高中物理之圆周运动的临界问题
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高中物理之圆周运动的临界问题
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高中物理圆周运动总结
答：质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动称为圆周运动，即轨迹是圆周的运动叫“圆周运动”。是一种最常见的曲线运动。例如电动机转子、车轮、皮带轮等都作圆周运动。　　圆周运动分为，匀速圆周运动（如：圆锥摆运动）和变速圆周运动（如：竖直平面内的过册车）。　　在圆周运动中，最常见和最简单的是匀速圆周运动（因为速度是矢量，所以匀速圆周运动也是变速运动，实际上是指匀速率圆周运动）。因为加速度是矢量，所以匀速圆周运动也是变加速运动．
周期：　　转速：　　角速度：　　线速度：　　　　圆周运动的例子：人造卫星、水流星、火车转弯、齿轮转动。 　　圆周运动的条件：受到向心力的作用，向心力产生向心加速度．　　主要公式　　线速度v＝S/t　　　　v=2πr/T　　角速度ω=θ/△t　　　ω=2π/T　　（单位：rad/s）。　　由以上可推导出线速度和角速度的关系：v=ωr　　向心力F=mv²/R
F=mRω²
F=mωv　　向心力的来源：　　生活中的圆周运动　　火车过弯道：把重力和路面支持力的合力提供向心力．　　汽车过拱形桥：过最高点，桥对车的支持力为F=G-（mv²）/R，又因为汽车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对作用力和反作用力，大小相等，所以压力大小也为 F=G-（mv²）/R。 　　　翻滚过山车：过最高点的时的速度必满足V≥√(Rg)
航天器中的失重现象：在轨道上正常运行的航天器与航天器中的物体且有相同的向心加速度，它们之间没有相互作用的压力，称为失重． 　　离心运动：做圆周运动的物体，由于惯性，总有沿着切线方向飞去的倾向。但它没有飞去，这是因为向心力在作用于它，使它与圆心的距离保持不变。一旦向心力突然消失，物体就沿切线方向飞去。除了向心力突然消失这种情况，在合力不足以提供所需的向心力时，物体虽然不会沿切线飞去，也会逐渐远离圆心运动．远离圆运动就叫离心运动．　　主要公式　　线速度v＝S/t　　　　 v=2πr/T　　角速度ω=θ/△t　　　ω=2π/T　　（单位：rad/s）。　　由以上可推导出线速度v=ωr　　向心力F=mv²/R
F=mRω²
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以同心圆的形式，天体绕太阳运动的时候，半径越小。速度越大（线速度角速度加速度），周期越小
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常见的圆周运动问题|高​中​物​理​高​考​物​理​高​三​物​理
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＞＞＞a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内作匀速圆周运动、距地面..
a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内作匀速圆周运动、距地面9.6×106m的卫星，c是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于a的正上方（如图甲所示），经48h，a、b、c的大致位置是图乙中的（取地球半径R=6.4×106m，地球表面重力加速度g=10m/s2，π=10）（　　）A．B．C．D．
题型：单选题难度：偏易来源：四川
由于a物体和同步卫星c的周期都为24h．所以48h后两物体又回到原位置，故A错误；b是在赤道平面内作匀速圆周运动、距地面9.6×106m的卫星，根据万有引力提供向心力得：GMmr2=mr(2πT)2& ①根据地球表面的物体万有引力等于重力得：GMmR2=mg& ②由①②式解得：b卫星运行的周期T≈2×104s，然后再算b卫星在48小时内运行的圈数n=48h/T，代入数据得n=8.64圈，故选B．
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据魔方格专家权威分析，试题“a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内作匀速圆周运动、距地面..”主要考查你对&&人造地球卫星，地球同步卫星，万有引力定律的其他应用&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
人造地球卫星地球同步卫星万有引力定律的其他应用
人造地球卫星：
在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗人造地球卫星，简称人造卫星。&(1)人造卫星按运行轨道可分为低轨道卫星、中轨道卫星、高轨道卫星，以及地球同步轨道卫星、极地轨道卫星等。&(2)按用途人造卫星可分为三大类：科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。人造地球卫星：
1、若已知人造卫星绕地心做匀速率圆周运动的轨道半径为r，地球的质量为M，各物理量与轨道半径的关系： ①由得卫星运行的向心加速度为：； ②由得卫星运行的线速度为：； ③由得卫星运行的角速度为：； ④由得卫星运行的周期为：； ⑤由得卫星运行的动能：； 即随着运行的轨道半径的逐渐增大，向心加速度a、线速度v、角速度ω、动能Ek将逐渐减小，周期T将逐渐增大。 2、用万有引力定律求卫星的高度： 通过观测卫星的周期T和行星表面的重力加速度g及行星的半径R可以求出卫星的高度。 3、近地卫星、赤道上静止不动的物体 ①把在地球表面附近环绕地球做匀速率圆周运动的卫星称之为近地卫星，它运行的轨道半径可以认为等于地球的半径R0，其轨道平面通过地心。若已知地球表面的重力加速度为g0，则 由得：； 由得：； 由得：。 若将地球半径R0=6.4×106m和g0=9.8m/s2代入上式，可得v=7.9×103m/s，ω=1.24×10-3rad/s，T=5074s，由于，和且卫星运行的轨道半径 r＞R0，所以所有绕地球做匀速率圆周运动的卫星线速度v＜7.9×103m/s，角速度ω＜1.24×10-3rad/s，而周期T＞5074s。 ②特别需要指出的是，静止在地球表面上的物体，尽管地球对物体的重量也为mg，尽管物体随地球自转也一起转，绕地轴做匀速率圆周运动，且运行周期等于地球自转周期，与近地卫星、同步卫星有相似之处，但它的轨道平面不一定通过地心，如图所示。只有当纬度θ=0°，即物体在赤道上时，轨道平面才能过地心.地球对物体的引力F的一个分力是使物体做匀速率圆周运动所需的向心力f=mω2r，另一个分力才是物体的重量mg，即引力F不等于物体的重量mg，只有当r=0时，即物体在两极处，由于f=mω2r=0，F才等于mg。③赤道上随地球自转而做圆周运动的物体与近地卫星的区别：A、赤道上物体受的万有引力只有一小部分充当向心力，另一部分作为重力使得物体紧压地面，而近地卫星的引力全部充当向心力，卫星已脱离地球；B、赤道上（地球上）的物体与地球保持相对静止，而近地卫星相对于地球而言处于高速旋转状态。 4、卫星的超重和失重 “超重”是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程，此情景与“升降机”中物体超重相同。“失重”是卫星进入轨道后正常运转时，卫星上的物体完全“失重”（因为重力提供向心力），此时，在卫星上的仪器，凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用，比如水银气压计、天平、密度计、电子称、摆钟等。 5、卫星变轨问题 卫星由低轨道运动到高轨道，要加速，加速后作离心运动，势能增大，动能减少，到高轨道作圆周运动时速度小于低轨道上的速度。 当以第一宇宙速度发射人造卫星，它将围绕地球表面做匀速圆周运动；若它发射的速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间，则它将围绕地球做椭圆运动。有时为了让卫星绕地球做圆周运动，要在卫星发射后做椭圆运动的过程中二次点火，以达到预定的圆轨道。设第一宇宙速度为v，则由第一宇宙速度的推导过程有。在地球表面若卫星发射的速度v1＞v，则此时卫星受地球的万有引力应小于卫星以v1绕地表做圆周运动所需的向心力m，故从此时开始卫星将做离心运动，在卫星离地心越来越远的同时，其速率也要不断减小，在其椭圆轨道的远地点处（离地心距离为R′)，速率为v2(v2＜v1)，此时由于G＞m，卫星从此时起做向心运动，同时速率增大，从而绕地球沿椭圆轨道做周期性的运动。如果在卫星经过远地点处开动发动机使其速率突然增加到v3，使G＝m，则卫星就可以以速率v3，以R′为半径绕地球做匀速圆周运动。同样的道理，在卫星回收时，选择恰当的时机使做圆周运动的卫星速率突然减小，卫星将会沿椭圆轨道做向心运动，让该椭圆与预定回收地点相切或相交，就能成功地回收卫星。 地球同步卫星：
所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的，这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上，且绕地球运动的周期等于地球的自转周期，即T=24h=86400s，离地面高度=3.6×107m。同步卫星的轨道一定在赤道平面内，并且只有一条，所有同步卫星都在这条轨道上，以大小相同的线速度，角速度和周期运行着，运动方向与地球自转方向相同。万有引力定律的其他应用：
万有引力定律：（G=6.67×10-11 N·m2/kg2），万有引力定律在天文学中的应用：1、计算天体的质量和密度；2、人造地球卫星、地球同步卫星、近地卫星；3、发现未知天体；4、分析重力加速度g随离地面高度h的变化情况；①物体的重力随地面高度h的变化情况：物体的重力近似地球对物体的吸引力，即近似等于，可见物体的重力随h的增大而减小，由G=mg得g随h的增大而减小。②在地球表面（忽略地球自转影响）：（g为地球表面重力加速度，r为地球半径）。③当物体位于地面以下时，所受重力也比地面要小，物体越接近地心，重力越小，物体在地心时，其重力为零。5、双星问题：天文学上把两颗相距比较近，又与其他星体距离比较远的星体叫做双星。双星的间距是一定的，它们绕二者连线上的同一点分别做圆周运动，角速度相等。以下图为例由以上各式解得：6、黄金代换公式：GM=gR2。
发现相似题
与“a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内作匀速圆周运动、距地面..”考查相似的试题有：
107017436295174219178498154498209690物理的圆周运动临界问题_百度知道
物理的圆周运动临界问题
什么时候V在圆周运动中有最小速度,什么时候有最大速度??
提问者采纳
一）绳－端拴小球，以另一端为心做圆周运动，以及球在圆弧轨道内侧上运动时，都要考虑最小速度。例如，小球通过圆轨内侧最高点时，mg=mvv/R，v=(Rg)^1/2二）绳＿端拴球做圆周运动在最低点要考虑最大速度。绳拉力F=mg+mvv/R，不能超过绳所能提供的最大拉力，以免绳被拉断。
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当是绳带动小球时候在最高点的速度为根号下GR由来是将向心力=G带入公式
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