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凡讀書.須要讀得字字響亮,不可誤一字,不可少一字,不可多一字,不可倒一字,不可牽強(qiáng)暗記,只是要多誦數(shù)遍,自然上口,久遠(yuǎn)不忘。古人云,“讀書百遍,其義自見”。謂讀得熟,則不待解說,自曉其義也。余嘗謂,讀書有三到,謂心到,眼到,口到。【高中物理】高考物理復(fù)習(xí)第4章試題解析20一、概念規(guī)律題組1對(duì)于質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)物體間的萬有引力的表達(dá)式FG,下列說法中正確的是()A公式中的G是引力常量,它不是由實(shí)驗(yàn)得出的,而是人為規(guī)定的B當(dāng)兩物體間的距離r趨于零時(shí),萬有引力趨于無窮大Cm1和m2所受引力大小總是相等的D兩個(gè)物體間的引力總是大小相等、方向相反的,是一對(duì)平衡力2已知萬有引力常量為G,現(xiàn)在給出下列各組數(shù)據(jù),不可以計(jì)算出地球質(zhì)量的是()A地球繞太陽運(yùn)行的周期T和地球離太陽中心的距離RB月球繞地球運(yùn)行的周期T和月球離地球中心的距離RC人造地球衛(wèi)星在地面附近運(yùn)行的速度v和運(yùn)動(dòng)周期TD地球的自轉(zhuǎn)周期T、地球的自轉(zhuǎn)線速度和地球的平均密度圖13如圖1所示,a、b、c是地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的三顆衛(wèi)星,a和b質(zhì)量相等且小于c的質(zhì)量,則下列說法錯(cuò)誤的是()Ab所需向心力最小Bb、c的周期相同且大于a的周期Cb、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度Db、c的線速度大小相等,且小于a的線速度二、思想方法題組4如圖2所示,同步衛(wèi)星離地心距離為r,運(yùn)行速率為v1,加速度為a1,地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2,第一宇宙速度為v2,地球的半徑為R,則下列比值正確的是()圖2A. B.2C. D. 5宇宙飛船和空間站在同一軌道上運(yùn)動(dòng),若飛船想與前面的空間站對(duì)接,飛船為了追上軌道空間站,可采取的方法是()A飛船加速直到追上空間站,完成對(duì)接B飛船從原軌道減速至一個(gè)較低軌道,再加速追上空間站完成對(duì)接C飛船加速至一個(gè)較高軌道再減速追上空間站完成對(duì)接D無論飛船采取何種措施,均不能與空間站對(duì)接一、萬有引力定律及其應(yīng)用重力與重力加速度1關(guān)于重力 (1)在地面上,忽略地球自轉(zhuǎn)時(shí),認(rèn)為物體的向心力為零各處位置均有mg(2)由于FnmR2非常小,所以對(duì)一般問題的研究認(rèn)為Fn0,mg2重力加速度(1)任意星球表面的重力加速度:在星球表面處,由于萬有引力近似等于重力,Gmg,g.(R為星球半徑,M為星球質(zhì)量)(2)星球上空某一高度h處的重力加速度:Gmg,g隨著高度的增加,重力加速度逐漸減小【例1】 英國(guó)新科學(xué)家(New Scientist)雜志評(píng)選出了2008年度世界8項(xiàng)科學(xué)之最,在XTEJ1650500雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的最小黑洞位列其中,若某黑洞的半徑R約為45 km,質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系滿足(其中c為光速,G為引力常量),則該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級(jí)為()A108 m/s2 B1010 m/s2C1012 m/s2 D1014 m/s2規(guī)范思維二、天體質(zhì)量和密度的估算1解決天體圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般思路利用萬有引力定律解決天體運(yùn)動(dòng)的一般步驟(1)兩條線索萬有引力提供向心力FFn.重力近似等于萬有引力提供向心力(2)兩組公式Gmm2rmrmgrmm2rmr(gr為軌道所在處重力加速度)2天體質(zhì)量和密度的計(jì)算(1)利用天體表面的重力加速度g和天體半徑R.由于Gmg,故天體質(zhì)量M,天體密度.(2)通過觀察衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T和軌道半徑r進(jìn)行計(jì)算由萬有引力等于向心力,即Gmr,得出中心天體質(zhì)量M;若已知天體的半徑R,則天體的密度;若天體的衛(wèi)星在天體表面附近環(huán)繞天體運(yùn)動(dòng),可認(rèn)為其軌道半徑r等于天體半徑R,則天體密度.可見,只要測(cè)出衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運(yùn)動(dòng)的周期T,就可估算出中心天體的密度【例2】 已知萬有引力常量G,地球半徑R,月球和地球之間的距離r,同步衛(wèi)星距地面的高度h,月球繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期T1,地球的自轉(zhuǎn)周期T2,地球表面的重力加速度g.某同學(xué)根據(jù)以上條件,提出一種估算地球質(zhì)量M的方法:同步衛(wèi)星繞地心做圓周運(yùn)動(dòng),由Gm()2h得M.(1)請(qǐng)判斷上面的結(jié)果是否正確,并說明理由如不正確,請(qǐng)給出正確的解法和結(jié)果(2)請(qǐng)根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果三、對(duì)人造衛(wèi)星的認(rèn)識(shí)及變軌問題1人造衛(wèi)星的動(dòng)力學(xué)特征萬有引力提供向心力,即Gmmr2m()2r2人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征(1)線速度v:由Gm得v ,隨著軌道半徑的增大,衛(wèi)星的線速度減小(2)角速度:由Gm2r得,隨著軌道半徑的增大,衛(wèi)星的角速度減小(3)周期:由Gmr,得T2 ,隨著軌道半徑的增大,衛(wèi)星的運(yùn)行周期增大3衛(wèi)星的穩(wěn)定運(yùn)行與變軌運(yùn)行分析(1)什么情況下衛(wèi)星穩(wěn)定運(yùn)行?衛(wèi)星所受萬有引力恰等于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力時(shí),將保持勻速圓周運(yùn)動(dòng)滿足的公式:G.(2)變軌運(yùn)行分析:當(dāng)衛(wèi)星由于某種原因速度突然改變時(shí)(開啟或關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)或空氣阻力作用),萬有引力就不再等于所需的向心力,衛(wèi)星將做變軌運(yùn)行當(dāng)v增大時(shí),所需向心力增大,即萬有引力不足以提供向心力,衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng),脫離原來的圓軌道,軌道半徑變大,但衛(wèi)星一旦進(jìn)入新的軌道運(yùn)行,由v 知其運(yùn)行速度要減小,但重力勢(shì)能、機(jī)械能均增加當(dāng)衛(wèi)星的速度突然減小時(shí),向心力減小,即萬有引力大于衛(wèi)星所需的向心力,因此衛(wèi)星將做向心運(yùn)動(dòng),同樣會(huì)脫離原來的圓軌道,軌道半徑變小,進(jìn)入新軌道運(yùn)行時(shí)由v 知其運(yùn)行速度將增大,但重力勢(shì)能、機(jī)械能均減少(衛(wèi)星的發(fā)射和回收就是利用了這一原理)圖3【例3】 2009年5月,航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后,在A點(diǎn)從圓形軌道 進(jìn)入橢圓軌道 ,B為軌道 上的一點(diǎn),如圖3所示關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng),下列說法中不正確的有()A在軌道 上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度B在軌道 上經(jīng)過A的動(dòng)能小于在軌道 上經(jīng)過A的動(dòng)能C在軌道 上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道 上運(yùn)動(dòng)的周期D在軌道 上經(jīng)過A的加速度小于在軌道 上經(jīng)過A的加速度規(guī)范思維四、環(huán)繞速度與發(fā)射速度的比較及地球同步衛(wèi)星1環(huán)繞速度與發(fā)射速度的比較近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度v 7.9 km/s,通常稱為第一宇宙速度,它是地球周圍所有衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度,是在地面上發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度不同高度處的人造衛(wèi)星在圓軌道上的運(yùn)行速度v ,其大小隨半徑的增大而減小但是,由于在人造地球衛(wèi)星發(fā)射過程中火箭要克服地球引力做功,所以將衛(wèi)星發(fā)射到離地球越遠(yuǎn)的軌道,在地面上所需的發(fā)射速度就越大2地球同步衛(wèi)星特點(diǎn)(1)地球同步衛(wèi)星只能在赤道上空(2)地球同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)具有相同的角速度和周期(3)地球同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止(4)同步衛(wèi)星的高度是一定的【例4】 我國(guó)成功發(fā)射一顆繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”設(shè)該衛(wèi)星的運(yùn)行軌道是圓形的,且貼近月球表面已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的,月球的半徑約為地球半徑的,地球上的第一宇宙速度約為7.9 km/s,則該探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速率約為()A0.4 km/s B1.8 km/s C11 km/s D36 km/s五、雙星問題【例5】 月球與地球質(zhì)量之比約為180.有研究者認(rèn)為月球和地球可視為一個(gè)由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的雙星系統(tǒng),它們都圍繞月地連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)據(jù)此觀點(diǎn),可知月球與地球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度大小之比約為()A16 400 B180C801 D6 4001規(guī)范思維六、萬有引力定律與拋體運(yùn)動(dòng)的結(jié)合【例6】 在太陽系中有一顆行星的半徑為R,若在該星球表面以初速度v0豎直上拋一物體,則該物體上升的最大高度為H.已知該物體所受的其他力與行星對(duì)它的萬有引力相比較可忽略不計(jì)(萬有引力常量G未知)則根據(jù)這些條件,可以求出的物理量是()A.該行星的密度B.該行星的自轉(zhuǎn)周期C.該星球的第一宇宙速度D.該行星附近運(yùn)行的衛(wèi)星的最小周期【基礎(chǔ)演練】12008年9月25日至28日,我國(guó)成功實(shí)施了“神舟”七號(hào)載人航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙飛船先沿橢圓軌道飛行,后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343千米處點(diǎn)火加速,由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道,在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90分鐘下列判斷正確的是()A飛船變軌前后的機(jī)械能相等B飛船在圓軌道上時(shí)航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)C飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角速度小于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度D飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度2某同學(xué)通過Internet查詢到“神舟”六號(hào)飛船在圓形軌道上運(yùn)行一周的時(shí)間約為90分鐘,他將這一信息與地球同步衛(wèi)星進(jìn)行比較,由此可知()A“神舟”六號(hào)在圓形軌道上運(yùn)行時(shí)的向心加速度比地球同步衛(wèi)星小B“神舟”六號(hào)在圓形軌道上運(yùn)行時(shí)的速率比地球同步衛(wèi)星小C“神舟”六號(hào)在圓形軌道上運(yùn)行時(shí)離地面的高度比地球同步衛(wèi)星低D“神舟”六號(hào)在圓形軌道上運(yùn)行時(shí)的角速度比地球同步衛(wèi)星小3“嫦娥一號(hào)”探月飛船繞月球做“近月”勻速圓周運(yùn)動(dòng),周期為T,則月球的平均密度的表達(dá)式為(k為某個(gè)常數(shù))()A BkT C DkT2圖44如圖4所示,假設(shè)月球半徑為R,月球表面的重力加速度為g0,飛船在距月球表面高度為3R的圓形軌道運(yùn)動(dòng),到達(dá)軌道的A點(diǎn)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道,到達(dá)軌道的近月點(diǎn)B再次點(diǎn)火進(jìn)入近月軌道繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)則()A飛船在軌道上的運(yùn)行速度為B飛船在A點(diǎn)處點(diǎn)火時(shí),動(dòng)能增加C飛船在軌道上運(yùn)行時(shí)通過A點(diǎn)的加速度大于在軌道上運(yùn)行時(shí)通過A點(diǎn)的加速度D飛船在軌道繞月球運(yùn)行一周所需的時(shí)間為2 5隨著“神七”飛船發(fā)射的圓滿成功,中國(guó)航天事業(yè)下一步的進(jìn)展備受關(guān)注“神八”發(fā)射前,將首先發(fā)射試驗(yàn)性質(zhì)的小型空間站“天宮一號(hào)”,然后才發(fā)射“神八”飛船,兩個(gè)航天器將在太空實(shí)現(xiàn)空間交會(huì)對(duì)接空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)包括兩部分相互銜接的空間操作,即空間交會(huì)和空間對(duì)接所謂交會(huì)是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的航天器在軌道上按預(yù)定位置和時(shí)間相會(huì),而對(duì)接則為兩個(gè)航天器相會(huì)后在結(jié)構(gòu)上連成一個(gè)整體關(guān)于“天宮一號(hào)”和“神八”交會(huì)時(shí)的情景,以下判斷正確的是()A“神八”加速可追上在同一軌道的“天宮一號(hào)”B“神八”減速方可與在同一軌道的“天宮一號(hào)”交會(huì)C“天宮一號(hào)”和“神八”交會(huì)時(shí)它們具有相同的向心加速度D“天宮一號(hào)”和“神八”交會(huì)時(shí)它們具有相同的向心力61970年4月24日,我國(guó)自行設(shè)計(jì)、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”發(fā)射成功,開創(chuàng)了我國(guó)航天事業(yè)的新紀(jì)元如圖5所示,“東方紅一號(hào)”的運(yùn)行軌道為橢圓軌道,其近地點(diǎn)M和遠(yuǎn)地點(diǎn)N的高度分別為439 km和2 384 km,則()圖5A衛(wèi)星在M點(diǎn)的勢(shì)能大于N點(diǎn)的勢(shì)能B衛(wèi)星在M點(diǎn)的角速度大于N點(diǎn)的角速度C衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度小于N點(diǎn)的加速度D衛(wèi)星在N點(diǎn)的速度大于7.9 km/s7為了對(duì)火星及其周圍的空間環(huán)境進(jìn)行探測(cè),我國(guó)預(yù)計(jì)于2011年10月發(fā)射第一顆火星探測(cè)器“螢火一號(hào)”假設(shè)探測(cè)器在離火星表面高度分別為h1和h2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),周期分別為T1和T 2.火星可視為質(zhì)量分布均勻的球體,且忽略火星的自轉(zhuǎn)影響,引力常量為G.僅利用以上數(shù)據(jù),可以計(jì)算出()A火星的密度和火星表面的重力加速度B火星的質(zhì)量和火星對(duì)“螢火一號(hào)”的引力C火星的半徑和“螢火一號(hào)”的質(zhì)量D火星表面的重力加速度和火星對(duì)“螢火一號(hào)”的引力【能力提升】82009年6月19日凌晨5點(diǎn)32分(美國(guó)東部時(shí)間2009年6月18日下午5點(diǎn)32分),美國(guó)航空航天局在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地41號(hào)發(fā)射場(chǎng)用“宇宙神5”運(yùn)載火箭將月球勘測(cè)軌道飛行器(LRO)送入一條距離月表31英里(約合50 km)的圓形極地軌道,LRO每天在50 km的高度穿越月球兩極上空10次若以T表示LRO在離月球表面高度h處的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期,以R表示月球的半徑,則()A.LRO運(yùn)行的向心加速度為B.LRO運(yùn)行的向心加速度為C.月球表面的重力加速度為D.月球表面的重力加速度為題號(hào)12345678答案9.已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響(1)推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式;(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)行軌道距離地面高度為h,求衛(wèi)星的運(yùn)行周期T的表達(dá)式10圖6如圖6所示,質(zhì)量分別為m和M的兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),星球A和B兩者中心之間的距離為L(zhǎng).已知A、B的中心和O三點(diǎn)始終共線,A和B分別在O的兩側(cè)引力常數(shù)為G.(1)求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期;(2)在地月系統(tǒng)中,若忽略其它星球的影響,可以將月球和地球看成上述星球A和B,月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期記為T1.但在近似處理問題時(shí),常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的,這樣算得的運(yùn)行周期記為T2.已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.981024 kg和7.351022 kg.求T2與T1兩者平方之比(結(jié)果保留3位小數(shù))學(xué)案20萬有引力定律及其應(yīng)用【課前雙基回扣】1AC2.BC3.ABD4.AD5.B思維提升1如果對(duì)萬有引力定律只適用于質(zhì)點(diǎn)這一條件缺乏深刻理解(或根本不注意適用條件),往往不能認(rèn)識(shí)到當(dāng)兩物體間的距離r趨于零時(shí),這兩個(gè)物體不能看做質(zhì)點(diǎn),萬有引力定律不適用于此種情況2要弄清楚公式FG的各物理量的含義當(dāng)兩物體可以看成質(zhì)點(diǎn)時(shí),r是指兩質(zhì)點(diǎn)間距離;對(duì)質(zhì)量分布均勻的球體,r是指兩球心間距離3對(duì)于繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星,應(yīng)利用Gmammr2mr來分析衛(wèi)星的向心加速度、線速度、角速度、周期的大小比較及變化,其中r是衛(wèi)星的軌道半徑4赤道上的物體的向心加速度a2R00.034 m/s2,遠(yuǎn)小于地面上物體的重力加速度g9.8 m/s2,故近似計(jì)算中忽略自轉(zhuǎn)影響,而認(rèn)為地面上物體的重力和該物體受到的萬有引力相等,衛(wèi)星上的物體處于完全失重狀態(tài),故F引mgma.衛(wèi)星的向心加速度a等于衛(wèi)星所在處的重力加速度g,對(duì)近地衛(wèi)星來講gg9.8 m/s2.5赤道上的物體與地球同步衛(wèi)星的相同之處是:二者具有與地球自轉(zhuǎn)相同的運(yùn)轉(zhuǎn)周期和運(yùn)轉(zhuǎn)角速度,始終與地球保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),共同繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)【核心考點(diǎn)突破】例1 C可認(rèn)為黑洞表面物體的重力等于萬有引力,即mg,即g,將代入上式得g m/s211012 m/s2.規(guī)范思維在星球表面,由mgG,得GMgR2,若知星球表面重力加速度g和星球半徑R,可替換GM,稱為黃金代換;g,由重力加速度g可將萬有引力定律和其它規(guī)律相聯(lián)系,如運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,機(jī)械能守恒定律等,實(shí)現(xiàn)綜合解題例2 見解析解析(1)上面的結(jié)果是錯(cuò)誤的,地球的半徑R在計(jì)算過程中不能忽略正確的解法和結(jié)果:Gm()2(Rh) 得M.(2)解法一在地面上的物體所受的萬有引力近似等于重力,由mg,解得M.解法二對(duì)月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),由Gm()2r,得M.規(guī)范思維本題給出了兩種常用的求星球質(zhì)量的方法:(1)已知衛(wèi)星的軌道半徑r和周期T求質(zhì)量(注意r為衛(wèi)星到天體球心的距離);(2)已知星球表面重力加速度g、星球半徑R和引力常量G,由M,求星球質(zhì)量例3 ABC在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng),近地點(diǎn)的速度最大,遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度最小,A選項(xiàng)正確由萬有引力定律可知飛機(jī)在A點(diǎn)受到的引力是個(gè)定值,由此結(jié)合牛頓第二定律可知飛機(jī)在A點(diǎn)的加速度是個(gè)定值,故D項(xiàng)錯(cuò)誤飛機(jī)從A點(diǎn)進(jìn)入軌道 相對(duì)于軌道 可看成向心運(yùn)動(dòng),則可知飛機(jī)在軌道 上A點(diǎn)速度小于軌道 上A點(diǎn)速度,再結(jié)合動(dòng)能定義式可知B選項(xiàng)正確根據(jù)低軌道衛(wèi)星的周期小,高軌道衛(wèi)星周期大可知C選項(xiàng)正確綜上知正確答案為A、B、C.規(guī)范思維衛(wèi)星的變軌問題注意區(qū)分這兩種情況(1)制動(dòng)變軌:衛(wèi)星的速率減小,衛(wèi)星做向心運(yùn)動(dòng),軌道半徑變小,需開動(dòng)反沖發(fā)動(dòng)機(jī)使衛(wèi)星做減速運(yùn)動(dòng);(2)加速變軌:衛(wèi)星的速率增大,衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng),軌道半徑變大,需開動(dòng)反沖發(fā)動(dòng)機(jī)使衛(wèi)星做加速運(yùn)動(dòng)例4 B設(shè)地球的質(zhì)量、半徑分別為M、R,月球的質(zhì)量、半徑分別為M、r,則M,rR.在星體表面,物體的重力近似等于萬有引力,若物體質(zhì)量為m0,則:m0g,即GMgR2;在月球表面,滿足GMgr2,由此可得:ggg,地球表面的第一宇宙速度v17.9 km/s,在月球表面,有v 7.9 km/s1.8 km/s.規(guī)范思維(1)解決此類題的關(guān)鍵:要明確衛(wèi)星的第一宇宙速度等于最大環(huán)繞速度(2)解決萬有引力定律的應(yīng)用問題,盡管題目很多,但基本方法是不變的,即把天體的運(yùn)動(dòng)看成圓周運(yùn)動(dòng),萬有引力提供向心力例5 C設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別為M、m,地月球心間距為r,地球和月球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑分別為r1、r2,由題意知12,則GM2r1,Gm2r2,所以.二者轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相同,可知地球和月球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度大小之比為,即月球與地球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度大小之比為801,本題只有選項(xiàng)C正確規(guī)范思維本題就是經(jīng)典的雙星模型所謂雙星模型,就是有一些天體的運(yùn)動(dòng)并非是一顆星以另一顆星為中心做圓周運(yùn)動(dòng),而是兩顆星都不是運(yùn)動(dòng)的中心,它們繞二者連線上的某一點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),好像“被穿在一根桿上的兩個(gè)小球”,以兩個(gè)小球之間桿上的某一點(diǎn)為中心做圓周運(yùn)動(dòng)解決這類問題的關(guān)鍵是挖掘出雙星問題的根本特點(diǎn)角速度相同,并以此列向心力方程例6 CD由豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得gGmgM,G未知,故A錯(cuò);根據(jù)已知條件不能分析行星的自轉(zhuǎn)情況,B錯(cuò);根據(jù)Gmgm得v v0,C正確;由Gm()2Rmg得T2 2 ,D正確規(guī)范思維天體表面的拋體運(yùn)動(dòng)經(jīng)常與萬有引力定律結(jié)合來求解圍繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的有關(guān)物理量,解決問題的辦法是通過拋體運(yùn)動(dòng)求天體表面的重力加速度,再根據(jù)萬有引力定律求T、天體質(zhì)量或密度也可以先根據(jù)萬有引力定律求重力加速度,再分析拋體運(yùn)動(dòng)【課時(shí)效果檢測(cè)】1BC2.C3.C4.AD5.C6.BC7.A8.BD9(1)v1(2)T 解析(1)設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m,地球的質(zhì)量為M,地球表面處的某物體質(zhì)量為m不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響,在地球表面附近滿足Gmg 則GMR2g衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于它受到的萬有引力則mG將式代入式,得到v1(2)由式可知,衛(wèi)星受到的萬有引力為FG由牛頓第二定律得Fm(Rh)式聯(lián)立解得T 10(1)2 (2)1.012解析(1)設(shè)兩個(gè)星球A和B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑分別為r和R,相互作用的萬有引力大小為F,運(yùn)行周期為T.根據(jù)萬有引力定律有:FG由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得Fm()2rFM()2R由題意有LRr聯(lián)立式得T2 (2)在地月系統(tǒng)中,由于地月系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)所圍繞的中心O不在地心,由題意知,月球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期可由式得出T12 式中,M和m分別

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