Respuestas a los ejercicios posteriores al segundo curso de física obligatoria de bachillerato
Capítulo 5 Movimiento Curvo
1. La síntesis y descomposición del movimiento: La síntesis y descomposición del movimiento se refiere a la síntesis y descomposición de s, v y a. Dado que el desplazamiento, la velocidad y la aceleración son cantidades vectoriales, todas siguen la regla del paralelogramo cuando se combinan
2. Movimiento de lanzamiento horizontal y sus reglas:
(1) Movimiento de lanzamiento horizontal: un objeto se lanza horizontalmente a una determinada velocidad y solo se ve afectado por la gravedad (a=g, dirección vertical hacia abajo)
(2) Método de procesamiento: síntesis y descomposición del movimiento
El movimiento de lanzamiento plano puede considerarse como la síntesis del movimiento lineal uniforme en dirección horizontal y el movimiento de caída libre en dirección vertical
(3) Regla: Desplazamiento parcial x=v0t y=h= (El tiempo de vuelo en el aire solo está determinado por la altura del punto de lanzamiento)
Velocidad parcial vx=v0 vy=gt
La magnitud de la velocidad instantánea (velocidad suma) en un momento determinado:
La dirección de la velocidad instantánea en este momento:
La magnitud de la desplazamiento del objeto (desplazamiento suma): , dirección:
3 ． Movimiento circular:
(1)Fórmula básica
①Velocidad lineal: ; Unidad: radianes por segundo rad/s)
②Velocidad lineal y La relación entre velocidad angular y radio r: v=ωr
③La relación entre velocidad de rotación (n) y período: (El número de revoluciones por segundo se llama velocidad de rotación y el tiempo para una revolución se llama período )
④ Aceleración centrípeta: magnitud, dirección siempre apunta al centro del círculo, cambiando constantemente
⑤ Fuerza centrípeta: magnitud, dirección siempre apunta al centro del círculo, constantemente cambiando
Nota: La fuerza centrípeta apunta hacia el centro del círculo a lo largo del radio. La fuerza resultante se nombra según el efecto. No se puede decir que el objeto esté sujeto a una fuerza centrípeta además de otras. fuerzas, y no se puede analizar durante el análisis de fuerzas. Como se muestra en la figura, la fuerza centrípeta del automóvil en el punto más alto (más bajo) es la fuerza resultante de la gravedad G y la fuerza de apoyo FN.
Capítulo 6 Gravedad y vuelos espaciales
1. Tercera ley del movimiento planetario de Kepler: el valor fijo de k solo está relacionado con la masa del cuerpo celeste central y no tiene nada que ver con el planeta.
La mayoría de las órbitas planetarias son aproximadamente circulares, por lo que las semi- El eje mayor a en la ley es el radio de la órbita r, por lo que hay
2. La ley de la gravitación universal (descubierta por Newton): (G es la constante gravitacional, medida por primera vez por Cavendish)
3. Cuando un cuerpo celeste se mueve con un movimiento circular uniforme alrededor de otro cuerpo celeste (llamado cuerpo celeste central), las ecuaciones básicas son
①Un dragón en el cielo
Es decir,
②En el suelo hay oro
El objeto con masa m1 en la superficie de la tierra es: Es decir
Nota: (a) R es el radio de la tierra (planeta), r es el radio de la órbita, que también es la distancia entre los cuerpos celestes; M es la masa del cuerpo celeste central, m es la masa del cuerpo celeste en movimiento circular uniforme y g es la aceleración gravitacional. en la superficie de la tierra (planeta) (b) Para satélites: r=R+h
Extensión: en la superficie del planeta Los objetos con masa m incluyen:
Pregunta común tipos: (1) De ① podemos obtener: Es una fórmula importante para analizar la velocidad de los satélites (en la fórmula, r=R＋h);
Aceleración cardíaca: se pueden analizar el período y la velocidad angular por: ,
(2) A partir de ① y ②, se puede analizar la masa del cuerpo celeste central, la densidad del cuerpo celeste central y la aceleración gravitacional de la superficie del cuerpo celeste
4. Primera velocidad cósmica: la velocidad de los satélites cercanos a la Tierra se llama primera velocidad cósmica
Dado que h de los satélites cercanos a la Tierra es mucho más pequeño que R, se puede aproximar a que r≈R, por lo que
Es decir, la velocidad de los satélites cercanos a la Tierra se llama la primera velocidad cósmica de la Tierra, y también es la velocidad mínima de lanzamiento. La velocidad de operación (movimiento circular) de los satélites de gran altitud es inferior a 7,9 km/s, pero la velocidad de lanzamiento es superior a 7,9 km/s.
Extensión: La primera velocidad cósmica de cualquier planeta se puede obtener de:
5. Período del satélite geosincrónico: T=24 horas; órbita: plano ecuatorial: h=3,6×; 107( m) Velocidad: v=3.1km/s
6. El modelo de estrella binaria se refiere a dos estrellas que están relativamente cerca entre sí como estrellas binarias. Orbitan la línea que conecta las dos esferas debajo. influencia de la gravitación mutua Un cierto punto realiza un movimiento circular uniforme con la misma velocidad del pie (punto).
Capítulo 7 Energía mecánica y su ley de conservación
(1) Dos casos especiales: ①La fuerza y la dirección de desplazamiento son iguales: α =0, entonces W= Fl
②La dirección de la fuerza y el desplazamiento son opuestas: α=1800, entonces W= -Fl, si la resistencia realiza trabajo sobre el objeto
(2 ) αlt; 900, la fuerza hace un trabajo positivo sobre el objeto; α=900, la fuerza no hace ningún trabajo; α≤1800, la fuerza hace un trabajo negativo sobre el objeto
(3) Trabajo total: ( suma algebraica de trabajo positivo y negativo);
(4) Trabajo realizado por gravedad: (es la diferencia de altura entre la posición inicial y final), la subida es negativa y la bajada es positiva
Características del trabajo realizado por la gravedad: Sólo está relacionado con las posiciones del punto inicial y del punto final, pero con el movimiento del objeto. La trayectoria es irrelevante
2. Potencia (unidad: Watt): potencia media: , cosα; potencia instantánea: P=Fv cosα instantáneo
Nota: La potencia del motor de un vehículo se refiere a la potencia de tracción: P=F tracción v
La velocidad máxima de conducción en una carretera nivelada: (Cuando F pull es el más pequeño, F pull = F resistencia, a=0)
3. Energía potencial de gravedad: EP=mgh (h es la altura desde la superficie de referencia, normalmente se elige el suelo como superficie de referencia), que es relativa
4. Energía potencial elástica del resorte: (k es el coeficiente de rigidez del resorte y es la cantidad de deformación del resorte)
5. Energía cinética:
6. Teorema de la energía cinética: el trabajo realizado por la fuerza resultante sobre un objeto durante un proceso es igual al cambio en la energía cinética del objeto durante el proceso, es decir, la energía cinética final menos la energía cinética inicial.
o
7． Energía mecánica: la suma de la energía cinética, la energía potencial gravitacional y la energía potencial elástica de un objeto,
8. Ley de conservación de la energía mecánica:
(La energía cinética solo se convierte en energía potencial debido a la gravedad)
Condición: Sólo la gravedad hace trabajo o sólo la gravedad y la fuerza del resorte hacen trabajo, eso es decir, la energía cinética sólo se convierte en energía potencial
Idea: Las ventajas del teorema de la energía cinética son muy convenientes para aquellos que quieren encontrar el trabajo realizado por fuerzas variables, el trabajo realizado por fuerzas de proceso instantáneo, ¡Y céntrate sólo en los estados inicial y final! Para el movimiento curvo, centrándose solo en los estados inicial y final, y sin considerar la fricción (solo la conversión mutua entre energía cinética y energía potencial), ¡es mejor usar la ley de conservación de la energía mecánica! En las siguientes situaciones es conveniente utilizar la ley de conservación de la energía mecánica (independientemente de la resistencia), utilizar el teorema de la energía cinética para encontrar la velocidad, el trabajo realizado por la resistencia, etc.
Otros
1. Segunda ley de Newton:
2. Fricción por deslizamiento:
3. Movimiento lineal de velocidad uniforme:
(1) Fórmula de desplazamiento: (2) Fórmula de velocidad:
(3) Fórmula de velocidad y desplazamiento: (4) Velocidad promedio: ( Sólo aplicable a velocidad uniforme en línea recta)
4. Movimiento de caída libre: (1) Fórmula de desplazamiento: (2) Fórmula de velocidad:
5. Ley del lanzamiento plano: Curso obligatorio de Física 2 P11~13
La imagen de la izquierda ilustra la dirección vertical: movimiento en caída libre
La imagen de la derecha ilustra la dirección horizontal: uniforme movimiento lineal
El extremo del conducto en la imagen de arriba es horizontal. El propósito es garantizar que la dirección de la velocidad inicial de la pelota sea horizontal.
6. entre el trabajo y el cambio de velocidad del objeto: el resultado es como se muestra en la siguiente imagen (relación W-v2 Curso obligatorio de física 2 P64~65
7). Verifica la ley de conservación de la energía mecánica: Física curso obligatorio 2 P73~74
(1) La velocidad al llegar al punto B: (t=0.02s en la fórmula; presta atención a la unidad de x cuando calculando!)
(2) Equipo: báscula, fuente de alimentación de CA (temporizador de puntos electromagnético: el voltaje es inferior a 10 V; temporizador de chispa: el voltaje es de 220 V), cables, soporte de hierro (ver imágenes para ver otros)
( 3) Pasos experimentales:
A. Fije el temporizador de puntos en el soporte de la plancha y conéctelo a la fuente de alimentación de CA con cables
B. cinta con el peso colocado a través del orificio limitador, levante la cinta de papel y el peso hasta una cierta altura
C Primero encienda la alimentación y luego suelte la cinta de papel
D. Reemplace la cinta de papel, repita el experimento y procese de acuerdo con los registros Datos
(4) Principio experimental: -0
(5) Análisis de errores: Resultados del procesamiento de datos: , la razón principal es que el peso está sujeto a la resistencia del aire y la cinta de papel está sujeta a la resistencia a la fricción, por lo que no toda la energía potencial gravitacional reducida se convierte en energía cinética.