人類對來知事物的好奇和科學家們的不懈努力,使人類對宇宙的認識越來越豐富。

(1)開普勒堅信哥白尼的“日心說”,在研究了導師第谷在20余年中堅持對天體進行系統(tǒng)觀測得到的大量精確資料后,得出了開普勒三定律。為人們解決行星運動問題提供了依據(jù),也為牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律提供了基礎。開普勒認為,所有行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在所有橢圓的一個焦點上、行星軌道半長軸的三次方與其公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值是一個常量。實際上行星的軌道與圓十分接近,在中學階段的研究中我們按圓軌道處理,請你以地球繞太陽公轉(zhuǎn)為例,若太陽的質(zhì)量為M,引力常量為G。根據(jù)萬有引力定律和牛牛頓運動定律推導出此常量的表達式;
(2)物體沿著圓周的運動是一種常見的運動,勻速圓周運動是當中最簡單也是最基本的一種,由于做勻速圓周運動的物體的速度方向時刻在變化,因而勻速圓周運動仍舊是一種變速運動。具有加速度,可按如下模型來研究做勻速圓周運動的物體的加速度;設質(zhì)點沿半徑為r、圓心為O的圓周以恒定大小的速度v運動,某時刻質(zhì)點位于位置A,經(jīng)極短時間Δt后運動到位置B,如圖所示,試根據(jù)加速度的定義,推導質(zhì)點在位置A時的加速度的大小aA;
(3)在研究勻變速直線運動的位移時,我們常用“以恒代變”的思想:在研究曲線運動的“瞬時速度”時,又常用“化曲為直”的思想,而在研究一般的曲線運動時,我們用的更多的是一種“化曲為圓”的思想,即對于一般的曲線運動,盡管曲線各個位置的彎曲程度不一樣,但在研究時,可以將曲線分割為許多很短的小段,質(zhì)點在每小段的運動都可以看作半徑為某個合適值ρ的圓周運動的一部分,進而采用圓周運動的分析方法來進行研究、ρ叫做曲率半徑,如圖2所示,試據(jù)此分析圖3所示的斜拋運動中,軌跡最高點處的曲率半徑ρ。
【答案】(1)根據(jù)萬有引力定律和牛牛頓運動定律推導出此常量的表達式;
(2)質(zhì)點在位置A時的加速度的大小;
(3)圖3所示的斜拋運動中,軌跡最高點處的曲率半徑。
k
=
GM
4
π
2
(2)質(zhì)點在位置A時的加速度的大小
a
A
=
v
2
r
(3)圖3所示的斜拋運動中,軌跡最高點處的曲率半徑
ρ
=
v
2
0
cos
2
θ
g
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:144引用:4難度:0.5
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