资源简介

教
案
教学基本信息
课题
必修第二册复习
学科
物理
学段：
高一第三学段
年级
高一
教材
书名：
普通高中教科书《物理》必修第二册
出版社：人民教育出版社
出版日期：
2019年
7
月
教学目标及教学重点、难点
【教学目标】
复习、整合物理必修第二册的基本知识和方法
带领学生体会必修第二册是如何拓展和加深对力与物体运动关系的认识
培养学生从能量的角度观察物理过程，用物理语言描述状态和过程的关系
【难点】
对一个复杂的过程，怎样从力和运动以及能量的角度去分析
【重点】
用动能定理、机械能守恒定律描述能量的关系
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
环节一：对必修二所学知识的整合、回顾
环节二：通过问题一问题二复习对复杂问题的多角度分析，主要突出能量分析，渗透运动的合成分解的方法，渗透微元法的应用
环节三：通过问题三，复习万有引力部分的知识以及综合运动力、运动、能量来分析变轨过程
环节四：
梳理力的作用效果，提出新内容
幻灯片1
同学们，大家好！在前一段的学习中，我们学习了物理必修第二册的内容，今天我们一起来复习学习过的知识和方法，看看我们有哪些收获。
在必修第二册里，学习内容大致涉及的三个方面是：力、运动和能量。下面展开具体复习。
幻灯片2
翻看教材的目录，我们学习了四个章节的内容，它们是：第五章《抛体运动》、第六章《圆周运动》、第七章《万有引力》、第八章《机械能守恒定律》
整合一下，我们可以说主要学习曲线运动和万有引力定律、以及机械能守恒定律两大块知识，其中牛顿力学的局限性与相对论初步，作为选学内容
幻灯片3
相比较必修第一册，我们学到的关于物体的直线运动和相互作用，以及牛顿运动定律的知识，
必修第二册的学习，首先给我们拓展了和加深了关于力和运动的关系的认识
我们看到曲线运动的各种情况：
在重力的作用下，滑雪运动员以一定的初速度在赛道上做抛体运动；制作一个圆锥摆，用手拉住一端，可以使另一端的小球在重力和绳子的人拉力的作用下，做匀速圆周运动；
万有引力提供向心力，使地球等行星绕太阳做椭圆运动等等，在这些运动中，我们知道力的作用，除了可以改变物体运动速度的大小，还可以改变物体运动速度的方向
无论速度的大小的改变和速度方向的改变，都需要力的作用；当力的方向与运动的方向不共线时，物体的运动方向要发生改变
这样，我们对“力是物体运动状态改变的原因”有了更加完整的理解。
另一方面，我们在必修二中学习了万有引力及它取得的重大成就，视线扩展到了整个宇宙，加深了对重力的理解，
以上这部分内容是对关于力和运动的关系的拓展和加深
幻灯片4
通过必修二的学习，我们还加深了对能量的认识，逐渐学会从能量的角度观察、分析问题
看左边的图片给我们展示的情景，从能量的角度看，运动员一脚把球踢出，对足球做的功转化为足球的动能；
足球在空中飞行的过程中会受到重力和来自于空气的阻力作用，它们对小球做功，又将能量分别转化为重力势能和内能；
我们看右边的图片，这是一个工地上“打夯的”情景：两个人同时施力做功，将重物“悠”起来，最后，在重力作用下，重物砸在地上对地面做功，将地面夯实；
同学们观察生活中的方方面面，像这样生产生活中的场景，还有很多。
大家试着用能量的角度来观察，会发现力做功转化能量的秘密。
比如，足球飞起来，重力做功负100焦耳，不是自然界中凭空少了或者是多了100焦；而是足球的重力势能增加了100焦；足球的动能减少了100焦，
一份功，对应一份能量的转化；我们把这个关系叫做“功是能量转化的量度，”时间关系，老师这里不再一一举例
同学们拿这个观点去分析每一个力做功的情景，找到对应的两种能量的转化，学会从能量的角度观察和分析生活中的问题
幻灯片5
学会从能量的角度看问题，还体现在对能量关系深入的思考中。
我们看伽利略曾经研究过的小球在斜面上的运动，重力使小球从斜面A上滚下来，在斜面底部，小球由于惯性而滚上斜面B。这是从力和运动的角度来分析
注意到一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确的终止于他开始运动时的高度，不会更高一点，也不会更低一点。有某种“东西”在小球运动过程中是不变的
事实上，能量概念的引入就解释和概括了这一大类自然现象
如运动员从跳板上弹起的过程中，跳板的弹性势能转化成运动员的动能，继而动能再与运动员重力势能发生转化，在此过程中机械能守恒；
如滑雪者沿斜面下滑时，若阻力做功较少可以忽略，我们认为这种情况下机械能守恒
若阻力做功不可忽略，将引起系统机械能向内能的转化，机械能和内能的总和守恒
总之，物理世界千变万化，守恒量的发现，让我们看到了复杂变化中的深刻规律。
下面我们来具体讨论几个问题
幻灯片6
问题一：质量为0.5kg的石块从10m高处以30o角斜向上方抛出，初速度v0大小为5m/s，不计空气阻力，g=10m/s2.
石块落地的速度有多大？
幻灯片7
我们首先可以从力和运动的角度分析这个问题：
人将石块斜抛出去，不计空气阻力，石块在空中做抛体运动，设落地的速度为v
回想一下，我们解决曲线运动常用的方法是什么呢？是运动的分解和合成。
抛出的石块在空中只受重力，将石块的初速度按照水平方向和竖直方向分解，可以得到水平的初速度v1和竖直方向的初速度v2，石块在空中受到重力的作用
因此，石块的运动可分解为：水平方向的匀速直线运动，和竖直方向的竖直上抛运动
落地时，水平方向速度不变为v1；竖直方向速度变为v2’，落地速度v为二者的合速度
幻灯片8
水平方向：匀速直线运动，速度v1等于。。。。。。
竖直方向：速度v2等于。。。。。。
根据运动学公式。。。。。。。
石块落地速度为15m/s
幻灯片9
解这类问题就一种方法么？除了用运动的合成和分解来解这个问题
我们还可以从能量的角度来看
从石块被抛出到落地整个过程中，石块受到的重力对物体做正功，石块重力势能减少，动能增加。
用动能定理来描述这个过程，有（念公式）
只有重力做功，机械能守恒
用机械能守恒定律来描述这个过程，抛出和落地两个状态下机械能的总量相等，以地面为零势能面，
有（念公式）
不难看出，虽然依据的是不同的定理定律列式，但是等式中一些量移项之后，它们是等价的，可以求出，落地速度为15m/s
同学们看看，学习了能量之后，求解速度的大小是不是显得更为快捷了？
当然，能量的角度不能解决落地速度方向的问题，要求速度的方向，还要再结合运动的分解来看。
幻灯片10
在刚才的问题中，同学们还可以思考：
如果空气阻力不能忽略不计，石块落地速度大小有何变化？
这个问题结论不难下，关键是你从哪个角度来解释呢？
我们是不是也可以分别从力和运动的角度，以及能量的角度想一想。
从力和运动的角度来解释，运动分解后，阻力阻碍物体的运动，必然使得水平方向和竖直方向的速度都会变小；这样，落地时的合速度必然小于不计阻力时的落地速度；
从能量的角度想，整个过程阻力做负功，动能的变化量变小，落地动能、落地速度减小
从能量守恒看，石块的机械能有一部分要转化成摩擦生热，机械能减少。
像这样，分析这样较复杂的问题，同学们不妨都可以试着从这样两个视角来看，从而得到更完整的物理情景。
幻灯片11
现在我们来看问题二：
如图所示，竖直弹簧固定在水平地面上，弹簧的劲度系数为k，原长为l。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，直至运动到最低点。已知重力加速度为g，求铁球的动能在哪个位置最大？
幻灯片12
首先，我们从力和运动的角度来考虑
思考：
小球从下落到讲弹簧压缩到最短，经历了几个运动过程？
每个过程都做怎样的运动？
在哪个位置速度最大？
为了方便研究，我们标出几个具体位置来讨论：
位置1
下落点
位置2
弹簧原长
位置3
弹簧弹力与重力相等处，位置4
最低点
下面我们来分析，铁球在不同位置间运动的特点
幻灯片13
铁球从位置1—位置2，只受重力，做自由落体运动
铁球从位置2—位置3，受到重力和弹簧弹力的作用，这段过程，由于弹力尚小于重力，因此，加速度仍然向下，铁球加速；
同时因为压缩弹簧，弹簧弹力增大，加速度（念公式）减小，铁球做加速度减小的加速运动；直到位置3，铁球加速度大小为零
铁球越过位置3—位置4，弹力大于重力，这个阶段加速度方向向上，加速度大小（念公式）增大，铁球加速度增大的减速运动，直至位置4，铁球速度减为零，运动到最低点
由以上分析可知，铁球的速度方向一直向下，但是铁球的加速度方向先向下后向上，铁球在到达位置3之前一直加速度，越过位置3开始减速
位置三这个地方为铁球速度最大，即动能最大处，不难求出该位置离地面距离为（念公式）
幻灯片14
再从能量的角度看。
思考：
小铁球运动的过程中所受各力做功的情况如何？
重力势能如何变化？
系统的弹性势能如何变化？
铁球的动能如何变化？
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铁球一直向下运动，重力一直做正功，
铁球压缩弹簧，弹簧弹力对铁球做负功
两个力做的总功等于铁球动能的增量
这一过程用动能定理来描述就是：设铁球将弹簧压缩x时，铁球的速度为v
（念公式）
求出了动能最大时对应的x，就求出了最大动能对应的位置
重力做功为（念公式），弹簧弹力做功如何求呢？求出弹簧弹力做的功，就可以求出动能最大的位置了。
下面我们来研究弹簧弹力做功的问题。
相比较重力做功，弹簧弹力做功求解更加困难，原因在于重力是恒力，而弹簧弹力随着压缩量变化，是变力。
幻灯片16
如何求解这样一个变力做功？教材上没有直接给出答案，但是给出了方法。我们来看
我们在研究物体沿曲面滑下重力做功的时候，采用过这样一种方法：
如图所示
我们把整个路径分成许多段很小的间隔，经过的路程分别为。。。。。。由于每一段都很小，因而都可以近似的看成一段倾斜的直线。设每段小斜线的高度差分别是。。。。。。。
则物体通过每段小斜线时重力做的功分别为。。。。。。。。
物体通过整个路径时重力做的功，等于重力在每小段上做功的代数和，即
。。。。。。。。。。。
这是一种分割和积累的方法
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我们可以把这种方法迁移到求解弹簧弹力做功的问题上来
如图，用手拉开弹簧，将弹簧的一端从A拉到B,将这个路径分成很多小段，他们的长度为。。。。。
在各个小段上，弹力可以近似认为是不变的，他们分别是。。。。。。。
所以，在各个小段上，弹力做的功分别为。。。。。。。
弹力在整个过程中做的功可以用它在各小段做功之和来表示
等于。。。。。。
那么，弹簧弹力做功的总和是多少呢？
幻灯片18
我们借助图像来求弹力做功的总和
首先根据胡克定律（念公式），画出弹力随形变量的增大而变化的图像，
再将形变量x细分成很多小段，相应的弹力可认为是恒力，做功的值就可以用图中的小矩形的面积来表示
将这些面积加和，就可以近似算出弹力做功的值；将形变x划分的越细，这些面积加和，就越接近弹力做功的准确值，当划分的极小极小时，这些矩形面积的和，就是图线所围的三角形的面积了
考虑到这个过程，弹力做负功，用这种方法求出的弹力做功为（念公式）
这种方法也并不陌生，同学们回忆一下，我们在研究匀加速直线运动物体的位移时，是不是就采用过这种方法呢？
这种方法可以用12个字来概括：化整为零
以恒代变
，积零为整
幻灯片19
好，我们现在回到刚才的问题，根据动能定理
假设铁球将弹簧压缩长度为x时，动能最大，有：
（念公式）
有数学知识可知：念公式
动能最大处位置，距离地面（念公式）
到此，我们得到了用力和运动来分析的同样的结论
幻灯片20
由于整个过程，对铁球、地球、弹簧组成的系统，只有重力和弹簧做功，该系统机械能守恒
也就是说，（念公式）
其中，重力做正功，重力势能减少，变化量为。。。。。
弹簧弹力做负功，弹性势能增大，变化量为。。。。。。
铁球先加速后减速，动能先增大后减少，动能为1/2mv2减零
有（念公式），有数学知识，可求出x=。。。。动能最大处距离地面为。。。。。。。
大家看：从不同的角度来思考一个同一个物理问题，是不是对于这样一种典型的物理情景，你的了解更全面了呢？
幻灯片21
必修二中我们还学到一处重要的内容，它对人类智慧的影响至为深远，在天体的运动中起着决定性的作用，它就是万有引力定律。
我们来看问题三
已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T,求地球同步卫星离地球表面的高度h。
幻灯片22
对于人造地球卫星，受力特点是
地球的万有引力提供向心力，
来看地球同步卫星的运动学特点
地球同步卫星，是相对地面静止的卫星，它的功能包括通讯、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面，以实现对同一地区的连续工作。
地球同步卫星与地球以相同的角速度转动，周期与地球自转周期相同，要求相对地面保持静止
因此，同步卫星轨道一定在地球赤道平面，并且周期为86400秒
幻灯片23
根据万有引力提供向心力，可列式（念公式）
从公式中解得（念公式）
忽略地球自转，地表处任意质量为m0物体，都有万有引力等于向心力（念公式）
这样我们就得到了同步卫星距离地表高度的表达式
幻灯片24
同步卫星的轨道到底离地面有多远呢？
我们带入地球相关的一些数据进行计算
已知地球半径为R≈6400km，地球表面的重力加速度为g=9.8m/s2，地球自转的周期为T=86400s，地球同步卫星离地球表面的高度大约为36000km处，是地球半径的大约5.6倍。
按比例大致画出地球同步轨道，如图所示。毫无疑问，地球同步卫星是一颗离地面很远的高轨道卫星。我国1984年就发射了第一颗地球同步卫星。地球同步卫星这么远，是怎么被发射上去的呢？
幻灯片25
在万有引力定律的学习中，我们知道了物体能挣脱地面，环绕地球的条件，正如牛顿设想的那样，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落点也一次比一次远，抛出的速度足够大，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。
我们知道了这个挣脱地球表面的速度，就是第一宇宙速度，他的大小为7.9km/s；
不仅如此，根据力和运动的关系，我们还知道，当卫星进入近地轨道，环绕地球飞行的速度达到第一宇宙速度时，卫星所受的向心力刚好等于它在这个位置所受的地球引力；如果卫星进入近地轨道速度大于7.9km/s；它所需要的向心力大于地球提供的万有引力，卫星将做离心运动，只要速度不超过11.2km/s时，卫星的轨道是围绕地球的椭圆，速度越大，远地点离地球越远；
当卫星进入近地轨道的速度超过11.2km/s，也就第二宇宙速度时，它就会克服地球的引力，永远离开地球；当卫星进入近地轨道的速度达到16.7km/s，也就是第三宇宙速度时，它就可以脱离太阳的引力，飞到太阳系外。
了解了这样一些知识，同学们肯定会想到，要离地球远，就得速度大。但是在近地轨道速度大于7.9km/s，卫星围绕地球做椭圆运动，而同步卫星轨道是赤道平面确定距离的一个圆形轨道，这个问题如何解决呢？
幻灯片26
确实，人造地球卫星的发射，是一个很复杂的系统工程
但是从原理上来讲，掌握了万有引力定律和牛顿第二定律的知识，就可以实现对卫星轨道的控制
在这里，我们将发射同步卫星的过程进行简化处理，建立一个比较简单的模型来给大家介绍高轨道卫星的发射
第一步，将卫星发射到近地轨道，如图中的轨道1，卫星在近地轨道上，以速度v1环绕地球飞行
第二步，待卫星环绕稳定后，利用火箭推进技术，是卫星加速到一个速度v2，卫星速度变大，做离心运动，进入椭圆轨道，如图中所示的轨道2，做椭圆运动；加速的位置为近地点，将远地点设置在同步轨道处，
在远地点，卫星速度减小为v3。
此时地球对卫星的引力大于卫星所需要的向心力，卫星做向心运动，又回到近地点；
这样，卫星就在这条椭圆轨道上作周期性运动，地球在这个椭圆轨道的一个焦点上，这个椭圆轨道，也叫做转移轨道；
第三步，待卫星在椭圆轨道上运行稳定后，在远地点利用火箭推进技术，使得卫星加速至v4，在这个速度下，卫星所需要的向心力刚好等于此处地球对卫星的万有引力，卫星环绕地球做匀速圆周运动
这样，通过两次变轨，就实现了高轨道卫星的发射。
幻灯片27
刚才，我们了解了高轨道卫星的发射，现在，请同学们利用所学到的能量的知识，分析在卫星上述变轨过程中，能量的变化
地球和卫星组成的系统，它的机械能，由卫星的动能和其与地球组成的系统的引力势能组成。
在圆轨道上运动时，卫星做匀速圆周运动；万有引力对卫星不做功，卫星与地球之间的距离也不改变，因此引力势能也保持不变；
火箭推进，使卫星具有更多的动能，从而进入到离心轨道，机械能增大，使得卫星在椭圆轨道上运动，情况就复杂些了：
具体分析椭圆轨道卫星能量的变化：在这里，设近地点是A，远地点是B
从近地点A到远地点B的过程中，地球的引力对卫星做负功，引力势能增大，根据引力做功和引力势能变化的关系，可写出：（念公式）
同时，根据动能定理，地球引力做负功，卫星的动能减小，可写出：（念公式）
联立这两个关系式，我们发现卫星在近地点时，这个系统的动势能之和，与卫星在远地点时，这个系统的动势能之和相等，即两个状态下的机械能守恒
这里我们用演绎和推理的方法，发现了卫星在椭圆轨道上运动时的一个守恒量！我们在初中，就知道近地点的速度要大于远地点的速度，现在我们可以从能量的角度来解释了。
就发射高轨道卫星的全过程而言，有利用火箭推进加速短暂过程，这使得系统的机械能总的来讲是增大的，卫星从低轨道运动到高轨道，动能减少，势能增加，总机械能增加。
幻灯片28
几个典型的问题我们就分析到这里
最后来做个小结
通过必修二的学习我们加深了对力的理解，力，就是物体之间的相互作用
这个相互作用有时体现为是物体产生加速度，改变物体运动速度的大小和方向；加速度和力具有瞬时性，这是力的瞬时作用效果；
这个相互作用在空间上可以积累体现为对物体做功，改变物体某种能量，做功是一个过程，这是力的积累效果
比如重力做功，改变物体的重力势能
弹簧弹力做功，改变弹性势能
万有引力做功，改变引力势能
物体所受的合力做功，改变物体的动能
由此发散开来，摩擦力做功也会带来能量的变化，比如，一对滑动摩擦力做功，会是的系统内能增大
这些都是力作用效果
幻灯片29
再进一步思考：相互作用的瞬时效果是使物体产生加速度，引起物体运动状态的变化；
在空间的积累效果是引起物体能量的变化；那么，时间也是一个可以积累的过程，相互作用的时间积累效果对应于物体那个量的变化呢？
物理必修二的学习，不仅丰富了我们对物理世界的认知，还启发了我们对相互作用、运动、能量，以及未知的物理量、物理规律的更进一步的思考
希望同学们能体会！今天就讲到这里，同学们再见！～(共29张PPT)
力
、运动和能量
----必修第二册复习
高一年级
物理
机械能及守恒定律
曲线运动和万有引力定律
牛顿力学的局限性与相对论初步（选）
拓展和加深力和运动的关系
拓展：力是物体运动状态改变的原因
力可以改变速度的大小，还可以改变速度的方向
加深：学习了万有引力，加深对重力的理解
学会从能量的角度看问题
功是能量转化的量度
学会从能量的角度看问题
机械能守恒定律
追寻守恒量
问题一
质量为0.5kg的石块从10m高处以30o角斜向上方抛出，初速度v0大小为5m/s，不计空气阻力，g=10m/s2
石块落地的速度有多大？
角度一：力和运动的角度
------抛体运动
v2
v1
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：竖直上抛运动
v2’
v1
v
方法：运动的合成与分解
=m/s
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：竖直上抛运动
=
v2
v1
v2’
v1
v’
=15m/s
角度二：能量的角度
动能定理
机械能守恒
v
15m/s
思考：
如果空气阻力不能忽略不计，石块落地速度大小有何变化？
你从哪个角度来解释呢？
问题二：
如图所示，竖直弹簧固定在水平地面上，弹簧的劲度系数为k，原长为l。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，直至运动到最低点。已知重力加速度为g，求铁球的动能在哪个位置最大？
角度一：
力和运动的角度
思考：
铁球从下落到将弹簧压缩到最短，经历了几个运动过程？
每个过程都做怎样的运动？
在哪个位置速度最大？
位置1
位置2
位置4
位置3
下落点
弹簧原长
弹力重力
相等处
最低点
位置1---位置2
位置2---位置3
位置3---位置4
只受重力
自由落体运动
加速度变小的加速运动
加速度变大的减速运动
铁球在位置3，即弹力与重力相等处，速度最大，动能最大。此处位置距离地面：
v
位置1
位置2
g
位置3
a
位置4
a
角度二：
能量的角度
思考：
小铁球运动的过程中所受各力做功的情况如何？
重力势能如何变化？
系统的弹性势能如何变化？
铁球的动能如何变化？
角度二：
能量的角度
思考：
铁球运动的过程中所受各力做功的情况如何？
动能定理
x
如何求弹簧弹力做功？
分割和积累的方法
如图
弹
弹
弹
-（
）
-
-
-
F
x
F弹=kx
F弹
0
化整为零
以恒代变
积零为整
x
x
0
F弹
F弹
0
角度二：
能量的角度
动能定理
假设铁球将弹簧压缩x长度时，动能最大
=EK
由数学知识可得，当动能最大时：
动能最大处到地面距离为：
x
角度二：
能量的角度
机械能守恒
=0
其中：
由数学知识可得：
动能最大处到地面距离：
x
问题三
已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T,求地球同步卫星离地球表面的高度h。
卫星运动特点：
卫星受力特点：
卫星在赤道平面上绕地球自西向东运动，相对地球表面静止
h
已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T,求地球同步卫星离地球表面的高度h。
忽略地球自转，地表处任意质量为m0物体：
h
估算：已知地球半径为R≈6400km，地球表面的重力加速度为g=9.8m/s2，地球自转的周期为T=86400s，地球同步卫星离地球表面的高度大约为多少？
h
=
3.6
.6R
?
??
思考：如何将卫星发射到地球同步轨道？
利用所学到的力和运动的知识，实现对卫星轨道的控制
?
??
Ⅰ：近地轨道
Ⅱ：转移轨道
Ⅲ：同步轨道
Ⅰ
v1
Ⅱ
v2
v3
Ⅲ
v4
环绕速度v1
环绕速度v4
近地点速度v2
远地点速度v3
加速
离心
加速
离心
你能利用所学到能量的知识，分析卫星能量的变化吗？
?
??
A
B
从近地点A至远地点B过程中
引力做功引起引力势能的变化：
即A、B两个状态的机械能守恒
可得：
同时，根据动能定理：
演绎
推理
加深对力的作用效果的认识
力在空间上的积累效果----做功
力瞬时作用效果----产生加速度
运动的变化
瞬时效果
？
相互作用（力）
积累效果（时间）
能量的变化
积累效果（空间）《必修第二册复习》学习任务单
【课前预习任务】
阅读必修第二册的目录：
总结《抛体运动》《圆周运动》《万有引力》三章
简述对物体间相互作用和物体运动之间的清楚认识
请你把这些认识写下来，条理化
有没有学会用运动的合成与分解的方法分析生产生活中的曲线运动？例如飞机投放救灾物资等情景。
简述描述圆周运动要用到的物理量，把它们的关系写一写。
简述向心力和向心加速度的特点（大小、方向）
观察生活中圆运动，想一想向心力的来源，运用牛顿第二定律分析一个实际的圆周运动过程（例如火车转弯）
看书，梳理万有引力发现的过程；想一想万有引力与哪些因素有关；它有哪些成就？
回忆三个宇宙速度的大小，整理计算地球卫星环绕速度、周期的方法，整理计算地球和太阳质量的方法。
2．总结《机械能守恒定律》一章，体会“功是能量转化的量度”
（1）复习功和功率的计算公式，尝试解释汽车发动机以恒定功率工作时，汽车的启动问题
（2）动能定理的形式是怎样的？用它来解决问题与用牛顿定律解决问题有何不同？
（3）重力做功有什么特点？它和重力势能的变化有什么关系？
（4）举几个机械能守恒的例子，想想它们都满足什么条件。
（5）想一想你学过的物理量，哪些是状态量？哪些是过程量？
【课上学习活动】
加深对力的作用效果的认识：
力的瞬时作用效果是___________
力的空间积累效果是___________
拓展物体间相互作用和物体运动之间的认识
怎么理解“力是改变物体运动状态的原因”？
举出一些力改变速度大小的例子：
举出一些力改变速度方向的例子：
举出一些力即改变速度方向、又改变速度大小的例子：
3．学习从能量的角度看问题
（1）观察图片，图片中都有哪些力做功？分别对应什么能量的变化？
（2）生活中我们认为机械能守恒的情景，都满足什么条件？
除了机械能，你还能举出什么其他形式的能量？
动手做一做
问题1:
质量为0.5kg的石块从10m高处以30o角斜向上方抛出，初速度v0大小为5m/s，不计空气阻力，g=10m/s2.石块落地的速度有多大？
从力的运动的角度看，解法一：
从能量的角度看，解法二：
问题2：
如图所示，竖直弹簧固定在水平地面上，弹簧的劲度系数为k，原长为l。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，直至运动到最低点。已知重力加速度为g，求铁球的动能在哪个位置最大？
从力的运动的角度看，解法一：
从能量的角度看，解法二：
问题3:
已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T,求地球同步卫星离地球表面的高度h。
思考：如何将卫星发射至同步轨道？
发射过程中卫星的能量有何变化？有没有守恒量？
总结、梳理相互作用、运动、能量三者之间的关系
【课后作业】
1．如图所示，“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小，在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的(　　)
2．如图所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物(　　)
A．帆船朝正东方向航行，速度大小为v
B．帆船朝正西方向航行，速度大小为v
C．帆船朝南偏东45°方向航行，速度大小为v
D．帆船朝北偏东45°方向航行，速度大小为v
3．发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响).速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网.其原因是(　　)
A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多
B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大
C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少
D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大
4．两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是(　　)
5.
如图所示，一颗卫星绕地球沿椭圆轨道运动，A、B是卫星运动的远地点和近地点.下列说法中正确的是(　　)
A．卫星在A点的角速度大于B点的角速度
B．卫星在A点的加速度小于B点的加速度
C．卫星由A运动到B过程中动能减小，势能增加
D．卫星由A运动到B过程中引力做正功，机械能增大
6．升降机底板上放一质量为100
kg的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动
5
m时速度达到4
m/s，则此过程中(g取10
m/s2，不计空气阻力)(　　)
A.升降机对物体做功5
800
J
B.合外力对物体做功5
800
J
C.物体的重力势能增加500
J
D.物体的机械能增加800
J
7.
一质量为8.00×104
kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60×105
m
处以7.5×103
m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100
m/s时下落到地面.取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8
m/s2(结果保留两位有效数字).
(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；
(2)求飞船从离地面高度600
m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.
【课后作业参考答案】
1.
答案　C
2.
答案　D
解析　以帆板为参照物，帆船具有正东方向的速度v和正北方向的速度v，所以帆船相对帆板的速度v相对＝v，方向为北偏东45°，D正确.
3.
答案　C
解析　由题意知，两个乒乓球均做平抛运动，则根据h＝gt2及vy2＝2gh可知，乒乓球的运动时间、下降的高度及竖直方向速度的大小均与水平速度大小无关，故选项A、B、D均错误；由发出点到球网的水平位移相同时，速度较大的球运动时间短，在竖直方向下落的距离较小，可以越过球网，故C正确.
4.
答案　B
解析　小球做匀速圆周运动，对其受力分析如图所示，则有mgtan
θ＝mω2Lsin
θ，整理得：Lcos
θ＝，则两球处于同一高度，故B正确.
5.
答案　B
解析　由开普勒第二定律知，卫星与地球的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故卫星在远地点转过的角度较小，由ω＝知，卫星在A点的角速度小于B点的角速度，选项A错误；设卫星的质量为m，地球的质量为M，卫星的轨道半径为r，由万有引力定律得G＝ma，解得a＝，由此可知，r越大，加速度越小，故卫星在A点的加速度小于B点的加速度，选项B正确；卫星由A运动到B的过程中，引力做正功，动能增加，势能减小，选项C错误；卫星由A运动到B的过程中，只有引力做功，机械能守恒，选项D错误.
6.
答案　A
7.
答案　(1)4.0×108
J　2.4×1012
J　(2)9.7×108
J
解析　(1)飞船着地前瞬间的机械能为
E0＝mv02
①
式中，m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速度.由①式和题给数据得
E0＝4.0×108
J
②
设地面附近的重力加速度大小为g，飞船进入大气层时的机械能为
Eh＝mvh2＋mgh
③
式中，vh是飞船在高度1.60×105
m处的速度.由③式和题给数据得
Eh≈2.4×1012
J
④
(2)飞船在高度h′＝600
m处的机械能为
Eh′＝m(vh)2＋mgh′
⑤
由功能关系得
W＝Eh′－E0
⑥
式中，W是飞船从高度600
m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功.
由②⑤⑥式和题给数据得W≈9.7×108
J

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