高中物理第6章万有引力与航天3万有引力定律课件高一物理课件

- 1 - 万有引力与航天--例题

考点一 天体质量和密度的计算

1．解决天体(卫星)运动问题的基本思路

(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即

GMmr2＝man＝mv2r＝mω2r＝m4π2rT2

(2)在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即GMmR2＝mg(g表示天体表面的重力加速度)．

2．天体质量和密度的计算

(1)利用天体表面的重力加速度g和天体半径R.

由于GMmR2＝mg，故天体质量M＝gR2G，

天体密度ρ＝MV＝M43πR3＝3g4πGR.

(2)通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r.

①由万有引力等于向心力，即GMmr2＝m4π2T2r，得出中心天体质量M＝4π2r3GT2；

②若已知天体半径R，则天体的平均密度

ρ＝MV＝M43πR3＝3πr3GT2R3；

③若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动，可认为其轨道半径r等于天体半径R，则天体密度ρ＝3πGT2.可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T，就可估算出中心天体的密度．

例1 1798年，英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人．若已知万有引力常量G，地球表面处的重力加速度g，地球半径R，地球上一个昼夜的时间T1(地球自转周期)，一年的时间T2(地球公转周期)，地球中心到月球中心的距离L1，地球中心到太阳中心的距离L2.你能计算出( )

A．地球的质量m地＝gR2G

B．太阳的质量m太＝4π2L32GT22

C．月球的质量m月＝4π2L31GT21

D．可求月球、地球及太阳的密度

1．[天体质量的估算]“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 - 2 - km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟．已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，月球的半径为1.74×103 km.利用以上数据估算月球的质量约为( )

1 高一物理第六章万有引力定律测试

一、选择题

1、下面关于万有引力的说法中正确的是( )

A.万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用

B.重力和引力是两种不同性质的力

C.当两物体间有另一质量不可忽略的物体存在时，则这两个物体间万有引力将增大

D.当两个物体间距为零时，万有引力将无穷大

2、地球表面的重力加速度为g0，物体在距地面上方3R处(R为地球半径)的重力加速度为g，那么两个加速度之比g／g0等于 ( )

A.1:1 B.1:4 C.1:9 D.1:16

3、某球状行星具有均匀的密度ρ，若在赤道上随行星一起转动的物体对行星表面的压力恰好为零，则该行星自转周期为(万有引力常量为G) ( )

4.3GA 3.4GB 3.CG .DG

4、设地球的质最为M，半径为R，自转角速度为ω，万有引力常量为G，同步卫星离地心高度为r，地表重力加速度为g，则同步卫星的速度v：①v=ωr；②GMvr；③3vGM；④gvRr．其中正确的是( )

A.① B.①② C.①②③ D.①②③④

5、启动卫星的发动机使其速度加大，待它运动到距离地面的高度比原来大的位置，再定位使它绕地球做匀速圆周运动成为另一轨道的卫星，该卫星后一轨道与前一轨道相比( )

A.速率增大 B.周期增大

C.向心力增大 D.加速度增大

6、1999年5月10日，我国成功地发射了“一箭双星”，将“风云1号”气象卫星和“实验5号”科学实验卫星送入离地面870km的轨道，已知地球半径为6400km，这两颗卫星的

运动速度约为( )

A.11.2km／s B.7.9km／s C.7.4km／s D.2.1km／s

7、已知地球和火星的质量之比:8:1MM地火，半径比:2:1RR地火，地球表面重力加速度为10 m／s2 ，地球表面动摩擦因数均为O.5，用一根绳在地球上拖动一个箱子，箱子能获得10m／s2的最大加速度，将此箱和绳送上火星表面，仍用该绳子拖动木箱，则木箱产生的最大加速度为( )

第六章 万有引力与航天单元测试

一．选择题（每题至少有一个选项是正确的）

1. 我国“嫦娥一号”探月卫星经过无数人的协作和努力,在2007年10月24日晚6点多发射升空。 如图所示,“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力方向可能的是下列图中

2．2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是（ ）

A．飞船变轨前后的速度相等

B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态

C．飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度

D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度

3假如一人造地球卫星做圆周运动的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动。则 （ ）

A. 根据公式V=rω可知卫星的线速度将增大到原来的2倍

B.根据公式F=mv2/r,可知卫星所受的向心力将变为原来的1/2

C.根据公式F=GMm/r2,可知地球提供的向心力将减少到原来的1/4 A B C D

P地球 Q 轨道1 轨道2 D.根据上述B和C给出的公式,可知卫星运动的线速度将减少到原来的2 /2

4．在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员A静止（相对空间舱）“站”于舱内朝向地球一侧的“地面”B上，如图所示，下列说法正确的是

（ ）

A. 宇航员A不受地球引力作用

B. 宇航员A所受地球引力与他在地面上所受重力相等

C. 宇航员A与“地面”B之间无弹力作用

D. 若宇航员A将手中一小球无初速（相对于空间舱）释放，该小球将落到“地”面B

免费豆丁网（:8080）-专业收集豆丁网免费资源

单 元 复 习

［本章知识结构］

［本章要点综述］

1、开普勒行星运动定律

第一定律： 。

第二定律： 。

第三定律： 。即：

2、万有引力定律

（1）开普勒对行星运动规律的描述（开普勒定律）为万有引力定律的发现奠定了基础。

（2）万有引力定律公式：

（3）万有引力定律适用于一切物体，但用公式计算时，注意有一定的适用条件。

3、万有引力定律在天文学上的应用

（1）基本方法：

①把天体的运动看成 运动，其所需向心力由万有引力提供：

（写出方程）____________________________

②在忽略天体自转影响时，天体表面的重力加速度： 。（写出方程）

（2）天体质量，密度的估算

测出环绕天体作匀速圆周运动的半径r，周期为T，由 （写出方程）得出被环绕天体的质量为 （写出表达式），密度为 （写出表达式），R为被环绕天体的半径。 周期定律 开普勒行星运动定律

轨道定律

面积定律

发现

万有引力定律 表述

G的测定

天体质量的计算

发现未知天体

人造卫星、宇宙速度 应用 万有引力定律 免费豆丁网（:8080）-专业收集豆丁网免费资源