第六章 专题 万有引力定律的应用及小练习 -2022-2023学年高一下学期物理人教版必修2

万有引力定律的应用 求天体质量的方法（两种） ①地上跑的： ②天上飞的： 总结：已知 注意：R指中心天体的球体半径，r指行星或卫星的轨道半径。若行星或卫星绕近中心天体表面运行，则有R=r。 注意：只能求中心天体的质量 求天体密度的方法（两种） 若为近地卫星公转周期已知，则r≈R，则 推导过程： 结论：若要测某星球密度，最简单方式。测其近地卫星的公转周期 注意：只能求中心天体的密度 g类型题(核心在g) 具有共同的g 天体运动 运动模型 对地表物体： (平抛、竖直上抛、匀变速直线运动) 对距地面高h物体： 题型：1已知天体运动求运动模型 2已知运动模型求天体运动 解题关键：核心在g 题型1：活页p49第8题 (地表上、距地面高h上，再结合做匀变速直线运动) 例1． 某物体在地面上受到的重力为160N，将它放置在卫星中，在卫星以的加速度随火箭向上加速升空的过程中，当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为90N时，卫星距地球表面有多高？（已知地球为） 分析：距离多高，即求天体运动。 解题思路：从运动模型求出g，再用天体运动公式求解 N 反馈练习1：飞船以的加速度匀加速上升，由于超重现象，用弹簧秤测得质量为10 kg的物体重量为75 N．由此可知。飞船所处位置距地面高度为多大?(地球半径为6400 km，g = 10 m / s2) 在地球、在其他星球上，匀变速运动。 例2、 已知地球和火星的质量之比，半径比，用一根轻绳在地球上水平拖动一个箱子，箱子能获得的加速度，将此箱和轻绳送上火星表面，仍用该绳子水平拖动木箱，则木箱产生的加速度为（已知箱子与星球表面动摩擦因数均为，） 类型2：与平抛运动相结合 例题3：宇航员在某星球表面，将一小球从离地面高处以初速度水平抛出，测出小球落地点与抛出点间的水平位移为，若该星球的半径为R，万有引力恒量为G，求该星球的密度． 核心在g 反馈练习1：已知地球质量为月球质量的81倍，地球半径约为月球的4倍。若在月球和地球表面同样高度处，以相同的初速度水平抛出物体，抛出点与落地点间的水平距离为S月和S地，则S月和S地之比为多少？ 分析：在表面抛出，距离地面的h<<地球半径，可以忽略。 反馈练习2： 假如某志愿者登上火星后，在水平面上将一小球从高为L的地方以速度v0水平抛出，测出抛出点和落地点相距2L，不计空气阻力，则： (1) 火星表面的重力加速度大小 (2) 若已知火星半径为R，则卫星在距火星表面高为h处做圆周运动的线速度为多大？ 反馈练习3： 我国探月的“嫦娥”工程已启动，在不久的将来，我国宇航员就会登上月球。假设探月宇航员站在月球表面一斜坡上的M点,并沿水平方向以初速度vo抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点N，斜面的倾角为θ,如图所示。将月球视为密度均匀、半径为R的球体,引力常量为G,则月球的密度为 反馈练习4：宇航员在某星球表面以初速度竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为，已知该星球的半径为，万有引力常量为，物体只受该星球引力作用。求：该星球的密度。 万有引力定律的应用小练习 1．下列说法中正确的是 ( ) A．海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的 B．天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的 C．根据万有引力定律计算出天王星的运动轨道有偏离，其原因是由于天王星受到轨道外面 其他行星的引力作用 D．冥王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的 2．设太阳质量为M，某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视作半径为r的圆．已知万有引力常量为G，则描述该行星运动的上述物理量满足 ( ) A． B． C． D． 3．已知以下的哪组数据可以计算出地球的质量(引力常量G已知) ( ) A．地球绕太阳运动的周期及地球距太阳中心的距离 B．月球绕地球运动的周期及月球距地球中心的距离 C．人造卫星在地球表面附近绕地球运动的速率和运转周期 D．已知地球的半径和地球表面的重力加速度(不考虑地球自转的影响) 4．有一星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星球的质量将是地球质量的 ( ) A． B．4倍 C．16倍