多星系統(tǒng)模型-文檔資料

1、1多星系統(tǒng)模型多星系統(tǒng)模型高中物理微課堂高中物理微課堂故城縣高級(jí)中學(xué)韓躍榮故城縣高級(jí)中學(xué)韓躍榮2 雙星是由兩顆繞著雙星是由兩顆繞著共同的中心共同的中心旋轉(zhuǎn)的星球旋轉(zhuǎn)的星球組成。它們圍繞它們的連線上的某一固定點(diǎn)做組成。它們圍繞它們的連線上的某一固定點(diǎn)做同周期同周期的的勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)稱為雙星，這種結(jié)構(gòu)稱為雙星.3質(zhì)量質(zhì)量m越大，旋轉(zhuǎn)半徑越小，離旋轉(zhuǎn)中心越近越大，旋轉(zhuǎn)半徑越小，離旋轉(zhuǎn)中心越近如何確定雙星的旋轉(zhuǎn)中心？如何確定雙星的旋轉(zhuǎn)中心？4雙星模型中，若雙星模型中，若L、m1、m2、G為已知量，為已知量，則雙星運(yùn)動(dòng)的周期如何表示？則雙星運(yùn)動(dòng)的周期如何表示？Lr1r2已知周期已知周

2、期T，L、G，則雙星的總質(zhì)量如何表示呢？，則雙星的總質(zhì)量如何表示呢？5模型特點(diǎn)模型特點(diǎn)672.三星模型：三星模型：（1）三顆質(zhì)量相等的行星，一顆行星位于中心位置不動(dòng)，）三顆質(zhì)量相等的行星，一顆行星位于中心位置不動(dòng)，另外兩顆圍繞它做圓周運(yùn)動(dòng)。三顆行星始終位于同一直線另外兩顆圍繞它做圓周運(yùn)動(dòng)。三顆行星始終位于同一直線上，上，中心行星受力平衡中心行星受力平衡，其余，其余兩顆行星的引力提供向心力兩顆行星的引力提供向心力：特點(diǎn)：特點(diǎn)：兩行星轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同，周期、角速度、線速度的大小兩行星轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同，周期、角速度、線速度的大小相等相等8（2）三顆質(zhì)量相等的行星位于一正三角形的頂點(diǎn)處，都繞）三顆質(zhì)量相等

3、的行星位于一正三角形的頂點(diǎn)處，都繞三角形的中心三角形的中心做圓周運(yùn)動(dòng)。每顆行星運(yùn)行所需要的向心力都做圓周運(yùn)動(dòng)。每顆行星運(yùn)行所需要的向心力都由其余兩顆行星對(duì)其的由其余兩顆行星對(duì)其的引力的合力引力的合力來(lái)提供。來(lái)提供。特點(diǎn)：特點(diǎn)：三顆行星轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同，周期、角速度、線速度的大小相等三顆行星轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同，周期、角速度、線速度的大小相等93.四星模型：四星模型：（1）四顆質(zhì)量相等的行星位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，）四顆質(zhì)量相等的行星位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，沿外接于正方形的圓軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)沿外接于正方形的圓軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：特點(diǎn)：四顆行星轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同，周期、角速度、線速度的大小相等四顆行星轉(zhuǎn)

4、動(dòng)的方向相同，周期、角速度、線速度的大小相等10（2）三顆質(zhì)量相等的行星位于三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，另一）三顆質(zhì)量相等的行星位于三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，另一顆恒星位于三角形的中心顆恒星位于三角形的中心o點(diǎn)，三顆行星以點(diǎn)，三顆行星以o點(diǎn)為圓心。繞正點(diǎn)為圓心。繞正三角形的外接圓做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。三角形的外接圓做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：外圍三顆行星轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同，周期、角速度、線速度的大小相等外圍三顆行星轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同，周期、角速度、線速度的大小相等1112解題模板解題模板13謝謝觀看謝謝觀看14變力做功的計(jì)算變力做功的計(jì)算高中物理微課堂高中物理微課堂故城縣高級(jí)中學(xué)韓躍榮故城縣高級(jí)中學(xué)韓躍榮15 一個(gè)質(zhì)量為

5、一個(gè)質(zhì)量為m的小球的小球,用長(zhǎng)為用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩懸掛于的輕繩懸掛于O點(diǎn)點(diǎn),小小球在水平拉力球在水平拉力F作用下作用下,從平衡位置從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)點(diǎn),此時(shí)輕繩與豎直方向夾角為此時(shí)輕繩與豎直方向夾角為,如圖所示如圖所示,則拉力則拉力F所所做的功是否為做的功是否為FLsin ?為什么為什么?161.用用動(dòng)能定理動(dòng)能定理求變力做功求變力做功 動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng),也適用于曲線運(yùn)也適用于曲線運(yùn)動(dòng)動(dòng),既適用于求恒力做功既適用于求恒力做功,也適用于求變力做功。也適用于求變力做功。因使用動(dòng)能定理可由動(dòng)能的變化來(lái)求功因使用動(dòng)能定理可由動(dòng)能的變化來(lái)求功,所

6、以動(dòng)能所以動(dòng)能定理是求定理是求變力做功的首選變力做功的首選。17 例例1(動(dòng)能定理法動(dòng)能定理法)如圖所示如圖所示,一半徑為一半徑為R的半圓形軌的半圓形軌道豎直固定放置道豎直固定放置,軌道兩端等高軌道兩端等高;質(zhì)量為質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自的質(zhì)點(diǎn)自軌道端點(diǎn)軌道端點(diǎn)P由靜止開(kāi)始滑下由靜止開(kāi)始滑下,滑到最低點(diǎn)滑到最低點(diǎn)Q時(shí)時(shí),對(duì)軌道對(duì)軌道的正壓力為的正壓力為2mg,重力加速度大小為重力加速度大小為g。質(zhì)點(diǎn)自。質(zhì)點(diǎn)自P滑滑到到Q的過(guò)程中的過(guò)程中,克服摩擦力所做的功為克服摩擦力所做的功為？182.用平均力求變力做功 在求解變力做功時(shí)在求解變力做功時(shí),若物體受到的力的方向不變?nèi)粑矬w受到的力的方向不變,而大小隨位而

7、大小隨位移是成線性變化的移是成線性變化的,則可以認(rèn)為物體受到一大小為則可以認(rèn)為物體受到一大小為F= (F1+F2) 的的恒力作用恒力作用,F1、F2分別為物體初、末狀態(tài)所受到的力分別為物體初、末狀態(tài)所受到的力,然后用公式然后用公式W=1/2(F1+F2)lcos 求此力所做的功。求此力所做的功。19例例2(平均力法平均力法)用錘子擊打釘子用錘子擊打釘子,設(shè)木板對(duì)釘子的阻力跟設(shè)木板對(duì)釘子的阻力跟釘子進(jìn)入木板的深度成正比釘子進(jìn)入木板的深度成正比,每次擊打釘子時(shí)錘子對(duì)釘子每次擊打釘子時(shí)錘子對(duì)釘子做的功相同。已知第一次擊打釘子后做的功相同。已知第一次擊打釘子后,釘子進(jìn)入的深度為釘子進(jìn)入的深度為1 cm

8、,則第二次擊打時(shí)則第二次擊打時(shí),釘子進(jìn)入的深度是多少釘子進(jìn)入的深度是多少?解析：第一次做功解析：第一次做功W=F1d=kd2/2第二次做功第二次做功W=F2d/=d/(kd+kd/)/2 d/ = -1203.用F-x圖象求變力做功在在F-x圖象中圖象中,圖線與圖線與x軸所圍軸所圍“面積面積”的代數(shù)和就表的代數(shù)和就表示力示力F在這段位移方向上所做的在這段位移方向上所做的功功,且位于且位于x軸軸上方上方的的“面積面積”為為正正,位于位于x軸軸下方下方的的“面積面積”為為負(fù)負(fù),但此方法中但此方法中學(xué)階段只適用于便于求圖線所圍面積的情況學(xué)階段只適用于便于求圖線所圍面積的情況(如三角如三角形、矩形、圓

9、等規(guī)則的幾何圖形、矩形、圓等規(guī)則的幾何圖)。21例例3(圖象法圖象法)一物體所受的力一物體所受的力F隨位移隨位移x變化的圖象如變化的圖象如圖所示圖所示,求在這一過(guò)程中求在這一過(guò)程中,力力F對(duì)物體做的功為多少對(duì)物體做的功為多少?22例例4(圖像法圖像法)用錘子擊打釘子用錘子擊打釘子,設(shè)木板對(duì)釘子的阻力跟釘設(shè)木板對(duì)釘子的阻力跟釘子進(jìn)入木板的深度成正比子進(jìn)入木板的深度成正比,每次擊打釘子時(shí)錘子對(duì)釘子做每次擊打釘子時(shí)錘子對(duì)釘子做的功相同。已知第一次擊打釘子后的功相同。已知第一次擊打釘子后,釘子進(jìn)入的深度為釘子進(jìn)入的深度為1 cm,則第二次擊打時(shí)則第二次擊打時(shí),釘子進(jìn)入的深度是多少釘子進(jìn)入的深度是多少?

10、深度深度x阻力阻力f1 cm xkkx121區(qū)面積與區(qū)面積與2區(qū)面積相等區(qū)面積相等k/2=(k+kx)(x-1)/2234.利用微元法求變力做功將物體的位移分割成許多小段將物體的位移分割成許多小段,因小段很小因小段很小,每一小每一小段上作用在物體上的力可以視為恒力段上作用在物體上的力可以視為恒力,這樣就將變力這樣就將變力做功轉(zhuǎn)化為在無(wú)數(shù)個(gè)無(wú)窮小的位移方向上的恒力所做功轉(zhuǎn)化為在無(wú)數(shù)個(gè)無(wú)窮小的位移方向上的恒力所做元功的代數(shù)和。此法在中學(xué)階段常應(yīng)用于做元功的代數(shù)和。此法在中學(xué)階段常應(yīng)用于求解大求解大小不變、方向改變的變力做功問(wèn)題小不變、方向改變的變力做功問(wèn)題。24例例5(微元法微元法)如圖所示如圖所示,在水平面上在水平面上,有一彎曲的槽道有一彎曲的槽道AB,槽道由半徑分別為槽道由半徑分別為 R/2 和和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成?，F(xiàn)用大小的兩個(gè)半圓構(gòu)成。現(xiàn)用大小恒為恒為F的拉力將一光滑小球從的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)沿槽道拉至點(diǎn)沿槽道拉至B點(diǎn)點(diǎn),若拉若拉力力F的方向時(shí)刻與小球運(yùn)動(dòng)方向一致的方向時(shí)刻與小球運(yùn)動(dòng)方向一致,則此過(guò)程中拉力所則此過(guò)程中拉力所做的功為做的功為25