高考物理-二轮复习-专题1-第4讲-圆周运动与天体运动课件.pptxVIP

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;一、圆周运动;2.向心力

来源:在匀速圆周运动中,向心力是物体所

受到的合力,在变速圆周运动中,向心力的大小等于物体所受到的沿着圆周半径方向指向圆心的合力,总有F径合=F向=ma向=mv2/r.

作用效果:只改变线速度的方向,不改变线

速度的大小,向心力垂直于速度方向,永远不做功,向心力不是恒力,而是变力.;3.竖直面内完成圆周运动的临界条件;二、万有引力定律的应用

用万有引力定律分析天体运动的基本方法:

把天体运动近似视为圆周运动,它所需要的向心力由万有引力提供,即 .

万有引力定律的应用:测天体的质量和密度

①利用天体表面的重力加速度g和天体的半径R.

,故 .

在地面附近 ,即GM=gR2(称为“黄金代换”),类比其他星球也适用.;②利用天体的卫星:已知卫星的周期T(或线速度v)和卫星的轨道半径r.

建立 ,即可求M.

测天体的密度,只要将天体的质量代入 即可.

注意区分r和R的不同含义:r为轨道半径,R为天体半径,当卫星在天体表面运行时才有r=R.;3.三种宇宙速度

(1)第一宇宙速度v1=7.9km/s是人造地球卫星;注意:虽然半径越大(离地面越高)的卫星环绕速度越小,但在发射过程中,需要克服地球的引力做更多的功,增大势能,所以在地面上的发射速度就越大,因此,不要认为v环越小,v发就越小.;4.人造卫星

(1)近地卫星:受到的万有引力近似为重力,故;类型一:描述圆周运动的物理量的关系

常在传动装置中出现,分析这类问题时要抓住相等量和不等量的关系.同轴转动的物体上各点的角速度相等,线速度不等,线速度,与半径r成正比.不同轴传动如皮带传动(或齿轮

传动)中的两轮,在皮带不打滑的条件下,两轮边缘各点的线速度大小相等,而角速度不等,角速度 ,与半径r成反比.;类型一:描述圆周运动的物理量的关系

常在传动装置中出现,分析这类问题时要抓住相等量和不等量的关系.同轴转动的物体上各点的角速度相等,线速度不等,线速度,与半径r成正比.不同轴传动如皮带传动(或齿轮

传动)中的两轮,在皮带不打滑的条件下,两轮边缘各点的线速度大小相等,而角速度不等,角速度 ,与半径r成反比.;【例1】(;【解析】滚轮的线速度和平盘接触点的线速度大小相等, ,则n2=n1,A项正确.;【变式题】如图1-4-所3示,一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮,小轮

与自行车车轮的边缘接触.当车轮转动时,因摩擦带动小轮转动,从而为发电机提供动力.自行车车轮的半径R1=35cm,小齿轮的半径R2=4.0cm,大齿轮的半径R3=10.0cm.求大齿轮的转速n3和摩擦小轮的转速n0之比.(假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动);【解析】根据两轮边缘各点的线速度大小相等,由

,可知转速n和半径r成反比,所以大齿轮与小齿轮的转速关系为: .因为小齿轮和车轮同轴转动,所以两轮上各点的转速相同,故有:n2=n1

小轮与自行车车轮的边缘接触,当车轮转动时,

因摩擦而带动小轮转动,且两者无相对滑动,所以它们的线速度相同,则有

由以上各式并代入数据可得大齿轮和摩擦小轮间的转速之比n3∶n0=2∶175.;类型二:圆周运动与向心力

分析圆周运动的关键是分析向心力的来源:1.

在匀速圆周运动中,向心力是物体所受到的合力,方向一定指向轨迹的圆心,可用直接合成法或正交分解法确定其大小;2.在变速圆周运动中,向心力的大小等于物体所受到的沿着圆周半径方向指向圆心的合力.;【例2】如图1-4-所4示,轻杆长1m,其两端各连接质量为1kg的小球,杆可绕距B端0.2m处的轴O在竖直

平面内自由转动,轻杆由水平以某一速度转至竖直方向,A球在最低点时的速度为4m/s.(g取10m/s2)求:(1)A小球此时对杆的

作用力大小及方向;(2)B小球此时对杆的作用力大小及方向.

图1-4-4;【解析】(1)在竖直方向上,A球最低点受力分析如图(a)所示:则;,;【变式题】(;【解析】M做圆周运动的向心力等于物体的重力mg,即 ,当M的转速变为原来的2倍时,物体的重力mg的大小保持不变,选项A错误,根据公式 可知,M离轴距离变为原来的,选项C正确,又因 ,可知角速度变为原来的2倍,选项D错误.;类型三:圆周运动中的临界问题

(1)这类问题的关键是抓住出现极值时的临界状态,如果临界状态不明显,则可利用极限思维将某一物理量推至最小(常为0)或最大(常为∞),就能迅速

找到临界状态.;(2)分析这类问题时应注意:

①先确定临界条件下物体所处的状态,然后分析该状态下物体的受力情况.

②由物体受力情况,确定能否运用机械能守

恒定律.

③对竖直平面内的圆周运动,要正确区分几

何最高点与物理最高点.;【例3】如图1-4-所6示,一个光滑的圆锥体固定

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