专题四_匀速圆周运动中和天体运动的计算
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高中匀速圆周运动物理公式有哪些高中匀速圆周运动物理公式有哪些课堂所学的一切重要内容便会在自己头脑中留下深刻的印象。
要保证听课过程中能全神贯注,不开小差。
以下是小编整理的高中匀速圆周运动物理公式,希望可以提供给大家进行参考和借鉴。
高中匀速圆周运动物理公式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心=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)高中物理学习方法高中物理学习总结和分析也是提分的关键。
在高中物理学习的过程中,很多同学不重视物理知识的归纳和总结,做题出现了问题之后,也不去反思自己究竟错在哪里。
是计算错误,自己的数学能力有限,需要提高数学计算水平吗?还是说基础知识都没有记牢,连公式都用错了呢?还是做题过程中因为粗心而出现了小失误,导致整个解题过程出现了失误,需要以后多进行相关训练吗?物理解题过程出现失误的原因太多了,需要大家自己去总结和分析。
如果不去分析自己的短板究竟短在哪里,做题就没有意义。
仅仅知道自己出了错误是没有用的,不注意总结和分析,这一次在哪里跌倒,下一次还会跌倒在同样的地方。
高中物理高效学习方法一、扎实基础知识许多同学,对于高中物理知识和学习方法不够了解,在学习过程当中,认为学好物理,只要多做题就可以了,有没有过程不重要。
只注重大量练题,忽视了基础知识的积累。
同学们要知道,牢固的基础知识,才是取得高分的关键。
高中物理不可能只考察难题,高考时大量题还是基础性的内容,比如物理学史等基础性的物理知识,需要大家理解加记忆。
即使是较难得高分的物理大题,解题过程也是由许许多多小知识点构成的,需要同学们把高中重点的基础知识记牢,在做题过程中才能及时回忆起来,融会贯通。
二、“刷题”,你真的会吗?不少同学把提升物理成绩寄托于题海战术,认为:数理化不就是“刷题”吗?事实上,做题在“精”不在“多”。
天体的圆周运动一、天体(卫星)绕中心天体做圆周运动(中心天体质量M , 天体半径R, 天体表面重力加速度g )1、两个基本关系:(1).万有引力=向心力 ()m h MmG =+2R ()()()h Tm h m h V +=+=+R 4R R 2222πω (2).万有引力=重力 地表面物体的重力加速度:mg = G 2R Mm (黄金替换)高空物体的重力加速度:mg 0 = G 2)(h R Mm +2、考点: (1)基本计算(2)卫星间的对比,例如:半径、线速度、角速度、周期、向心加速度大小、向心力大小(3)卫星的变轨问题3、解题思路:(1)建立物理模型,画出草图(2)找出题目给出物理量,如相同量和不同量,一般从轨道半径r 入手(3)灵活选用公式进行分析二、两种特殊的地球卫星:1、近地卫星:指的是贴着地球表面运行的卫星。
特点: 轨道半径最小(等于地球半径),运行线速度最大(等于第一宇宙速度)、角速度最大、周期最小。
2、地球同步卫星 :指的是运行情况与地球自转同步,即地球自转一圈,卫星也转一圈。
特点: 同步卫星的轨道在赤道正上方,且运行周期T=24h 、角速度W 是固定的。
由公式可得,距离地面高度h 、线速度V 大小、向心加速度a 大小都固定。
因此卫星的运行轨道是唯一的。
但向心力大小是没固定的,因为每颗卫星的质量是不同的。
三、三种宇宙速度1、第一宇宙速度: 卫星贴近地球表面飞行所具有的速度。
大小:由 R v m R Mm G 22= , mg RMm G =2 代入数据可得:V=7.9 km/s 特点:既是最大环绕速度,也是最小发射速度 (??)2、第二宇宙速度:脱离地球而飞到其他行星所具有的速度。
V=11.2 km/s3、第三宇宙速度:逃逸出太阳系所具有的速度。
V=16.7 km/s课前练习1、人造卫星进入轨道作匀速圆周运动时,卫星内物体()A.处于完全失重状态,所受重力为零B.处于完全失重状态,但仍受重力作用C.所受重力就是它作匀速圆周运动所需的向心力D.处于平衡状态,即所受合外力为零2、绕地球运行的人造地球卫星的质量、速度、卫星与地面间距离三者之间的关系是()A.质量越大,离地面越远,速度越小B.质量越大,离地面越远,速度越大C.与质量无关,离地面越近,速度越大D.与质量无关,离地面越近,速度越小3、关于地球的第一宇宙速度,下列说法中正确的是( )A它是人造地球卫星环绕地球运转的最小速度B它是近地圆行轨道上人造卫星的运行速度C 它是能使卫星进入近地轨道最小发射速度D它是能使卫星进入轨道的最大发射速度巩固练习1、同步卫星相对地面静止,犹如悬在高空中,下列说法中不正确的是:()A.同步卫星处于平衡状态B.同步卫星的速率是唯一的C.同步卫星加速度大小是唯一的D.各国的同步卫星都在同一圆周上运行2、关于地球同步通迅卫星,下列说法正确的是:A.所有的地球同步卫星的质量都相等B.各国发射的这种卫星轨道半径都一样C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间3、如图三颗人造地球卫星A、B、C在地球的大气层外沿如图所示的轨道做匀速圆周运动,已知m A = m B> m C,则A.线速度大小的关系是v A>v B=v C B.周期关系是T A<T B=T CC.向心力大小的关系是F A>F B>F C D.向心加速度大小的关系是a A>a B>a C4、2009年2月11日,俄罗斯的“宇宙—2251”卫星和美国的“铱—33”卫星在西伯利亚上空约805 km 处发生碰撞,假定有甲、乙两块碎片绕地球运动的轨道都是圆,甲的运行速率比乙的大,则下列正确的A.甲的运行周期一定比乙的长B.甲距地面的高度一定比乙的高C.甲的向心力一定比乙的小D.甲的加速度一定比乙的大5、火星有两颗卫星,分别是火卫一和火卫二,它们的轨道近似为圆。
高三物理匀速圆周运动知识点总结【汇总三篇】高三物理匀速圆周运动知识点总结(实用)经了解,有关的质点沿圆周运动,如果是在任意相等的时间里通过的圆弧长度都相等,这种运动就叫做“匀速圆周运动”。
那么,匀速圆周运动是圆周运动中,最常见和最简单的运动(因为速度是矢量,所以匀速圆周运动实际上是指匀速率圆周运动)。
内容导航高三物理匀速圆周运动知识点总结怎么快速提高物理成绩高中物理有哪些学习技巧高三物理匀速圆周运动知识点总结1.运动条件做匀速圆周运动的充要条件是:具有初速度(初速度不为零)总是服从一个恒定的大小,方向垂直于速度方向,并且在速度方向的同一侧。
2.计算公式1)v(线速度)=ΔS/Δt=2πr/T=ωr=2πrn(S代表弧长,t代表时间,r代表半径,n代表转速)2)ω(角速度)=Δθ/Δt=2π/T=2πn(θ表示角度或者弧度)3)T(周期)=2πr/v=2π/ω=1/n4)n(转速)=1/T=v/2πr=ω/2π5)Fn(向心力)=mrω2=mv2/r=mr4π/T2=mr4π2n26)an(向心加速度)=rω2=v2/r=r4π2/T2=r4π2n27)vmin=√gr(过最高点时的条件)8)fmin(过最高点时的对杆的压力)=mg-(有杆支撑)9)fmax(过最低点时的对杆的拉力)=mg+(有杆)3.匀速圆周运动的物理量线速度v①意义:描述质点沿圆弧运动的快慢的物理量,线速度越大,质点沿圆弧运动越快。
②定义:线速度的大小等于质点通过的弧长s与所用时间t的比值。
③单位:m/s。
④矢量:方向在圆周各点的切线方向上。
⑤就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。
⑥质点做匀速圆周运动时,线速度大小不变,但方向时刻在改变,故其线速度不是恒矢量。
⑦边缘相连接的物体,线速度相同。
角速度ω①定义:连接质点和圆心的半径(动半径)转过的角度跟所用时间的比值,叫做匀速圆周运动的角速度。
②单位:rad/s(弧度每秒)。
③矢量(中学阶段不讨论,用右手定则<安培定则>可判断方向,例如:当其在水平面上顺时针转动时角速度方向竖直向下)。
第四章 圆周运动和天体运动1.匀速圆周运动:相等的时间内通过的圆弧长度都相等的运动。
2.描述圆周运动的物理量:周期T:转一圈所用的时间,单位:秒(s);转速(或频率):每秒钟转过的圈数,单位:转/秒(r/s)或赫兹(Hz)周期和频率的关系:线速度: 大小:通过的弧长跟所用时间的比值方向:圆弧上该点的切线方向。
角速度:大小:半径转过的角度跟所用时间的比值线速度与角速度的关系:4.匀速圆周运动:线速度的大小不变,方向时刻变化,是变加速曲线运动。
5.皮带传动问题解决方法:结论:1.固定在同一根转轴上的物体转动的角速度相同。
2. 传动装置的轮边缘的线速度大小相等。
6.万有引力定律:1.宇宙间的一切物体都具有相互吸引力。
两个物体间的引力大小,跟它们质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。
①公式是引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2 (或写成G=6.67×10-11N·m2·kg-2)②牛顿发现的万有引力现象并推出万有引力定律。
引力常量首先由英国的卡文迪许利用扭秤实验准确测出,扭秤的关键就是在T形架的竖直部分装一个平面镜,将引力作用于扭秤产生的微小扭转效果,通过光点的移动加以放大。
③万有引力定律的公式严格讲只适用于两个质点间的相互作用,当两个物体间的距离远大于自身直径时,也可以使用,r即两个物体中心距离。
7.天体运动两种类型:第一种:某天体绕中心天体做匀速圆周运动,用公式F向=F万,如:人造地球卫星(半径与加速度,线速度,向心加速度之间的关系)第二种:物体在某星体表面附近的问题,用公式F万=mg’;如求地球某高度h处的g。
高中物理公式匀速圆周运动高中物理公式1.线速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf 向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合周期与频率:T=1/f 6.角速度与线速度的关系:V=ωr角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)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: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;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。
相关推荐加速度a=(Vt-V0)/t(以V0为正方向,a与V0同向(加速)a>0;a与V0反向(减速)则a<0)实验用推论Δs=aT2(Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差)主要物理量及单位:初速度(V0):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t):秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
a=(Vt-V o)/t只是测量式,不是决定式;其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻、s--t 图、v--t图/速度与速率、瞬时速度。
质点的运动----曲线运动、万有引力平抛运动竖直方向位移:y=gt2/2运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[V02+(gt)2]1/2合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0合位移:s=(x2+y2)1/2位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2V0水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g注:平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成;运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关;θ与β的关系为tgβ=2tgα;在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
高三物理考点知识:匀速圆周运动公式下面是编辑教员整理的〝2021年高三物理考点知识:匀速圆周运动公式〞,希望对您提高学习效率有所协助.
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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匀速圆周运动的特点和计算匀速圆周运动是指物体在圆周路径上以恒定速度运动的现象。
它具有以下特点:1.速度大小恒定:在匀速圆周运动中,物体沿圆周路径的速度大小保持不变。
2.速度方向变化:虽然速度大小不变,但物体在圆周路径上运动时,速度方向不断变化,始终指向圆心。
3.向心加速度:匀速圆周运动中,物体受到一个指向圆心的向心加速度,其大小为a=v²/r,其中v为速度大小,r为圆周半径。
4.向心力:向心加速度是由向心力引起的,其大小为F=m*a,其中m为物体的质量。
5.周期性:匀速圆周运动的物体每隔一定时间会回到起点,这个时间称为周期,用T表示。
6.角速度:匀速圆周运动的物体在单位时间内转过的角度称为角速度,用ω表示。
其大小为ω=2π/T。
匀速圆周运动的计算公式如下:1.线速度v与角速度ω、半径r的关系:v=ω*r。
2.向心加速度a与速度v、半径r的关系:a=v²/r。
3.向心力F与质量m、向心加速度a的关系:F=m*a。
4.周期T与角速度ω的关系:T=2π/ω。
5.角速度ω与频率f的关系:ω=2π*f,其中频率f是单位时间内圆周运动的次数。
以上是匀速圆周运动的特点和计算方法的详细介绍,希望能对您有所帮助。
习题及方法:一辆自行车以6m/s的速度在圆形路径上匀速运动,圆形路径的半径为6m,求自行车的向心加速度和向心力。
根据向心加速度公式a=v²/r,将速度v=6m/s和半径r=6m代入,得到向心加速度a=6²/6=6m/s²。
根据向心力公式F=m a,需要知道自行车的质量m,假设自行车质量为m=10kg,将向心加速度a=6m/s²和质量m=10kg代入,得到向心力F=106=60N。
一个物体在半径为5m的圆形路径上做匀速圆周运动,角速度为ω=4π/s,求物体的线速度和周期。
根据线速度公式v=ωr,将角速度ω=4π/s和半径r=5m代入,得到线速度v=4π5=20πm/s。
专题四 匀速圆周运动中和天体运动的计算
知识点一:匀速圆周运动
1.公式:①v=rw
②ω
∏
=
2T
③
()n ma r n m r T m mr r v m Fn =∏=⎪⎭
⎫ ⎝⎛∏===22
2
222ω 2.解题思路:①通过受力分析求出向心力列式计算
②通过上面的连等式找出适合的计算
知识点二:天体运动
1.解题思路:①()n ma r n m r T m mr r v m r GMm F =∏=⎪⎭
⎫ ⎝⎛∏====22
2
22
22ω万
②近地面处
mg R
GMm
=2
(黄金代换)
③33
4
R V ∏=
2.人造卫星:①规律 r 越大,则v 越小、w 越小、a n 越小、T 越大
②利用上面的两种思路求解
典型题型:
典例一、如右图所示,质量相等的A 、B 两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上,随圆筒一起做匀速圆周运动,则下列关系中正确的是( ).
A .线速度v A >v B
B .运动周期T A >T B
C .它们受到的摩擦力F fA >F fB
D .筒壁对它们的弹力F N A >F N B
解析: 由于两物体角速度相等,而r A >r B ,所以v A =r A ω>v B =r B ω,A 项对;由于ω相等,则T 相等,
B 项错;因竖直方向受力平衡,F f =mg ,所以F fA =F fB ,
C 项错;弹力等于向心力,所以F N A =mr A ω2
>F N B
=mr B ω2
,D 项对.答案 AD 典例二、长为
L 的细线,拴一质量为m 的小球,一端固定于O 点,让小球在水平面内做
匀速圆周运动,如图5-6-13所示,当摆线L 与竖直方向的夹角为α时,求: (1)细线的拉力F 大小;
(2)小球运动的线速度的大小; (3)小球运动的角速度及周期。
典例三、火星是地球的近邻,已知火星的轨道半径约为地球轨道半径的
1.5倍,火星的质
量和半径分别约为地球的0.1倍和0.5倍,则太阳对地球的引力和太阳对火星的引力的比值为( )
A .10
B .20
C .22.5
D .45
解析 设地球受到太阳的引力为F 1,火星受到太阳的引力为F 2,由F =G Mm r 2得:F 1F 2=m 1m 2×(
r 2r 1
)2
=22.5答案C
典例四、(2011·天津高考)质量为
m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动
视为匀速圆周运动.已知月球质量为M ,月球半径为R ,月球表面重力加速度为g ,引力常量为G ,不考虑月球自转的影响, 则航天器的( ).
A .线速度v = GM
R
B .角速度ω=gR
C .运行周期T =2πR g
D .向心加速度a =Gm
R
2
解析 由GMm R 2=m v 2R =m ω2
R =m 4π2
T 2R =mg =ma 得v =
GM
R ,A 对;ω=g
R ,B 错;T =2πR
g
,C 对;a =GM
R
2,D 错.故选A 、C.
答案 AC
基础巩固: 1、一物体在水平面内沿半径 R=20 cm 的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度V=0.2m/s ,那么,
它的向心加速度为______m/S 2
,它的角速度为_______ rad/s ,它的周期为______s
2、线段OB=AB ,A 、B 两球质量相等,它们绕O 点在光滑的水平面上以相同的角速度转动时,如图4所示,两段线拉力之比T AB :T OB =______。
3、做匀速圆周运动的物体,当质量增大到2倍,周期减小到一半时,其向心力大小是原来的______倍,当质量不变,线速度大小不变,角速度大小增大到2倍时,其向心力大小是原来的______倍。
4、一物体做匀速圆周运动,圆周半径不变,若旋转的角速度增至原来的3倍,向心力将比原来增加32N ,则该物体原来做圆周运动所需的向心力是___N .
5、两个球形的行星A、B各有一个卫星a和b,卫星的圆轨迹接近各行星的表面。
如果两行星质量之比为MA/MB=p,两个行星半径之比RA/RB=q,则两卫星周期之比TA/TB为______
6、如右图所示,a 、b 、c 是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,a 、b 质量相同,且小于c 的质量,则( )
A 、b 所需向心力最大;
B 、b 、c 周期相等,且大于a 的周期.
C 、b 、c 向心加速度相等,且大于a 的向心加速度;
D 、b 、c 的线速度大小相等,且大于a 的线速度.
7、地球表面的平均重力加速度为g ,地球半径为R ,引力常量为G ,可估算地球的平均密度为( )
A.3g 4πRG
B.3g 4πR 2G
C.g RG
D.g RG 2
8.放在赤道上的物体M 和放在北纬60º处的物体N ,由于地球的自转,它们的 A.角速度之比为2:1 B.线速度之比为2:1
C.向心加速度之比为2:1
D.向心加速度之比为4:1
9、有一星球的密度与地球的密度相同,但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍,则该星球的质量将是地球质量的( ). A.
41 倍 B .4倍 C .64
1倍 D .64倍
10.地球同步通信卫星绕地球做匀速圆周运动的周期与地球的自转周期相同,均为T, (1)求地球同步通信卫星绕地球运行的角速度大小;
(2)已知地球半径为R ,地球表面的重力加速度为g ,求地球同步通信卫星的轨道半径。
11. 一颗以华人物理学家“吴健雄”命名的小行星,半径约为16㎞,密度与地球相近。
若
在此小行星上发射一颗绕其表面运行的人造卫星,它的发射速度约为_____________。
12. 太阳正处于主序星演化阶段,为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M 。
已知地球半径R = 6.4×106m ,地球质量m =6.0×1024
㎏,日地中心的距离r =1.5
×1011 m ,地球表面处的重力加速度g =10 m /s 2,1年约为3.2×107
s ,试估算目前太阳的质量M 。
13.宇宙中有一星球的质量约为地球的9倍,半径约为地球的一半,若从地球上h 高处平抛一物体,射程为60m ,那么在该星球上,从同样高度以同样的初速度平抛同一物体,射程是多大?
14、两个星球组成的双星,它们在相互之间的万有引力作用下,绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。
现测得两星中心距离为R,其运动周期为T,万有引力恒量为G。
求两星的总质量。