高中物理自主学习同步讲解与训练匀速圆周运动Word格式.docx
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①匀速圆周运动中，、T、n、R不变，v、a向时刻变化（方向）。
时值。
3.描述圆周运动的动力学物理量：
向心力。
（1）向心力来源：
向心力是根据力的作用效果来命名的，不是什么特殊性质的力，是由物体的实际受力来提供，可以是F引，重力，弹力，摩擦力等，可以是它们的合力，也可以是某个力的分力。
举例：
天体运转：
F向=F引
水平转盘上跟着匀速转动的物体
F向=f静。
（弹簧）绳拉小球在光滑水平面匀速转动
F向=T（F向=f弹）
F向=N
（mg=f静）
带电粒子垂直射入匀强磁场匀速圆周
F向=f洛
电子绕原子核旋转
F向=F库
圆锥摆：
F向=F合（重力和弹力的合力）
绳拉小球在竖直面作变速圆周
（3）向心力方向：
总是沿半径指向圆心，与速度方向永远垂直。
（4）作用效果：
只改变线速度方向，不改变线速度大小。
专题二
圆周运动的实例分析
1.研究圆周运动的基本方法：
（利用牛顿第二定律研究）
（1）确定研究对象。
（2）确定圆运动的轨道平面和圆心的位置，以便确定向心力的方向。
（3）受力分析，在半径方向指向圆心和垂直半径方向建坐标轴，（不在坐标轴上力可进行分解）。
（4）列方程：
如半球形碗的光滑内表面，小球水平圆周运动，F向=Nx，
竖直圆周运动，F向=N－mg
2.竖直平面内圆周运动的临界问题：
（1）绳拉小球，在光滑轨道由于绳是软的，只能产生沿绳收缩方向的拉力，不能产生小球支持力，故小球通过最高点临界条件：
（2）物体支撑小球（杆，管壁）：
由于轻杆对小球既能产生拉力（向下），也可产生支持力（向上），所以小球通过最高点临界条件：
度。
专题三
万有引力定律
1.分析天体运动基本方法：
2.估算中心天体质量M，平均密度ρ：
测其它天体绕中心天体运动半径r，周期T，则
当卫星沿天体表面绕天体运行，r=R0，则：
3.万有引力和重力：
在地球表面：
由于地球自转，地球表面的物体随地球自转需向心力，重力实际上是万有引力的一个分力。
从赤道→两极，g逐渐增大。
4.卫星绕地球运动的向心加速度a1和物体随地球自转向心加速度a2。
专题四
人造地球卫星
1.解决卫星问题思路：
以地心为圆心做匀速圆周运动
F向=F引
2.卫星绕行速度、角速度，周期与轨道半径r关系：
r=R+h
3.运行速度和发射速度：
发射速度：
r↑
v发射↑（原因：
升空过程克服地球引力（G）做功）
（1）第一宇宙速度（环绕速度）：
人造地球卫星最大的运行速度，最小发射速度。
7.9km/s
4.地球同步卫星：
（1）T=T自转，相对地球静止
（2）轨道平面：
赤道平面上
（3）同步卫星运行v，运行高度h定值
h=r－R=36000km，v=3.1km/s。
【典型例题】
例1.
A.6.0N的拉力
B.6.0N的压力
C.24N的拉力
D.24N的压力
答案：
B
解析：
解法一：
设小球以速率v0通过最高点时，球对杆的作用力恰好为零，即
如下图示为小球的受力情况图
解法二：
设杆对小球的作用力为FN（由于方向未知，设为向下）
如图所示，由向心力公式得：
负号说明FN的方向与假设方向相反，即向上。
例2.（2004年，江苏南通模拟）如图所示为宇宙中有一个恒星系的示意图，A为该星系的一颗行星，它绕中央恒星O运行轨道近似为圆，天文学家观测得到A行星运动的轨道半径为R0，周期为T0。
（1）中央恒星O的质量是多大？
（2）长期观测发现，A行星实际运动的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离，天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B（假设其运行轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同），它对A行星的万有引力引起A轨道的偏离。
根据上述现象及假设，你能对未知行星B的运动得到哪些定量的预测。
分析：
（1）设中央恒星质量为M，A行星质量为m，则有
（2）由题意可知：
A、B相距最近时，B对A的影响最大，且每隔t0时间相距最近
例3.（2004年，北京）如图所示，abc是光滑的轨道，其中ab是水平的，bc为与ab相切的位于竖直平面内的半圆，半径R=0.30m。
质量m=0.20kg的小球A静止在轨道上，另一质量M=0.60kg、速度v0=5.5m/s的小球B与小球A正碰。
已知相碰后小球A经过半
（1）碰撞结束时，小球A和B的速度的大小；
（2）试论证小球B是否能沿着半圆轨道到达c点。
小球B与小球A碰撞，动量守恒；
碰撞后小球A、B沿bc轨道运动，机械能守恒；
小球A离开c点后做平抛运动，小球B能否到达c点可用假设推理法进行分析判断。
半圆最高点的速度，t表示小球A从离开半圆最高点到落在轨道上经过的时间，则有
（2）假定B球刚能沿着半圆轨道上升到c点，则在c点时，轨道对它的作用力等于零。
以vc表示它在c点的速度，vb表示它在b点相应的速度，由牛顿定律和机械能守恒定
例4.（2004年全国理综一，23）在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来。
假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h，速度方向是水平的，速度大小为v0，求它第二次落到火星表面时速度的大小。
计算时不计火星大气阻力。
已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T，火星可视为半径为r0的均匀球体。
以g’表示火星表面附近的重力加速度，M表示火星的质量，m表示火星的卫星质量，m’表示火星表面处某一物体的质量，由万有引力定律和牛顿第二定律，有
例5.我国在酒泉卫星发射中心成功发射“神舟”五号载人试验飞船。
飞船绕地球14圈后，地面控制中心发出返回指令，飞船启动制动发动机，调整姿态后，在内蒙古中部地区平安降落。
（1）假定飞船沿离地面高度为300km的圆轨道运行，轨道半径为___________；
其运行周期为___________min；
在该高度处的重力加速度为___________（已知地球半径为
（2）飞船脱离原来轨道返回大气层的过程中，其重力势能将___________，动能将___________，机械能将___________（均填“增大”“减小”或“不变”）。
（1）试验飞船在离地300km的圆轨道上运动时只受地球引力的作用，该力是飞船的向心力，也可认为是飞船在该处所受的重力，所以飞船的轨道半径为：
由于万有引力等于向心力，所以有：
代入数据得飞船的运行周期T=90.8min
飞船在该高度处的重力加速度为：
（2）飞船启动制动发动机之后，其运行的轨道半径将逐渐变小，由于其轨道的变化比较慢，所以降落过程中的任一时刻，仍认为飞船满足匀速圆周运动的条件，其线速度增大。
由于克服大气阻力（或制动力）做功，所以它的机械能将减小。
【模拟试题】
1.如图所示，两个半径不同而内壁光滑的半圆轨道固定于地面，一个小球先后从与球心在同一水平高度的A、B两点由静止开始自由下滑，通过轨道最低点时（
）
A.小球对两轨道的压力相同
B.小球对两轨道的压力不同
C.此时小球的向心加速度不相等
D.此时小球的向心加速度相等
2.如图所示，在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上，有两个质量相等的小物块A和B，它们分别紧贴漏斗的内壁，在不同的水平面上做匀速圆周运动，则（
（1）物块A的线速度大于物块B的线速度
（2）物块A的角速度大于物块B的角速度
（3）物块A对漏斗内壁的压力大于物块B对漏斗内壁的压力
（4）物块A的周期大于物块B的周期
以上说法正确的是（
A.
（1）
（2）
B.（3）（4）
C.
（1）（4）
D.
（2）（3）
3.2005·
无锡
质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，且角速度为，则杆的上端受到球对其作用力的大小为（
A.
B.
C.
D.不能确定
4.2005·
湖北
在水平放置的圆盘上有A、B、C、D四个木块，，，，木块与圆盘间的动摩擦因数相同。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木块在圆盘上位置如图所示。
使圆盘转动起来并逐渐地加快转速，当转速达到一定程度时，木块开始打滑，下列描述正确的是（
A.A最先打滑，C最后打滑
B.C最先打滑，A最后打滑
C.A和D一起打滑
D.B和C一起打滑
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