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1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載人教版必修2物理學(xué)問及解題方法總結(jié)曲線運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)的合成與分解.平拋運(yùn)動(dòng)1.深刻懂得曲線運(yùn)動(dòng)的條件和特點(diǎn)(1)曲線運(yùn)動(dòng)的條件:運(yùn)動(dòng)物體所受合外力的方向跟其速度方向不在一條直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng);(2)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):1 在曲線運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向,就為通過這一點(diǎn)的曲線的切線方向;曲線運(yùn)動(dòng)為變速運(yùn)動(dòng), 這為由于曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)椴粩嘧兓模? 做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn), 其所受的合外力肯定不為零,肯定具有加速度;3 曲線運(yùn)動(dòng)物體所受合外力方向和速度方向不在始終線上,且肯定指向曲線的凹側(cè);2.深刻懂得運(yùn)動(dòng)的合成與分解(1) 物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)往往為由幾個(gè)獨(dú)
2、立的分運(yùn)動(dòng)合成的,由已知的分運(yùn)動(dòng)求跟它 們等效的合運(yùn)動(dòng)叫做運(yùn)動(dòng)的合成; 由已知的合運(yùn)動(dòng)求跟它等效的分運(yùn)動(dòng)叫做運(yùn)動(dòng)的分解;運(yùn)動(dòng)的合成與分解基本關(guān)系: 1 分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性;2 運(yùn)動(dòng)的等效性 (合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)為等效替代關(guān)系,不能并存);3 運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性;4 運(yùn)動(dòng)的矢量性(加速度.速度.位移都為矢量,其合成和分解遵循平行四邊形定就;)(2) 互成角度的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的判定合運(yùn)動(dòng)的情形取決于兩分運(yùn)動(dòng)的速度的合速度與兩分運(yùn)動(dòng)的加速度的合加速度, 兩者為否在同始終線上, 在同始終線上作直線運(yùn)動(dòng), 不在同始終線上將作曲線運(yùn)精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載動(dòng);兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍舊為勻速直線
3、運(yùn)動(dòng);一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng);兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍舊為勻加速直線運(yùn)動(dòng);兩個(gè)初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可能為直線運(yùn)動(dòng)也可能為曲線運(yùn)動(dòng);當(dāng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的初速度的合速度的方向與這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合加速度方向在同始終線上時(shí),合運(yùn)動(dòng)為勻加速直線運(yùn)動(dòng),否就為曲線運(yùn)動(dòng);( 3)怎樣確定合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)肯定為物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)假如挑選運(yùn)動(dòng)的物體作為參照物,就參照物的運(yùn)動(dòng)和物體相對(duì)參照物的運(yùn)動(dòng)為分運(yùn)動(dòng),物體相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng);進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的分解時(shí),在遵循平行四邊形定就的前提下,類似力的分解,要依據(jù)實(shí)際成效進(jìn)行分解;3.繩端速度的分解此類有繩索的問題, 對(duì)速
4、度分解通常有兩個(gè)原就按成效正交分解物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)際速度沿繩方向一個(gè)重量,另一個(gè)重量垂直于繩;(成效:沿繩方向的收縮速度,垂直于繩方向的轉(zhuǎn)動(dòng)速度)4.小船渡河問題17.一條寬度為 l 的河流,水流速度為vs、 已知船在靜水中的速度為vc,那么:(1)怎樣渡河時(shí)間最短?(2)如 vc>vs、 怎樣渡河位移最小?(3)如 vc<vs、 怎樣使船沿河漂下的距離最短?精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載分析與解:(1)如圖 2 甲所示,設(shè)船上頭斜向上游與河岸成任意角,這時(shí)船速在垂直于河岸方向的速度重量v =vsin 、 渡河所需時(shí)間為: tl.1cvc sinc可以看出: l.v 肯
5、定時(shí), t隨 sin 增大而減??;當(dāng) =900 時(shí), sin =1、所以,精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載當(dāng)v cv 1v cvbe船精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載頭v s河v 2圖 2 甲垂v s圖 2 乙vv c與v sa岸圖 2 丙直精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載時(shí),渡河時(shí)間最短,lt min.vc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載(2) 如圖 2 乙所示,渡河的最小位移即河的寬度;為了使渡河位移等于l,必需使船的合速度v 的方向與河岸垂直; 這為船頭應(yīng)指向河的上游, 并與河岸成肯定的
6、角度 ;依據(jù)三角函數(shù)關(guān)系有:vc cosvs=0.所以=arccosvs/v c、 由于 0 cos1、 所以只有在vc>vs 時(shí),船才有可能精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載垂直于河岸橫渡;(3)假如水流速度大于船上在靜水中的航行速度,就不論船的航向如何, 總為被水沖向下游;怎樣才能使漂下的距離最短呢?如圖2 丙所示,設(shè)船頭vc 與河岸成 角,合速度 v 與河岸成 角;可以看出: 角越大,船漂下的距離x 越短,那么,在什么條件下角最大呢?以 vs 的矢尖為圓心,以vc 為半徑畫圓,當(dāng) v 與圓相切時(shí), 角最大,依據(jù)cos =vc/v s、 船頭與河岸的夾角應(yīng)為:=arcco
7、svc /v s.船漂的最短距離為:精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載xminvsvc cosl.vc sin精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載此時(shí)渡河的最短位移為:slcosvs l .vc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載5.平拋運(yùn)動(dòng)圖 1(1)物體做平拋運(yùn)動(dòng)的條件:只受重力作用,初速度不為零且沿水平方向;物體受恒力作用,且初速度與恒力垂直,物體做類平拋運(yùn)動(dòng);(2)平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法通常,可以把平拋運(yùn)動(dòng)看作為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合動(dòng)動(dòng):一個(gè)為水平方向(垂直于恒力方向)的勻速直線運(yùn)動(dòng),一個(gè)為豎直方向(沿著恒力方向)的勻
8、加速直線運(yùn)動(dòng);(3) 平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn), 水平初速度 v0 方向?yàn)檠?x 軸正方向, 豎直向下的方向?yàn)?y 軸正方向,建立如圖1 所示的坐標(biāo)系,在該坐標(biāo)系下,對(duì)任一時(shí)刻t.精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載位移分位移 xv0 t 、y1 gt 2 、 合位移 s2v0t 2 1 gt 2 22、 tangt.2v0精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載為合位移與 x 軸夾角 .精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載 速 度 分速度 vxv0 、vy =gt、合速度 vv02 gt 2 、tangt . v
9、0精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載為合速度 v 與 x 軸夾角(4) 平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體僅受重力的作用,故平拋運(yùn)動(dòng)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng);29.如圖 4 所示,排球場(chǎng)總長為18m,設(shè)球網(wǎng)高精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載度為 2m,運(yùn)動(dòng)員站在離網(wǎng) 3m的線上(圖中虛線所示)正對(duì)網(wǎng)前跳起將球水平擊出; (不計(jì)空氣阻力)(1) 設(shè)擊球點(diǎn)在 3m線正上方高度為 2.5m 處,試問擊球的速度在什么范疇內(nèi)才能使球即不觸網(wǎng)也不越界?2m3m 18m圖 4精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載( 2)如擊球點(diǎn)在 3m線正上方的高度小余某個(gè)值,那么無論擊球的速度多大,
10、球不為觸網(wǎng)就為越界,試求這個(gè)高度?思路分析: 排球的運(yùn)動(dòng)可看作平拋運(yùn)動(dòng), 把它分解為水平的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直的自由落體運(yùn)動(dòng)來分析;但應(yīng)留意此題為“環(huán)境”限制下的平拋運(yùn)動(dòng),應(yīng)弄清限制條件再求解;關(guān)鍵為要畫出臨界條件下的圖來;解答:(1)如圖,設(shè)球剛好擦網(wǎng)而過精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載擦網(wǎng)點(diǎn) x13m,y1h2 h1 2.5 20.5m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載據(jù)位移關(guān)系:x vty 1 gt 22得vxg 2y精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載代入數(shù)據(jù)可求得v13 10m / s,即為所求的速度下限
11、;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載設(shè)球剛好打在邊界線上, 就落地點(diǎn) x212m,y2h2 2.5m,代入上面速度公式可求得:v 2122m / s欲使球既不觸網(wǎng)也不越界,就球初速度v0 應(yīng)滿意:3 10m / sv0122m / s(2)設(shè)擊球點(diǎn)高度為h3 時(shí),球恰好既觸網(wǎng)又壓線,如下列圖;再設(shè)此時(shí)排球飛出的初速度為v,對(duì)觸網(wǎng)點(diǎn) x33m,y3h3h1 h3 2 代入( 1)中速度公式可得:v3h 3215對(duì)壓界點(diǎn) x4 12m,y4h3,代入( 1)中速度公式可得:v12h 325精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載<1>.<2>兩式聯(lián)立可得
12、h3 2.13m即當(dāng)擊球高度小于2.13m 時(shí),無論球被水平擊出的速度多大,球不為觸網(wǎng),就為出界;6.圓周運(yùn)動(dòng)線速度.角速度.周期間的關(guān)系v2 r 2vr tt皮帶傳動(dòng)問題 皮帶上的各點(diǎn)的線速度大小相等 同一輪子上的各點(diǎn)的角速度相等,周期相等;萬有引力定律天體運(yùn)動(dòng)一.萬有引力定律( 1)開普勒三定律全部行星環(huán)繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都為橢圓,太陽處在全部橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上;對(duì)每個(gè)行星而言太陽和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相同的面積全部行星軌道的半長軸r 的三次方與公轉(zhuǎn)周期t 的二次方的比值都相同,即r3常量 ,常用開普勒三定律來分析行星在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速率的大??;t 2( 2)萬有引力定律:1 自然
13、界的一切物體都相互吸引,兩個(gè)物體間的引力的大小,跟它們的 質(zhì)量 乘 積成 正比 ,跟它 們的 距離的平方成反 比; 2 公 式:m1m2fg,r 2g=6.67×10-11 n.m2/kg 2. 3 適用條件:適用于相距很遠(yuǎn),可以看做質(zhì)點(diǎn)的兩物體間精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載的相互作用,質(zhì)量分布勻稱的球體也可用此公式運(yùn)算,其中r 指球心間的距離;( 3)三種宇宙速度: 1 第一宇宙速度 v1=7.9km/s、 人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度; 2 其次宇宙速度 v2=11.2km/s、 使物體擺脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度; ( 3) 第三宇宙速度 v3=16.7km/s、
14、 使物體擺脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度;留意: v1=7.9km/s 為最小的發(fā)射速度,但為為最大的運(yùn)行速度;當(dāng) v1=7.9km/s時(shí),衛(wèi)星近表面運(yùn)行, v 運(yùn)=7.9km/s;當(dāng) 7.9km/s<v 射<11.2km/s 時(shí),衛(wèi)星在離地較遠(yuǎn)處運(yùn)行,v 運(yùn)<7.9km/s二.萬有引力定律的應(yīng)用:1.開普勒三定律應(yīng)用全部行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等, 這就為開普勒第三定律,也叫周期定律 . 我們把行星的橢圓軌道近似地當(dāng)作圓,如用 r 代表軌道半徑, t 代表公轉(zhuǎn)周期,就開普勒第三定律的表達(dá)式為 r3/t2=k.精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - -
15、 歡迎下載因 用 周 期t表 示 , 就 把 a n4代 入 基 本 方 程2t 2g mmr 242m t 2即 得 :精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載r 3gmkt 242明顯這個(gè)量 k 只與恒星的質(zhì)量m有關(guān),而與行星其他任何物理量均無關(guān);2.各物理量與軌道半徑的關(guān)系如已知人造衛(wèi)星繞地心做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r ,地球的質(zhì)量為m;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載由 g mmr 2man得衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度為anm1g r 2r 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載由 g mmr 2m v得衛(wèi)星運(yùn)行的線速度為:vgm12rrr精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)
16、習(xí)資料 - - - 歡迎下載由 g mmr 2由 g mmm2rm2得衛(wèi)星運(yùn)行的角速度為:2r 得衛(wèi)星運(yùn)行的周期為:tgm133rr 242r 3 3r 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2r 2tgm精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載由 g mmr 2m v得衛(wèi)星運(yùn)行的動(dòng)能:e r1 m gm1k2 rr精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載即隨著運(yùn)行的軌道半徑的逐步增大,向心加速度an.線速度 v.角速度 .動(dòng)能 ek 將逐步減小,周期t 將逐步增大 .3.會(huì)爭論重力加速度g 隨離地面高度 h 的變化情形;4.會(huì)用萬有引力定律求天體的質(zhì)量;通過觀天體衛(wèi)星運(yùn)
17、動(dòng)的周期t 和軌道半徑 r 或天體表面的重力加速度g 和天體的半徑 r,就可以求出天體的質(zhì)量m;以地球的質(zhì)量的運(yùn)算為例( 1)如已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期t 和半徑 r ,依據(jù):精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載gm地 m月22得: mm2r月地t42 r 32精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載rgt( 2)如已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度v 和半徑 r精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載依據(jù):gm地 m月 r 2v2v2m月得: m地rrg精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載( 3)如已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度v 和周期 t
18、精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載gm地 m月2gm地 m月v 2v3t精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載依據(jù):r 2m月v和tr 2m月得: m地r2 g精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載( 4)如已知地球的半徑r和地球表面的重力加速度g精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載gm地 m2mg 得: m地r2 g g此式通常被稱為黃金代換式;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載r5.會(huì)用萬有引力定律運(yùn)算天體的平均密度;通過觀測(cè)天體表面運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星的周期t,就可以求出天體的密度;6.會(huì)用萬有引力定律求衛(wèi)星的高度;通過觀測(cè)衛(wèi)星的周期t 和行星表面的
19、重力加速度g 及行星的半徑 r可以求出衛(wèi)星的高度;7.會(huì)用萬有引力定律推導(dǎo)恒量關(guān)系式;8.會(huì)求解衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)與光學(xué)問題的綜合題9.二個(gè)特殊衛(wèi)星( 1)通訊衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)通訊衛(wèi)星為用來通訊的衛(wèi)星,相當(dāng)于在太空中的微波中繼站,通過它轉(zhuǎn)發(fā)和反射無線電信號(hào),可以實(shí)現(xiàn)全地球的電視轉(zhuǎn)播. 這種衛(wèi)星位于赤道的上空,相對(duì)于地面靜止不動(dòng),如同懸在空中一樣,也叫同步衛(wèi)星.要使衛(wèi)星相對(duì)于地面靜止,衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期與地球自轉(zhuǎn)的周期必需相等(即為24 小時(shí));衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向必需相同,即衛(wèi)星的軌道平面與地軸垂直;又由于衛(wèi)星所需的向心力來自地球?qū)λ囊?方向指向地心,因此同步衛(wèi)星的軌道平面必需通過地心,即
20、與赤道平面重合;.精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載42mm42gmt 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載因已知 t,將a n2tr 代入基本方程 g2rm2得: r2t4精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載7如已知地球的半徑r地=6.4 ×106m,地球的質(zhì)量 m=6.0×1024kg,用 h 表示衛(wèi)星離地的高度,就r 地+h= r =4.2×107 m,即 h3.6 ×107m.全部的同步衛(wèi)星均在赤道的上空離地為3.6 ×10 m的高處的同一軌道上以相同的速率運(yùn)行,當(dāng)然同步衛(wèi) 星間絕不會(huì)相撞 .( 2)
21、近地衛(wèi)星把在地球表面鄰近環(huán)繞地球做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星稱之為近地衛(wèi)星, 它運(yùn)行的軌道半徑可以認(rèn)為等于地球的半徑 r0,其軌道平面通過地心 . 如已知地球表面的重力加速度為 g0,就精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載由 mg02m v得: v r0g0 r0精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載由 mg0g 0r2m0 得:r0精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載由 mgm 4r得: t2g 0精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載200t 20r如將地球半徑r0=6
22、.4×106m 和 g0=9.8m/s2 代入上式,可得v=7.9 ×103m/s,33 =1.24 × 10-3 rad/s ,t=5074s,由于 v1,1和t1且衛(wèi)星運(yùn)行的rr 2r 2軌道半徑 r r0,所以全部繞地球做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星線速度 v7.9 ×103m/s,角速度 1.24 × 10-3rad/s,而周期 t 5074s ;特殊需要指出的為,靜止在地球表面上的物體,盡管地球?qū)ξ矬w的重量也為mg,盡管物體隨地球自轉(zhuǎn)也一起轉(zhuǎn),繞地軸做勻速率圓周運(yùn)動(dòng),精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載且運(yùn)行周期等于地球自轉(zhuǎn)周期,與
23、近地衛(wèi)星.同步衛(wèi)星有相像之處, 但它的軌道平面不肯定通過地心,如圖2 所示. 只有當(dāng)緯度 =0°,即物體在赤道上時(shí),軌道平面才能過地心 . 地球?qū)ξ矬w的引力f 的一個(gè)分力為使物體做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力 f=m 2r ,另一個(gè)分力才為物體的重量mg,即引力 f 不等于物體的重量 mg,只有當(dāng) r=0 時(shí),即物體在兩極處,由于f=m 2r=0, f 才等于 mg.;10.人造衛(wèi)星失重問題11.衛(wèi)星的變軌運(yùn)動(dòng)問題精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載衛(wèi)星由低軌道運(yùn)動(dòng)到高軌道,要加速,加速后作離心運(yùn)動(dòng),勢(shì)能增大,動(dòng)能削減,到高軌道作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)速度小于低軌道上的速度;圖 65 5
24、精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載當(dāng)以第一宇宙速度發(fā)射人造衛(wèi)星, 它將環(huán)繞地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng); 如它發(fā)射的速度介于第一宇宙速度與其次宇宙速度之間, 就它將環(huán)繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng) 有時(shí)為了讓衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),要在衛(wèi)星發(fā)射后做橢圓運(yùn)動(dòng)的過程中二次點(diǎn)火,以達(dá)到預(yù)定的圓軌道設(shè)第一宇宙速度為 v,就由第一宇宙速度的推導(dǎo)過程精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載mm有 g r2v2m r在地球表面如衛(wèi)星發(fā)射的速度v1 v,就此時(shí)衛(wèi)星受地球的萬精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載gmm精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載有引力r應(yīng)小于衛(wèi)星以 v1 繞地表做圓周運(yùn)動(dòng)
25、所需22v1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載的向心力m r,故從今時(shí)開頭衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng),精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載在衛(wèi)星離地心越來越遠(yuǎn)的同時(shí),其速率也要不斷減圖 6 5 6精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載小,在其橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)處(離地心距離為r ,速率為 v2 v2 v1 ,此時(shí)由2mmv2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載于 g r 2 m r,衛(wèi)星從今時(shí)起做向心運(yùn)動(dòng), 同時(shí)速率增大, 從而繞地球沿橢圓精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載軌道做周期性的運(yùn)動(dòng) 假如在衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn)處開動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使其速率突然增加到2mmv3精
26、品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2v3,使 g rm r,就衛(wèi)星就可以以速率v3,以 r為半徑繞地球做勻速圓周精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載運(yùn)動(dòng)同樣的道理, 在衛(wèi)星回收時(shí), 挑選恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)使做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星速率突然減小,衛(wèi)星將會(huì)沿橢圓軌道做向心運(yùn)動(dòng), 讓該橢圓與預(yù)定回收地點(diǎn)相切或相交,就能勝利地回收衛(wèi)星通過以上爭論可知: 衛(wèi)星在某一圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其速率為一確定值,如衛(wèi)星突然加速(或減速) ,就衛(wèi)星會(huì)做離心(或向心)運(yùn)動(dòng)而離開原先的軌道, 有人提過這樣的問題: 飛船觀察前方不遠(yuǎn)處有一和它在同一軌道上同向做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星,此時(shí)如僅使它速度增大,能否追上衛(wèi)星?
27、如飛船加速,就它會(huì)離開原先的圓軌道,所以不能追上它只有在較低的軌道上加速或在較高的軌道上減速, 才有可能遇上衛(wèi)星四.萬有引力問題全解1人造地球衛(wèi)星的軌道為任意的嗎?在地球上空繞地球運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星所受的力 為地球?qū)λ娜f有引力, 衛(wèi)星即可繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),也可繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng) 在中學(xué)階段我們主要精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載爭論繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星圖 65 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)靠地球?qū)λ娜f有引力充當(dāng)向心力,地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力指向地心 而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心力時(shí)刻指向它做圓周運(yùn)動(dòng)的圓精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 -
28、 - - 歡迎下載心因此衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心必與地心重合而這樣的軌道有多種,其中比較特殊的有與赤道共面的赤道軌道和通過兩極點(diǎn)上空的極地軌道,當(dāng)然也應(yīng)存在著與赤道平面成某一角度的圓軌道,只要圓心在地心, 就可能為衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的圓軌道如圖6 5 22人造衛(wèi)星的運(yùn)行周期可以小于80 min 嗎?( 1)從衛(wèi)星的周期爭論設(shè)人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量為m,運(yùn)轉(zhuǎn)周期為 t,軌道半徑為 r ,地球的質(zhì)量為 m,萬有引力常量為 g,依據(jù)衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力就為地球?qū)λ囊?有精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載42 rmm42 r 3精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載m t 2g
29、 r 2,可得 tgm精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載6由周期公式可以看出:衛(wèi)星軌道半徑r 越小,周期也越小,當(dāng)衛(wèi)星沿地球表面鄰近運(yùn)動(dòng)時(shí),即 r r地6.4 ×10m,周期最短,此時(shí)精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載43.14 26.14106 3精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載t6.6710 116.010245.1 ×10s 85 min 精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載3明顯, t 大于 80 min ,所以想發(fā)射一周期小于80 min 的衛(wèi)星為不行能的( 2)從衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑爭論gmt 2假設(shè)衛(wèi)星的周期為80
30、 min ,就軌道半徑 r 342精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載gmt 26.6710 116.010248060 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載r 34243.14 22.3 ×1020 m3精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載地得出r 6.2 ×106 mr明顯不能發(fā)射一顆這樣的衛(wèi)星( 3)從地球供應(yīng)的向心力爭論精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載mm地球?qū)πl(wèi)星所能供應(yīng)的向心力為:fg r 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載t80 min 時(shí)衛(wèi)星所需的向心力為:f42 m r t 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)
31、資料 - - - 歡迎下載6當(dāng) r r地6.4 ×10m 時(shí)24116.67106.010m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載f6.410 6 2n9.8 mn,精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載42 m r43.142m6.4106精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2ft8060 2n10.96mn精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載當(dāng) r r地時(shí),地球?qū)πl(wèi)星所能供應(yīng)的向心力最大,f向 9.8mn,又由上分析可知精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - -
32、- 歡迎下載ff ' ,因此,要發(fā)射一顆周期為80 min 的衛(wèi)星為不行能的( 4)從衛(wèi)星的環(huán)繞速度爭論精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載mm設(shè)衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)繞速度為v,就有 g r 2m v2rgm得出: vr精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載6由公式可知: r 越小環(huán)繞速度越大,當(dāng)r r 地6.4 ×10 m 時(shí),衛(wèi)星環(huán)繞地球的速度最大精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載gm6.6710 116.01024精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載vmaxr地6.41067.9 ×10 m/s精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 -
33、 - - 歡迎下載3如地球衛(wèi)星的周期為80 min ,就其繞地球的線速度為2 r 地23.146.4106vt80608.4 ×103 m/s由此可見, v vmax,明顯不行能發(fā)射一顆周期為80 min 的地球衛(wèi)星3衛(wèi)星的發(fā)射速度和運(yùn)行速度為一回事嗎?衛(wèi)星的發(fā)射速度為指在地面(發(fā)射站)供應(yīng)應(yīng)它的速度上面所說的第一宇宙速度.其次宇宙速度和第三宇宙速度都指的為發(fā)射速度當(dāng)衛(wèi)星在預(yù)定軌道上繞地精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度稱為運(yùn)行速度, 只有以第一宇宙速度發(fā)射的人造衛(wèi)星繞地球表面運(yùn)行時(shí), 運(yùn)行速度與發(fā)射速度相等, 而對(duì)于在離地較高的軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星,
34、 其運(yùn)行時(shí)的速度與地面發(fā)射速度并不相等, 因而到達(dá)預(yù)定軌道后其運(yùn)行mmv 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載速度要比地面發(fā)射速度小 實(shí)際上依據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力, 就由 g r 2m r,精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載gm得 vr可知:衛(wèi)星繞地球的運(yùn)行速率僅由其軌道半徑來打算,軌道半徑越精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載大即離地越高,其運(yùn)行速度越小,但我們又知道要想將衛(wèi)星發(fā)射到更高的軌道, 在地面發(fā)射時(shí)需要供應(yīng)應(yīng)衛(wèi)星的速度越大,這與在越高軌道上運(yùn)行速度越小并不沖突,由于其中一個(gè)指運(yùn)行速度,一個(gè)指發(fā)射速度 由
35、于衛(wèi)星繞地球可能的圓軌精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載gm道中半徑最小值為地球半徑r,因此由 vr得到的近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度也精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載就為第一宇宙速度, 為全部繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的最大運(yùn)行速度因此,關(guān)于第一宇宙速度有三種不同說法:第一宇宙速度為發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小發(fā) 射速度,為環(huán)繞地球表面的近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度,為地球衛(wèi)星的最大運(yùn)行速度 4赤道上隨地球做圓周運(yùn)動(dòng)的物體與繞地球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星有什么區(qū)別?在有的問題中, 涉及到地球表面赤道上的物體和地球衛(wèi)星的比較,地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心與近地衛(wèi)星的圓心都在地心,而且
36、二者做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑均可看作地球的半徑r,因此,有些同學(xué)就把二者混為一談,實(shí)際上二者有著特別顯著的區(qū)分對(duì)它們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的分析前面已經(jīng)有過爭論, 地球上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載有引力供應(yīng),但由于地球自轉(zhuǎn)角速度不大,萬有引力并沒有全部充當(dāng)向心力,向心力只占萬有引力的一小部分, 萬有引力的另一個(gè)分力為我們通常所說的物體所受的重力對(duì)于赤道上的物體,萬有引力.重力.向心力在始終線上時(shí),重力大小等于萬有引力和物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力之差, 它的向心力遠(yuǎn)小于地球?qū)λ娜f有引力, 而環(huán)繞地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星
37、, 由于離開了地球,它做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)萬有引力全部充當(dāng)向心力對(duì)它做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)的分析赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),由于與地球保持相對(duì)靜止, 因此它做圓周運(yùn)動(dòng)的周期應(yīng)與地球自轉(zhuǎn)的周期相同,即24 h ,當(dāng)然也可由此運(yùn)算出其線速度和角速度 而繞地球表面運(yùn)行的近地衛(wèi)星,其線速度即我們所說的第一宇mm42r3精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載宙速度它的周期可以由公式求出:g r 2 m t 2r,求得 t2gm,代入精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載地球的半徑 r 與質(zhì)量,可求出地球近地衛(wèi)星繞地球的運(yùn)行周期t 約為 84 min ,此值遠(yuǎn)小于地球自轉(zhuǎn)周期綜上所述,
38、赤道上隨地球自轉(zhuǎn)而做圓周運(yùn)動(dòng)的物體與近地衛(wèi)星的區(qū)分可以概括為:赤道上物體受的萬有引力只有一小部分充當(dāng)向心力,另一部分作為重力使得物體緊壓地面,而近地衛(wèi)星的引力全部充當(dāng)向心力,衛(wèi)星已脫離地球;赤道上(地球上)的物體與地球保持相對(duì)靜止,而近地衛(wèi)星相對(duì)于地球而言處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)5同步衛(wèi)星到目前為止, 世界各國已勝利發(fā)射了很多顆人造地球衛(wèi)星,并在各個(gè)領(lǐng)域中都發(fā)揮著龐大的作用在這些衛(wèi)星當(dāng)中,有一類特殊的衛(wèi)星,即人造地球同步衛(wèi)星,精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載所謂地球的同步衛(wèi)星就為相對(duì)于地球靜止的衛(wèi)星 該衛(wèi)星始終處在地球表面某一點(diǎn)的正上方, 其軌道通常稱為地球靜止軌道, 人造地球同步衛(wèi)星在
39、無線通訊中起著無可替代的重要作用如圖 654 所示,假設(shè)衛(wèi)星在軌道 b上跟著地球的自轉(zhuǎn)同步地做勻速圓周運(yùn)動(dòng), 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心力由地球?qū)λ囊 引的一個(gè)分力 f1 供應(yīng),由于另一分力f2 的作用將使衛(wèi)星軌道靠向赤道, 故只有在赤道上空同步衛(wèi)星才可能在穩(wěn)固的軌道上運(yùn)行圖 654mm2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載由 grh 2m2 r h mt 2 rh 得精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載3gmt 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載h42 r t 為地球自轉(zhuǎn)周期, m.r 分別為精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載地球質(zhì)量.半徑)代入數(shù)值得
40、 h3.6 ×107 m由此可知:要發(fā)射地球同步衛(wèi)星,必需同時(shí)滿意三個(gè)條件:衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同(t24 h 8.64 ×104 s 衛(wèi)星的運(yùn)行軌道在地球的赤道平面內(nèi)7衛(wèi)星距地面高度有確定值(約3.6 ×10 m)同步衛(wèi)星的發(fā)射簡介發(fā)射同步衛(wèi)星有兩種方法: 一種為直線發(fā)射, 由運(yùn)載火箭把衛(wèi)星發(fā)射到36000 km的赤道上空,然后做90°的轉(zhuǎn)折飛行,使衛(wèi)星進(jìn)入軌道;另一種方法為變軌發(fā) 射,即先把衛(wèi)星發(fā)射到高度為200300 km的圓形軌道上, 這條軌道叫??寇壍?精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載當(dāng)衛(wèi)星穿過赤道平面時(shí),末級(jí)火箭點(diǎn)火工作
41、,使衛(wèi)星進(jìn)入一條大的橢圓軌道,其遠(yuǎn)地點(diǎn)恰好在赤道上空3600 km處,這條軌道叫轉(zhuǎn)移軌道 當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí),再開動(dòng)衛(wèi)星上的發(fā)動(dòng)機(jī),使之進(jìn)入同步軌道,也叫靜止軌道 在第一種發(fā)射方法的整個(gè)發(fā)射過程中, 運(yùn)載火箭在入軌前始終處于動(dòng)力飛行狀態(tài),要消耗大量燃料,仍必需在赤道上建立發(fā)射場(chǎng),有肯定的局限性其次種發(fā)射方法, 運(yùn)載火箭消耗的燃料少,發(fā)射場(chǎng)的位置也不受限制目前,各國發(fā)射同步衛(wèi)星都采納其次種方 法,但這種方法在操作和掌握上都比較復(fù)雜由于地球的同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期為肯定值,因此,各國所發(fā)射的地球同步衛(wèi)星都只能定點(diǎn)于赤道上空約3.6 ×104 km處,它們的線速度.角速度也一樣大,但各國的同步
42、衛(wèi)星定點(diǎn)于不同徑度點(diǎn)的上方(我國于1984 年 4 月 8 日勝利發(fā)射的一顆地球的同步衛(wèi)星, 8 天后定位于東經(jīng)125°的赤道上空,我國為少數(shù)幾個(gè)能獨(dú)立發(fā)射同步衛(wèi)星的國家之一) 6人造衛(wèi)星簡介晴朗的夜空,當(dāng)你抬頭仰視滿天星斗時(shí),有時(shí)會(huì)看到一種移動(dòng)的星星,它像天幕上的神行太保匆忙奔忙,它們?yōu)槭裁葱??在忙些什么?這種奇妙的星星并不為宇宙間的星球,而為人類掛上天宇的明燈人造地球衛(wèi)星,它們巡天漫游,穿梭往來,忠實(shí)地為人類服務(wù),給冷寂的宇宙增加了憤怒和活力人造衛(wèi)星為個(gè)興盛的家族假如按用途分,它可分為三大類:科學(xué)衛(wèi)星.技術(shù)試 驗(yàn)衛(wèi)星和應(yīng)用衛(wèi)星, 科學(xué)衛(wèi)星為用于科學(xué)探測(cè)和爭論的衛(wèi)星,主要包括空間物
43、理探測(cè)衛(wèi)星和天文衛(wèi)星,用來爭論高層大氣.地球輻射帶.地球磁層.宇宙線.太 陽輻射等, 并可以觀測(cè)其他星體 技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星為進(jìn)行新技術(shù)試驗(yàn)或?yàn)閼?yīng)用衛(wèi)星精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載進(jìn)行試驗(yàn)的衛(wèi)星航天技術(shù)中有很多新原理.新材料.新儀器,其能否使用,必須在天上進(jìn)行試驗(yàn)一種新衛(wèi)星的性能如何,也只有把它發(fā)射到天上去實(shí)際“錘煉”,試驗(yàn)勝利后才能應(yīng)用人上天之前必需先進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)這些都為技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星的使命 應(yīng)用衛(wèi)星為直接為人類服務(wù)的衛(wèi)星, 它的種類最多, 數(shù)量最大,其中包括通信衛(wèi)星. 氣象衛(wèi)星.偵察衛(wèi)星.導(dǎo)航衛(wèi)星. 測(cè)地衛(wèi)星.地球資源衛(wèi)星.截?fù)粜l(wèi)星等等人造衛(wèi)星的運(yùn)行軌道(除近地軌道外)通常有三種
44、:地球同步軌道.太陽同步軌道. 極地軌道 地球同步軌道為運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同的順行軌道但其中有一種特別特殊的軌道,叫地球靜止軌道 這種軌道的傾角為零,在地球赤道上空35786 km在地面上的人看來,在這條軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星 為靜止不動(dòng)的一般通信衛(wèi)星.廣播衛(wèi)星.氣象衛(wèi)星選用這種軌道比較有利地 球同步軌道有很多條, 而地球靜止軌道只有一條 太陽同步軌道為軌道平面繞地球自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的, 方向與地球公轉(zhuǎn)方向相同, 旋轉(zhuǎn)角速度等于地球公轉(zhuǎn)的平均角速度( 360 度/ 年)的軌道,它距地球的高度不超過6000 km,在這條軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星以相同的方向經(jīng)過同一緯度的當(dāng)?shù)貢r(shí)間為相同的氣象衛(wèi)星.地球資源衛(wèi)星一
45、般采納這種軌道極地軌道為傾角為90°的軌道,在這條軌道上運(yùn)行的衛(wèi) 星每圈都要經(jīng)過地球兩極上空,可以俯視整個(gè)地球表面氣象衛(wèi)星.地球資源衛(wèi)星.偵察衛(wèi)星常采納此軌道人造衛(wèi)星通用系統(tǒng)有結(jié)構(gòu)溫度掌握.姿勢(shì)掌握.能 源.跟蹤.遙測(cè).遙控.通信.軌道掌握.天線等系統(tǒng),返回式衛(wèi)星仍有回收系 統(tǒng),此外仍有依據(jù)任務(wù)需要而設(shè)的各種專用系統(tǒng)機(jī)械能1. 深刻懂得功的概念功為力的空間積存效應(yīng);它和位移相對(duì)應(yīng)(也和時(shí)間相對(duì)應(yīng));運(yùn)算功的方精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載法有兩種:依據(jù)定義求功;即: w=fscos; 在高中階段,這種方法只適用于恒力做功;當(dāng) 0時(shí) f 做正功,當(dāng)時(shí) f 不做功,當(dāng)時(shí)
46、f 做負(fù)功;222這種方法也可以說成為:功等于恒力和沿該恒力方向上的位移的乘積;用動(dòng)能定理 w=ek 或功能關(guān)系求功; 當(dāng) f 為變力時(shí), 高中階段往往考慮用這種方法求功;這種方法的依據(jù)為:做功的過程就為能量轉(zhuǎn)化的過程,功為能的轉(zhuǎn)化的量度;假如知道某一過程中能量轉(zhuǎn)化的數(shù)值,那么也就知道了該過程中對(duì)應(yīng)的功的數(shù)值;(3) 會(huì)判定正功. 負(fù)功或不做功; 判定方法有: 1 用力和位移的夾角 判定; 2用力和速度的夾角 判肯定 ; 3 用動(dòng)能變化判定 .(4) 明白常見力做功的特點(diǎn) :重力做功和路徑無關(guān),只與物體始末位置的高度差h 有關(guān): w=mgh,當(dāng)末位置低于初位置時(shí), w0,即重力做正功;反之就重
47、力做負(fù)功;滑動(dòng)摩擦力做功與路徑有關(guān);當(dāng)某物體在一固定平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),滑動(dòng)摩擦力做功的肯定值等于摩擦力與路程的乘積;在彈性范疇內(nèi),彈簧做功與始末狀態(tài)彈簧的形變量有關(guān)系;( 5)一對(duì)作用力和反作用力做功的特點(diǎn): 1 一對(duì)作用力和反作用力在同一段時(shí)間內(nèi)做的總功可能為正.可能為負(fù). 也可能為零;2 一對(duì)互為作用反作用的摩擦力做的總功可能為零(靜摩擦力) .可能為負(fù)(滑動(dòng)摩擦力) ,但不行能為正;2. 深刻懂得功率的概念(1)功率的物理意義:功率為描述做功快慢的物理量;精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載( 2)功率的定義式:pw ,所求出的功率為時(shí)間t 內(nèi)的平均功率;t精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料
48、 - - - 歡迎下載( 3)功率的運(yùn)算式: p=fvcos,其中 為力與速度間的夾角;該公式有兩種用法:求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率;這時(shí)f 為該時(shí)刻的作用力大小,v 取瞬時(shí)值,對(duì)應(yīng)的 p 為 f 在該時(shí)刻的瞬時(shí)功率;當(dāng)v 為某段位移(時(shí)間)內(nèi)的平均速度時(shí),就要求這段位移(時(shí)間) 內(nèi) f 必需為恒力, 對(duì)應(yīng)的 p 為 f 在該段時(shí)間內(nèi)的平均功率;4 重力的功率可表示為pg=mgvy,即重力的瞬時(shí)功率等于重力和物體在該時(shí)刻的豎直分速度之積;2.斜面上的彈力做功和摩擦力做功問題3.滑輪系統(tǒng)拉力做功的運(yùn)算方法當(dāng)牽引動(dòng)滑輪兩根細(xì)繩不平行時(shí),但都為恒力,此時(shí)如將此二力合成為一個(gè)恒力再運(yùn)算這個(gè)恒力的功,就運(yùn)算過
49、程較復(fù)雜;但如等效為兩個(gè)恒力功的代數(shù)和,將使運(yùn)算過程變得特別簡便;4.求某力的平均功率和瞬時(shí)功率的方法精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載平均功率的運(yùn)算:p5.機(jī)車的啟動(dòng)問題wf v t精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載問題 1:. 機(jī)車起動(dòng)的最大速度問題問題 2:機(jī)車勻加速起動(dòng)的最長時(shí)間問題問題 3:. 機(jī)車運(yùn)動(dòng)的最大加速度問題;功和功率的運(yùn)算1.求變力做功的幾種方法功的運(yùn)算在中學(xué)物理中占有特別重要的位置,中學(xué)階段所學(xué)的功的運(yùn)算公式精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載w=fscosa只能用于恒力做功情形,對(duì)于變力做功的運(yùn)算就沒有一個(gè)固定公式可用,本文對(duì)變力做功問題進(jìn)行歸納總結(jié)如下:(1)等值法精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載等值法即如某一變力的功和某一恒力的 功相等,就可以同過運(yùn)算該恒力的功,求出 該變力的功;而恒力做功又可以用w=fscosa運(yùn)算,從而使問題變得簡潔;( 2).微元法fts1s2hab圖 1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載當(dāng)物體在變力的作用下作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),如力的方向與物體
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