高考物理考前冲刺Ⅱ专题04圆周运动和行星问题的解题方法和技巧.doc

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1、2020考前冲刺物理专题4圜周运动和行星问題的解題方法和技巧题型一、水平方向的圆盘模型例1、如图1.01所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离连接物块和转轴的绢刚好被拉直儡上张力为零）・韧体和转盘间最大静摩糜力是其正压力的口倍，求r（1）当转盘的=（2）当转盘的角谨度®2=图2.01解析：设转动过程中物体2盘间t⅛好达到最大静摩凜力时转动的角速度为0°,则解得。（1）因为，所以物体所需向心力小于物体与盘间的最大摩擦力，则物与盘间还未到最大静摩擦力，细绳的拉力仍为0，即。（2）因为，所以物体所需向心力大于物与盘间的最大静摩擦力，则细绳将对物体施加拉力，由牛顿

2、的第二定律得：，解得。例2、如图2.02所示，在匀速转动的圆盘上，沿直径方向上放置以细线相连的A、B两个小物块。A的质量为，离轴心，B的质量为，离轴心，AB与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0.5倍，试求：（1）当圆盘转动的角速度为多少时，细线上开始出现张力？（2）欲使A、B与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度为多大？()(1)当圆盘转动的角速度为多少时，细线上开始出现张力？(2)欲使A、B与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度为多大?()解析：⑴❻枝小时，A、B均由静摩餐力充当向心力，0增大，F=mω2rPj^∖,它们受到的静摩擦力也増大，而η>

3、r2,所以A受到的静摩擦力先这到最大值.0再增大，AB间绳子开始受到拉力.由FfK=mlc∣}ar2>得:(2)0达到0。后，®再増加，B増犬的向心力毙增加披力及摩擁力共同来提供，A増大的向心力靠噌加拉力来提供，由于A增大的向心力超过B増加的向心力，©再増AU,B所受摩擦力逐渐减小，直到为零，如再增加，B所受的摩擦力就反向，直到达最大静摩擦力。如再增加，就不能维持匀速圆周运动了，A、B就在圆盘上滑动起来。设此时角速度为，绳中张力为，对AB受力分析：联立解得:例3、如图2.03所示，两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和轮B水平放置，两轮半径，当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘

4、上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上。若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也静止，则木块距B轮转轴距离为t）答案；C題型二行星模型例1、已知氢庾子处于基态时，複外电子绕核运动的轨道半径η=O.5xlO-1‰.则氢原子处于量子数1、2、3,核外电子绕核运动的速度之比和周期之比为：（）A.；B.C.B.以上答案均不对解析：根据经典理论，氢原子核外电子绕核作匀速率圆周运动时，由库仑力提供向心力。即,从而得线速度为周期为又根据玻尔理论，对应于不同量子数的轨道半径与基态时轨道半径rι有下述关系式：。由以上几式可得V的通式为：所以电子在第1、2、3不同轨道上运动速度之比为:而周期

5、的通式为:所以，电子在第1、2、3不同轨道上运动周期之比为:由此可知，只有选项B是正确的。例2、卫星做圆周运动，由于大气阻力的作用，其轨道的高度将逐渐变化（由于高度变化很缓慢，变化过程中的任一时刻，仍可认为卫星满足匀速圆周运动的规律），下述卫星运动的一些物理量的变化正确的是：（）A.线速度减小B.轨道半径增大C.向心加速度增大D.周期增大解析：假设轨道半径不变，由于大气阻力使⅛≡度就小，因而需要的向心力凉小，而提供向心力的万包引力不变，故提供的向心力丈干需耍的向心力，卫星珞做向心运动而便轨道半径滅小，由于卫星在变轨后的轨道上运动肘，荷足和尸*J，故V增大而T减屮，又α=_

6、L=警，故©增大，则选项C正确.mr经过用天文望远饋长期观测，人们在宇宙中已经发现了讦多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较凍刻的认识，収星系统由两个星体组成.其中碧个星体的线度都远小于两星体之间的距离，一般双星系统距离其他壁体很远，可以当作孤立系统来处理。现根据对某一双星系统的光度学测量确定；该双星系统中每个星体的质量都是M两者相距L它们正围绕两者连线的中点做圆周运动。（1）试计算该双星系统的运动周期；（2）若实验中观测到的运动周期为，且。为了理解与的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质。作为一种

7、简化模型，我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布这种暗物质。若不考虑其他暗物质的影响，请根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度.答案：（D孜星均绕它们连线的中运动，i⅞½⅛的遠率曲V,猖:AtV-GM2__27zL/2_,Ilr÷tJlT^=^r=^GM（2）根据观测结果，星体的运动周期这种差导是由双星系统（类愎一个球）内均匀分帝的睹物质引起的，均匀分布収星系统內的暗物质对双星系统的作用，与一个质点（质点的质重等于碌内暗物质的总质量Ar且位于中点O处）的作用相同。考虑暗物质作用后双星的速度即为观察到的