4、人造衛(wèi)星、宇宙速度：

(1)人造衛(wèi)星分類(略)：其中重點(diǎn)了解同步衛(wèi)星

(2)宇宙速度：(弄清第一宇宙速度與發(fā)衛(wèi)星發(fā)射速度的區(qū)別)

例題分析

例1、利用下列哪組數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出地球質(zhì)量：(A　 B)

A、已知地球半徑和地面重力加速度

B、已知衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期

C、已知月球繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期和月球質(zhì)量

D、已知同步衛(wèi)星離地面高度和地球自轉(zhuǎn)周期

本例從各方面應(yīng)用萬有引力提供向心力來求出不同條件下地球(行星)質(zhì)量表達(dá)式。

例2、某同步衛(wèi)星相對(duì)地面是靜止的，已知地球半徑是6400km，地面重力加速度g=9.8m/s2。求(1)同步衛(wèi)星離地面高度h；(2)同步衛(wèi)星線速度v(36000000m；3100m/s)

拓展：同步通訊衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌道平面應(yīng)在地球上空什么位置？

例3、地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由求出，已知式中a的單位是m，b的單位是s，c的單位是m/s²，則：(AD)

A、a是地球半徑，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，C是地球表面處的重力加速度；

B、a是地球半徑。b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，C是同步衛(wèi)星的加速度；

C、a是赤道周長，b是地球自轉(zhuǎn)周期，C是同步衛(wèi)星的加速度

D、a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，C是地球表面處的重力加速度。

解析：由萬有引力定律導(dǎo)出人造地球衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)半徑的表達(dá)式，再將其與題給表達(dá)式中各項(xiàng)對(duì)比，以明確式中各項(xiàng)的物理意義。

3、萬有引力定律的應(yīng)用主要涉及兩個(gè)方面：

(1)測(cè)天體的質(zhì)量及密度：(萬有引力全部提供向心力)

由　 得

又　　　 得

(2)行星表面重力加速度、軌道重力加速度問題：(重力近似等于萬有引力)

表面重力加速度：

軌道重力加速度：

2、天體運(yùn)動(dòng)的研究：天體運(yùn)動(dòng)可看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)--其引力全部提供向心力

討論：(1)由可得：　　 r越大，V越小。

(2)由可得：　 r越大，ω越小。

(3)由可得：　 r越大，T越大。

(4)由可得： r越大，a_向越小。

目的要求

復(fù)習(xí)萬有引力定律、宇宙速度、人造衛(wèi)星及應(yīng)用

知識(shí)要點(diǎn)

1、萬有引力定律：(1687年)

適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)或均勻球體；r為兩質(zhì)點(diǎn)或球心間的距離；G為萬有引力恒量(1798年由英國物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤裝置測(cè)出)

4、處理圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)問題般步驟：

(1)確定研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析；

(2)建立坐標(biāo)系，通常選取質(zhì)點(diǎn)所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，其中一條軸與半徑重合；

(3)用牛頓第二定律和平衡條件建立方程求解。

例題分析

　 　 例1、物體質(zhì)量為m，在下列各種情況中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為R，周期為T，分析其向心力來源，列出動(dòng)力學(xué)表達(dá)式：(1)置于水平轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤上隨之一起作圓周運(yùn)動(dòng)；(2)置于豎直轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒內(nèi)壁的物體，隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)；(3)飛機(jī)在空中水平勻速轉(zhuǎn)圈。

　 例2、如圖所示，用長為l的輕繩一端固定在O點(diǎn)，另一端拴質(zhì)量為m的小球，并令小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，求小球在圓周的最高點(diǎn)時(shí)速度和拉力特點(diǎn)及最低點(diǎn)時(shí)速度和拉力特點(diǎn)？

拓展：如把輕繩改為輕桿，分析速度和拉力特點(diǎn)

拓展：假如小球能在豎直平面內(nèi)作全圓周運(yùn)動(dòng)，

求最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的拉力之差(6mg)

例3、如圖所示，兩個(gè)相同的木塊A和B放在轉(zhuǎn)盤上，木塊與轉(zhuǎn)盤的最大摩擦力是重力的K倍，用長為L的細(xì)線連接A和B。(1)若A放在軸心，B放在距軸心L處，它們不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，角速度ω的取值范圍？(2)若A放在離軸心R1處，B放在同側(cè)距軸心R2處(R2-R1=L)，要使它們不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，角速度ω的最大值是多少？(3)若A放在距軸心R1處，B放在異側(cè)距軸心R2處(R2+R1=L)，要使它們不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，角速度ω的最大值為多少？

3、向心力表達(dá)式：

2、變速圓周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：

(1)速度大小變化　　 有切向加速度；速度方向改變　　　 有向心加速度。故合加速度不一定指向圓心。

(2)合外力不一定全提供向心力，合外力不一定指向圓心。

目的要求

圓周運(yùn)動(dòng)向心力，牛頓第二定律的特定應(yīng)用。

知識(shí)要點(diǎn)

1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：

(1)速度大小不變　　 無切向加速度；速度方向改變　　 有向心加速度a=

(2)合外力必提供向心力

2、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)量及它們的關(guān)系：

(1)、線速度：

(2)、角速度：

(3)、周期：

(4)、頻率：

(5)、向心加速度：

雖然勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度大小不變，但方向時(shí)刻改變，故勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)；向心加速度大小不變但方向時(shí)刻改變(始終指向圓心)，故勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng)。

例題分析

例1、如圖所示為皮帶傳動(dòng)裝置，右輪半徑為r，a為它邊緣的一點(diǎn)，左側(cè)是大輪軸，大輪半徑為4r，小輪半徑為2r。b為小輪上一點(diǎn)，它到小輪中心距離為r，c、d分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動(dòng)中不打滑，則：(　 C　 D　 )

　 A、a點(diǎn)與b點(diǎn)線速度大小相等；

B、a點(diǎn)與b點(diǎn)角速度大小相等；

C、a點(diǎn)與c點(diǎn)線速度大小相等；

D、a點(diǎn)與d點(diǎn)向心加速度大小相等；

本例主要考查線速度、角速度、向心加速度概念，同時(shí)抓住兩個(gè)核心：若線速度一定時(shí)，角速度與半徑成反比；若角速度一定，線速度與半徑成正比。

　 例2、如圖所示，A、B兩質(zhì)點(diǎn)繞同一圓心按順時(shí)針方向作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A的周期為T₁，B的周期為T₂，且T₁＜T₂，在某時(shí)

刻兩質(zhì)點(diǎn)相距最近，開始計(jì)時(shí)，問：

(1)何時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)相距又最近？

(2)何時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)相距又最遠(yuǎn)？

分析：選取B為參照物。

(1)　　　 AB相距最近，則A相對(duì)于B轉(zhuǎn)了n轉(zhuǎn)，

其相對(duì)角度△Φ=2πn

相對(duì)角速度為ω_相=ω₁-ω₂經(jīng)過時(shí)間：

t=△Φ/ω_相=2πn/ω₁-ω₂= (n=1、2、3…)

(2)AB相距最遠(yuǎn)，則A相對(duì)于B轉(zhuǎn)了n-1/2轉(zhuǎn)，

其相對(duì)角度△Φ=2π(n-)

　　 經(jīng)過時(shí)間：t=△Φ/ω_相=(2n-1)T₁T₂/2(T₂-T₁)(n=1、2、3…)

本題關(guān)鍵是弄清相距最近或最遠(yuǎn)需通過什么形式來聯(lián)系A(chǔ)和B的問題，巧選參照系是解決這類難題的關(guān)鍵。

目的要求

學(xué)會(huì)利用描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)物理量分析有關(guān)事例

知識(shí)要點(diǎn)

1、物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是圓周或是圓周一部分叫圓周運(yùn)動(dòng)；作圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過的弧長相等稱為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。