式中,NA为圆形轨道对小球的弹力。上式表示小球在A点作圆周运动所需要的向心力由轨道对它的弹力和它本身的重力共同提供。当NA=0时,
【错解原因】小球到达最高点A时的速度vA不能为零,否则小球早在到达A点之前就离开了圆形轨道。要使小球到达A点(自然不脱离圆形轨道),则小球在A点的速度必须满足
从而得
【错解】如图4-2所示,根据机械能守恒,小球在圆形轨道最高点A时的势能等于它在圆形轨道最低点B时的动能(以B点作为零势能位置),所以为
【评析】我们在研究地球上的物体的运动时,地面附近物体的重力加速度近似看做是恒量。但研究天体运动时,应注意不能将其认为是常量,随高度变化,g值是改变的。
例4 使一小球沿半径为R的圆形轨道从最低点上升,那么需给它最小速度为多大时,才能使它达到轨道的最高点?
可见,在“错解”中把A,B两卫星的重力加速度gA,gB当作相同的g来处理是不对的。
【分析解答】卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律有
【错解原因】这里错在没有考虑重力加速度与高度有关。根据万有引力定律知道:
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