高中一年級物理競賽專用講義

.PAGE.高中物理《競賽輔導》力學部分目錄HYPERLINK第一講：力學中的三種力HYPERLINK第二講：共點力作用下物體的平衡HYPERLINK第三講：力矩、定軸轉(zhuǎn)動物體的平衡條件、重心HYPERLINK第四講：一般物體的平衡、穩(wěn)度HYPERLINK第五講：運動的基本概念、運動的合成與分解HYPERLINK第六講：相對運動與相關(guān)速度HYPERLINK第七講：勻變速直線運動HYPERLINK第八講：拋物的運動HYPERLINK第九講：牛頓運動定律〔動力學HYPERLINK第十講：力和直線運動HYPERLINK第十一講：質(zhì)點的圓周運動、剛體的定軸轉(zhuǎn)動HYPERLINK第十二講：力和曲線運動HYPERLINK第十三講：功和功率HYPERLINK第十四講：動能定理HYPERLINK第十五講：機械能、功能關(guān)系HYPERLINK第十六講：動量和沖量HYPERLINK第十七講：動量守恒HYPERLINK《動量守恒》練習題HYPERLINK第十八講：碰撞HYPERLINK《碰撞》專題練習題HYPERLINK第十九講：動量和能量HYPERLINK《動量與能量》專題練習題HYPERLINK第二十講：機械振動HYPERLINK《機械振動》專題練習HYPERLINK第二十一：講機械波HYPERLINK第二十二講：駐波和多普勒效應(yīng)HYPERLINK第一講：力學中的三種力[知識要點]〔一重力重力大小G=mg,方向豎直向下。一般來說,重力是萬有引力的一個分力,靜止在地球表面的物體,其萬有引力的另一個分力充當物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力,但向心力極小。〔二彈力1．彈力產(chǎn)生在直接接觸又發(fā)生非永久性形變的物體之間<或發(fā)生非永久性形變的物體一部分和另一部分之間>,兩物體間的彈力的方向和接觸面的法線方向平行,作用點在兩物體的接觸面上．2．彈力的方向確定要根據(jù)實際情況而定．3．彈力的大小一般情況下不能計算,只能根據(jù)平衡法或動力學方法求得．但彈簧彈力的大小可用．f=kx<k為彈簧勁度系數(shù),x為彈簧的拉伸或壓縮量>來計算．在高考中,彈簧彈力的計算往往是一根彈簧,而競賽中經(jīng)常擴展到彈簧組．例如：當勁度系數(shù)分別為k1,k2,…的若干個彈簧串聯(lián)使用時．等效彈簧的勁度系數(shù)的倒數(shù)為：,即彈簧變軟；反之．若以上彈簧并聯(lián)使用時,彈簧的勁度系數(shù)為：k=k1+…kn,即彈簧變硬．<k=k1+…kn適用于所有并聯(lián)彈簧的原長相等；彈簧原長不相等時,應(yīng)具體考慮>長為的彈簧的勁度系數(shù)為k,則剪去一半后,剩余的彈簧的勁度系數(shù)為2k〔三摩擦力1．摩擦力一個物體在另一物體表面有相對運動或相對運動趨勢時,產(chǎn)生的阻礙物體相對運動或相對運動趨勢的力叫摩擦力。方向沿接觸面的切線且阻礙物體間相對運動或相對運動趨勢。2．滑動摩擦力的大小由公式f=μN計算。3．靜摩擦力的大小是可變化的,無特定計算式,一般根據(jù)物體運動性質(zhì)和受力情況分析求解。其大小范圍在0＜f≤fm之間,式中fm為最大靜摩擦力,其值為fm=μsN,這里μs為最大靜摩擦因數(shù),一般情況下μs略大于μ,在沒有特別指明的情況下可以認為μs=μ。4．摩擦角NFfmf0αφ將摩擦力f和接觸面對物體的正壓力N合成一個力F,合力F稱為全反力。在滑動摩擦情況下定義tgφ=μ=f/N,則角φ為滑動摩擦角；在靜摩擦力達到臨界狀態(tài)時,定義tgφ0=μs=fm/N,則稱φ0為靜摩擦角。由于靜摩擦力f0屬于范圍0＜f≤fm,故接觸面作用于物體的全反力同接觸面法線的夾角≤φ0,這就是判斷物體不發(fā)生滑動的條件。換句話說,只要全反力的作用線落在〔0NFfmf0αφ本節(jié)主要內(nèi)容是力學中常見三種力的性質(zhì)。在競賽中以彈力和摩擦力尤為重要,且易出錯。彈力和摩擦力都是被動力,其大小和方向是不確定的,總是隨物體運動性質(zhì)變化而變化。彈力中特別注意輕繩、輕桿及胡克彈力特點；摩擦力方向總是與物體發(fā)生相對運動或相對運動趨勢方向相反。另外很重要的一點是關(guān)于摩擦角的概念,及由摩擦角表述的物體平衡條件在競賽中應(yīng)用很多,充分利用摩擦角及幾何知識的關(guān)系是處理有摩擦力存在平衡問題的一種典型方法。[典型例題]θF[例題1]如圖所示,一質(zhì)量為m的小木塊靜止在滑動摩擦因數(shù)為μ=的水平面上,用一個與水平方向成θ角度的力F拉著小木塊做勻速直線運動,當θ角為多大時力F最?。喀菷[例題2]如圖所示,有四塊相同的滑塊疊放起來置于水平桌面上,通過細繩和定滑輪相互聯(lián)接起來.如果所有的接觸面間的摩擦系數(shù)均為μ,每一滑塊的質(zhì)量均為m,不計滑輪的摩擦.那么要拉動最上面一塊滑塊至少需要多大的水平拉力?如果有n塊這樣的滑塊疊放起來,那么要拉動最上面的滑塊,至少需多大的拉力?[例題3]如圖所示,一質(zhì)量為m=1㎏的小物塊P靜止在傾角為θ=30°的斜面上,用平行于斜面底邊的力F=5N推小物塊,使小物塊恰好在斜面上勻速運動,試求小物塊與斜面間的滑動摩擦因數(shù)〔g取10m/s2。θθFP[練習]ABFC1、如圖所示,C是水平地面,A、B是兩個長方形物塊,F是作用在物塊B上沿水平方向的力,物塊A和B以相同的速度作勻速直線運動,由此可知,A、B間的滑動摩擦因數(shù)μ1和B、C間滑動摩擦因數(shù)ABFCA、μ1=0,μ2=0；B、μ1=0,μ2≠0；C、μ1≠0,μ2=0；D、μ1≠0,μ2≠0；V0F2、如圖所示,水平面上固定著帶孔的兩個擋板,一平板穿過擋板的孔勻速向右運動,槽中間有一木塊置于平板上,質(zhì)量為m,已知木板左、右兩側(cè)面光滑,底面與平板之間摩擦因數(shù)為μ,當用力F沿槽方向勻速拉動物體時,拉力F與摩擦力V0FA、F＞μmgB、F=μmgC、F＜μmgD、無法確定FFF3、每根橡皮條長均為l=3m,勁度系數(shù)為FFFABF4、兩本書A、B交叉疊放在一起,放在光滑水平桌面上,設(shè)每頁書的質(zhì)量為5克,兩本書均為200頁,紙與紙之間的摩擦因數(shù)為0ABF5、〔90國際奧賽題〔哥倫比亞一個彈簧墊,如圖所示,由成對的彈簧組成。所有的彈簧具有相同的勁度系數(shù)10N/m,一個重為100N的重物置于墊上致使該墊的表面位置下降了10cm,此彈簧墊共有多少根彈簧？〔假設(shè)當重物放上后所有的彈簧均壓縮相同的長度。6、<第三屆全國預(yù)賽>如圖所示用力F推一放在水平地面上的木箱,質(zhì)量為M,木箱與地面間摩擦因數(shù)為問：當力F與豎直成夾角多大時,力F再大也無法推動木箱?HYPERLINK第二講：共點力作用下物體的平衡〔一力的運算法則1、力的平行四邊形定則：是所有矢量合成與分解所遵循的法則。2、力的三角形定則：兩個矢量相加將兩個力首尾相連,連接剩余的兩個端點的線段表示合力的大小,合力的方向由第一個矢量的始端指向第二個矢量的末端〔如圖1-1-1所示；兩個矢量相減,將這兩個力的始端平移在一起,連接剩余的兩個端點的線段即為這兩個力的差矢量的大小,差矢量的方向指向被減矢量〔如圖1-1-2所示。FF→F1→F2→F→F1→F2→圖1-1-1圖1-1-2〔二平行力的合成與分解同向平行力的合成：兩個平行力FA和FB相距AB,則合力ΣF的大小為FA+FB,作用點C滿足FA×AC=FB×BC的關(guān)系。ACACBFAΣFFB圖1-1-3ABCΣFFAFB圖1-1-4反向平行力的合成：兩個大小不同的反向平行力FA和FB〔FA＞FB相距AB,則合力ΣF的大小為FA－FB同向,作用點C滿足FA×AC=FB×BC的關(guān)系。〔三共點力作用下物體平衡條件：這些力的合力為零,即ΣF=0?！菜娜R交原理若一個物體受三個非平行力作用而處于平衡狀態(tài),則這三個力必為共點力?！参迨芰Ψ治?、受力分析的地位：物體的受力分析是高中物理中一個至關(guān)重要的知識,它貫穿高中物理的全過程,是學好力學知識的基礎(chǔ)。2、受力分析的順序：一重二彈三摩擦〔四其它,要防多畫、少畫、錯畫。3、受力分析時常用方法：整體法、隔離法、假設(shè)法。4、受力分析時常用的計算工具：平行四邊形定則、正交分解法、二力平衡、作用力與反作用力定律。RAB本節(jié)內(nèi)容重點是充分運用共點力平衡條件及推論分析和計算處于平衡態(tài)下物體受力問題,競賽中還應(yīng)掌握如下內(nèi)容和方法：①力的矢量三角形法：物體受三個共點力作用而平衡時,這三力線相交,構(gòu)成首尾相連封閉的三角形,問題化為解三角形,從而使問題得以簡化；②摩擦平衡問題,由臨界狀態(tài)尋求突破口；RAB[例題1]如右圖所示,勻質(zhì)球質(zhì)量為M、半徑為R；勻質(zhì)棒B質(zhì)量為m、長度為l。求它的重心。ABCmgMg〔M+mgR+ABCmgMg〔M+mgR+l/2ACBC〔2M+mgMgΣF第二種方法是：將棒錘看成一個對稱的"啞鈴"和一個質(zhì)量為-M的球的合成,用反向平行力合成的方法找出重心C,C在AB連線上,且BC·ACBC〔2M+mgMgΣF[例題2]如圖所示,一輕繩跨過兩個等高的輕定滑輪〔不計大小和摩擦,兩端分別掛上質(zhì)量為m1=4kg和m2=2kg的物體,如圖,在滑輪間繩上懸掛物體m為了使三個物體能保持平衡,則m的取值范圍多大？θθ2θ1m1mm2θ[例題3]如圖所示,直角斜槽間夾角為90°,對水平面的夾角為θ,一橫截面為正方形的物塊恰能沿此槽勻速下滑。假定兩槽面的材料和表面情況相同,試求物塊與槽面間的滑動摩擦因數(shù)μ多大？θ[例題4]如圖所示,三個相同的光滑圓柱體,半徑為r,推放在光滑圓柱面內(nèi),試求下面兩個圓柱體不致分開時,圓柱面的半徑R應(yīng)滿足的條件。rrR[練習]AB1、AB2、如圖所示,小圓環(huán)重為G,固定的大環(huán)半徑為R輕彈簧原長為l〔l<2R,其勁度系數(shù)為k,接觸光滑,則小環(huán)靜止時彈簧與豎直方向的夾角θ應(yīng)為多大？θθABOC3、如圖所示,一輕桿兩端固結(jié)兩個小球A和B,A、B兩球質(zhì)量分別為4m和m,輕繩長為L,求平衡時OA、OB分別為多長？〔不計繩與滑輪間摩擦4mg4mgmgABO…F123…F1234n5、如圖所示,物體m在與斜面平行的拉力F作用下,沿斜面勻速上滑,在這過程中斜面在水平地面上保持靜止。已知物體、斜面的質(zhì)量分別為m、M,斜面傾角為θ,試求：〔1斜面所受地面的支持力；〔2斜面所受地面的摩擦力。mmMFθHYPERLINK第三講：力矩、定軸轉(zhuǎn)動物體的平衡條件、重心[知識要點]〔一力臂：從轉(zhuǎn)動軸到力的作用線的垂直距離叫力臂?！捕兀毫土Ρ鄣某朔e叫力對轉(zhuǎn)動軸的力矩。記為M=FL,單位"?！っ?。一般規(guī)定逆時針方向轉(zhuǎn)動為正方向,順時針方向轉(zhuǎn)動為負方向?！踩泄潭ㄞD(zhuǎn)軸物體的平衡條件作用在物體上各力對轉(zhuǎn)軸的力矩的代數(shù)和為零或逆時針方向力矩總是與順時針方向力矩相等。即ΣM=0,或ΣM逆=ΣM順?！菜闹匦模何矬w所受重力的作用點叫重心。計算重心位置的方法：1、同向平行力的合成法：各分力對合力作用點合力矩為零,則合力作用點為重心。2、割補法：把幾何形狀不規(guī)則的質(zhì)量分布均勻的物體分割或填補成形狀規(guī)則的物體,再由同向〔或反向平行力合成法求重心位置?！惨娚弦恢vACBxyOy1y2yCx1ACBxyOy1y2yCx1x2xC一般情況下,較復(fù)雜集合體,可看成由多個質(zhì)點組成的質(zhì)點系,其重心C位置由如下公式求得：acdoacdoθACODE[例題2]〔第十屆全國預(yù)賽半徑為R,質(zhì)量為m1θACODEHS[例題3]〔第十屆全國決賽用20塊質(zhì)量均勻分布的相同的光滑積木塊,在光滑水平面一塊疊一塊地搭成單孔橋,已知每一積木塊的長度為L,橫截面為的正方形,求此橋具有的最大跨度〔即橋孔底寬,試畫出該橋的示意圖,并計算跨度與橋孔高度的比值。HSF1OABθ練習題：1、如圖所示,木棒的一端用一根足夠短的繩子拴住懸掛在天花板上,另一端擱在滑動摩擦因數(shù)為μ的水平木板上,木板放在光滑的水平面上,若向右勻速拉出木板時的水平拉力為F1,向左勻速拉出時的水平拉力為F2,兩種情況下,木棒與木板間的夾角均保持為θF1OABθabCabCOAFA、輪a逆時針轉(zhuǎn)動時,所需力F小B、輪a順時針轉(zhuǎn)動時,所需力F小C、無論輪a逆時針還是順時針轉(zhuǎn)動所需的力F相同D、無法比較力F的大小ABCO2O13、〔99上海如圖所示,質(zhì)量不計的桿O1B和O2A長度均為L,O1和O2為光滑固定轉(zhuǎn)軸,A處有一凸起物擱在OABCO2O14、〔第7屆全國決賽一薄壁圓柱形燒杯,半徑為r,質(zhì)量為m,重心位于中心線上,離杯底的距離為H,今將水慢慢注入杯中,問燒杯連同杯內(nèi)的水共同重心最低時水面離杯底的距離等于多少？〔設(shè)水的密度為ρ5、為保證市場的公平交易,我國已有不少地區(qū)禁止在市場中使用桿秤。桿秤確實容易為不法商販坑騙顧客提供可乘之機。請看下例。秤砣質(zhì)量為1千克,秤桿和秤盤總質(zhì)量為0.5千克,定盤星到提紐的距離為2厘米,秤盤到提紐的距離為10厘米〔圖9。若有人換了一個質(zhì)量為0.8千克的秤駝,售出2.5千克的物品,物品的實際質(zhì)量是多少？6、〔俄羅斯奧林匹克試題如圖所示,三根相同的輕桿用鉸鏈連接并固定在同一水平線上的A、B兩點,AB間的距離是桿長的2倍,鉸鏈C上懸掛一質(zhì)量為m的重物,問：為使桿CD保持水平,在鉸鏈D上應(yīng)施的最小力F為多大？AABCDmO7、如圖所示,一鉸鏈由2n個相同的鏈環(huán)組成,每兩個鏈環(huán)間的接觸是光滑的,鉸鏈兩端分別在一不光滑的水平鐵絲上滑動,它們的摩擦系數(shù)為μ,證明：當鎖鏈在鐵絲上剛好相對靜止時,末個鏈環(huán)與鉛垂線交角為。OA1A2A3A4A5A6B1B2B3B4B5B68、A1A2A3A4A5A6B1B2B3B4B5B6HYPERLINK第四講：一般物體的平衡、穩(wěn)度[知識要點]〔一一般物體平衡條件受任意的平面力系作用下的一般物體平衡的條件是作用于物體的平面力系矢量和為零,對與力作用平面垂直的任意軸的力矩代數(shù)和為零,即：ΣF=0ΣM=0若將力向x、y軸投影,得平衡方程的標量形式：ΣFx=0ΣFy=0ΣMz=0〔對任意z軸〔二物體平衡種類〔1穩(wěn)定平衡：當物體受微小擾動稍微偏離平衡位置時,有個力或力矩使它回到平衡位置這樣的平衡叫穩(wěn)定平衡。特點：處于穩(wěn)定平衡的物體偏離平衡位置的重心升高?！?不穩(wěn)定平衡：當物體受微小擾動稍微偏離平衡時,在力或力矩作用下物體偏離平衡位置增大,這樣的平衡叫不穩(wěn)定平衡。特點：處于不穩(wěn)定平衡的物體偏離平衡位置時重心降低。〔3隨遇平衡：當物體受微小擾動稍微偏平衡位置時,物體所受合外力為零,能在新的平衡位置繼續(xù)平衡,這樣的平衡叫隨遇平衡。特點：處于隨遇平衡的物體偏離平衡位置時重心高度不變。一般物體平衡問題是競賽中重點和難點,利用ΣF=0和ΣM=0二個條件,列出三個獨立方程,同時通過巧選轉(zhuǎn)軸來減少未知量簡化方程是處理這類問題的一般方法。對于物體平衡種類問題只要求學生能用重心升降法或力矩比較法并結(jié)合數(shù)學中微小量的處理分析出穩(wěn)定的種類即可。這部分問題和處理復(fù)雜問題的能力,如競賽中經(jīng)常出現(xiàn)的討論性題目便是具體體現(xiàn),學生應(yīng)重點掌握。θhBCAθhBCA[例題2]〔第一屆全國決賽,如圖所示,有一長為L,重為G0的粗細均勻桿AB,A端頂在豎直的粗糙的墻壁上,桿端和墻壁間的摩擦因數(shù)為μ,B端用一強度足夠大且不可伸長的繩懸掛,繩的另一端固定在墻壁C點,木桿處于水平,繩和桿夾角為θ?！?求桿能保持水平時,μ和θ應(yīng)滿足的條件；θCθCAB[例題3]如圖所示,三個完全相同的圓柱體疊放在水平桌面上。將C柱體放上去之前,A、B兩柱體接觸,但無擠壓。假設(shè)桌面與柱體之間的動摩擦因數(shù)為μ0,柱體與柱體之間的動摩擦因數(shù)為μ。若系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),μ0和μ必須滿足什么條件？AABCABFhh[練習題]1、如圖所示,方桌重100N,前后腳與地面的動摩擦因數(shù)為0.20,桌的寬與高相等。求：〔1要使方桌勻速前進,則拉力F、地面對前、后腳的支持力和摩擦力各是多大？〔2若前、后腳與地面間的靜摩擦因數(shù)為ABFhh37°C37°CAOBABO3、如圖所示,一光滑半球形容器直徑為a,邊緣恰與一光滑豎直的墻壁相切?，F(xiàn)有一均勻直棒AB,A端靠在墻上,B端與容器底相接觸,當棒傾斜至水平面成60ABOθdAB4、〔芬蘭奧賽試題如圖所示,一均勻木板,以傾角θ靜止地放在二根水平固定木棒A和B上,兩棒之間距離為d,棒與木板間靜摩擦因數(shù)為θdABLLrO5、如圖所示,將一根長為2L的硬鉛絲彎成等臂直角形框架,在兩臂的端點各固定一個質(zhì)量為m的小球,在直角的頂點焊一根長為r的支桿,支桿平分這一頂角,將桿支在一支座上。試證明：當時,平衡是隨遇平衡；當r＞時,平衡是不穩(wěn)平衡；當r＜時,平衡是穩(wěn)定平衡〔不計支桿、鉛絲的質(zhì)量LLrO6、質(zhì)量為50kg的桿,豎直地立在水平地面上,桿與地面的最小靜摩擦因數(shù)μ為0.3,桿的上端被固定在地面上的繩牽拉住,繩與桿的夾角θ為30°,如圖所示。hLFθ〔1若水平力F作用在桿上,作用點到地面距離h1hLFθ〔2若作用點移到處時,情況又如何？HYPERLINK第五講：運動的基本概念、運動的合成與分解[知識要點]平均速度：瞬時速度：平均加速度：瞬時加速度：[運動的合成與分解]一個物體同時參與幾個運動時,各個分運動可以看作是獨立進行的,它們互不影響,物體的實際運動可以看成是這幾個運動迭加而成的,這一原理叫運動的獨立性原理。它是運動的合成與分解的依據(jù)。在進行運動的分解時,理論上,只要遵從平行四邊形法則,分解是任意的,而實際中既要注意分速度有無實際意義,又要注意某一分速度能否代表所要求解的分運動的速度。分運動與分運動、分運動與合運動之間除遵從矢量運動算法則外,運動的同時性也是聯(lián)系各個方向上的分運動和合運動的橋梁。[例題1]一物體以大小為v1的初速度豎直上拋,假設(shè)它受到大小不變的恒定的空氣阻力的作用,上升的最大高度為H,到最高點所用時間為t,從拋出到回到拋出點所用時間為T,回到拋出點速度大小為v2,求下列兩個過程中物體運動的平均速度、平均速率、平均加速度?！?在上升過程中?！?整個運動過程中。Hhx0Hhx0xvv0OmBmBAvABCvv60°ABCvv60°θBA[例題5]如圖所示,一剛性桿兩端各拴一小球A、B,A球在水平地面上,B球靠在豎直墻上,在兩球發(fā)生滑動過程中,當桿與豎直夾角為θBA班級姓名學號[練習]1、如圖所示,細繩繞過定滑輪將重物m和小車連在一起,車以恒定速度v向右運動,當細繩與水平方向間的夾為θ時,重物上升的速度是多大？重物上升的速度和加速度如何變化？θθv2、甲乙兩船在靜水中劃行速度分別為v甲、v乙,兩船從同一渡口過河,若甲船以最短時間過河,乙船以最短航程過河,結(jié)果兩船在同一地點到岸,求兩船過河時間之比。3、如圖所示,一個不透光的球殼內(nèi)有一發(fā)光點,球殼可繞垂直于紙面的水平軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,由于球殼上開一小孔,因而有一細束光線在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動,在離轉(zhuǎn)軸距離為d處有一豎直墻,當光線與屏幕夾角為θ時,屏上光斑速度為多大？θθdω1234、如圖所示,滑輪組中的小物體1、2向下的加速度分別為a1、a1235、如圖所示,有一河面寬L=1km,河水由北向南流動,流速v=2m/s,一人相對于河水以u=1m/s的速率將船從西岸劃向東岸?！?若船頭與正北方向成α=30°角,船到達對岸要用多少時間？到達對岸時,船在下游何處？〔2若要使船到達對岸的時間最短,船頭應(yīng)與岸成多大的角度？最短時間等于多少？到達對岸時,船在下游何處？L北L北東HYPERLINK第六講：相對運動與相關(guān)速度[相對運動]運動的合成包括位移、速度和加速度的合成。一般情況下把質(zhì)點對地面上靜止的物體的運動稱為絕對運動,質(zhì)點對運動參照系的運動稱為相對運動,而運動參照系對地的運動稱為牽連運動,由坐標系的變換公式可得到。位移、加速度也存在類似關(guān)系。運動的合成與分解,一般來說包含兩種類型,一類是質(zhì)點只有絕對運動,如平拋物體的運動；另一類則是質(zhì)點除了絕對運動外,還有牽連運動,如小船過河的運動。解題中難度較大的是后一類運動。求解這類運動,關(guān)鍵是列出聯(lián)系各速度矢量的關(guān)系式,準確地作出速度矢量圖。[例題1]如圖所示,兩個邊長相同的正方形線框相互疊放,且沿對角線方向,A有向左的速度v,B有向右的速度2v,求交點P的速度。vv2vABP[例題2]一人以7m/s的速度向北奔跑時,感覺風從正西北方向吹來,當他轉(zhuǎn)彎向東以1m/s的速度行走時,感覺風從正西南方向吹來,求風速。BdAβv1[例題3]一人站在到離平直公路距離為d=50m的B處,公路上有一汽車以v1BdAβv1[練習]1、一艘船在河中逆流而上,突然一只救生圈掉入水中順流而下。經(jīng)過t0時間后,船員發(fā)現(xiàn)救生圈掉了,立即掉轉(zhuǎn)船頭去尋找丟失的救生圈。問船掉頭后要多長時間才能追上救生圈？O12v2v1θ2、平面上有兩直線夾角為θ〔θO12v2v1θv1v2θLH行李3、v1v2θLH行李A(yù)BA1B1DCαv14、如圖所示,AA1和BB1是兩根光滑的細直桿,并排固定于天花板上,繩的一端拴在B點,另一端拴在套于AAABA1B1DCαv15、有A、B兩艘船在大海中航行,A船航向正東,船速15km/h,B船航向正北,船速20km/h。A船正午通過某一燈塔,B船下午兩點也通過同一燈塔。問：什么時候A、B兩船相距最近？最近距離是多少？6、一個半徑為R的半圓柱體沿體沿水平方向向右做勻加速運動,在半圓柱體上擱置一豎直桿,此桿只能沿豎直方向運動〔沿圖所示,當半圓柱體的速度為v時,桿與半圓柱體接觸點P與柱心連線〔豎直方向的夾角為θ,求此時豎直桿的速度和加速度。PPRθvbadbad8、一架飛機以相對于空氣為v的速率從A向正北方向飛向B,A與B相距為L。假定空氣相對于地速率為u,且方向偏離南北方向有一角度θ,求飛機在A、B間往返一次所需時間為多少？并就所得結(jié)果,對u和θ進行討論。HYPERLINK第七講：勻變速直線運動[知識要點]速度公式：①位移公式：②推論公式：③平均速度：④上述各式,要注意用正、負號表示矢量的方向。一般情況下規(guī)定初速度方向為正方向,a、vt、s等矢量與正方向相同則為正,與正方向相反則為負。利用勻變速直線運動規(guī)律求解運動學問題,在熟悉題意的基礎(chǔ)上,首先要分清物體的運動過程及各過程的運動性質(zhì),要注意每一個過程加速度必須恒定。找出各過程的共同點及兩過程轉(zhuǎn)折點的速度、再根據(jù)已知量和待求量選擇合適的規(guī)律、公式求解,盡管公式都是現(xiàn)成的,但選擇最簡單的公式卻有很多技巧,解題中要注意一題多解,舉一反三,以達到熟練運用運動學規(guī)律的目的。[例題1]一小球自屋檐自由下落,在△t=0.2s內(nèi)通過窗口,窗高h=2m,g=10m/s2,不計空氣阻力,求窗頂?shù)轿蓍艿木嚯x。[例題2]一氣球從地面以10m/s的速度勻速豎直上升,4s末一小石塊從氣球上吊籃的底部自由落下,不計空氣阻力,取g=10m/s2,求石塊離開氣球后在空氣中運行的平均速度和平均速率。[例題3]一物體由靜止開始以加速度a1勻加速運動,經(jīng)過一段時間后加速度突然反向,且大小變?yōu)閍2,經(jīng)過相同時間恰好回到出發(fā)點,速度大小為5m/s,求物體加速度改變時速度的大小和的值[例題4]一架直升飛機,從地面勻加速飛行到高H的天空,若加速度a與每秒鐘耗油量的關(guān)系式為Y=ka+β〔k>0,β>0,求飛機上升到H高空的最小耗油量Q和所對應(yīng)的加速度。[練習]1、一物體做勻加速度直線運動,在某時刻的前t1〔s內(nèi)的位移大小為s1〔m,在此時刻的后t2〔s內(nèi)的位移大小為s2〔m,求物體加速度的大小。2、一皮球自h高處自由落下,落地后立即又豎直跳起,若每次跳起的速度是落地速度的一半,皮球從開始下落到最后停止運動,行駛的路程和運動的時間各是多少？〔不計空氣阻力,不計與地面碰撞的時間3、一固定的直線軌道上A、B兩點相距L,將L分成n等分,令質(zhì)點從A點出發(fā)由靜止開始以恒定的加速度a向B點運動,當質(zhì)點到達每一等分段時它的加速度增加,試求質(zhì)點到達B點時的速度vB4、如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面頂端有一質(zhì)點A自靜止開始自由下滑,與此同時在斜面底部有一質(zhì)點B自靜止開始以加速度a背向斜面在光滑的水平面上向左運動。設(shè)A下滑到斜面底部能沿光滑的小彎曲部分平穩(wěn)地向B追去,為使A不能追上ABABθ5、地面上一點有物體甲,在甲的正上方距地面H高處有物體乙,在從靜止開始釋放乙的同時,給甲一個初速度豎直上拋,問〔1為使甲在上升階段與乙相遇,初速度v0為多大？〔2為使甲在下落階段與乙相遇,初速度v0又為多大？HYPERLINK第八講：拋物的運動[知識要點]拋物運動——物體在地面附近不大的范圍內(nèi)僅在重力作用下的運動。平拋運動——物體水平拋出后的運動。斜拋運動——物體斜向上或斜向下拋出后的運動。平拋和斜拋運動的物體只受恒定的重力作用,故物體作勻變速曲線運動,其加速度為重力加速度g。拋體運動的求解必須將運動進行分解,一般情況下是分解為水平方向的勻速運動和豎直方向的豎直上拋運動,則有：在水平方向,在豎直方向,上式中,當θ=0°時,物體的運動為平拋運動。求解拋物運動,還可以采用其它的分解方法,比如將斜拋運動分解為初速度方向的勻速運動和豎直方向上的自由落體運動。拋物運動是一般勻變速曲線運動的一個特例,其求解方法也是求解一般勻變速曲線運動的基本方法。盡管物體速度方向是在不斷變化的,但其速度變化的方向只能在合力即重力的方向上,因此其速度變化的方向總是豎直向下的。拋物運動的共同特點是加速度相同,因此,當研究多個拋體的運動規(guī)律時,以自由落體為參照物,則各物體的運動均為勻速直線運動,這種選擇參照物的方法,能大大簡化各物體運動學量之間的聯(lián)系,使許多看似復(fù)雜的問題簡單、直觀。[例題1]如圖所示,A、B兩球之間用長L=6m的柔軟細繩相連,將兩繩相隔t0=0.8s先后從同一地點拋出,初速均為v0=4.5m/s,求A球拋出多長時間后,連線被拉直,在這段時間內(nèi)A球離拋出點的水平距離多大？〔g=10m/s2AAB[例題2]在與水平成θ角的斜坡上的A點,以初速度v0水平拋出一物體,物體落在同一坡上的B點,如圖所示,不計空氣阻力,求：〔1物體的飛行時間及A、B間距離；θvθv0B[例題3]如圖所示,樹上有一只小猴子,遠處一個獵人持槍瞄準猴子,當獵槍擊發(fā)時猴子看到槍口的火光后立即落下,不考慮空氣阻力,已知猴子開始離槍口的水平距離為s,豎直高度為h,試求當子彈初速度滿足什么條件時,子彈總能擊中猴子。θθsv0h[練習]1、飛機以恒定的速度沿水平方向飛行,距地面高度為H。在飛行過程中釋放一個炸彈,經(jīng)過時間t,飛行員聽到炸彈著地后的爆炸聲。設(shè)炸彈著地即刻爆炸,聲速為v0,不計空氣阻力,求飛機的飛行速度v。20m30m2、如圖所示,在離豎直墻壁30m的地面,向墻壁拋出一個皮球,皮球在高10m處剛好與墻壁垂直碰撞,反彈后落到離墻20m的地面,取g=10m/s220m30m3、某同學在平拋運動實驗中,得出如圖所示軌跡,并量出軌跡上a、b兩點到實驗開始前所畫豎直線的距離,,以及ab間豎直高度h,求平拋小球的初速度。XX1X2aba/b/h4、地面上的水龍頭按如圖所示的方式向上噴水,所有水珠噴出的初速度v0的大小相同,但噴射角在0°到90°范圍內(nèi)不等。若噴出后水束的最高位置距地面5m,試求水束落地時的圓半徑。OvAOvABhH3m18m6、如圖所示,排球場總長為18m,設(shè)球網(wǎng)高2m,運動員站在離網(wǎng)3m的線上〔如圖中虛線所示正對網(wǎng)前跳起將球水平擊出,球飛行中阻力不計,取g=10m/s2?！?設(shè)擊球點在3m線正上方且高度為2.3m18m7、在擲鉛球時,鉛球出手時離地面高度為h,若出手時速度為v0,求以何角度擲鉛球時,鉛球水平射程最遠,最遠射程多少？HYPERLINK第九講：牛頓運動定律〔動力學[知識要點]1、牛頓運動定律的內(nèi)容：牛頓第一定律：內(nèi)容〔略；它反映了物體不受力時的運動狀態(tài)：靜止或勻速直線運動質(zhì)量是慣性大小的唯一量度。牛頓第二定律：內(nèi)容〔略；數(shù)學表達式：F合=ma。適用范圍：慣性系。三性：矢量性；瞬時性；獨立性。牛頓第三定律：內(nèi)容〔略；表達式：；適用于慣性系,也適用于非慣性系。牛頓運動定律只適用于宏觀、低速的機械運動。2、物體初始條件對物體運動情況的影響在受力相同的情況下,物體的初始條件不同,物體的運動情況也不同。如拋體運動,均只受重力作用,但初速度方向不同,運動情況就不同〔平拋、斜拋、豎直上拋；受力情況只決定物體的加速度。物體的運動情況必須將物體的受力情況和初速度結(jié)合一起加以考慮。3、聯(lián)接體聯(lián)接體是指在某一種力的作用下一起運動的兩個或兩個以上的物體。解題中要根據(jù)它們的運動情況來找出它們的加速度的關(guān)系,尋找的方法一般有兩種,一種方法是從相對運動的角度通過尋找各物體運動的制約條件,從而找出各物體運動的相對加速度間的關(guān)系；另一種方法是通過分析極短時間內(nèi)的位移關(guān)系,利用做勻變速運動的物體在相同時間內(nèi)位移正比于加速度這個結(jié)論,找到物體運動的加速度之間的關(guān)系。[解題思路與技巧]牛頓運動定律建立了物體的受力和物體運動的加速度之間的關(guān)系。因此,應(yīng)用時分析物體的受力情況和運動情況尤為重要。同時,要注重矢量的合成和分解。相對運動等知識的靈活運用,從而找出各物體的受力與它的加速度之間的關(guān)系。MN[例題1]如圖所示,豎直光滑桿上有一個小球和兩根彈簧,兩彈簧的一端各與小球相連,另一端分別用銷釘M、N固定于桿,小球處于靜止狀態(tài),設(shè)拔去銷釘M瞬間,小球加速度大小為12m/s2。若不拔去銷釘M而拔去銷釘N瞬間,小球的加速度可能是〔取g=10m/sMNA、22m/s2,豎直向上B、22m/s2,豎直向下C、2m/s2,豎直向上D、2m/s2,豎直向下mMACBθ[例題2]如圖所示,質(zhì)量為M=10kg的木楔ABC靜止于粗糙的水平地面上,動摩擦因數(shù)μ=0.02。在木楔的傾角θ為30°的斜面上,有一質(zhì)量m=1.0kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑。當滑行路程s=1mMACBθmmAB2mmmAB2mC〔1如果A、B之間的摩擦力足以保證它們不發(fā)生相對滑動,那么它們之間的摩擦力為多在？〔2如果A、B之間的動摩擦因數(shù)為μ2,且μ2無法維持A、B相對靜止,那A、B的加速度各為多大？ABCDABCDEαα[練習]m1m21、如圖所示,一輕繩兩端各系重物m1和m2,掛在車廂內(nèi)的定滑輪上,滑輪摩擦不計,m2＞m1,m2靜止在車廂地板上,當車廂以加速度a向右作勻加速運動時,m2仍在原處不動。求此時m2m1m2ABα2、如圖所示,尖劈A的質(zhì)量為mA,一面靠在光滑的豎直墻上,另一面與質(zhì)量為mB的光滑棱柱B接觸,B可沿光滑水平面C滑動,求A、B的加速度aA和aABαAB3、如圖所示,A、B的質(zhì)量分別為m1=1kg,m2=2kg,A與小車壁的靜摩擦因數(shù)μ=0.AB4、如圖所示,A、B兩個楔子的質(zhì)量都是8.0kg,C物體的質(zhì)量為384kg,C和A、B的接觸面與水平的夾角均為45°。水平推力F=2920N,所有摩擦均忽略不計。求：ABABC45°45°〔2B對C的作用力的大小和方向。m1m25、如圖所示,質(zhì)量為M的光滑圓形滑塊平放在桌面上,一細輕繩跨過此滑塊后,兩端各掛一個物體,物體質(zhì)量分別為m1m1m2HYPERLINK第十講：力和直線運動[知識要點]1、直線運動的特點：物體的s、v、a、在同一直線上,當與V同向時,V逐漸增大,物體做加速運動；當與V反向時,V逐漸減小,物體做減速運動。2、恒力與直線運動：〔1單個物體牛頓第二定律的分量式：〔2物體系牛頓第二定律的分量式：3、變力與直線運動：〔1分段運動：在實際問題中,有時由于制約物體運動的條件發(fā)生變化而導致物體在不同階段的受力情況不同,這時我們可以將物體的運動分為幾個階段,雖然在物體運動的整個過程中受力的情況發(fā)生變化,但每一階段的運動中物體卻是受到恒力的作用,是做勻變速運動。〔2變力作用下物體的運動情況分析：將彈簧與物體相連時,在物體運動過程中,彈簧的彈力大小往往發(fā)生變化,這時我們要結(jié)合物體的受力及其速度來分析物體的運動情況,尤其要抓住合外力、速度的最小和最大的狀態(tài),及合外力、速度即將反向的狀態(tài)進行分析?！怖}2〔3特殊變力作用下的直線運動：中學階段主要研究的特殊變力有：與時間成正比的變力；與位移成正比的變力。4、臨界狀態(tài)分析法：如果問題中涉及到臨界狀態(tài),分析時要抓住物體運動狀態(tài)變化的臨界點,分析在臨界點的規(guī)律和滿足的條件。一般來說,當物體處于臨界狀態(tài)時,往往具有雙重特征。如在某兩個物體即將分離的臨界狀態(tài),一方面相互作用的彈力為零〔分離的特征,另一方面又具有相同的加速度〔沒有分離的特征?！簿毩?[解題思路和技巧]物體做直線運動時,其速度、加速度、位移及物體所受到的合外力都在同一直線上。競賽中經(jīng)常出現(xiàn)物體運動過程中受力的變化,這時要抓住物體受力變化的特點,從而分析出物體運動情況的變化。同時,注重數(shù)學歸納法、數(shù)列等數(shù)學知識在物理解題中的應(yīng)用。v[例題1]水平傳送帶長度為20m,以2m/s的速度作勻速運動,已知某物體與傳送帶間動摩擦因數(shù)為0.1,如圖所示,求物體輕輕放到傳送帶一端開始到達另一端所需的時間〔取g=10m/s2v[例題2]如圖所示,質(zhì)量可以不計的彈簧,平行于水平面,左端固定,右端自由；物塊停放在彈簧右端的位置O〔接觸但不相擠壓。現(xiàn)用水平力把物塊從位置O推到位置A,然后由靜止釋放,物塊滑到位置B靜止。下列說法中正確的有〔A、物塊由A到B,速度先增大后減小,通過位置O的瞬時速度最大,加速度為零AOAOBC、物塊通過位置O以后作勻減速直線運動D、物塊通過A、O之間某個位置時,速度最大,隨后作勻減速直線運動[例題3]如圖所示,A、B兩木塊質(zhì)量分別為mA和mB緊挨著并排放在水平桌面上,A、B間的接觸面是光滑的,且與水平面成θ角。A、B和水平桌面之間的靜摩擦因數(shù)和動摩擦因數(shù)均為μ。開始時A、B均靜止,現(xiàn)施一水平推力F作用于A,要使A、B向右加速運動且A、B之間不發(fā)生相對滑動,則〔1μ的數(shù)值應(yīng)滿足什么條件？θAθABF[例題4]一固定的斜面,傾角θ=45°,斜面長L=2.00m。斜面下端有一與斜面垂直的擋板,一質(zhì)量為m的質(zhì)點,從斜面的最高點沿斜面下滑,初速度為零。質(zhì)點沿斜面下滑到斜面最低端與擋板發(fā)生彈性碰撞。已知質(zhì)點與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.20。試求此質(zhì)點從開始運動到與擋板發(fā)生第11次碰撞的過程中運動的總路程。[練習]ABCDh1、有一個同學用如下方法測定動摩擦因數(shù)：用同種材料做成的AB、BD平面〔如圖所示,AB面為一斜面,高為h、長為L1。BD是一足夠長的水平面,兩面在B點接觸良好且為弧形,現(xiàn)讓質(zhì)量為m的小物塊從A點由靜止下滑,到達B點后順利進入水平面,最后滑到C點停止,并測量出BC=LABCDhPF2、如圖所示,一個彈簧臺秤的秤盤和彈簧的質(zhì)量都不計,盤內(nèi)放一個質(zhì)量m=12kg并處于靜止的物體P,彈簧的勁度系數(shù)為k=300N/m,現(xiàn)給P施加一個豎直向上的力F,使P從靜止開始始終向上作勻加速直線運動,在這過程中,頭0.2s內(nèi)F是變力,在0.2s以后的F是恒力,取g=10m/s2,則物體P做勻加速運動的加速度a的大小為m/s2PFABABF4、如圖所示,質(zhì)量M=8kg的小車放在水平光滑的平面上,在小車右端加一水平恒力F=8N。當小車向右運動的速度達到1.5m/s時,在小車前端輕輕地放上一個大小不計,質(zhì)量為m=2kg的小物塊,物塊與小車間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,小車足夠長。求從小物塊放上小車開始,經(jīng)過t=1.5s小物塊相對地通過的位移大小為多少？〔g=10m/s2FFmMABCF5、如圖所示,小滑塊A疊放在長為L=0.52m的平板B左端,B放在光滑水平桌面上。A、B兩物體通過一個動滑輪和一個定滑輪和C物體相連,滑輪的摩擦和質(zhì)量均不計。A、B、C三個物體的質(zhì)量都是1kg,A、B之間的動摩擦因數(shù)為0.ABCFv0L6、10個相同的扁木塊一個緊挨一個地放在水平地面上,如圖所示。每個木塊的質(zhì)量為m=0.4kg,長為L=0.50m。木塊原來都靜止,它們與地面間的靜摩擦因數(shù)和動摩擦因數(shù)都為μ1=0.10。左邊第一塊木塊的最左端放一塊質(zhì)量為M=1.0kg的小鉛塊,它與木塊間的靜摩擦因數(shù)和動摩擦因數(shù)都為μ2=0.20?，F(xiàn)突然給鉛塊一個向右的速度v0=4v0LxAL0BvxAL0Bv08、如圖所示,一個厚度不計的圓環(huán)A,緊套在長度為L的圓柱體B的上端,A、B兩者的質(zhì)量均為m。A與B之間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同,其大小為kmg〔k＞1。B從離地H高處由靜止開始落下,觸地后能豎直向上彈起,觸地時間極短,且無動能損失。B與地碰撞n次后,A與B分離?！?B與地第一次碰撞后,當A與B剛相對靜止時,B下端離地面的高度為多少？ABABHLHYPERLINK第十一講：質(zhì)點的圓周運動、剛體的定軸轉(zhuǎn)動[知識要點]1、質(zhì)點的圓周運動：AB△vAB△v△v2△v1上式中,為法向加速度,它描述速度方向的變化快慢,大小為；為切向加速度,它描述速度大小的變化快慢。對勻速圓周運動而言,=0,而對一般曲線運動,,式中為質(zhì)點所在位置的曲線的曲率半徑。2、剛體的定軸轉(zhuǎn)動剛體定軸轉(zhuǎn)動時,其上各點都繞轉(zhuǎn)軸做圓周運動,且各點的角位移θ、角速度ω、角加速度β都相同。,當β為常量時,剛體做勻變速轉(zhuǎn)動,其運動規(guī)律可類比于勻變速直線運動,因而有：做定軸轉(zhuǎn)動的剛體,其上一點〔到轉(zhuǎn)軸的距離為R的線速度v、切向加速度、向心加速度與剛體的角速度ω和角加速度β的關(guān)系是：,,勻速圓周運動是一種周期性運動,其規(guī)律的描述不同于勻變速運動。在圓周運動中,位移、速度與時間的關(guān)系再不是研究的重點,其重點是研究周期、角速度、速率、半徑等物理量與加速度的聯(lián)系。從而進一步研究運動和力的關(guān)系。在一般圓周運動中,要注意加速度一方面描述了速度大小的變化快慢,另一方面又描述了速度方向的變化快慢。FPO[例題1]如圖所示,小球P與穿過光滑水平板中央小孔的輕繩相連,用手拉著繩子另一端使P在水平板內(nèi)繞O作半徑為a、角速度為FPO[例題2]某飛輪轉(zhuǎn)速為600r/min,制動后轉(zhuǎn)過10圈而靜止。設(shè)制動過程中飛輪做勻變速轉(zhuǎn)動。試求制動過程中飛輪角加速度及經(jīng)過的時間。[例題3]OvOvR[練習]1、在平直軌道上勻速行駛的火車,機車主動輪的轉(zhuǎn)速是車廂從動輪轉(zhuǎn)速的3/5,主動輪輪緣上的各點的向心加速度與從動輪輪緣上各點的向心加速度分別為a1,a2,求a1/a2的值。2、機械手表中分針與秒針可視為勻速轉(zhuǎn)動,兩針從重合到再次重合,中間經(jīng)歷的時間為多少分鐘？3、如圖所示,定滑輪半徑為r=2cm,繞在滑輪上的細線懸掛著一個重物,由靜止開始釋放,測得重物的加速度a=2m/s2,在重物下落1m瞬間,滑輪邊緣上的點角速度為多大？向心加速度為多大？4、邊長為a的正三角形板的水平面內(nèi)朝一個方向不停地作無滑動的翻滾,每次翻滾都是繞著一個頂點〔如圖中的A點轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動角速度為ω常量。當一條邊〔例如AB邊觸地時又會立即繞著另一個頂點〔如B點繼續(xù)作上述轉(zhuǎn)動?！?寫出〔不必寫推導過程,以下各問相同三角板每頂點的平均速率；〔2畫出圖中三角板的頂點C在T=2π/ω時間內(nèi)的運動軌道。AABCωABCDMωω5、如圖所示,AC、BD兩桿以勻角速度ω分別繞相距為L的A、B兩固定軸沿圖示方向在同一豎直面上轉(zhuǎn)動。小環(huán)M套在兩桿上,t=0時圖中ABCDMωωxyO6、xy平面上有一圓心在坐標原點、半徑為R的圓,在y軸上放有一細桿。從t=0開始,整根桿朝x軸正方向以v0的速度勻速運動,試求在細桿尚未離開圓周前它與圓周在第xyO7、如圖所示,細桿長為L,它的端點A被約束在豎垂軸y上運動,端點B被約束在水平軸x上運動。〔1試求桿上與A端相距aL〔0＜a＜1>的P點的運動軌跡；vAAPBLxyθOvAAPBLxyθO〔a〔b〔a〔b〔cHYPERLINK第十二講：力和曲線運動[知識要點]1、物體做曲線運動的條件：合外力F的方向與物體速度v的方向不在同一直線上。2、恒力作用下的曲線運動物體在恒力的作用下做曲線運動時,往往將這種曲線運動分解為兩個方向上的直線運動。一種分解方法是沿初速度方向和合外力方向進行分解,可以分解為初速度方向的勻速直線運動和合外力方向的勻加速直線運動；另一種分解方法是沿著兩個互相垂直的方向進行分解。3、力和圓周運動力是使物體的速度發(fā)生改變的原因,速度有大小和方向的變化,在速度方向上的外力改變速度的大小,而與速度方向垂直的外力改變速度的方向。在圓周運動中,是將物體所受的外力沿切向和法向進行分解,在切向上的外力改變速度的大小,而法向上的外力改變速度的方向〔即向心力。高中階段對圓周運動的分析關(guān)鍵是找出向心力的來源。向心力是做圓周運動的物體在指向圓心方向外力的合力,它是以力的作用效果來命名的,可以是重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力或這些力的合力。勻速圓周運動的向心力的計算公式是：對于變速圓周運動,上述計算向心力的公式也適用,只是使用公式時必須用物體的瞬時速度代入計算。4、天體運動〔1天體的運動遵循開普勒三定律第一定律：所有的行星分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽運動,太陽在這些橢圓的一個焦點上。第二定律：太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等。即：式中r為太陽和行星連線的距離,θ為行星的速度與太陽和行星連線之間的夾角。第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等。即：式中M為太陽質(zhì)量,G為引力常量。實際上,在某一中心天體的引力作用下,繞中心天體運動的物體,都遵循以上三定律,只需將太陽變?yōu)橹行奶祗w即可。〔2天體運動的向心力是靠萬有引力提供的萬有引力定律：①〔內(nèi)容略；②公式：注意：萬有引力定律公式只適用于兩個質(zhì)點或者是兩個質(zhì)量均勻分布的球體之間的萬有引力的計算。但當兩個物體之間的距離遠大于它們自身的線度時,可以將這兩個物體當作兩個質(zhì)點。另外,質(zhì)量均勻分布的球面對球面外質(zhì)點的引力等同于把球面的質(zhì)量集中于球心處的質(zhì)點與球外質(zhì)點的引力,而質(zhì)量均勻分布的球面對球面內(nèi)質(zhì)點的引力等于零。[例題1]20XX1月26日我國發(fā)射了一顆同步衛(wèi)星,其定點位置與東經(jīng)98°的經(jīng)線在同一平面內(nèi),若把XX省嘉峪關(guān)處的經(jīng)度和緯度近似取為東經(jīng)98°和北緯α=40°,已知地球半徑為R,地球自轉(zhuǎn)周期為T,地球表面重力加速度為g〔視為常量和光速c。試求該同步衛(wèi)星發(fā)出的微波信號傳到嘉峪關(guān)處的接收站所需的時間〔要求用題給的已知量的符號表示。[例題2]如圖所示,一條不可伸長的輕繩長為L,一端用手握住,另一端系一質(zhì)量為m的小球,今使手握的一端在水平桌面上做半徑為R、角速度為ω的勻速圓周運動,且使繩始終與半徑為R的圓相切,小球也將在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動,小球和水平面之間有摩擦,求：〔1小球做勻速度圓周運動的線速度大小?！?手對細繩做功的功率。〔3小球在運動過程中所受到的摩擦阻力的大小。OORLmωABAB[練習]1、一內(nèi)壁光滑的環(huán)形細圓管,位于豎直平面內(nèi),環(huán)的半徑為R〔比細管的半徑大得多。在圓管中有兩個直徑與細管內(nèi)徑相同的小球〔可視為質(zhì)點。A球質(zhì)量為m1,B球質(zhì)量為m2。它們沿環(huán)形圓管順時針運動,經(jīng)過最低點時的速度為v0。設(shè)A球運動到最低點時,B球恰好運動到最高點,若要此時兩球作用于圓管的合力為零,那么m1,m2,R,v0應(yīng)滿足什么關(guān)系？ABO2、長為L=0.4m的細繩,一端連接在O點的光滑軸上,另一端系一質(zhì)量為m=0ABO〔1若球剛好能做圓周運動,在最高點A的速度為多大？〔2將圖中細繩換成不計重力的細桿,小球能做圓周運動,在A點的速度應(yīng)滿足什么條