曲线运动万有引力.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-11 格式:PPT 页数:38 大小:2.1MB 金币:10 举报 版权申诉
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在抗洪战斗中,一摩托艇要到正对岸抢救灾民.关于该摩托艇能否到达正对岸的说法中正确的是()A.只要摩托艇向正对岸行驶就能到达正对岸B.由于水流有较大的速度,摩托艇不能到达正对岸C.虽然水流有较大的速度,但只要摩托艇向上游某一方向行驶,一定能到达正对岸D.有可能不论摩托艇怎么行驶,都不能到达正对岸解析处理方法:艇在有一定流速的水中过河时,实际上参与了两个方向的分运动,即艇随水流的运动(水冲艇的运动)和艇相对水的运动(即在静水中的艇的运动),艇的实际运动是合运动.(2)若艇要到达正对岸,必须艇行速度v1大于水流速度v2,此时应将艇头偏向上游,过河时间:答案D专题二恒力作用下的匀变速曲线运动最典型的匀变速曲线运动有两类形式:1.只受重力作用的平抛(斜抛)物体的运动此类问题常规解法是运动的分解.如图1所示,图1在水平地面上固定一倾角θ=37°,表面光滑的斜面体,物体A以v1=6m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出.如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中.(A、B均可看作质点,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:(1)物体A上滑到最高点所用的时间t.(2)物体B抛出时的初速度v2.(3)物体A、B间初始位置的高度差h.解析(1)物体A上滑的过程中,由牛顿第二定律得mgsinθ=ma代入数据得a=6m/s2设经过t时间B物体击中A物体,由运动学公式得0=v1-at代入数据得t=1s(2)物体B做平抛运动的水平位移其初速度(3)物体A、B间的高度差答案(1)1s(2)2.4m/s(3)6.8m2.类平抛运动如图2所示,一带电粒子以竖直向上的初速度v0,自A处进入电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,它受到的电场力恰与重力大小相等.当粒子到达图中B处时,速度大小仍为v0,但方向变为水平向右,那么A、B之间的电势差等于多少?从A到B经历的时间为多长?解析带电粒子从A→B的过程中,竖直分速度减小,水平分速度增大,表明带电粒子的重力不可忽略,且带正电荷,受电场力方向向右.依题意有mg=Eq.根据动能定理:UABq-mgh=0(动能不变)在竖直方向上做竖直上抛运动,则v02-0=2gh,v0=gt解得答案点评带电粒子在电场中具有加速作用和偏转作用.分析问题时,注意运动学、动力学、功和能等有关规律的综合运用.当带电粒子在电场中的运动不是类平抛运动,而是较复杂的曲线运动时,可以把复杂的曲线运动分解到两个互相正交的简单的分运动来求解.专题三天体运动中的匀速圆周运动(1)基本模型的建立①环绕模型:把天体的运动看成是环绕某中心天体的匀速圆周运动,其所需的向心力由万有引力提供.②近球模型:处于星球表面或附近的物体受到的万有引力近似等于物体的重力.(2)“金三角关系”所有天体运动问题的求解尽在“金三角关系”之中(如图3所示)说明问题属于环绕模型时,选用F引=F向关系;问题属于近球模型时,选用F引=G=F向关系.解题时,先确定是哪个模型,然后选择相应的等量关系列方程,即可推出结果的表达式.(3)各类天体运动问题①星球表面重力加速度问题这是属于近球模型,故选用F引=G=F向关系列方程.【例4】假设火星和地球都是球体,火星质量M火和地球质量M地之比为M火/M地=p,火星的半径R火和地球半径R地之比R火/R地=q,那么离火星表面R地高处的重力加速度g火′和离地球表面R地高处的重力加速度g地′之比g火′/g地′等于多少?解析在地球表面有:gR2=GM,此式称为黄金代换式,如果是别的星球,将式中的地球半径R换成别的星球半径后,此式仍成立.答案②估算天体的质量和密度测出卫星围绕天体做匀速圆周运动的半径r和周期T,即可进行估算.把卫星运动看成匀速圆周运动,则属于环绕模型,选用F引=F向列方程,即可求解.【例5】1789年英国著名物理学家卡文迪许首先估算出了地球的平均密度.根据你学过的知识,能否知道地球密度的大小.解析设地球质量为M,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,忽略地球自转的影响,根据万有引力定律得将地球看成均匀球体:由上两式得地球平均密度:上式中:π、g、R和G均为常数,将它们的值代入可得:e=5.5×103kg/m3,即地球的平均密度为5.5×103kg/m3.答案5.5×103kg/m3估算题中往往告诉的已知量很少或者什么量也不告诉,解题时就要求我们灵活地运用一些物理常数,如重力加速度g、圆周率π、万有引力常量G等.③地球同步卫星【例6】发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后在Q点点