第6讲圆周运动天体运动

1、第6讲圆周运动天体运动一、核心考点1、圆周运动：2s 2 二r2-2 v（1）描述：v,v -r, a* = r ：itTAt Tr（2 ）性质：向心力的方向变，所以是变加速曲线运动。2（3 ）向心力：Fn =m，指向圆心，半径方向上的合力。效果力，只改变速度方向r（4）使用思路：选对象，画圆找心，受力分析找向心力，列方程。2、天体运动：（1 ）万有引力F =6巴学，适用于质点。r（2） 基本思路：天上绕卩引=Fn ；人间随卩引=G（3 ）第一宇宙速度：在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度MmR2v2v = JGM / R = 7.9km/ S)A、B和C是陀螺上的三个点当陀螺绕垂直于地面的轴

2、线以角速度3稳定旋转时，下列表述正确的是（）.A. A B和C三点的线速度大小相等C.A、B的角速度比 C的大D.B. A B和C三点的角速度相等C的线速度比A、B的大2、如图所示，水平转台上放着一枚硬币, 的受力情况，下列说法正确的是 （ A.受重力和台面的支持力B.当转台匀速转动时,硬币没有滑动，关于这种情况下硬币）.受重力、台面的支持力和向心力（4）隐藏条件：地球自传和公转周期，表面g；宇1；表面附近；同步卫星二、核心自测1、c.受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力3、将完全相同的两小球A B,用长D.受重力、台面的支持力和静摩擦力L= 0.8 m的细绳悬于以 v= 4 m/s向左匀速

3、运动的小车顶部,两球和小车前后壁接触.由于某种原因,小车突然停止，此时悬线中张力之比Fa : Fb为(g= 10m/s)().A. 1 : 1 B . 14、苹果自由落向地面时加速度的大小为g,在离地面高度等于地球半径处做匀速圆周运动的人造卫星的向心加速度为（）.A.gB.12gC.14g无法确定5、北京飞控中心对“天宫一号”的对接机构进行测试，确保满足交会对接要求，在“神舟八号” 发射之前20天，北京飞控中心将通过3至4次轨道控制，对“天宫一号”进行轨道相位调整,交会,使其进入预定的交会对接轨道，等待“神舟八号”到来，要使“神舟八号”和“天宫一号”并最终实施对接，“神舟八号”为了追上“天宫一

4、号”（）.A.应从较低轨道上加速B.应从较高轨道上加速C. 应在从同空间站同一轨道上加速D.无论在什么轨道上只要加速就行三、核心题型题型1 在传动装置中个物理量之间的关系 例1、如图所示是自行车2的小齿轮，皿是半径为).传动结构的示意图，其中I是半径为轮，假设脚踏板的转速为n,则自行车前进的速度为 （2n nr 1r 3r 2r 3的后2 n n门门1n n231n nr 1门A.- 2点评：首先明确什么是不变的同轴传动角速度不变，皮带或齿轮传动线速度不变。B.C.D.题型2 水平面内的圆周运动例2、“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术,车和人 下列说法B.人和车的速度为gr sin e演员骑车在

5、倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来.如图所示，已知桶壁的倾角为 e,的总质量为 m做圆周运动的半径为r.若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，正确的是（）.A.人和车的速度为 .grta n eC.桶面对车的弹力为mgCOS 0D.桶面对车的弹力为mgsin 0点评：关键是画圆找心，找向心力。 题型3 竖直平面内的圆周运动轻杆模型常见类型均走没有丸#豹小曜场走有愛萍和卜廉过最高点的临界条件v2 由 mg = m r得v临由小球能运动即可得v临=0讨论分析(1) 过最高点时，v > gr,v2Fn + mg = m ，绳、轨道对球 r产生弹力Fn(2)不能过最高点 vv ： gr,在

6、到达最高点前小球已经脱离了圆轨道(1)当 v= 0 时，Fn = mg , Fn为支持力，沿半径背离圆心当 0vvv gr时，Fn +v2mg = m，Fn背向圆心，随 vr的增大而减小Fn + mgFn指向圆心轻绳模型并随v的增大而增大R,小球经过圆例3、质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道上做圆周运动圆环半径为 环最高点时刚好不脱离圆环，则其通过最高点时（）.A.小球对圆环的压力大小等于mgB.小球受到的向心力等于 0C.小球的线速度大小等于gR D小球的向心加速度大小等于g点评：（1）通常临界条件都是速度相等。（2）分析位移关系时一定要画草图。题型4 万有引力定律在天体运动中的使用例

7、4、火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球 公转半径的1.5倍根据以上数据，以下说法正确的是（）.A.火星表面重力加速度的数值比地球表面的小B.火星公转的周期比地球的长C.火星公转的线速度比地球的大D.火星公转的向心加速度比地球的大点评：首先明确是“天上”还是“人间”，然后选择适当的公式，并且注意公式中各字母的含义。 题型5 卫星的在轨运行和变轨问题例5.“天宫一号”被长征二号火箭发射后，准确进入预定轨道，如图所示，“天宫一号”在轨道 1上运行4周后，在Q点开启发动机短时间加速，关闭发动机后,“天宫一号”沿椭圆轨道2运行到达P点，开启发动机再次加速，进入

8、轨道3绕地球做圆周运动,天宫一号”在图示轨道1、2、3上正常运行时，下列说法正确的是（).A.“天宫号”在轨道B.“天宫号”在轨道C.“天宫号”在轨道D.“天宫号”在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率3上的角速度大于在轨道1上的角速度1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度点评：对于稳定轨道，可用“越远越慢”；对于变轨，用离心运动，向心运动。题型6 双星问题例6、宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动而不至因万有引力的作用吸引到一起.（1）试证明它们的轨道半径之比、线速度之比都等于质量的

9、反比.（2）设两者的质量分别为m和m，两者相距L,试写岀它们角速度的表达式.点评：注意字母的使用以及双星的特点。四、题组练习题组11、关于做匀速圆周运动物体的线速度、角速度、周期之间的关系，下列说法正确的是 A.线速度大的角速度一定大B线速度大的周期一定小C.角速度大的半径一定小.角速度大的周期一定小2、在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些.汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动.设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d，路面的宽度为 L.已知重力加速度为g.要使车轮和路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯

10、时的车速应等于).A.B.C.D.3、 “嫦娥一号”于2009年3月1日下午4时13分成功撞月，从发射到撞月历时433天，标志我国一期探月工程圆满结束.其中，卫星发射过程先在近地圆轨道绕行3周，再长途跋涉进入近月一 1 1 圆轨道绕月飞行.若月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的石，月球半径为地球半径的 4,根据以上信息得（）.A.绕月和绕地飞行周期之比为,3： 2B.绕月和绕地飞行周期之比为2 : 3C.绕月和绕地飞行向心加速度之比为1 : 6 D.月球和地球质量之比为1 : 964、 A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B C两卫

11、星轨道的交点已知A B C绕地心运动的周期相同，相对于地心，下列说法中正确的是（）A.物体A和卫星C具有相同大小的线速度B 物体A和卫星C具有相同大小的加速度C.卫星B在P点的加速度和卫星 C在该点的加速度一定相同D. 卫星B在P点的线速度和卫星 C在该点的线速度一定相同5、2010年10月1日，“嫦娥二号”在西昌卫星基地发射成功，其环月飞行的高度距离月球表面100 km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200 km的“嫦娥一号”更加详实若两颗卫星环月运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示，则A.“嫦娥二号”B. “嫦娥二号”环月运行时向心加速度比“嫦娥一号”更小C. “嫦娥二号

12、”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小D. “嫦娥二号”环月运行时角速度和“嫦娥一号”相等题组21、一个环绕中心线 AB以定的角速度转动，P、Q为环上两点，位置如图所示，下列说法正确的是()(7 )A. P、Q两点的角速度相等BP、Q两点的线速度相等C. P、Q两点的角速度之比为3 : 1 D P、Q两点的线速度之比为，3 : 12、两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的()A.周期相同B 线速度的大小相等C 角速度的大小相等D 向心加速度的大小相等3、解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去. 计鱼饵在运动过程中的机械能损失, 加速度为g.求：(1)质量为m

13、的鱼饵到达管口如图所示为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为 R下端固定的轻质弹簧投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5 R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵,设质量为m的鱼饵到达管口 C时，对管壁的作用力恰好为零.不且锁定和解除锁定时， 均不改变弹簧的弹性势能.已知重力C时的速度大小 vi；(2) 弹簧压缩到0.5 R时的弹性势能 Ep；(3) 已知地面和水面相距1.5 R,若使该投饵管绕 AB管的中轴线 0O在90°角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在|m到m之间变化，且均能落到水面持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？4、甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道以下判断正确的是（）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 甲在运行时能经过北极的正上方5、 已知地球半径 R= 6 3