重力是万有引力的一个分力,另一个分力提供物体做圆周运动所需的向心力;
由,得:
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,
由以上表达式可以看出,随着r的增大,a减小,v减小,T增大.
同步卫星转动的角速度和周期与地球自转的角速度和周期相同;另外,所有同步卫星的轨道都在赤道平面内,它们的高度、线速度也都相同.
根据可知卫星发射得越高,其运行的线速度越小,但是发射越高时克服空气阻力和万有引力做功越多,所需发射能量越大,发射难度越大.
(1)产生条件:接触、挤压和发生弹性形变.
(2)有无弹力的判断:①根据弹力产生的条件判断;②根据“假设法”判断.
(3)常见的弹力分类及方向:
①支持面的弹力方向垂直于支持面(法向力),指向被支持或被挤压物体.
②轻绳(或轻弹簧)的弹力方向总是沿着轻绳(或轻弹簧)而指向轻绳(或轻弹簧)收缩的方向.
③轻杆弹力的方向需根据物体所处的具体状态来确定.
④与球形物体接触时,弹力一定垂直于接触面的切线并指向被支持物体的球心.
(1)摩擦力的存在应具备3个条件:物体相互接触,接触面粗糙;物体间有正压力;物体间有相对运动或相对运动的趋势.
(2)常用的判断方法:
①“假设法”和“反推法”
a.假设法:先假设没有摩擦力(即光滑)时,看相对静止的物体间能否发生相对运动.若能,则有静摩擦力,方向与相对运动方向相反;若不能,则没有静摩擦力.
b.反推法:是从研究物体表现出的运动状态这个结果反推出它必须具有的条件,分析组成该条件的相关因素中摩擦力所起的作用,就容易判断摩擦力的方向了.
②利用牛顿第二定律判断
先假设物体受摩擦力作用,并假设出方向,利用牛顿第二定律或平衡条件列式计算.若f静≠0,则有静摩擦力;f静>0,说明其方向与假设方向相同;f静<0,说明其方向与假设方向相反.
③利用牛顿第三定律(即相互作用力的关系)判断
此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向,再确定另一物体受到的摩擦力方向.
(1)存在条件关系:有弹力不一定有摩擦力,但有摩擦力一定存在弹力.
(2)摩擦力的方向在两物体接触面上且沿切线方向,而弹力的方向(即正压力方向)一定与摩擦力方向垂直.
共点力作用下物体的平衡条件是:∑F=0,或同时满足∑Fx=0、∑Fy=0.根据平衡条件可得以下重要推论:(1)当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与它所受的其余力的合力等值反向;(2)当三个共点力作用于物体并处于平衡状态时,三个力的矢量组成一封闭的矢量三角形.
遵循平行四边形定则;常用的方法主要有矢量三角形法、正交分解法、推论法.
牛顿第一定律:(1)牛顿第一定律不是现实实验直接总结出来的,是牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础,加之抽象思维,概括总结出来的;(2)牛顿第一定律揭示了力并不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因;(3)惯性是物体固有的属性,与物体是否受力或所处运动状态无关.
应用牛顿第二定律时应注意其瞬时性、矢量性和独立性.
(1)联系:力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上.
(2)区别:一对平衡力作用在同一物体上,不一定是同一性质的力,一个力消失(或变化),另一个力未必消失(或变化);作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上,两力同性质、同时产生、同时变化、同时消失.
(1)超重:当物体具有向上或向上的分量的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力(即视重大于重力)的现象,重力并未因此改变.
(2)失重:当物体具有向下或向下的分量的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力(即视重小于重力)的现象,重力并未因此改变.
(3)完全失重:当物体具有向下或向下的分量的加速度为g时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零的现象.处于完全失重状态时涉及重力的作用原理的公式均不再成立.
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