高中物理總復(fù)習(xí)牛頓運動定律(參考版)
2024-11-15 06:58本頁面
【正文】 ③比較 2狀態(tài)，可以認(rèn)為它們軌道的周長相同，而 v1 v2，所以T2T1；又由于 3狀態(tài)衛(wèi)星在同步軌道，周期也是 24h，所以 T3=T1，因此有 T2T1=T3。 解：①比較 3 狀態(tài)，都是繞地球做勻速圓周運動，因為 r2r3，所以 v3v2；比較 3 狀態(tài)，周期相同，即角速度相同，而 r1r3由 v= rω ，顯然有 v1v3；因此 v1v3v2。左右） 南美洲的法屬圭亞那的庫盧基地某個發(fā)射場上等待發(fā)射時為 1狀態(tài)，發(fā)射到近地軌道上做勻速圓周運動時為 2狀態(tài)，最后通過轉(zhuǎn)移、調(diào)試，定點在地球同步軌道上時為 3狀態(tài) 。） 例 14. 歐洲航天局用阿里亞娜火箭發(fā)射地球同步衛(wèi)星。把以上不等式連接起來，可得到結(jié)論： v3v4v1v2。試比較 v v v v4的大小，并用小于號將它們排列起來 ______。答案選 D 例 13. 如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星的一種程序是：先讓衛(wèi)星進(jìn)入一個近地的圓軌道，然后在 P點點火加 速，進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道（該橢圓軌道的近地點為近地圓軌道上的 P，遠(yuǎn)地點為同步圓軌道上的Q），到達(dá)遠(yuǎn)地點時再次自動點火加速，進(jìn)入同步軌道。由于摩擦阻力做負(fù)功，根據(jù)機械能定理，衛(wèi)星的 機械能減小 ；由于重力做正功，根據(jù)勢能定理， 20202020 年度第一階段高考總復(fù)習(xí) 21 衛(wèi)星的 重力勢能減小 ；由r1rGMv ??可知，衛(wèi)星 動能將增大 。所謂“軌道維持”就是通過控制飛船上發(fā)動機的點火時間和推力的大小方向，使飛船能保持在預(yù)定軌道上穩(wěn)定運行。 例 12.“神舟三號”順利發(fā)射升空后，在離地面 340km 的圓軌道上運行了 108 圈。 ⑶同步衛(wèi)星。近地衛(wèi)星 的軌道半徑 r 可以近似地認(rèn)為等于地球半徑 R，又因為地面附近2RGMg?，所以有 m i ,/ 33 ??????? sgRTsmgRv ?。 離地面越高的人造衛(wèi)星，線速度越小而周期越大 。人造衛(wèi)星的向心力是由地球?qū)λ娜f有引力提供的，因此有：222 2 ???????? TmrrmvrG Mm ?，由此可得到兩個重要的結(jié)論：r1rGMv ??和 332 rGMrT ?? ?。 解：由已知，該星球赤道上物體所受的向心力是萬有引力的 10%， 22 210 ??????? TmRRGMm ?，而星球質(zhì)量 334 RM ????，由以上兩式可得 ρ = 103kg/m3 （只討論 繞地球做勻速圓周運動 的人造衛(wèi)星） 和星球表面上的物體不同，人造衛(wèi)星所受的萬有引力只有一個作用效果，就是使它繞星球做勻速圓周運動，因此萬有引力等于向心力。 例 11. 某行星自轉(zhuǎn)周 期是 6小時。如果有些星球的自轉(zhuǎn)角速度非常大，那么萬有引力的向心力分力就會很大，重力就相應(yīng)減小，就不能再認(rèn)為重力等于萬有引力了。如圖所示，星球表面的物體所受的萬有引力的一個分力是重力，另一個分 力是使該物體隨星球自轉(zhuǎn)所需的向心力?？梢哉J(rèn)為它是固定不動的。 ⑶列式時須注意： 萬有引力定律表達(dá)式中的 r 表示雙星間的距離，按題意應(yīng)該是 L，而 向心力表達(dá)式中的 r表示 它們各自做圓周運動的半徑，在本題中為 r r2，千萬不可混淆。 ⑴由于雙星和該固定點總保持 三點共線 ，所以在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度必相等，即雙星做勻速圓周運動的 角速度必相等 ，因此 周期也必然相同 。在這種情況下，它們 將各自 圍繞它們連線上的某一固定點做同周期的勻速圓周運動。 中心星球的質(zhì)量和密度 當(dāng)一個星球繞另一個星球做勻速圓周運動時，設(shè) 中心星球質(zhì)量為 M，半徑為 R，環(huán)繞星球質(zhì)量為 m，線速度為 v，公轉(zhuǎn)周期為 T，兩星球相距 r，由萬有引力定律有： 222 2 ???????? TmrrmvrG Mm ?，可得出2322 4GT rGrvM ??? ，由 r、 v 或 r、 T 就可以求出中心星球的質(zhì)量；如果 環(huán)繞星球離中心星球表面很近 ，即滿足 r≈ R，那么由 334 RM ??? 可以求出中心星球的平均密度 ρ 。 需要注意的是：若題目中說明小球在桿的帶動下 在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動 ，則運動過程中小球的機械能不再守恒，這兩類題務(wù)必分清。 繩 F G G F N G F θ 20202020 年度第一階段高考總復(fù)習(xí) 19 解：小球所需向心力向下，本題中 F=?mg＜ mg，所以彈力的方向可能向上也可能向下。 F；當(dāng)彈力大小 Fmg 時，向心力只有一解： F +mg；當(dāng)彈力F=mg 時，向心力等于零 。但可以進(jìn)一步討論：① 當(dāng) gRv? 時物體受到的彈力必然是向下的；當(dāng) gRv?時物體受到的彈力必然是向上的；當(dāng) gRv? 時物體受到的彈力恰好為零 。 ⑶ 彈力既可能向上又可能向下 ，如管內(nèi)轉(zhuǎn)（或桿連球、環(huán)穿珠）。
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