2012高考一輪復(fù)習(xí):物理必知十五大錦囊(3)
錦囊十二：豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動巧理解
1.豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的兩類模型的動力學(xué)條件
在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的物體，按運(yùn)動至軌道最高點(diǎn)時(shí)的受力情況可分為兩類。一是無支撐（如球與繩連結(jié)，沿內(nèi)軌道的"過山車"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)動等），稱為"桿（管道）約束模型".
（1）對于"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)動速度v
（2）對于"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，彈力應(yīng)向下；當(dāng) 彈力向上。
2.解答豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的基本思路和解題方法。
"兩點(diǎn)一過程"是解決豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動問題的基本思路。"兩點(diǎn)"，即最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)對物體進(jìn)行受力分析，找出向心力的來源，列牛頓第二定律的方程；"一過程"，即從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)，用動能定理將這兩點(diǎn)的動能（速度）聯(lián)系起來。
錦囊十三："繩連"問題的解法與技巧
1.求解"繩連"問題的依據(jù)是什么？
"繩連"問題，即繩子末端速度的分解問題，是學(xué)習(xí)運(yùn)動的合成與分解知識的一個(gè)難點(diǎn)，問題是搞不清哪一個(gè)是合速度，哪一個(gè)是分速度。求解"繩連"問題的依據(jù)，即合運(yùn)動與分運(yùn)動的效果相同，具有等效性。物體相對于給定參照物（一般為地面）的實(shí)際運(yùn)動是合運(yùn)動，實(shí)際運(yùn)動的方向就是合運(yùn)動的方向。物體的實(shí)際運(yùn)動，可以按照其實(shí)際效果，分解為兩個(gè)分運(yùn)動。
2.求解"繩連"問題的具體方法是什么？
解決"繩連"問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)動包含了兩個(gè)分效果：沿繩分運(yùn)動（伸長或縮短），垂直繩的分運(yùn)動（轉(zhuǎn)動），故可以將繩端的速度分解為，沿繩（伸長或收縮）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)動時(shí)必須具有的線速度，是所有做圓周運(yùn)動的衛(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"，衛(wèi)星所受的向心力由萬有引力提供，即 ，得 ，又星球表面萬有引力約等于重力，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)離開該星球所需的最小速度，也是能繞該星球做橢圓運(yùn)動的衛(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.我國發(fā)射"嫦娥一號"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，能夠掙脫太陽引力的束縛飛到太陽系外的最小速度。地球的第三宇宙速度vⅢ=16.7km/s.
4.三個(gè)宇宙速度之間的對比
以地球?yàn)槔�，三個(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；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，成為繞太陽運(yùn)動的衛(wèi)星；當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)地面附近時(shí)，其速度超過16.7 km/s，則衛(wèi)星能飛出太陽系成為太陽系外的衛(wèi)星。
錦囊十五：天體運(yùn)動過程中基本參量的比較
描述天體運(yùn)動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)動簡化為勻速圓周運(yùn)動，天體所需的向心力由萬有引力提供，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。牛頓運(yùn)動定律中需要知曉的方法技巧，關(guān)于能量。電場。電路；磁場。電磁感應(yīng)。交流電的復(fù)習(xí)方法技巧請關(guān)注后續(xù)文章或分別關(guān)注《試題調(diào)研》第2輯、第3輯。同時(shí)，在復(fù)習(xí)力。運(yùn)動。牛頓運(yùn)動定律這一知識模塊時(shí)還有有很多技巧可以幫助我們更好地學(xué)習(xí)的，欲了解更多技巧，請關(guān)注《試題調(diào)研》物理第1輯。內(nèi)容來自《試題調(diào)研》第1輯，轉(zhuǎn)載請標(biāo)明出處。
(責(zé)任編輯：張影)
分享“2012高考一輪復(fù)習(xí):物理必知十五大錦囊”到：
