曲线运动是运动学的主要部分ALevel物理测试点,今天小边将带您总结这部分内容在考试中经常测试公式和概念内容,我希望帮助您更好地开展相关的复习和准备工作,让我们一起理解!
曲线运动,万有引力
1)平抛运动
1.水平方向速度:Vx=Vo2.竖向速度:Vy=gt
3.水平方向位移:x=Vot4.垂直位移:y=gt2/2
5.运动时间t=(2y/g)1/2(通常表示(2h/g)1/2)
6.合速VT=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2,合速方向和水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7.合位移:s=(x2+y2)1/2,位移方向和水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8.水平方向加速:ax=0;垂直加速度:ay=g
注:
(1)平抛运动是一种加速度为g的均匀变速曲线运动,通常可以看作是水平匀速直线运动和垂直自由落体运动的合成;
(2)运动时间从下降高度h开始(y)决定与水平抛出速度无关;
(3)θ与βtg的关系β=2tgα;
(4)时间t是平抛运动中解决问题的关键;(5)做曲线运动的物体必须有加速度。当速度方向与合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体应进行曲线运动。
2)匀速圆周运动
1.线速度V=s/t=2πr/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期和频率:T=1/f6.角速与线速的关系:V=ωr
7.角速与转速的关系ω=2πn(这里的频率与转速相同)
8.主要物理量和单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速:m/s2。
注:
(1)向心力可以由特定的力、合力或分力提供,方向始终垂直于速度方向,指向圆心;
(2)对于匀速圆周运动的物体,向心力等于合力,向心力只改变速度的方向,而不改变速度的大小。因此,物体的动能保持不变,向心力不工作,但动量不断变化。
3)万有引力
1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)}
2.万有引力定律:F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在它们的连接上)
3.天体重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2{R:天体半径(m),M:天体质量(kg)}
4.卫星绕行速度、角速度和周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天体质量}
5.第一(二)三宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
6.地球同步卫星GMM/(R)+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距离地球表面的高度,r地:地球的半径}
注:
(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万;
(2)万有引力定律的应用可以估计天体的质量密度;
(3)地球同步卫星只能在赤道上运行,运行周期与地球自转周期相同;
(4)卫星轨道半径变小时,势能变小,动能变大,速度变大,周期变小(一起三反);
(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度为7.9km/s。
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