求地球表面上北緯60°處的物體隨地球自轉(zhuǎn)而做勻速圓周運(yùn)動的線速度是多大?這個速度的參考系是什么?這個速度隨緯度的變化如何變化?

解析:求地球北緯60°處物體的線速度,首先需要確定物體做勻速圓周運(yùn)動的半徑r,要確定半徑r就必須找出物體做勻速圓周運(yùn)動的圓心.其二,要明確物體做勻速圓周運(yùn)動的角速度ω,然后由v=ωr可求物體的線速度的大小.

    如圖所示,物體做勻速圓周運(yùn)動的平面是過北緯60°與地軸垂直的平面,圓心是平面與地軸的交點(diǎn)O′.設(shè)地球的半徑為R,則物體做勻速圓周運(yùn)動的半徑為r=Rcos60°,根據(jù)ω=知,物體繞地軸轉(zhuǎn)動的角速度ω=,物體線速度的大小v=ωr=Rcos60°.地球的自轉(zhuǎn)周期T=24 h,地球半徑R≈6 400 km,統(tǒng)一單位后代入上式可求v的大小為232.5 m/s.

    物體繞地軸自轉(zhuǎn)線速度的參考系是地軸.這個線速度v=Rcosθ,隨緯度增大,θ增大,線速度變小.當(dāng)θ=90°,即物體在兩極時,物體的線速度為零.

答案:232.5 m/s     地軸     隨緯度增大線速度變小

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如圖所示A、B、C分別是地球表面上北緯30°、南緯60°和赤道上的點(diǎn).若已知地球半徑為R,自轉(zhuǎn)的角速度為ω0,求:

(1)A、B兩點(diǎn)的線速度大小.

(2)A、B、C三點(diǎn)的向心加速度大小之比.

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如圖所示AB、C分別是地球表面上北緯30°、南緯60°和赤道上的點(diǎn).若已知地球半徑為R,自轉(zhuǎn)的角速度為ω0,

求:(1)AB兩點(diǎn)的線速度大。

(2)AB、C三點(diǎn)的向心加速度大小之比.

 

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    A.衛(wèi)星運(yùn)動的周期

    B.衛(wèi)星所受的向心力

    C.地球的質(zhì)量

    D.衛(wèi)星距離地面的高度

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