高中物理专题讲【讲圆周运动天体运动】.ppt

* 第4讲 圆周运动 天体运动 【知识梳理 查漏补缺】 【典例精析 举一反三】 【知识梳理 查漏补缺】 一、圆周运动 1.描述圆周运动的物理量 相互关系 描述线速度方向改变的快慢 向心加速度 周期、频率 角速度 描述质点沿圆周运动的快慢 线速度 方向 大小 物理意义 物理量 【知识梳理 查漏补缺】 一、圆周运动 1.描述圆周运动的物理量 相互关系 a=F/m=v2/r =ω2r 描述线速度方向改变的快慢 向心加速度 T=1/f=2 πr/v 周期、频率 ω= φ/t=2π/T 角速度 v=s/t=2πr/T 描述质点沿圆周运动的快慢 线速度 方向 大小 物理意义 物理量 【知识梳理 查漏补缺】 一、圆周运动 1.描述圆周运动的物理量 相互关系 时刻指向圆心 a=F/m=v2/r =ω2r 描述线速度方向改变的快慢 向心加速度 无方向 T=1/f=2 πr/v 周期、频率 —— ω= φ/t=2π/T 角速度 沿圆弧在该点 的切线方向 v=s/t=2πr/T 描述质点沿圆周运动的快慢 线速度 方向 大小 物理意义 物理量 【知识梳理 查漏补缺】 一、圆周运动 1.描述圆周运动的物理量 a=v2/r=ω2r=4π2rf2=4π2r/T2=ωv 相互关系 时刻指向圆心 a=F/m=v2/r =ω2r 描述线速度方向改变的快慢 向心加速度 无方向 T=1/f=2 πr/v 周期、频率 —— ω= φ/t=2π/T 角速度 沿圆弧在该点 的切线方向 v=s/t=2πr/T 描述质点沿圆周运动的快慢 线速度 方向 大小 物理意义 物理量 2、向心力 (1)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 (2)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 要完成圆周运动，对图甲和图戊在最高点：mg＝mv2/r，所以 . 并要学会分析 时受力的情况. 对图乙、图丙、图丁，在最高点：v＝0，并要会分析v＞0时，受力情况及图丁 时的运动情况． 二、万有引力定律的应用 1．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 2. 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 类比其他星球也适用. 2. 万有引力定律的应用:测天体的质量和密度 ②利用天体的卫星：应知卫星的周期T(或线速度v)和卫星的轨道半径r 建立 ，即可求得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＝7.9 km/s是人造地球卫星的最小发射速度，最大绕行速度 计算方法： ①根据 导出 ②根据 导出 (2)第二宇宙速度 v2＝11.2 km/s是物体挣脱地球的引力束缚需要的最小发射速度. 3．三种宇宙速度 (3)第三宇宙速度 v3＝16.7 km/s是物体挣脱太阳的引力束缚需要的最小发射速度. 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，故有 (2)地球同步卫星：相对于地面静止的人造卫星，它的周期 T＝24h。所以它只能位于赤道正上方某一确定高度 h， , 但它的质量可以不同. 【典例精析 举一反三】 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v＝ωr，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ω＝v/r，与半径r 成反比 . 例1 无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的挡位变速器，很多种高档