专题三圆周运动与天体运动的规律【专家概述】一、本专题的重点和难点内容1、匀速圆周运动的有关物理量中矢量有：线速度、加速度、向心力，它们的方向是重点；标量有：线速度大小、加速度大小、向心力大小、角速度、周期、频率、半径。2、向心加速度改变线速度的方向，不改线速度的大小；切向加速度，改变线速度的大小，不改变线速度的方向。各司其职，互不干扰。匀速圆周运动的切向加速度一定等于零。3、各外力在半径方向的合力提供向心力，与向心加速度对应；在切线方向的合力提供切向力，与切向加速度对应。4、匀速圆周运动相关公式：，，5、天体运动的相关公式：，，，，6、天体运动相关结论：（1）由可得：，r越大，v越小。（2）由可得：，r越大，ω越小。（3）由可得：，r越大，T越大。（4）由可得：，r越大，a向越小。（5）轨道半径越大，线速度越小，角速度越小，周期越大，频率越小，加速度越小。二、本专题的解题思路与方法1、关于皮带传动问题，同轮上角速度相等，同皮带上线速度大小相等。2、处理匀速圆周运动的问题，通常沿半径方向和切线方向建立直角坐标系，沿半径方向应用牛顿第二定律，即向心力公式建立方程，沿切线方向用平衡建立方程。3、在太空中，向心力由万有引力提供，在地面附近万有引力等于物体的重力。4、同步地球卫星轨道五确定：轨道平面确定（一定在赤道上空）、周期确定（24小时）、频率确定、角速度确定、半径确定（大约地球半径的6.6倍4.2万公里），并且只有一条，唯一的一条1同步地球卫星轨道。5、利用发射卫星的办法可以测量某天体的质量和密度。【经典例说】例1（湛江二模）神舟七号载人飞船在轨飞行时间长67小时51分，绕地飞行约45圈.将“神舟七号”的轨道看作是圆轨道，其与地球同步卫星相比（）A．在轨道上运行的线速度比同步卫星大B．在轨道上运行的角速度比同步卫星小C．在轨道上运行的半径比同步卫星大D．在轨道上运行的向心加速度比同步卫星大答案：AD分析：神舟七号是近地轨道卫星，与同步卫星相比，轨道半径小很多。解：神舟七号载人飞船轨道半径比地球同步卫星小，线速度大，周期小，角速度大，向心加速度大，选项AD正确，选项BC错误。小结：圆周轨道的卫星结论是，半径大，速度小，角速度小，加速度小，周期大。变式训练1．（福建高考）“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星.若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T，已知引力常数G，半径为R的球体体积公式V=πR3，则可估算月球的（）A．密度B．质量C．半径D．自转周期2．（云浮一模）据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道上.关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（）A．运行速度大于7.9km/sB．离地面高度为定值，相对地面静止C．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等D．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大例2（2011年东莞一模）如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球.给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ.下列说法中正确的是（）A．小球受重力、细绳的拉力和向心力作用B．小球受重力、细绳的拉力的作用C．θ越大，小球运动的线速度越大D．θ越大，小球运动的线速度越小答案：BC分析：小球受重力、细绳的拉力。2LmθAB解：向心力由合外力提供，选项A错误，选项B正确。根据向心力公式得：，，整理得：，选项C正确，选项D错误。小结：小球作匀速圆周运动，其向心力由合外力提供，所以向心力不是所受的力。变式训练3．（广州调研）如下图，通过皮带传动的两个皮带轮(皮带和轮不发生相对滑动)，大轮的半径是小轮半径的2倍.A、B分别是大小轮边缘上的点，则A、B的线速度v、角速度ω之比是（）A．vA：vB=1：1B．vA：vB=1：2C．ωA：ωB=1：1D．ωA：ωB=1：24．（广州一模）某一时刻，所有的地球同步卫星（）A．向心力相同B．线速度相同C．向心加速度相同D．离地心的距离相同例3（广...
