體的瞬時(shí)加速度時(shí)付費(fèi)。另外,當(dāng)彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他機(jī)械能時(shí)高中物理全部公式,嚴(yán)格遵守能量守恒定律,分析物體落在垂直彈簧上時(shí)的動(dòng)態(tài)過(guò)程是速度最大的情況。
4、對(duì)“細(xì)繩燈桿”有清晰的認(rèn)識(shí)
在受力分析中,弦和光棒是兩個(gè)重要的物理模型。需要注意的是,繩子上的力總是沿著繩子朝向它的收縮方向,而光桿的情況很復(fù)雜,可以沿著桿子。 “拉”和“支撐”的方向不一定沿著桿的方向,應(yīng)根據(jù)具體情況具體分析。
5. 將小球“綁”在繩子或光桿上并進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)的情況與在環(huán)或圓管中進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)的情況進(jìn)行比較。
這類(lèi)問(wèn)題常常討論球處于最高點(diǎn)時(shí)的情況。事實(shí)上,用繩子綁住的球類(lèi)似于光滑環(huán)中的運(yùn)動(dòng)。剛經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)意味著繩子的張力為零,環(huán)內(nèi)壁對(duì)球的壓力為零,只有重力作為向心力;而與“綁”在桿上的球類(lèi)似,在圓管中的運(yùn)動(dòng)。只要經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)就意味著速度為零。因?yàn)闂U和管的內(nèi)外壁對(duì)球施加的力可以是向上的、向下的留學(xué)之路,也可以是零。還可以結(jié)合汽車(chē)行駛過(guò)“凸”橋和“凹”橋的情況來(lái)討論。
高中物理學(xué)習(xí)方法
1. 知識(shí)框架識(shí)別
在學(xué)習(xí)物理時(shí),大多數(shù)物理學(xué)生都采取大海撈針的學(xué)習(xí)方法。他們經(jīng)常做大量的練習(xí),但對(duì)自己需要掌握的基礎(chǔ)知識(shí)卻一無(wú)所知。他們根本不知道會(huì)考哪些知識(shí)點(diǎn)。他們只是想知道將測(cè)試什么類(lèi)型的問(wèn)題。如果話題稍微改變一下,他們就會(huì)不知所措。因此,很多學(xué)生雖然做了很多練習(xí),但考試卻并不理想。
鑒于此,學(xué)生應(yīng)注重基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。回答問(wèn)題時(shí),要有針對(duì)性,吃透大綱要求的考試范圍和重要知識(shí)考點(diǎn)。這樣就達(dá)到了事半功倍的效果,而不是一味地做那么多練習(xí),讓人苦不堪言。
我們必須重視并系統(tǒng)地掌握知識(shí)結(jié)構(gòu),使分散的知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。范圍從整個(gè)物理學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)到力學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu),甚至具體的章節(jié),比如靜力學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
2.利用規(guī)則和性質(zhì)解決問(wèn)題
大多數(shù)物理學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí),習(xí)慣于一層層展開(kāi),不知道如何從整體上處理一類(lèi)問(wèn)題。只有找準(zhǔn)解題所需的規(guī)律和性質(zhì),找到正確的切入點(diǎn),才能一氣呵成,把問(wèn)題簡(jiǎn)單化,習(xí)題輕松解題。我們要站在高處看問(wèn)題,要有高層次的視野。平時(shí)多進(jìn)行專(zhuān)題培訓(xùn),熟悉重要規(guī)則和常用檢查方法。
3.避免深層次的困難,專(zhuān)注于基礎(chǔ)知識(shí)
許多學(xué)生大量練習(xí)高難度練習(xí),花費(fèi)大量精力。結(jié)果,他們常常做了一個(gè)非常簡(jiǎn)單、基礎(chǔ)的練習(xí),卻不知道如何回答,甚至認(rèn)為問(wèn)題不可能那么簡(jiǎn)單。很多老師還鋪天蓋地的給學(xué)生布置大量的習(xí)題,不顧學(xué)生能否承受。結(jié)果往往是學(xué)生變得害怕學(xué)習(xí)。尤其是物理這門(mén)學(xué)科,很多學(xué)生在接觸之前就感到害怕。
4、加強(qiáng)橫向聯(lián)系,拓寬知識(shí)面
物理與生活現(xiàn)實(shí)密切相關(guān),但很多學(xué)生缺乏常識(shí),往往無(wú)法理解題目的情境意義。因此,學(xué)生應(yīng)該大量閱讀自然科學(xué)方面的書(shū)籍,尤其是與物理相關(guān)的書(shū)籍。