一道高一物理题(曲线运动相关)
首先看到这个题目就要想到为什么会减小10%?因为在行星上物体要跟随行星自转。自转的半径是随着维度的不同而不同的。纬度圈的圆心的连线就是地轴。
地轴的两端,也就是极点,自转的半径为0,所以不需要向心力,则所受重力就是万有引力。
地轴的中点就是地心,是赤道圈自转的圆心,自转半径为行星半径,所以需要向心力,那么,重力就等于万有引力减去向心力(其他的地方由于向心力雨万有引力的方向不同,是共点力,要用平行四边形法则)。
由此可见,那减少的10%是提供向心力去了,由此可以立式:
设行星的质量为M,赤道上有一小物体质量为m,星球半径为R,:
10%的万有引力作自转的向心力:
10%(GMm/R^2)=m(4π^2/T^2)R……1式
做到这里好像求不出了,所以就要考虑球的密度公式:(密度用P表示)
P=M/V=M/((4/3)πR^3),……2式 和式子左边相近
于是可以将1式两边的m约掉,将右边的R除到左边来,就得到:
10%(GM/R^3)=(4π^2/T^2)
两边同时除以(4/3)π得:
10%(GM/((4/3)πR^3))=3π/T^2
由于2式,上面的式子就等于:
10%GP=3π/T^2
所以P=30π/GT^2
高一物理——曲线运动
正确答案是3m/s
如图,A为船所在的位置,BC为岸,C点为危险水域与安全水域的交界点
显然,要使船的速度最小,那么当然是船恰好可以在C点靠岸(因为如果提早靠岸的话,那么显然可以再减点速)
由于水流是匀速,船相对于静水也是匀速,故船相对于岸也是匀速(绝对速度等于相对速度加牵连速度,这里船相对于岸是绝对速度,相对于静水是相对速度,水速是牵连速度,加法满足平行四边形法则或三角形法则)
这里的匀速指的是匀速度,即速度的大小和方向均不变,故船相对于岸做直线运动,由之前的考虑可知路线为AC
即船相对于岸的速度是沿着AC方向的
如图,将水流速度画在图上(如图AD),则根据三角形法则,船相对于静水的速度为起点在D点终点在AC上的矢量(如图DE),则显然当DE垂直于AC时速度最小(速度的大小既是DE的长度)
由相似得水速与穿在静水中的速度之比等于AC比AB
故最小速度为3m/s
(这其实是道匀速直线运动的题目,而非曲线运动,高中阶段涉及到的曲线运动只有平抛和匀速圆周运动,不要考虑的太复杂)