高一物理天体匀速圆周运动题

问题描述:

高一物理天体匀速圆周运动题
求两个物体绕同一天体做半径不同的匀速圆周运动的速度之比时 什么时候用公式GmM/r^2=mv^2/r,什么时候用v=2πr/T?纠结死我了,两个答案完全不同
同步卫星离地球球心的距离为r,运行速率为v1,加速度大小为a1,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,v1:v2
为什么不能用v=2πr/T?T相同啊
答案是用万有引力那条公式的
1个回答 分类:物理 2014-10-15

问题解答:

我来补答
这个问题实际上就是控制变量法的应用 .
若两个物体的周期相同 ,转动半径不同 ,则用 v=2πr/T ,因为 T 相同 ,所以 ,v与r成正比 ;
若周期T不同 ,r 也不同 ,就不能用 v=2πr/T 了 ,因为这是 v 与 r T 三个变量 ,不能比较 .
本题 ,两个物体绕同一天体做半径不同的匀速圆周运动 ,周期不同 ,
故用 GmM/r^2=mv^2/r ,因为这里的物体质量 m 被约去 ,只有 v 与r两个变量了 .
再问: 那像这道题呢 同步卫星离地球球心的距离为r,运行速率为v1,加速度大小为a1,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,v1:v2 为什么不能用v=2πr/T?T相同啊 答案是用万有引力那条公式的
再答: 第一宇宙速度 v2 指的是卫星绕地球运动时的轨道半径 看做等于 等于地球半径时求得的 , 也就是第一宇宙速度 v2 对于的卫星的周期与同步卫星的周期 T 是不同的 ,所以不能用 。 其实 第一宇宙速度对于的卫星的周期只有 不到 2 个小时 ,而同步卫星的周期约为 24小时 。
再问: 但是角速度不是相同吗?根据角速度=2π/T,可知T也相同啊
再答: 第一宇宙速度对应的卫星的周期只有 不到 2 个小时 ,而同步卫星的周期约为 24小时 , 它们绕地球运动一周的时间不同 ,角速度显然也是不同的 ,所以 ω = 2π/T 也不能用 。 你应该要记住 : 轨道半径不同的卫星 ,线速度 、角速度 、周期 都是不同的 。 轨道半径越大 ,线速度 、角速度 越小 ,周期越大 ,可以记忆为 卫星运动越慢 。
 
 
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