高中物理總復(fù)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律-wenkub.com
2024-11-07 06:58 本頁(yè)面
【正文】 ②比較 3狀態(tài)，都是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因?yàn)?r2r3，而向心加速度就是衛(wèi)星所在位置處的重力加速度 g=GM/r2∝ 1/r2，所以 a3a2；比較 3狀態(tài)，角速度相同，而 r1r3，由 a=rω 2∝ r，有 a1a3；所以 a1a3a2。該衛(wèi)星發(fā)射前在赤道附近（北緯 5176。 解：根據(jù)題意在 P、 Q兩點(diǎn)點(diǎn)火加速過(guò)程中，衛(wèi)星速度將增大，所以有 v1v v3v4，而 vv4是繞地球做 勻速圓周運(yùn)動(dòng) 的人造衛(wèi)星的線(xiàn)速度，它們對(duì) 應(yīng)的軌道半徑 r1r4，所以 v4v1。這也說(shuō)明該過(guò)程中 重力做的功大于克服阻力做的功，外力做的總功為正 。運(yùn)行中需要多次進(jìn)行 “軌道維持”。它們分別是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星的 最大線(xiàn)速度和最小周期 ?？梢钥闯觯?人造衛(wèi)星的軌道半徑 r、線(xiàn)速度大小 v 和周期 T 是一一對(duì)應(yīng)的，其中一個(gè)量確定后，另外兩個(gè)量也就唯一確定了 。在該行星赤道上稱(chēng)得某物體的重力是同一物體在兩極稱(chēng)得的重力的 90%，求該行星的平均密度。即 nfGF ?? 地球表面的物體所受到的 向心力 f 的大小不超過(guò)重力的 %，因此在計(jì)算中可以認(rèn)為萬(wàn)m1 m2 r1 r2 O ω f F G m N 20202020 年度第一階段高考總復(fù)習(xí) 20 有引力和重力大小相等 。 當(dāng)我們只研究地球和太陽(yáng)系統(tǒng)或地球和月亮系統(tǒng)時(shí)（其他星體對(duì)它們的萬(wàn)有引力相比而言都可以忽略不計(jì)），其實(shí)也是一個(gè)雙星系統(tǒng)，只是中心星球的質(zhì)量遠(yuǎn)大于環(huán)繞星球的質(zhì)量，因此固定點(diǎn)幾乎就在中心星球的球心。這種結(jié)構(gòu)叫做雙星 。 六、萬(wàn)有引力 人造衛(wèi)星 基本問(wèn)題是研究星體（包括人造星體）在萬(wàn)有引力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 例 10. 如圖所示，桿長(zhǎng)為 L，球的質(zhì)量為 m，桿連球在豎直平面內(nèi)繞軸 O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，已知在最高點(diǎn)處，桿對(duì)球的彈力大小為 F=?mg，求這時(shí)小球的瞬時(shí)速度大小。這種情況下，速度大小 v可以取任意值。這種情況下有 mgRmvmgF ??? 2 即 gRv? ，否則不能通過(guò)最高點(diǎn)。共同點(diǎn)是由重力和彈力的合力提供向心力，向心力方向水平。） 解：小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在和小球等高的水平面上（不在半球的球心），向心力 F是重力 G和支持力 N的合力，所以重力和支持力的合力方向必然水平。其特點(diǎn)是由 物體所受的重力與彈力的合力充當(dāng)向心力 ， 向心力的方向水平 。分別與它們相應(yīng)的 向心加速度描述速度方向變化的快慢，切向加速度描述速度大小變化的快慢 。用手將該裝置固定在桿恰好水平的位置，然后由靜止釋放，當(dāng)桿到達(dá)豎直位置時(shí)，求軸對(duì)桿的作用力 F的大小和方向。 例 7. 如圖所示， mA=1kg， mB=2kg， A、 B間靜摩擦力的最大值是 5N，水平面光滑。 F θ v F a A B F F2 F1 a v G v a ax ay F2 F1 G Gx Gy x y 20202020 年度第一階段高考總復(fù)習(xí) 17 例 6. 如圖，傾角為 α 的斜面與水平面間、斜面與質(zhì)量為 m 的木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 μ ，木塊由靜止開(kāi)始沿斜面加速下滑時(shí)斜面始終保持靜止。 例 5. 如圖所示， A、 B 兩木塊的質(zhì)量分別為 mA、 mB，在水平推力 F 作用下沿光滑水平面勻加速向右運(yùn)動(dòng)，求 A、 B 間的彈力 FN。 四、連接體（質(zhì)點(diǎn)組） 在應(yīng)用牛頓第 二定律解題時(shí)，有時(shí)為了方便，可以取一組物體（一組質(zhì)點(diǎn)）為研究對(duì)象。角的恒力 F作用下，從靜止起向右前進(jìn) t1= F，又經(jīng)過(guò) t2=?？蛇x擇沿斜面方向和垂直于斜面方向進(jìn)行正交分解，（同時(shí)正交分解 a），然后分別沿 x、 y軸列方程求 F F2： F1=m(gsinα acosα )， F2=m(gcosα +asinα ) 經(jīng)比較可知， 這樣正交分解比按照水平、豎直方向正交分解列方程和解方程都簡(jiǎn)單 。不難看出，這時(shí) F1= 2 mg=56N， F2=0 例 3. 如圖所示，在箱內(nèi)傾角為 α 的固定光滑斜面上用平行于斜面的細(xì)線(xiàn)固定一質(zhì)量為 m的木塊。這時(shí)細(xì)線(xiàn)跟豎直方向的夾角會(huì)改變，因此 F1的方向會(huì)改變 。合外力向右， F2向 右，因此 G 和 F1的合力一定水平向左 ，所以 F1 的大小可以用平行四邊形定則求出：F1=50N，可見(jiàn) 向右加速時(shí) F1的大小與 a 無(wú)關(guān) ； F2可在水平方向上用牛頓第二定律列方程： =ma 計(jì)算得 F2=70N。選 CD。一個(gè)小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開(kāi)始自由下落，接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落。 ④當(dāng)研究對(duì)象在研究過(guò)程的不同階段 受力情況有變化 時(shí)，那就必須分階段進(jìn)行受力分析，分階段 列方程求解。設(shè)每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為 mi，對(duì)應(yīng)的加速度為 ai，則有：
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