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1、一、知识体系：一、知识体系：匀速圆周运动的特点匀速圆周运动的特点匀速圆周运动是匀速圆周运动是变速运动变速运动（v方向方向时刻在变），而且是时刻在变），而且是变加速运动变加速运动（a方向方向时时刻在变）。刻在变）。匀速圆周运动公式匀速圆周运动公式1)线速度线速度:V=r=2n r 2)角速度：角速度：=只适用于匀速圆周运动只适用于匀速圆周运动3)周期：周期：T=4)线速度与角速度的关系：线速度与角速度的关系：V=r5)向心加速度：向心加速度：a=2 f n2 r 既适用于匀速既适用于匀速圆周运动，圆周运动，6)向心力：向心力：F=ma=m 2 r=m m4 n2 r 也适用于变速也适用于变速圆周
2、运动圆周运动注意：（注意：（1）匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力，总是指向）匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力，总是指向圆心。（圆心。（2）向心力不是一种单独性质的力。）向心力不是一种单独性质的力。（1）、开普勒三定律）、开普勒三定律开普勒第一定律：开普勒第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上开普勒第二定律：开普勒第二定律：对于每一个行星，太阳和行对于每一个行星，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过的面积相等星的联线在相等的时间内扫过的面积相等离太阳近时速度快，离太阳
3、远时速度慢离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢开普勒第三定律：开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等次方跟公转周期的二次方的比值都相等比值比值k是与行星是与行星无关的恒量无关的恒量 二、基本知识：二、基本知识：RFF地球地球（2）、万有引力定律）、万有引力定律1、定定律律表表述述：自自然然界界中中任任何何两两个个物物体体都都是是相相互互吸吸引引的的，引引力力的的大大小小跟跟这这两两个个物物体体的的质质量量成正比，跟它们的距离的二次方成反比成正比，跟它们的距离的二次方成反比2 2、公式表示：、公式表示：3、引力常量、引力常量G适用于任
4、何两个物体；它在适用于任何两个物体；它在数值上等于两个质量都是数值上等于两个质量都是1kg的物体相距的物体相距1m时的相互作用力时的相互作用力5、适用条件：、适用条件：万万有有引引力力定定律律只只适适用用于于质质点点间间引引力力大大小小的的计计算算当当两两物物体体间间的的距距离离远远远远大大于于每每个个物物体体的的尺尺寸寸时时，物物体体可可以以看看成成质质点点，直直接接使使用用万万有有引引力力定定律计算律计算当当两两物物体体是是质质量量均均匀匀分分布布的的球球体体时时，它它们们间间的的引引力力也也可可直直接接用用公公式式计计算算，但但式式中中的的r是是指指两两球心间距离球心间距离4 4、G 的
5、测量方法：的测量方法：通常取值为：通常取值为：卡文迪许扭称的测量方法6、万有引力定律的进一步理解 1普普遍遍性性：万万有有引引力力是是普普遍遍存存在在于于宇宇宙宙中中的的任任何何有有质质量量的的物物体体（大大到到天天体体小小到到微微观观粒粒子子）间间的的相相互互吸吸引力，它是自然界的物体间的基本相互作用之一引力，它是自然界的物体间的基本相互作用之一2相相互互性性：两两个个物物体体相相互互作作用用的的引引力力是是一一对对作作用用力力与反作用力，符合牛顿第三定律与反作用力，符合牛顿第三定律3宏宏观观性性：通通常常情情况况下下，万万有有引引力力非非常常小小，只只有有在在质质量量巨巨大大的的天天体体间
6、间或或天天体体与与物物体体间间它它的的存存在在才才有有宏宏观观的的物物理理意意义义在在微微观观世世界界中中，粒粒子子的的质质量量都都非非常常小小，粒粒子子间间的的万万有有引引力力很很不不显显著著，万万有有引引力力可可以以忽忽略不计略不计7、积累的新经验积累的新经验你能说出解决本章问题的基本思路吗你能说出解决本章问题的基本思路吗?1.当物体在地面及其附近且不考虑地球的自转时当物体在地面及其附近且不考虑地球的自转时,万有引力的大小万有引力的大小重力的大小重力的大小,即即:1、人造地球、人造地球卫卫星的星的轨轨道半径越大，道半径越大，则则（）A速度越小，周期越小；速度越小，周期越小；B速度越小，周期
7、越大；速度越小，周期越大；C速度越大，周期越小；速度越大，周期越小；D速度越大，周期越大速度越大，周期越大2、两、两颗颗人造人造卫卫星星A、B绕绕地球作地球作圆圆周运周运动动，周期之比，周期之比为为 则轨则轨道半径之比和运道半径之比和运动动速率之比分速率之比分别为别为（）A BC D及及3如图如图4-4所示，半径为所示，半径为r的圆形转筒绕其竖直中心轴的圆形转筒绕其竖直中心轴OO转动，质量为转动，质量为m的小物块的小物块a在圆筒的内壁上相对圆筒静止，在圆筒的内壁上相对圆筒静止，它与圆筒间静摩擦力为它与圆筒间静摩擦力为Ff，支持力为，支持力为FN，则下列关系正确，则下列关系正确的是（的是（）F
8、FN N=mr=mr2 2 F Ff f=mr=mr2 2 F FN N=mg =mg F Ff f=mg=mg4 4关于地心说和日心说的下列说法中正确的是关于地心说和日心说的下列说法中正确的是（）地心说的参考系是地球地心说的参考系是地球 日心说的参考系是太阳日心说的参考系是太阳地心说与日心说只是参考系不同，它们是等地心说与日心说只是参考系不同，它们是等价的价的D D日心说是由开普勒提出来的日心说是由开普勒提出来的5 5万有引力常量的单位是（万有引力常量的单位是（）kg kg 2 2/N/Nm m 2 2 N Nkg kg 2 2/m/m 2 2 m m 2 2/N/Nkg kg 2 2 D
9、DN Nm m2 2/kg/kg2 2OOa图4-46测得海王星绕太阳公转的轨道半径是地球绕太阳公转轨道半测得海王星绕太阳公转的轨道半径是地球绕太阳公转轨道半径的径的30倍，则它的公转周期约是倍，则它的公转周期约是()年年 30年年 年年 90年年7下列各力属于万有引力的是（下列各力属于万有引力的是（）地球对人造卫星的吸引力地球对人造卫星的吸引力 月球对登月舱的吸引力月球对登月舱的吸引力机车对列车的牵引力机车对列车的牵引力 原子核对核外电子的吸引力原子核对核外电子的吸引力8火星的质量是地球质量的火星的质量是地球质量的m倍，它的公转轨道的半径是地球倍，它的公转轨道的半径是地球公转轨道半径的公转轨
10、道半径的n倍，则太阳对火星的引力是对地球引力的多少倍，则太阳对火星的引力是对地球引力的多少倍？倍？()mn倍倍 Bmn2倍倍 mn2倍倍 n3m19设土星绕太阳的运动是匀速圆周运动，若测得土星到太阳的设土星绕太阳的运动是匀速圆周运动，若测得土星到太阳的距离是距离是r，土星绕太阳运动的周期是，土星绕太阳运动的周期是T，万有引力常量，万有引力常量G已知，根已知，根据这些数据无法求出的量是据这些数据无法求出的量是()土星的线速度大小土星的线速度大小 土星的加速度大小土星的加速度大小 土星的质量土星的质量 D太阳的质量太阳的质量10关于地球同步卫星，下列说法中正确的是关于地球同步卫星，下列说法中正确的
11、是()地球同步卫星只是依靠惯性运动地球同步卫星只是依靠惯性运动 质量不同的地球同步卫星轨道高度不同质量不同的地球同步卫星轨道高度不同 质量不同的地球同步卫星线速度不同质量不同的地球同步卫星线速度不同 所有地球同步卫星的加速度大小相同所有地球同步卫星的加速度大小相同11我国先后发射的我国先后发射的“风云一号风云一号”和和“风云二号风云二号”气象卫星，运气象卫星，运行轨道不同，前者采用行轨道不同，前者采用“极地圆形轨道极地圆形轨道”，轨道平面与赤道平面，轨道平面与赤道平面垂直，通过地球两极，每垂直，通过地球两极，每12小时巡视地球一周，每天只能对同一小时巡视地球一周，每天只能对同一地区进行两次观测
12、；后者采用地区进行两次观测；后者采用“地球同步轨道地球同步轨道”，轨道平面在赤，轨道平面在赤道平面内道平面内，能对同一地区进行连续观测两种不同轨道的气象卫，能对同一地区进行连续观测两种不同轨道的气象卫星在运行与观测时（星在运行与观测时（）“风云一号风云一号”卫星观测区域比卫星观测区域比“风云二号风云二号”卫星观测区域小卫星观测区域小“风云一号风云一号”卫星轨道半径比卫星轨道半径比“风云二号风云二号”卫星轨道半径大卫星轨道半径大“风云一号风云一号”卫星运行角速度比卫星运行角速度比“风云二号风云二号”卫星运行角速卫星运行角速度小度小“风云一号风云一号”卫星运行线速度比卫星运行线速度比“风云二号风云
13、二号”卫星运行线速卫星运行线速度大度大12.设地球表面的重力加速度为设地球表面的重力加速度为g，地球半径为，地球半径为R，万有引力常，万有引力常量为量为G，则地球的平均密度为（，则地球的平均密度为（）13对人造地球卫星，下列说法正确的是（对人造地球卫星，下列说法正确的是（）由由v=r，卫星轨道半径增大到原来的两倍时，速度增大到，卫星轨道半径增大到原来的两倍时，速度增大到原来的原来的2倍倍 由由 ，卫星轨道半径增大到原来的两倍时，速度增，卫星轨道半径增大到原来的两倍时，速度增大到原来的大到原来的 倍倍 由由 ，卫星轨道半径增大到原来的两倍时，向心力，卫星轨道半径增大到原来的两倍时，向心力减为原来
14、的减为原来的 由由 ，卫星轨道半径增大到原来的两倍时，向心力，卫星轨道半径增大到原来的两倍时，向心力减为原来的减为原来的14有一质量为有一质量为100kg的人造卫星，在离地的人造卫星，在离地1000km的高空绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为的高空绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为6400km。求：。求：卫星所受的向心力；卫星所受的向心力；卫星运行的卫星运行的速度；速度；卫星运行的周期。（地球质量为卫星运行的周期。（地球质量为61024kg）15我国著名体操运动员童非，首次在单杠项目中我国著名体操运动员童非，首次在单杠项目中完成了完成了“单臂大回环单臂大回环”：用一只手抓住单杠，以单：用一
15、只手抓住单杠，以单杠为轴做竖直面上的圆周运动假设童非的质量为杠为轴做竖直面上的圆周运动假设童非的质量为55 kg，为完成这一动作，童非在通过最低点时的向，为完成这一动作，童非在通过最低点时的向心加速度至少是心加速度至少是4g，那么在完成，那么在完成“单臂大回环单臂大回环”的的过程中，童非的单臂至少要能够承受多大的力过程中，童非的单臂至少要能够承受多大的力(g取取10 m/s2)16、1999年年11月，我国成功月，我国成功发发射射载载人航天人航天飞飞船船“神舟神舟”号，号，绕绕地球地球飞飞行行14圈安全返回地面，圈安全返回地面，这这一科技成就一科技成就预预示我国航天技示我国航天技术术取得最新突
16、破据取得最新突破据报报道道载载人人飞飞船船质质量量约为约为，绕绕地球一周的地球一周的时间约为时间约为已知地球的已知地球的质质量量，万有引力常量，万有引力常量 设飞设飞船船绕绕地球作匀速地球作匀速圆圆周运周运动动，由以上提供的信息，回答下列由以上提供的信息，回答下列问题问题：（1）“神舟神舟”号离地面的高度号离地面的高度为为多少多少（2）“神舟神舟“号号绕绕地球地球飞飞行的速度是多大？行的速度是多大？（3）根据你学）根据你学过过的知的知识识分析有哪些方法可改分析有哪些方法可改变飞变飞船的船的飞飞行行轨轨道？道？（4）载载人人舱舱在将要着在将要着陆陆之前，由于空气阻力作用有一段匀之前，由于空气阻力
17、作用有一段匀速下落速下落过过程，若空气阻力与速度平方成正比，比例系数程，若空气阻力与速度平方成正比，比例系数为为，载载人人舱舱的的质质量量为为 ，则则此匀速下滑此匀速下滑过过程中程中载载 人人舱舱的速度多大？的速度多大？（2）（1）（3）2种；（4）参考答案：参考答案：p卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力由卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供的万有引力提供的1 1、第一宇宙速度（环绕速度）、第一宇宙速度（环绕速度）v1它是人造卫星地面附近绕地球做匀速圆周运它是人造卫星地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度动所必须具备的速度 、第二宇宙速度、第二宇宙速度（脱离速度）（脱离速度）v2=11.2 km/s3 3、第三宇宙速度（逃逸速度）、第三宇宙速度（逃逸速度）v3=16.7 km/s