在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速度v如何推算
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1.第一宇宙速度的推导人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动时,其轨道半径近似等于地球半径R ,其向心力为地球对卫星的万有引力,其向心加速度近似等于地面处的重力加速度,设地球质量为M .根据万有引力定律和匀速圆周运动的规律可得G 2RMm =m R v 2解得v =624111037.61089.51067.6⨯⨯⨯⨯=-R GM m/s=7.9 km/s 或mg =m Rv 2解得v =61037.68.9⨯⨯=gR m/s=7.9 km/s2.人造卫星的加速度、速度、角速度、周期跟轨道半径的关系人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力为地球对卫星的万有引力.根据万有引力定律和匀速圆周运动的规律可得 G 2R Mm =ma =m r v 2=m ω2r =m r T224π 所以a =rGM ,随着轨道半径的增大,卫星的向心加速度减小. v =rGM ,随着轨道半径的增大,卫星的线速度减小.第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度,是发射卫星的最小速度.ω=3r GM,随着轨道半径的增大,卫星的角速度减小.T =2πGMr 3,随着轨道半径的增大,卫星绕地球运动的周期增大.近地卫星的轨道半径最小(近似看作等于地球半径),所以,近地卫星的周期最小.近地卫星的周期约为84.4min ,所有绕地球运行的卫星的周期都不会小于84.4min.3.卫星的轨道卫星绕地球运动的轨道可以是椭圆轨道,也可以是圆轨道.卫星绕地球沿椭圆轨道运动时,地心是椭圆的一个焦点,其周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律.这类问题在中学物理中很少讨论.卫星绕地球沿圆轨道运动时,由于地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球运动的向心力,而万有引力指向地心,所以,地心必然是卫星圆轨道的圆心.卫星的轨道平面可以在赤道平面内(如同步卫星),也可以和赤道平面垂直,还可以和赤道平面成任一角度.4.同步卫星同步卫星指在赤道平面内,以和地球自转角速度相同的角速度绕地球运动的卫星,同步卫星又叫通讯卫星.同步卫星有以下几个特点:(1)周期一定:同步卫星在赤道上空相对地球静止,它绕地球的运动与地球自转同步,它的运动周期就等于地球自转的周期,即T =24h .(2)角速度一定:同步卫星绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度.(3)轨道一定:由于同步卫星绕地球的运动与地球的自转同步,这就决定了同步卫星的轨道平面应与赤道平面平行.又由于同步卫星绕地球运动的向心力是地球对卫星的万有引力,这又决定了同步卫星圆周运动的圆心为地心.所以,所有同步卫星的轨道必在赤道平面内.由于所有同步卫星的周期都相同,由r =3224GMT 知,所有同步卫星的轨道半径都相同,即同步卫星都在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动,其轨道离地面的高度约为3.59×104 km.(4)环绕速度大小一定:所有同步卫星绕地球运动的线速度的大小是一定的,都是3.08 km/s.(5)向心加速度大小一定:所有同步卫星由于到地心距离相同,所以,它们绕地球运动的向心加速度大小都相同,约为0.23 m/s 2.。
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1.线速度V=s/t=2πr/T
2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心减速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r
4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期与频率:T=1/f
6.角速度与线速度的关系:V=ωr
7.角速度与转速的关系:ω=2πn(此处频率与转速意义相反)
8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心减速度:m/s2。
注:
(1)向心力可以由某个详细力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向一直与速度方向垂直,指向圆心; (2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改动速度的方向,不改动速度的大小,因此物体的动能坚持不变,向心力不做功,但动量不时改动。
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匀速圆周运动的分速度
匀速圆周运动的分速度主要包括线速度、角速度和切向加速度。
1. 线速度(V):线速度是质点在圆周运动中沿圆弧轨迹的速度。
它的大小等于质点通过的弧长与所用时间的比值。
线速度的公式为:
V = S / t
其中,V 代表线速度,S 代表弧长,t 代表时间。
2. 角速度(ω):角速度是质点在圆周运动中角速度的大小,它表示单位时间内质点转过的角度。
角速度的公式为:
ω= Δθ/ Δt
其中,ω代表角速度,Δθ代表角度的变化量,Δt代表时间的变化量。
3. 切向加速度(a):切向加速度是匀速圆周运动中沿圆弧轨迹的加速度。
它的大小与线速度的平方成正比,与半径成反比。
切向加速度的公式为:
a = ω²r
其中,a 代表切向加速度,ω代表角速度,r 代表半径。
在匀速圆周运动中,这些分速度之间的关系为:
线速度V = 角速度ω× 半径r
角速度ω= 线速度V / 半径r
切向加速度 a = 角速度ω² ×半径r
这些公式可以帮助我们分析匀速圆周运动中各分速度之间的关系。
物理卫星公式的相关内容
卫星的物理公式主要涉及到万有引力与向心力的关系,适用于卫星绕地球或其他天体做匀速圆周运动的情况。
以下是这些公式:
1. 线速度:$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$,其中 $G$ 是引力常数,$M$ 是天体质量,$r$ 是卫星到天体中心的距离。
这个公式说明,轨道半径越大,线速度越小。
2. 角速度:$\omega = \sqrt{\frac{GM}{r^3}}$,其中 $G$ 是引力常数,$M$ 是天体质量,$r$ 是卫星到天体中心的距离。
这个公式说明,轨道半径越大,角速度越小。
3. 周期:$T = 2\pi\sqrt{\frac{r^3}{GM}}$,其中 $G$ 是引力常数,
$M$ 是天体质量,$r$ 是卫星到天体中心的距离。
这个公式说明,轨道半径越大,周期越长。
4. 向心加速度:$a = \frac{GM}{r^2}$,其中 $G$ 是引力常数,$M$ 是天体质量,$r$ 是卫星到天体中心的距离。
这个公式说明,轨道半径越大,向心加速度越小。
以上公式适用于卫星绕地球或其他天体做匀速圆周运动的情况。
需要注意的是,这些公式中的 $G$、$M$、$r$ 等参数需要根据具体情况进行设定和计
算。
同时,这些公式也需要在一定的假设条件下才能成立,例如假设万有引力是唯一的作用力等。
高中物理匀速圆周运动公式总结匀速圆周运动是高中物理的重要章节,是高中同学重点掌握的内容。
下面我给大家带来高中物理匀速圆周运动公式,希望对你有帮助。
高中物理匀速圆周运动公式1.线速度V=s/t=2r/T2.角速度=/t=2/T=2f3.向心加速度a=V2/r=2r=(2/T)2r4.向心力F=mV2/r=m2r=mr(2/T)2=mv=F合5.周期与频率:T=1/f6.角速度与线速度的关系:V=r7.角速度与转速的关系=2n(此处频率与转速意义相同)8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度():弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度():rad/s;向心加速度:m/s2。
注:(1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心;(2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变。
高中物理匀速圆周运动知识点1、关于匀速圆周运动(1)条件:①物体在圆周上运动;②任意相等的时间里通过的圆弧长度相等。
(2)性质:匀速圆周运动是加速度变化(大小不变而方向不断变化)的变加速运动。
(3)匀速圆周运动的向心力:①是按力的作用效果来命名的力,它不是具有确定性质的某种力,相反,任何性质的力都可以作为向心力。
例如,小铁块在匀速转动的圆盘上保持相对静止的原因是,静摩擦力充当向心力,若圆盘是光滑的,就必须用线细拴住小铁块,才能保证小铁块同圆盘一起做匀速转动,这时向心力是由细线的拉力提供。
②向心力的作用效果是改变线速度的方向。
做匀速圆周运动的物体所受的合外力即为向心力,它是产生向心加速度的原因,其方向一定指向圆心,是变化的(线速度大小变化的非匀速圆周运动的物体所受的合外力不指向圆心,它既要改变速度方向,同时也改变速度的大小,即产生法向加速度和切向加速度)。
人造卫星的运动规律公式(一)人造卫星的运动规律公式1. 地球引力公式•地球引力公式是计算物体在地球表面重力的公式,可表示为:F = m * g其中,F是物体所受的重力,m是物体的质量,g是重力加速度( m/s^2)。
例子:一个卫星质量为1000 kg,那么它所受的重力为 1000 kg * m/s^2 = 9800 N。
2. 圆周运动公式•当卫星绕地球做圆周运动时,其圆周运动公式可以表示为:F = m * ω^2 * r其中,F是卫星所受的向心力,m是卫星的质量,ω是卫星的角速度,r是卫星绕地球运动的半径。
例子:一个卫星质量为2000 kg,在绕地球的运动过程中,其角速度为 rad/s,绕地球的半径为1000 km(1 km =1000 m),那么所受的向心力为 2000 kg * ( rad/s)^2 * 1000m = 4000 N。
3. 卫星轨道速度公式•卫星在绕地球运动时,其轨道速度可由以下公式计算得出:v = √(G * M / r)其中,v是卫星的轨道速度,G是万有引力常量(约为 * 10^-11 N m^2 / kg^2),M是地球的质量,r是卫星绕地球的半径。
例子:地球的质量约为 * 10^24 kg,一个卫星绕地球运动的半径为10000 km,那么卫星的轨道速度为√(( * 10^-11 N m^2 / kg^2) * ( * 10^24 kg) / (10000 km * 1000m/km)) = 7644 m/s。
4. 卫星轨道周期公式•卫星在绕地球运动一周所需的时间可以由以下公式计算得出:T = 2π * √(r^3 / (G * M))其中,T是卫星的轨道周期,r是卫星绕地球的半径,G是万有引力常量,M是地球的质量。
例子:地球的质量约为 * 10^24 kg,一个卫星绕地球运动的半径为20000 km,那么卫星的轨道周期为2π * √ km * 1000 m/km)^3 / (( * 10^-11 N m^2 / kg^2) * ( * 10^24kg))) = 5280 s。
高中物理匀速圆周运动公式总结匀速圆周运动是高中物理的重要章节,是高中同学重点掌握的内容。
下面店铺给大家带来高中物理匀速圆周运动公式,希望对你有帮助。
高中物理匀速圆周运动公式1.线速度V=s/t=2πr/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r4.向心力F=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合5.周期与频率:T=1/f6.角速度与线速度的关系:V=ωr7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
注:(1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心;(2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变。
高中物理匀速圆周运动知识点1、关于匀速圆周运动(1)条件:①物体在圆周上运动;②任意相等的时间里通过的圆弧长度相等。
(2)性质:匀速圆周运动是加速度变化(大小不变而方向不断变化)的变加速运动。
(3)匀速圆周运动的向心力:①是按力的作用效果来命名的力,它不是具有确定性质的某种力,相反,任何性质的力都可以作为向心力。
例如,小铁块在匀速转动的圆盘上保持相对静止的原因是,静摩擦力充当向心力,若圆盘是光滑的,就必须用线细拴住小铁块,才能保证小铁块同圆盘一起做匀速转动,这时向心力是由细线的拉力提供。
②向心力的作用效果是改变线速度的方向。
做匀速圆周运动的物体所受的合外力即为向心力,它是产生向心加速度的原因,其方向一定指向圆心,是变化的(线速度大小变化的非匀速圆周运动的物体所受的合外力不指向圆心,它既要改变速度方向,同时也改变速度的大小,即产生法向加速度和切向加速度)。
高二物理匀速圆周运动公式梳理
高中物理学科强调注重基础,把那些最重要、最基本的主干知识作为高中物理的主要内容,同时,高中物理也随着时代的发展增加了近代物理的内容。
小编准备了匀速圆周运动公式,希望你喜欢。
匀速圆周运动公式
1.线速度V=s/t=2πr/T
2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r
4.向心力F心
=ma=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期与频率:T=1/f
6.角速度与线速度的关系:V=ωr;
7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)
8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:
m/s2。
强调:(1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心;
(2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心
力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变。
匀速圆周运动公式就为大家介绍到这里,希望对你有所帮助。
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