第七章 万有引力与宇宙航行-【成才之路】2020-2021学年高中新教材新课程物理必修二同步学习指导（人教版）

物理（必修·第二册 ＲＪ） (２)当 Ｆ ＝ ０ 时有 ｍｇ ＝ ｍ ｖ ２ ｒ 得 ｖ ＝ ｇｒ ＝ １０ ５ ｍ / ｓ (３)当 ｖ ＝ ｇＲ时汽车就会“飞”起来ꎬ 将 Ｒ ＝ ６. ４ × １０６ ｍ 代入得 ｖ ＝ ８ ０００ ｍ / ｓ 章末小结 知识网络构建 　 　 圆周　 ２πｒ Ｔ 　 ２π Ｔ 　 ２π ω 　 ｍｒω２ 　 ｒω２ 　 水平分力　 ｇＲｔａｎθ　 外轨　 内轨　 失重　 超重　 小于 方法归纳提炼 典题 １:Ｒ ｇ ２ｈ 　 ２ｋπ ｇ ２ｈ (ｋ ＝ １ꎬ２ꎬ３ꎬ􀆺) 解析:小球运动的时间 ｔ ＝ ２ｈ ｇ ꎬ 则小球抛出的速度 ｖ ＝ Ｒ ｔ ＝ Ｒ ｇ ２ｈ ꎬ 由题意知ꎬ圆板转动的角速度为 ω ＝２πｋ ｔ ＝２ｋπ ｇ ２ｈ (ｋ ＝１ꎬ２ꎬ３ꎬ􀆺)ꎮ 典题 ２:(１)１ ｒａｄ / ｓ　 (２)２ ｒａｄ / ｓ 解析:(１)当转台角速度为 ω１ 时ꎬＢ 与转台间摩擦力恰好达最大静 摩擦力ꎬ细绳的张力刚好为零ꎻ有: μｍＢｇ ＝ ｍＢＬω ２ １ 代入数值解得:ω１ ＝ １ ｒａｄ / ｓꎮ (２)当转台角速度为 ω２ 时ꎬＡ、Ｂ 与转台间摩擦力都达最大静摩擦 力ꎬ则:对 Ａ 有:μｍＡｇ ＝ Ｔꎻ 对 Ｂ 有:Ｔ ＋ μｍＢｇ ＝ ｍＢＬω ２ ２ 代入数值解得:ω２ ＝ ２ ｒａｄ / ｓꎮ 典题 ３:(１)２. ４５ ｍ / ｓ　 (２)２. ５ Ｎ　 方向竖直向上 解析:(１)水做圆周运动ꎬ在最高点水不流出的条件是:水的重力不 大于水所需要的向心力ꎮ 这是最小速度即是过最高点的临界速度 ｖ０ ꎮ 以水为研究对象 　 　 ｍｇ ＝ ｍ ｖ２０ Ｌ 解得 ｖ０ ＝ Ｌｇ ＝ ０. ６ × １０ ｍ / ｓ ≈２. ４５ ｍ / ｓ (２)因为 ｖ ＝ ３ ｍ / ｓ > ｖ０ ꎬ故重力不足以提供向心力ꎬ要由桶底对水向 下的压力补充ꎬ此时所需向心力由以上两力的合力提供ꎮ ｖ ＝ ３ ｍ / ｓ > ｖ０ ꎬ水不会流出ꎮ 设桶底对水的压力为 Ｆꎬ则由牛顿第二 定律有:ｍｇ ＋ Ｆ ＝ ｍ ｖ ２ Ｌ 解得 Ｆ ＝ ｍ ｖ ２ Ｌ － ｍｇ ＝ ０. ５ × ( ３ ２ ０. ６ － １０)Ｎ ＝ ２. ５ Ｎ 根据牛顿第三定律 Ｆ′ ＝ － Ｆ 所以水对桶底的压力 Ｆ′ ＝ ２. ５ Ｎꎬ方向竖直向上ꎮ 高考真题探析 典题:Ｂ　 硬币在水平圆盘上做匀速圆周运动ꎬ由摩擦力提供向心力ꎬ 当向心力等于最大静摩擦力时ꎬ圆盘转动的角速度最大ꎬ根据牛顿第二定 律有 μｍｇ ＝ ｍｒω２ ꎬ解得圆盘转动的最大角速度为 ω ＝ μｇ ｒ ꎬ选项 Ｂ 正确ꎮ 临场真题练兵 　 ＢＤ　 Ａ 错:座舱的周期 Ｔ ＝ ２πＲ ｖ ＝ ２π ω ꎮ Ｂ 对:根据线速度与角速度的关系ꎬｖ ＝ ωＲꎮ Ｃ 错ꎬＤ 对:座舱做匀速圆周运动ꎬ摩天轮对座舱的作用力与重力大小 不相等ꎬ其合力提供向心力ꎬ合力大小为 Ｆ合 ＝ ｍω ２ Ｒꎮ 第七章　 万有引力与宇宙航行 第一节　 行星的运动 课前预习反馈 　 　 知识点 １:地球　 地球　 太阳　 太阳　 匀速圆周　 第谷 知识点 ２:椭圆　 椭圆　 焦点　 相等　 相等　 半长轴　 公转周期　 ａ３ Ｔ２ 　 无关 判一判 　 　 (１) × 　 (２) × 　 (３)√　 (４) × 　 (５)√ 选一选 　 　 ＡＢＣ　 所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆ꎬ太阳处在所有椭圆 的一个焦点上ꎻ行星在椭圆轨道上运动的周期 Ｔ 和轨道半长轴满足 ａ ３ Ｔ２ ＝ 恒量ꎬ故所有行星实际并不是在做匀速圆周运动ꎬ整个宇宙是在不停 运动的ꎮ 想一想 　 　 地球绕太阳运行时ꎬ对于北半球的观察者而言ꎬ秋冬季节地球在近 地点运动ꎬ经过 ＣＤＡ 这段曲线ꎻ在春夏季节地球经过 ＡＢＣ 这段曲线ꎬ根 据开普勒第二定律ꎬ地球在秋冬季节比在春夏季节运动得快一些ꎬ时间 相应就短一些ꎮ 一年之内ꎬ春夏两季共 １８４ 天ꎬ秋冬两季只有 １８１ 天ꎮ 课内互动探究 　 　 情境导入 １:Ａ　 Ｂ　 减速　 加速 典题 １:Ｃ　 太阳位于木星运行轨道的一个焦点上ꎬＡ 项错误ꎻ火星 与木星轨道不同ꎬ在运行时速度不可能始终相等ꎬＢ 项错误ꎻ“ 在相等的 时间内ꎬ行星与太阳连线扫过的面积相等”是对于同一颗行星而言的ꎬ不 同的行星ꎬ则不具有可比性ꎬＤ 项错误ꎻ根据开普勒第三定律ꎬ对同一中 心天体来说ꎬ行星公转半长轴的三次方与其周期的平方的比值为一定 值ꎬＣ 项正确ꎮ 对点训练 １:ＡＢＣ　 由开普勒第一定律知:人造地球卫星的轨道都是 椭圆ꎬ且地球位于所有椭圆的公共焦点上ꎬＡ 正确ꎻ由开普勒第二定律 知:行星远离太阳时ꎬ速度逐渐减小ꎬＢ 正确ꎻ由开普勒第三定律知:行星 离太阳越远ꎬ周期越大ꎬＣ 正确ꎻ