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將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),是處理平拋運(yùn)動(dòng)的基本思路和方法,而適用于這兩種基本運(yùn)動(dòng)形式的規(guī)律和推論,在這兩個(gè)方向上仍然適用,這為解決平拋運(yùn)動(dòng)以及電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)提供了極大的方便。 2.平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。 水平分運(yùn)動(dòng): ;豎直分運(yùn)動(dòng): 平拋質(zhì)點(diǎn)在t秒末的合速度v:大小 ,方向 ( 為v與v0的夾角)。 平拋質(zhì)點(diǎn)在t秒內(nèi)的合位移s:大小 ,方向tanθ = (θ為s與v0的夾角)。 錦囊十二:豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)巧理解 1.豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的兩類模型的動(dòng)力學(xué)條件 在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,按運(yùn)動(dòng)至軌道最高點(diǎn)時(shí)的受力情況可分為兩類。一是無(wú)支撐(如球與繩連結(jié),沿內(nèi)軌道的"過(guò)山車"等),稱為"繩(環(huán))約束模型",二是有支撐(如球與桿連接,在彎管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)等),稱為"桿(管道)約束模型". (1)對(duì)于"繩約束模型",在圓軌道最高點(diǎn),當(dāng)彈力為零時(shí),物體的向心力最小,僅由重力提供, 由mg= ,得臨界速度 .當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度v (2)對(duì)于"桿約束模型",在圓軌道最高點(diǎn),因有支撐,故最小速度可為零,不存在脫離軌道的情況。物體除受向下的重力外,還受相關(guān)彈力作用,其方向可向下,也可向上。當(dāng)物體速度 產(chǎn)生離心運(yùn)動(dòng),彈力應(yīng)向下;當(dāng) 彈力向上。 2.解答豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的基本思路和解題方法。 "兩點(diǎn)一過(guò)程"是解決豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路。"兩點(diǎn)",即最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)對(duì)物體進(jìn)行受力分析,找出向心力的來(lái)源,列牛頓第二定律的方程;"一過(guò)程",即從最高點(diǎn)到最低點(diǎn),用動(dòng)能定理將這兩點(diǎn)的動(dòng)能(速度)聯(lián)系起來(lái)。 錦囊十三:"繩連"問(wèn)題的解法與技巧 1.求解"繩連"問(wèn)題的依據(jù)是什么? "繩連"問(wèn)題,即繩子末端速度的分解問(wèn)題,是學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)的一個(gè)難點(diǎn),問(wèn)題是搞不清哪一個(gè)是合速度,哪一個(gè)是分速度。求解"繩連"問(wèn)題的依據(jù),即合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的效果相同,具有等效性。物體相對(duì)于給定參照物(一般為地面)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng),實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向就是合運(yùn)動(dòng)的方向。物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng),可以按照其實(shí)際效果,分解為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)。 2.求解"繩連"問(wèn)題的具體方法是什么? 解決"繩連"問(wèn)題的具體方法可以概括為:繩端的速度是合速度,繩端的運(yùn)動(dòng)包含了兩個(gè)分效果:沿繩分運(yùn)動(dòng)(伸長(zhǎng)或縮短),垂直繩的分運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)),故可以將繩端的速度分解為,沿繩(伸長(zhǎng)或收縮)方向的分速度和垂直于繩的分速度。另外,同一條繩子的兩端沿繩的分速度大小相等。 錦囊十四:三種宇宙速度巧分辨 1.第一宇宙速度 第一宇宙速度是衛(wèi)星在星球表面附近勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)必須具有的線速度,是所有做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星中最大的線速度。理解第一宇宙速度,要抓住兩個(gè)要點(diǎn),一是"在星球表面附近",衛(wèi)星的軌跡半徑r與星球的半徑R相等;二是"勻速圓周運(yùn)動(dòng)",衛(wèi)星所受的向心力由萬(wàn)有引力提供,即 ,得 ,又星球表面萬(wàn)有引力約等于重力,即 ,故 .地球的第一宇宙速度約為7.9km/s,月球的第一宇宙速度約為1.8km/s. 2.第二宇宙速度 第二宇宙速度,是指在星球表面附近發(fā)射飛行器,使其克服該星球的引力永遠(yuǎn)離開(kāi)該星球所需的最小速度,也是能繞該星球做橢圓運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星在近地點(diǎn)的最大速度。地球的第二宇宙速度vⅡ=11.2km/s.我國(guó)發(fā)射"嫦娥一號(hào)"探月衛(wèi)星時(shí),衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道的近地點(diǎn)(離地面高度約600km)時(shí)的速度約為10km/s. 3.第三宇宙速度。 第三宇宙速度,是指在地面附近發(fā)射飛行器,能夠掙脫太陽(yáng)引力的束縛飛到太陽(yáng)系外的最小速度。地球的第三宇宙速度vⅢ=16.7km/s. 4.三個(gè)宇宙速度之間的對(duì)比 以地球?yàn)槔齻(gè)宇宙速度和相應(yīng)軌道間的關(guān)系如圖所示。當(dāng)衛(wèi)星在地面附近做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其運(yùn)行速度即為第一宇宙速度7.9km/s,當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)地面附近時(shí),其速度介于7.9km/s——11.2 km/s之間,則衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng);當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)地面附近時(shí),其速度介于11.2km/s——16.7 km/s之間,則衛(wèi)星沿橢圓軌道飛離地球,成為繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星;當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)地面附近時(shí),其速度超過(guò)16.7 km/s,則衛(wèi)星能飛出太陽(yáng)系成為太陽(yáng)系外的衛(wèi)星。 錦囊十五:天體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中基本參量的比較 描述天體運(yùn)動(dòng)的物理量主要有軌跡半徑r、線速度v、角速度ω、周期T、向心加速度a等。萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律是討論這些物理量的基本依據(jù)。將天體(行星或衛(wèi)星)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為勻速圓周運(yùn)動(dòng),天體所需的向心力由萬(wàn)有引力提供,則天體的繞行速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系總結(jié)如下: (1)由 得, ,所以r越大,v越小。 (2)由 = mω2r得,ω= ,所以r越大,ω越小。 (3) = 得,T= ,所以r越大,T越大。 (4) =ma得,a= ,所以r越大,a越大。 以上是在復(fù)習(xí)力、運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律中需要知曉的方法技巧,希望對(duì)同學(xué)們復(fù)習(xí)高考物理有所幫助。 |
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