第6講圓周運動天體運動

1、第6講圓周運動天體運動一、核心考點1、圓周運動：2s 2 二r2-2 v（1）描述：v,v -r, a* = r ：itTAt Tr（2 ）性質(zhì)：向心力的方向變，所以是變加速曲線運動。2（3 ）向心力：Fn =m，指向圓心，半徑方向上的合力。效果力，只改變速度方向r（4）使用思路：選對象，畫圓找心，受力分析找向心力，列方程。2、天體運動：（1 ）萬有引力F =6巴學(xué)，適用于質(zhì)點。r（2） 基本思路：天上繞卩引=Fn ；人間隨卩引=G（3 ）第一宇宙速度：在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度MmR2v2v = JGM / R = 7.9km/ S)A、B和C是陀螺上的三個點當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸

2、線以角速度3穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，下列表述正確的是（）.A. A B和C三點的線速度大小相等C.A、B的角速度比 C的大D.B. A B和C三點的角速度相等C的線速度比A、B的大2、如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上放著一枚硬幣, 的受力情況，下列說法正確的是 （ A.受重力和臺面的支持力B.當(dāng)轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動時,硬幣沒有滑動，關(guān)于這種情況下硬幣）.受重力、臺面的支持力和向心力（4）隱藏條件：地球自傳和公轉(zhuǎn)周期，表面g；宇1；表面附近；同步衛(wèi)星二、核心自測1、c.受重力、臺面的支持力、向心力和靜摩擦力3、將完全相同的兩小球A B,用長D.受重力、臺面的支持力和靜摩擦力L= 0.8 m的細繩懸于以 v= 4 m/s向左勻速

3、運動的小車頂部,兩球和小車前后壁接觸.由于某種原因,小車突然停止，此時懸線中張力之比Fa : Fb為(g= 10m/s)().A. 1 : 1 B . 14、蘋果自由落向地面時加速度的大小為g,在離地面高度等于地球半徑處做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星的向心加速度為（）.A.gB.12gC.14g無法確定5、北京飛控中心對“天宮一號”的對接機構(gòu)進行測試，確保滿足交會對接要求，在“神舟八號” 發(fā)射之前20天，北京飛控中心將通過3至4次軌道控制，對“天宮一號”進行軌道相位調(diào)整,交會,使其進入預(yù)定的交會對接軌道，等待“神舟八號”到來，要使“神舟八號”和“天宮一號”并最終實施對接，“神舟八號”為了追上“天宮一

4、號”（）.A.應(yīng)從較低軌道上加速B.應(yīng)從較高軌道上加速C. 應(yīng)在從同空間站同一軌道上加速D.無論在什么軌道上只要加速就行三、核心題型題型1 在傳動裝置中個物理量之間的關(guān)系 例1、如圖所示是自行車2的小齒輪，皿是半徑為).傳動結(jié)構(gòu)的示意圖，其中I是半徑為輪，假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n,則自行車前進的速度為 （2n nr 1r 3r 2r 3的后2 n n門門1n n231n nr 1門A.- 2點評：首先明確什么是不變的同軸傳動角速度不變，皮帶或齒輪傳動線速度不變。B.C.D.題型2 水平面內(nèi)的圓周運動例2、“飛車走壁”是一種傳統(tǒng)的雜技藝術(shù),車和人 下列說法B.人和車的速度為gr sin e演員騎車在

5、傾角很大的桶面上做圓周運動而不掉下來.如圖所示，已知桶壁的傾角為 e,的總質(zhì)量為 m做圓周運動的半徑為r.若使演員騎車做圓周運動時不受桶壁的摩擦力，正確的是（）.A.人和車的速度為 .grta n eC.桶面對車的彈力為mgCOS 0D.桶面對車的彈力為mgsin 0點評：關(guān)鍵是畫圓找心，找向心力。 題型3 豎直平面內(nèi)的圓周運動輕桿模型常見類型均走沒有丸#豹小曜場走有愛萍和卜廉過最高點的臨界條件v2 由 mg = m r得v臨由小球能運動即可得v臨=0討論分析(1) 過最高點時，v > gr,v2Fn + mg = m ，繩、軌道對球 r產(chǎn)生彈力Fn(2)不能過最高點 vv ： gr,在

6、到達最高點前小球已經(jīng)脫離了圓軌道(1)當(dāng) v= 0 時，F(xiàn)n = mg , Fn為支持力，沿半徑背離圓心當(dāng) 0vvv gr時，F(xiàn)n +v2mg = m，F(xiàn)n背向圓心，隨 vr的增大而減小Fn + mgFn指向圓心輕繩模型并隨v的增大而增大R,小球經(jīng)過圓例3、質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)軌道上做圓周運動圓環(huán)半徑為 環(huán)最高點時剛好不脫離圓環(huán)，則其通過最高點時（）.A.小球?qū)A環(huán)的壓力大小等于mgB.小球受到的向心力等于 0C.小球的線速度大小等于gR D小球的向心加速度大小等于g點評：（1）通常臨界條件都是速度相等。（2）分析位移關(guān)系時一定要畫草圖。題型4 萬有引力定律在天體運動中的使用例

7、4、火星直徑約為地球的一半，質(zhì)量約為地球的十分之一，它繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑約為地球 公轉(zhuǎn)半徑的1.5倍根據(jù)以上數(shù)據(jù)，以下說法正確的是（）.A.火星表面重力加速度的數(shù)值比地球表面的小B.火星公轉(zhuǎn)的周期比地球的長C.火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大D.火星公轉(zhuǎn)的向心加速度比地球的大點評：首先明確是“天上”還是“人間”，然后選擇適當(dāng)?shù)墓?，并且注意公式中各字母的含義。 題型5 衛(wèi)星的在軌運行和變軌問題例5.“天宮一號”被長征二號火箭發(fā)射后，準(zhǔn)確進入預(yù)定軌道，如圖所示，“天宮一號”在軌道 1上運行4周后，在Q點開啟發(fā)動機短時間加速，關(guān)閉發(fā)動機后,“天宮一號”沿橢圓軌道2運行到達P點，開啟發(fā)動機再次加速，進入

8、軌道3繞地球做圓周運動,天宮一號”在圖示軌道1、2、3上正常運行時，下列說法正確的是（).A.“天宮號”在軌道B.“天宮號”在軌道C.“天宮號”在軌道D.“天宮號”在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率3上的角速度大于在軌道1上的角速度1上經(jīng)過Q點的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點的加速度2上經(jīng)過P點的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點的加速度點評：對于穩(wěn)定軌道，可用“越遠越慢”；對于變軌，用離心運動，向心運動。題型6 雙星問題例6、宇宙中兩顆相距較近的天體稱為“雙星”，它們以二者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動而不至因萬有引力的作用吸引到一起.（1）試證明它們的軌道半徑之比、線速度之比都等于質(zhì)量的

9、反比.（2）設(shè)兩者的質(zhì)量分別為m和m，兩者相距L,試寫岀它們角速度的表達式.點評：注意字母的使用以及雙星的特點。四、題組練習(xí)題組11、關(guān)于做勻速圓周運動物體的線速度、角速度、周期之間的關(guān)系，下列說法正確的是 A.線速度大的角速度一定大B線速度大的周期一定小C.角速度大的半徑一定小.角速度大的周期一定小2、在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些.汽車的運動可看作是做半徑為R的圓周運動.設(shè)內(nèi)外路面高度差為h,路基的水平寬度為d，路面的寬度為 L.已知重力加速度為g.要使車輪和路面之間的橫向摩擦力（即垂直于前進方向）等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎

10、時的車速應(yīng)等于).A.B.C.D.3、 “嫦娥一號”于2009年3月1日下午4時13分成功撞月，從發(fā)射到撞月歷時433天，標(biāo)志我國一期探月工程圓滿結(jié)束.其中，衛(wèi)星發(fā)射過程先在近地圓軌道繞行3周，再長途跋涉進入近月一 1 1 圓軌道繞月飛行.若月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的石，月球半徑為地球半徑的 4,根據(jù)以上信息得（）.A.繞月和繞地飛行周期之比為,3： 2B.繞月和繞地飛行周期之比為2 : 3C.繞月和繞地飛行向心加速度之比為1 : 6 D.月球和地球質(zhì)量之比為1 : 964、 A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球沿橢圓軌道運行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運動的衛(wèi)星，P為B C兩衛(wèi)

11、星軌道的交點已知A B C繞地心運動的周期相同，相對于地心，下列說法中正確的是（）A.物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的線速度B 物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的加速度C.衛(wèi)星B在P點的加速度和衛(wèi)星 C在該點的加速度一定相同D. 衛(wèi)星B在P點的線速度和衛(wèi)星 C在該點的線速度一定相同5、2010年10月1日，“嫦娥二號”在西昌衛(wèi)星基地發(fā)射成功，其環(huán)月飛行的高度距離月球表面100 km，所探測到的有關(guān)月球的數(shù)據(jù)將比環(huán)月飛行高度為200 km的“嫦娥一號”更加詳實若兩顆衛(wèi)星環(huán)月運行均可視為勻速圓周運動，運行軌道如圖所示，則A.“嫦娥二號”B. “嫦娥二號”環(huán)月運行時向心加速度比“嫦娥一號”更小C. “嫦娥二號

12、”環(huán)月運行的周期比“嫦娥一號”更小D. “嫦娥二號”環(huán)月運行時角速度和“嫦娥一號”相等題組21、一個環(huán)繞中心線 AB以定的角速度轉(zhuǎn)動，P、Q為環(huán)上兩點，位置如圖所示，下列說法正確的是()(7 )A. P、Q兩點的角速度相等BP、Q兩點的線速度相等C. P、Q兩點的角速度之比為3 : 1 D P、Q兩點的線速度之比為，3 : 12、兩個質(zhì)量不同的小球用長度不等的細線拴在同一點，并在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則它們的()A.周期相同B 線速度的大小相等C 角速度的大小相等D 向心加速度的大小相等3、解除鎖定，彈簧可將魚餌彈射出去. 計魚餌在運動過程中的機械能損失, 加速度為g.求：(1)質(zhì)量為m

13、的魚餌到達管口如圖所示為某種魚餌自動投放器中的投餌管裝置示意圖，其下半部AB是一長為2R的豎直細管，上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管，管口沿水平方向，AB管內(nèi)有一原長為 R下端固定的輕質(zhì)彈簧投餌時，每次總將彈簧長度壓縮到0.5 R后鎖定，在彈簧上端放置一粒魚餌,設(shè)質(zhì)量為m的魚餌到達管口 C時，對管壁的作用力恰好為零.不且鎖定和解除鎖定時， 均不改變彈簧的彈性勢能.已知重力C時的速度大小 vi；(2) 彈簧壓縮到0.5 R時的彈性勢能 Ep；(3) 已知地面和水面相距1.5 R,若使該投餌管繞 AB管的中軸線 0O在90°角的范圍內(nèi)來回緩慢轉(zhuǎn)動，每次彈射時只放置一粒魚餌，魚餌的質(zhì)量在|m到m之間變化，且均能落到水面持續(xù)投放足夠長時間后，魚餌能夠落到水面的最大面積S是多少？4、甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運行高度低于甲的運行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道以下判斷正確的是（）A.甲的周期大于乙的周期B乙的速度大于第一宇宙速度C.甲的加速度小于乙的加速度D 甲在運行時能經(jīng)過北極的正上方5、 已知地球半徑 R= 6 3