《高一物理寒假專題圓周運(yùn)動萬有引力定律人造地球衛(wèi)星知識精講》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高一物理寒假專題圓周運(yùn)動萬有引力定律人造地球衛(wèi)星知識精講（9頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、用心 愛心 專心高一物理高一物理寒假專題寒假專題圓周運(yùn)動、萬有引力定律、人造地球衛(wèi)星圓周運(yùn)動、萬有引力定律、人造地球衛(wèi)星【本講教育信息本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容： 寒假專題圓周運(yùn)動、萬有引力定律、人造地球衛(wèi)星二. 知識總結(jié)歸納： 1. 圓周運(yùn)動 （1）運(yùn)動條件 物體做曲線運(yùn)動的條件：物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在一條直線上。 注意：曲線上某點(diǎn)的切線方向就是物體在該點(diǎn)時的瞬時速度的方向。由于曲線運(yùn)動中速度方向不斷變化，因此曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動，一定具有加速度。 勻速圓周運(yùn)動的運(yùn)動條件：做勻速圓周運(yùn)動的物體所受合外力大小不變，方向總是和速度方向垂直并指向圓心。 （2）描述圓周運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)物
2、理量 圓周運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)物理量有線速度 v、角速度 、周期 T、轉(zhuǎn)速 n、向心加速度 a等。它們之間的關(guān)系大多是用半徑 r 聯(lián)系在一起的。 向心加速度的表達(dá)式中，對勻速圓周運(yùn)動和非勻速圓周運(yùn)動均適用的公式有： 公式中的線速度 v 和角速度 均為瞬時值。只適用于勻速圓周運(yùn)動的公式有： 因?yàn)橹芷?T 和轉(zhuǎn)速 n 沒有瞬時值。 （3）描述圓周運(yùn)動的動力學(xué)物理量向心力 向心力來源：向心力是做勻速圓周運(yùn)動的物體所受外力的合力。向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，不是一種特殊的性質(zhì)力。向心力可以是某一個性質(zhì)力，也可以是某一個性質(zhì)力的分力或某幾個性質(zhì)力的合力。例如水平轉(zhuǎn)盤上跟著勻速轉(zhuǎn)動的物體由靜摩擦力提供向心力；
3、帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，由洛倫茲力提供向心力；電子繞原子核旋轉(zhuǎn)由庫侖力提供向心力；圓錐擺由重力和彈力的合力提供向心力。 做非勻速圓周運(yùn)動的物體，其向心力為沿半徑方向的外力的合力，而不是物體所受合外力。 向心力大小：根據(jù)牛頓第二定律和向心加速度公式可知，向心力大小為： 其中 r 為圓周運(yùn)動半徑。 向心力的方向：總是沿半徑指向圓心，與速度方向永遠(yuǎn)垂直。 向心力的作用效果：只改變線速度的方向，不改變線速度的大小。 2. 圓周運(yùn)動的實(shí)例分析 （1）處理有關(guān)圓周運(yùn)動問題的步驟： 確定研究對象； 確定做圓周運(yùn)動物體的軌道平面及圓心位置； 對研究對象進(jìn)行受力分析； 在向心加速度方向和垂直于
4、向心加速度方向上建立直角坐標(biāo)系，若需要可對物體所用心 愛心 專心受力進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼环纸猓?依據(jù)牛頓運(yùn)動定律和向心加速度的公式列方程，解方程，并討論解的合理性。 （2）一般豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動，物體所受的合外力除了具有與速度垂直的法向力以外，還有與速度平行的切向力，那么物體的速度不僅方向變化，大小也會變化。對此，高考只要求解決在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)這兩個特殊位置上的動力學(xué)問題。 （3）豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的臨界問題：由于物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的依托物（繩、輕桿、軌道、管道等）不同，所以物體在通過最高點(diǎn)時臨界條件不同。 如圖 1 所示，由于繩對球只能產(chǎn)生沿繩收縮方向的拉力，所以小球通過最高點(diǎn)的臨界 如圖
5、 2 所示，由于輕桿對球既能產(chǎn)生拉力，也能產(chǎn)生支持力，所以小球通過最高點(diǎn)時合外力可以為零，即小球在最高點(diǎn)的最小速度可以為零。 球受向下的彈力。 可見，物體在最高點(diǎn)的最小速度決定于物體在最高點(diǎn)受的最小合外力，不同情況下的最小合外力決定了不同情況下的最小速度。 3. 萬有引力定律 （1）天體的運(yùn)動是指由于受到中心天體的萬有引力作用，繞中心天體所做的勻速圓周運(yùn)動。它的特點(diǎn)是萬有引力提供向心力： （2）天體質(zhì)量 M 平均密度 的估算：測量出其它天體繞中心天體圓周運(yùn)動的半徑R 和周期 T，若中心天體的半徑為 R0，則 （3）重力是地面附近的物體受到地球的萬有引力而產(chǎn)生的。由于地球自轉(zhuǎn)，地面上的物體隨地球
6、一起做勻速圓周運(yùn)動，其旋轉(zhuǎn)中心是地軸上的某點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)時所需向心力由萬有引力的一個分力提供，另一個分力就是重力。但重力和萬有引力差別很小，一般可認(rèn)為二者相等。 在地球表面： 在距地球表面高 h 處： （以上式中，M 為地球質(zhì)量，R 為地球半徑，h 為距地表的高。g 為地球表面重力加速度，g地為距地表高 h 處的重力加速度） 在其它星球表面或表面上空，星球的重力加速度可用同樣方法求得，只得將 M 換成星球質(zhì)量，將 R 換成星球半徑，將 h 換成距星球表面高即可。 4. 人造地球衛(wèi)星 （1）人造地球衛(wèi)星一般是沿橢圓軌道運(yùn)行，為使問題簡化，我們認(rèn)為衛(wèi)星以一個恰當(dāng)?shù)乃俾世@地心做勻速圓周運(yùn)動，地球?qū)λ娜f有
7、引力提供它圓周運(yùn)動所需向心力。 （2）衛(wèi)星的繞行速度 v、角速度 、周期 T 都與軌道半徑 r 有關(guān)：用心 愛心 專心 當(dāng)衛(wèi)星貼地球表面繞行時，其速度最大，約為 7.9km/s； 當(dāng)衛(wèi)星貼地球表面繞行時，其周期最短，約為 84 分鐘。 以上分析說明，軌道半徑 r 是關(guān)鍵量，解決這類問題，抓住半徑，就抓住了解題的關(guān)鍵。 （3）運(yùn)行速度與發(fā)射速度： 的運(yùn)行速度，其大小隨軌道半徑的增大而減小。但由于人造地球衛(wèi)星發(fā)射過程中要克服地球引力做功，增大勢能，所以將衛(wèi)星發(fā)射到離地球越遠(yuǎn)的軌道上，在地面所需要的發(fā)射速度卻越大。 關(guān)于第一宇宙速度的兩種推導(dǎo)方法： （4）地球同步衛(wèi)星的特點(diǎn)： 所謂同步衛(wèi)星是指衛(wèi)星與
8、地球以同一角速度旋轉(zhuǎn)，則衛(wèi)星運(yùn)行周期等于地球自轉(zhuǎn)周期24 小時。為了維持這種同步狀態(tài)，衛(wèi)星的軌道平面必定與地球的赤道平面重合。通過計算可知，地球同步衛(wèi)星的軌道高度，在赤道上空 36000km 處?！镜湫屠}典型例題】 例 1. 某質(zhì)點(diǎn)在恒力 F 的作用下從 A 點(diǎn)沿曲線運(yùn)動到 B 點(diǎn)，到達(dá) B 點(diǎn)后，質(zhì)點(diǎn)受到的力大小仍為 F，但方向相反，則它從 B 點(diǎn)開始的運(yùn)動軌跡可能是圖 3 中的（ ） A. 曲線 aB. 曲線 b C. 曲線 cD. 以上三條曲線都不可能 分析：分析：圖 3 中直線 b 應(yīng)在 B 點(diǎn)的切線方向上，即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到 B 點(diǎn)的速度方向與直線 b重合。因?yàn)榍€ AB 向右彎曲，依據(jù)
9、物體做曲線運(yùn)動的條件，質(zhì)點(diǎn)所受的恒力 F 應(yīng)沿直線b 右下方的某個方向。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)到達(dá) B 點(diǎn)后力 F 方向變?yōu)榕c原方向相反，即沿直線 b 左上方的某個方向。由此可以判定質(zhì)點(diǎn)從 B 點(diǎn)開始的運(yùn)動軌跡可能是曲線 a。 解答：解答：選項(xiàng) A 正確。 說明：說明：解決這類問題的關(guān)鍵是弄清運(yùn)動和力的關(guān)系，抓住物體作曲線運(yùn)動的條件。 注意：注意：曲線應(yīng)從速度方向和合力方向之間穿過，并從速度方向向合力方向彎曲。 例 2. 在圖 4 中所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為 r，a 是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為 4r，小輪的半徑為 2r。b 點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為 r。c點(diǎn)和 d 點(diǎn)分別于小
10、輪和大輪的邊緣上。若在傳動過程中，皮帶不打滑。則（ ） A. a 點(diǎn)與 b 點(diǎn)的線速度大小相等 B. a 點(diǎn)與 b 點(diǎn)的角速度大小相等 C. a 點(diǎn)與 c 點(diǎn)的線速度大小相等 D. a 點(diǎn)與 d 點(diǎn)的向心加速度大小相等 分析：分析：本題的關(guān)鍵是要確定出 a、b、c、d 四點(diǎn)之間的等量關(guān)系。因?yàn)?a、c 兩點(diǎn)在同一皮帶上，所以它們的線速度 v 相等；而 c、d、b 三點(diǎn)是同軸轉(zhuǎn)動，所以它們的角速度 用心 愛心 專心相等。所以選項(xiàng) C 正確，選項(xiàng) A、B 錯誤。 設(shè) C 點(diǎn)的線速度大小為 v，角速度為 ，根據(jù)公式 vr 和 a=v2/r 可分析出：A 點(diǎn) D 點(diǎn)的向心加速度大小為： 所以選項(xiàng) D
11、正確。 解答：解答：選項(xiàng) CD 正確。 說明：說明：在分析傳動裝置的各物理量時，要抓住等量和不等量之間的關(guān)系。如同軸各點(diǎn)的角速度相等，而線速度與半徑成正比；通過皮帶傳動（不考慮皮帶打滑的前提下）或是齒輪傳動，皮帶上或與皮帶連接的兩輪邊緣的各點(diǎn)及齒輪上的各點(diǎn)線速度大小相等、角速度與半徑成反比。 例 3. 如圖 5 所示，用細(xì)繩一端系著質(zhì)量為 0.6kg 的物體 A 靜止在水平轉(zhuǎn)盤上，細(xì)繩另一端通過轉(zhuǎn)盤中心的光滑小孔 O 吊著質(zhì)量為 0.3kg 的小球 B，A 的重心到 O 點(diǎn)的距離為0.2m，若 A 與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為 2N，為使小球 B 保持靜止，求轉(zhuǎn)盤繞中心 O 旋轉(zhuǎn)的角速度 的取值范
12、圍。 （g10m/s2） 分析：分析：要使 B 靜止，A 必須相對于轉(zhuǎn)盤靜止，即具有與轉(zhuǎn)盤相同的角速度。A 需要的向心力由繩的拉力和靜摩擦力的合力提供。當(dāng) 變化時，小球 A 有兩種運(yùn)動趨勢。 解答：解答：（1）當(dāng) 為所求范圍的最小值時，A 有向圓心運(yùn)動的趨勢，轉(zhuǎn)盤平面對 A 的靜摩擦力方向背離圓心，大小等于最大靜摩擦力 2N，此時對 A 有： （2）當(dāng) 為所求范圍的最大值時，A 有向遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動的趨勢，轉(zhuǎn)盤平面對 A 的靜摩擦力方向指向圓心，大小等于最大靜摩擦力 2N，此時對 A 有： 故所求 的范圍為 2.9rad/s6.5rad/s 說明：說明： 1. 本題屬于連接體問題，要首先分析清楚各
13、物體分別做什么運(yùn)動，受力各滿足什么條件。 2. 本題中 A 物體所受靜摩擦力變化復(fù)雜，因而使 A 物體所受向心力變化復(fù)雜。但無論怎樣變化，向心力的大小總等于指向圓心力的大小減去背離圓心力的大小。 3. 求解有關(guān)范圍問題的基本方法是分析兩個臨界狀態(tài)，從而確定變化范圍。 例 4. 如圖 6 中圓弧軌道 AB 是在豎直平面內(nèi)的 1/4 圓周，在 B 點(diǎn)，軌道的切線是水平的。一質(zhì)點(diǎn)自 A 點(diǎn)從靜止開始下滑，不計滑塊與軌道間的摩擦和空氣阻力，則在質(zhì)點(diǎn)剛要到達(dá) B 點(diǎn)時的加速度大小為_，剛滑過 B 點(diǎn)時的加速度大小為_。 分析：分析：質(zhì)點(diǎn)由 A 到 B 的過程中，支持力不做功，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒
14、，由此可求出質(zhì)點(diǎn)到達(dá) B 點(diǎn)時的速度。 在質(zhì)點(diǎn)剛要到達(dá) B 點(diǎn)時，其運(yùn)動規(guī)律滿足圓運(yùn)動規(guī)律（是圓運(yùn)動終點(diǎn)） ，此刻質(zhì)點(diǎn)的加速度即為運(yùn)動到該點(diǎn)的向心加速度。用心 愛心 專心 在質(zhì)點(diǎn)剛滑過 B 點(diǎn)時，其運(yùn)動規(guī)律滿足平拋運(yùn)動規(guī)律（是平拋運(yùn)動起點(diǎn)） ，此刻質(zhì)點(diǎn)的加速度由重力產(chǎn)生，即為重力加速度。 解答：解答：設(shè)圓弧半徑為 R，質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為 m，由機(jī)械能守恒定律可求出質(zhì)點(diǎn)到達(dá) B 點(diǎn)時的速度 v，即： 質(zhì)點(diǎn)在 B 點(diǎn)的向心加速度： 質(zhì)點(diǎn)剛滑過 B 點(diǎn)時，由于只受重力，所以其加速度為 g。 說明：說明： 1. 豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動往往伴隨著機(jī)械能內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化。利用機(jī)械能守恒定律，可以找到圓運(yùn)動上各點(diǎn)間的速
15、率關(guān)系，便于求解圓運(yùn)動的其它問題。 2. 注意力作用的瞬時性。在質(zhì)點(diǎn)剛到達(dá) B 點(diǎn)時，圓弧軌道仍然給質(zhì)點(diǎn)豎直向上的支持力，它和質(zhì)點(diǎn)的重力的合力提供向心力，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動仍為圓運(yùn)動。在質(zhì)點(diǎn)剛過 B 點(diǎn)時，圓弧軌道不與質(zhì)點(diǎn)接觸，沒有了支持力，質(zhì)點(diǎn)只受重力，且具有水平方向的初速度，質(zhì)點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動。 3. 緊緊抓住運(yùn)動和力關(guān)系，正確判斷物體運(yùn)動形式。 例 5. 如圖 7 所示，支架的質(zhì)量為 M，轉(zhuǎn)軸 O 處用長為 L 的輕繩懸掛一質(zhì)量為 m 的小球。若小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，到達(dá)最高點(diǎn)時，恰好支架對地面無壓力。設(shè)M3m。求： （1）小球在最高點(diǎn)時的速度大小是多少？ （2）支架對地面的最大壓力是多少
16、？ 分析：分析：依據(jù)題意：當(dāng)小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時，支架所受繩給它的拉力大小為 Mg，方向豎直向上。此時小球受力為豎直向下的重力 mg 和繩豎直向下的拉力 Mg。依據(jù)向心力公式可以求解速度。 當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，繩對小球的拉力最大，且此時支架的受力為：豎直向下的重力、繩對支架豎直向下的拉力和地面給支架的支持力。因?yàn)榇藭r繩對支架豎直向下的拉力等于繩對小球的最大拉力，所以此時地面給支架的支持力最大，依據(jù)牛頓第三定律可知此時支架對地面的壓力最大。 解答：解答：（1）設(shè)當(dāng)小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時，其運(yùn)動速度為 v1，繩對小球的拉力為 T1，則 （2）設(shè)當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，其速度大小為 v2，繩對小球的拉力為
17、 T2，此時地面對支架的支持力大小為 Nm，則 根據(jù)牛頓第二定律： 又依據(jù)機(jī)械能守恒定律知： 依據(jù)牛頓第三定律可知：支架對地面的最大壓力為 12mg。 說明：說明：本題綜合運(yùn)用了牛頓運(yùn)動定律、圓周運(yùn)動規(guī)律和機(jī)械能守恒定律。分析時要注用心 愛心 專心意把握研究地象的變化，以及繩子給支架和小球的力在大小和方向上的關(guān)系。 我們還可以深入去思考，若小球做圓運(yùn)動剛好能通過最高點(diǎn)，則小球運(yùn)動到最高點(diǎn)的速度是否為零？此時支架對地面的壓力為多大？若小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時繩子突然斷了，則小球?qū)⒆鍪裁催\(yùn)動？（提示：不能；3mg；平拋運(yùn)動） 例 6. 在天體演變的過程中，紅色巨星發(fā)生“超新星爆炸”后，可以形成中子星（電
18、子被迫同原子核中的質(zhì)子相結(jié)合而形成中子） ，中子星具有極高的密度。 （1）若已知該中子星的衛(wèi)星運(yùn)行的最小周期為 1.2103s，求該中子星的密度； （2）中子星也繞自轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)，為了使該中子星不因自轉(zhuǎn)而被瓦解，則其自轉(zhuǎn)角速度最大不能超過多少？ 分析：分析：（1）中子星的衛(wèi)星繞中子星做圓周運(yùn)動，其萬有引力提供向心力： 由此可知 T2r3，說明軌道半徑越小，衛(wèi)星的周期越小，故對應(yīng)衛(wèi)星運(yùn)行的最小周期，rR。 （R 為中子星的半徑） （2）中子星的各個部分都繞其自轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動，由 Fm2r 知，其“赤道”表面處部分做勻速圓周運(yùn)動所需向心力最大，因此，只要“赤道”表面處不發(fā)生瓦解，其它部分也一定不發(fā)
19、生瓦解。對應(yīng)的臨界條件就是：中子星“赤道”表面處質(zhì)點(diǎn)所受萬有引力等于其所需要的向心力。 解答：解答：（1）對于中子星的衛(wèi)星，因萬有引力提供向心力，設(shè)中子星質(zhì)量為 M，半徑為 R，其衛(wèi)星的質(zhì)量為 m，根據(jù)向心力公式有： 由密度公式知中子星的密度為： 說明：說明： 1. 充分理解“最小周期”的意義，從而確定衛(wèi)星的軌道半徑 r 等于中子星的半徑 R 是本題的關(guān)鍵所在。 2. 星球上物體跟隨星球自轉(zhuǎn)所需向心力是由萬有引力提供的，但具體是多少與自轉(zhuǎn)的角速度和半徑有關(guān)，即 Fm2r，其最大值可等于萬有引力。星外物體繞星球運(yùn)行時所需 所以環(huán)繞運(yùn)行的加速度與自轉(zhuǎn)加速度是有區(qū)別的。 例 7. 可以發(fā)射一顆這樣的
20、人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道（ ） A. 與地球表面上某一緯度線（非赤道）是共面同心圓 B. 與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的圓是共面同心圓 C. 與赤道表面的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對地球表面是靜止的 D. 與赤道表面的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對地球表面是運(yùn)動的 分析：分析：只有參與地球自轉(zhuǎn)的物體的運(yùn)行軌道才可能與某一緯度線（非赤道）是共面同心圓，而人造地球衛(wèi)星的圓軌道必須以地心為圓心，所以選項(xiàng) A 錯誤。 若發(fā)射一顆極地衛(wèi)星，其圓軌道必永遠(yuǎn)與赤道平面垂直，而某一經(jīng)度線所決定的圓是隨地球自轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動的，所以選項(xiàng) B 錯誤。 不論發(fā)射的是否為同步衛(wèi)星，只要其圓軌道與赤道表面的赤道線是共面同心圓
21、，其圓心都為地心，都是可以實(shí)現(xiàn)的。這其中只有同步衛(wèi)星（距地表高度為 36000km）是相對地用心 愛心 專心球表面靜止的，其它高度上的衛(wèi)星相對地球表面是運(yùn)動的。 所以選項(xiàng) C、D 正確。 解答：解答：選項(xiàng) C、D 正確。 說明：說明：本題是一道關(guān)于衛(wèi)星軌道的問題，在這個問題上容易造成概念模糊。衛(wèi)星的軌道不論是同步軌道、極地軌道還是任意軌道，其圓心必為地心，只有這樣萬有引力作為向心力才能時刻指向圓心?！灸M試題模擬試題】 1. 關(guān)于曲線運(yùn)動，下列說法正確的是（ ） A. 物體做曲線運(yùn)動的速度方向時刻改變，故曲線運(yùn)動不可能是勻變速運(yùn)動 B. 物體只有受到一個方向時刻改變的力的作用才可能做曲線運(yùn)動
22、C. 物體在一恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動 D. 曲線運(yùn)動都是變速運(yùn)動 2. 平拋運(yùn)動是（ ） A. 勻速率曲線運(yùn)動 B. 勻變速曲線運(yùn)動 C. 加速度不斷變化的曲線運(yùn)動 D. 加速度恒定的曲線運(yùn)動 3. 小船在靜水中速度為 3m/s，它在一條流速為 4m/s，河寬為 150m 的河流中渡河，則（ ） A. 小船不可能垂直河岸正達(dá)對岸 B. 小船渡河時間可能為 40s C. 小船渡河時間至少需 30s D. 小船若在 50s 內(nèi)渡河，到對岸時被沖下 150m 4. 如圖 1 所示的皮帶傳動中小輪半徑是大輪半徑的一半，大輪上 c 點(diǎn)到輪心 O 的距離恰等于，a，b 分別是小輪邊緣上和大輪邊緣上的點(diǎn)
23、，若皮帶不打滑，則 a、b、c 三點(diǎn)（ ） A. 線速度之比為 2：1：2 B. 角速度之比為 2：1：2 C. 轉(zhuǎn)動周期之比為 2：1：1 D. 向心加速度大小之比為 4：2：1圖 1 5. 一小物塊從某一高度以初速度水平拋出，已知它落地時的速度為，那么它的運(yùn)動時間是（ ） A. B. C. D. 6. 一個小球從傾角的斜坡上水平拋出又落到斜坡上，位移等于 10m，不計阻力，g 取10m/s2，則小球拋出的初速度和在空中的飛行時間分別是（ ） A. ，1sB. ，1s C. ，D. 10m/s， 7. 一個質(zhì)量為 m 的小鐵塊沿半徑為 r 的圓弧軌道下滑，滑到最低點(diǎn)時的速度大小為 v，已知鐵
24、塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為，則當(dāng)小鐵塊滑到最低點(diǎn)時受到的摩擦力為（ ） A. B. C. D. 8. 洗衣機(jī)的甩干筒可以繞豎直軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)它工作時有一衣物附在筒壁上，則此時（ 用心 愛心 專心） A. 衣物受到重力、筒壁的彈力和摩擦力三個力的作用 B. 衣物隨筒壁做圓周運(yùn)動的向心力是摩擦力提供的 C. 筒壁對衣物的彈力隨筒的轉(zhuǎn)速的增大而增大 D. 筒壁對衣物的摩擦力隨轉(zhuǎn)速的增大而增大 9. （1994全國高考）人造地球衛(wèi)星的軌道半徑越大，則（ ） A. 速度越小，周期越小B. 速度越小，周期越大 C. 速度越大，周期越小D. 速度越大，周期越大 10. （1995全國高考）兩顆人造衛(wèi)星 A、B 繞
25、地球做圓周運(yùn)動，周期之比為，則軌道半徑之比和運(yùn)動速率之比分別為（ ） A. B. C. D. 11. （1996上海高考）已知地球的質(zhì)量為 M，引力常量為 G，地球半徑為 R，用以上各量表示，在地球表面附近運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度 v_ 12. （1998全國高考）宇航員站在一星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一小球。經(jīng)過時間 t，小球落到星球表面，測得拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為 L。若拋出時的初速度增大到 2 倍，則拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為。已知兩落地點(diǎn)在同一水平面上，該星球的半徑為 R，引力常量為 G，求該星球的質(zhì)量 M。 13. （1998上海高考）發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星
26、發(fā)射至近地圓軌道上，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道 2 運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步軌道 3。軌道 1、2 相切于Q 點(diǎn)，軌道 2、3 相切于 P 點(diǎn)（如圖 2） ，則當(dāng)衛(wèi)星分別在 1、2、3 軌道上正常運(yùn)行時，以下說法正確的是（ ）圖 2 A. 衛(wèi)星在軌道 3 上的速率大于在軌道 1 上的速率 B. 衛(wèi)星在軌道 3 上的角速度小于在軌道 1 上的角速度 C. 衛(wèi)星在軌道 1 上經(jīng)過 Q 點(diǎn)時的加速度大于它在軌道 2 上經(jīng)過 Q 點(diǎn)時的加速度 D. 衛(wèi)星在軌道 2 上經(jīng)過 P 點(diǎn)的加速度等于它在軌道 3 上經(jīng)過 P 點(diǎn)時的加速度 4. 某同學(xué)做“研究平拋物體的運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)時，在白紙上畫出的運(yùn)動
27、軌跡如圖 3 所示，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，計算小球做平拋運(yùn)動的初速度_m/s（g 取 9.8m/s2）圖 3 15. 甲、乙兩輛完全相同的汽車，分別以相同的速率 v 勻速行駛，通過一個凸形橋和一個凹形橋。兩橋半徑都是 R，當(dāng)它們分別通過凸形橋的最高點(diǎn)和凹形橋的最低點(diǎn)時，受到的支持力之比_ 16. （2000全國高考）2000 年 1 月 20 日我國發(fā)射了一顆同步衛(wèi)星，其定點(diǎn)位置與東經(jīng)的經(jīng)線在同一平面內(nèi)。若把甘肅省嘉峪關(guān)處的經(jīng)度和緯度近似取為東經(jīng)和北緯，已知地球半徑 R、地球自轉(zhuǎn)周期 T、地球表面重力加速度 g（視為常量）和光速 c。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
28、用題給的已知量的符號表示） 17. 平拋運(yùn)動的物體，在著地前的最后 1s 內(nèi)，其速度方向由跟豎直方向成角變?yōu)楦Q直方向成角。求： （1）物體拋出時的速度；用心 愛心 專心 （2）物體拋出點(diǎn)距地面高度 h。 18. 有一內(nèi)壁光滑的試管裝有質(zhì)量為 1g 的小球，試管的開口端封閉后安裝在水平軸 O 上，如圖 4 所示，轉(zhuǎn)軸到管底小球的距離為 5cm。讓試管在豎直面內(nèi)做勻速轉(zhuǎn)動，求：轉(zhuǎn)軸達(dá)某一轉(zhuǎn)速時，試管底受到小球的壓力的最大值為最小的 3 倍，此時角速度多大？圖 4 19. 如圖 5 所示，排球場總長為 18m，設(shè)網(wǎng)的高度為 2m，運(yùn)動員站在離網(wǎng) 3m 遠(yuǎn)的線上正對網(wǎng)前豎直跳起把球水平擊出（g 取 10m/s2） ，設(shè)擊球點(diǎn)的高度為 2.5m，問球被水平擊出時的速度在什么范圍內(nèi)才能使球既不觸網(wǎng)也不出界？【試題答案試題答案】 1. D2. BD3. A4. D5. B6. A 7. D8. AC9. B10. D11. 12. 13. BD14. 1.4015. 16. 17. 8.7m/s11.0m 18. 20rad/s 19.
高一物理寒假專題圓周運(yùn)動萬有引力定律人造地球衛(wèi)星知識精講
