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萬有引力定律的應(yīng)用2011屆高三總復(fù)習(xí)第五章天體運(yùn)動(dòng)

萬有引力定律的應(yīng)用2011屆高三總復(fù)習(xí)第五章天體運(yùn)動(dòng)一、分析物體重力的變化1、不考慮地球自轉(zhuǎn)（黃金代換）2、重力隨高度的變化在h非常大時(shí)考慮

地面外的物體，不必考慮地球自轉(zhuǎn)一、分析物體重力的變化1、不考慮地球自轉(zhuǎn)（黃金代換）2、重力例：一物體在地球表面的重力為90N，它在以5m/s2加速上升的火箭中視重為85N，則此時(shí)火箭離地球表面有多遠(yuǎn)？（g=10m/s2，地球的半徑R＝6.4×103km）一、分析物體重力的變化例：一物體在地球表面的重力為90N，它在以5m/s2加速一、G一、分析物體重力的變化3、考慮地球自轉(zhuǎn)時(shí)，地面上物體的重力是引力的分力極地：赤道：F引F向↑↑↑↓不變問題：自轉(zhuǎn)角速度能否無限增大？赤道重力與極地重力的差：G一、分析物體重力的變化3、考慮地球自轉(zhuǎn)時(shí)，地面上物體的重力一、分析物體重力的變化4、星球的自轉(zhuǎn)極限取星球上一小物，所受萬有引力全部作為自轉(zhuǎn)的向心力例如：地球自轉(zhuǎn)角速度大到一定程度，則其表面物體“漂”起來完全失重一、分析物體重力的變化4、星球的自轉(zhuǎn)極限取星球上一小物，所受一、分析物體重力的變化例：組成星球的物質(zhì)是靠引力吸引在一起的，這樣的星球有一個(gè)最大的自轉(zhuǎn)速率，如果超過該速率，星球的萬有引力將不足以維持其赤道附近的物體做圓周運(yùn)動(dòng)，由此能得到半徑為R，密度為ρ，質(zhì)量為M，且均勻分布的星球的最小自轉(zhuǎn)周期T。下列表達(dá)式中正確的是（）A、B、C、D、AD一、分析物體重力的變化例：組成星球的物質(zhì)是靠引力吸引在一起的例：某未知星球赤道上的重力只有兩極的90%，且自轉(zhuǎn)周期為T，試求該星球的平均密度？一、分析物體重力的變化例：某未知星球赤道上的重力只有兩極的90%，且自一、分析物體二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量1）“g”、“R”計(jì)算法依據(jù)萬有引力等于重力2）“T”、“r”計(jì)算法依據(jù)萬有引力等于向心力圍繞中心天體運(yùn)轉(zhuǎn)的星球周期軌道半徑M日=2×1030kgM地=6×1024kg拓展：R為到地心的距離，g

為對(duì)應(yīng)高度的重力加速度。二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量1）“g”、“R”計(jì)算法依據(jù)萬有引二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量

一宇航員抵達(dá)一半徑為R的星球表面后，為了測(cè)定該星球的質(zhì)量M，做了如下的實(shí)驗(yàn)，取一根細(xì)線穿過光滑的細(xì)直管，細(xì)線的一端栓一質(zhì)量m的砝碼，另一端連接在一固定的測(cè)力計(jì)上，手握細(xì)直管掄動(dòng)砝碼，使它在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，此時(shí)觀察測(cè)力計(jì)得到當(dāng)砝碼運(yùn)動(dòng)到圓周的最高點(diǎn)，與最低點(diǎn)兩位置時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)差為ΔF，已知引力常量為G，試根據(jù)題中提供的條件和測(cè)量結(jié)果，求出該星球的質(zhì)量M。二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量一宇航員抵達(dá)一半徑二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量

一宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進(jìn)入靠近該行星表面的圓形軌道，僅受引力作用，繞行數(shù)圈后，著陸在該行星上，飛船備有以下器材：

A．精確秒表一只B．已知質(zhì)量為m物體一個(gè)

C．彈簧秤一個(gè)D．天平一臺(tái)（附砝碼）已知宇航員在繞行時(shí)及著陸后各做了一次測(cè)量。依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，可求出該星球的半徑R

及星球的質(zhì)量M（已知萬有引力常量為G）。（1）兩次測(cè)量所選用的器材分別為

、

（用序號(hào)表示）。（2）兩次測(cè)量的物理量分別是

、

。（3）用該數(shù)據(jù)寫出半徑R、質(zhì)量M的表達(dá)式：

、

。（2）飛船繞行星運(yùn)行一周的時(shí)間T；著陸后彈簧測(cè)得的物體的重力F。ABC二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量一宇宙飛船飛近某一二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量

科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽系外某一恒星有一行星，并測(cè)得它圍繞該恒星運(yùn)行一周所用的時(shí)間為1200年，它與該恒星的距離為地球到太陽距離的100倍。假定該行星繞恒星運(yùn)行的軌道和地球繞太陽運(yùn)行的軌道都是圓周，僅利用以上兩個(gè)數(shù)據(jù)可以求出的量有（）

A．恒星質(zhì)量與太陽質(zhì)量之比

B．恒星密度與太陽密度之比

C．行星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比

D．行星運(yùn)行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比AD二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看三、“行星”或“衛(wèi)星”的運(yùn)動(dòng)量與r的關(guān)系依據(jù)：萬有引力等于向心力1、若中心天體一定，則v,w,T,a唯一決定于半徑r。2、v,w,T,a,r五量中任意一個(gè)發(fā)生變化，其他幾個(gè)必同時(shí)變化。三、“行星”或“衛(wèi)星”的運(yùn)動(dòng)量與r的關(guān)系依據(jù)：萬有引力等于四、求解相遇問題從“相遇”到再次“相遇”的時(shí)間t12四、求解相遇問題從“相遇”到再次“相遇”的時(shí)間t12例：假設(shè)火星和木星繞太陽作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期分別是T1和T2，而且火星離太陽較近，它們繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道基本上在同一平面內(nèi)，若某一時(shí)刻火星和木星都在太陽的同一側(cè)，三者在一條直線上排列，那么再經(jīng)過多長(zhǎng)的時(shí)間將第二次出現(xiàn)這種現(xiàn)象（）

A． B．

C．D．四、求解相遇問題C例：假設(shè)火星和木星繞太陽作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期分別四、求解相遇例：如圖所示，A是地球的同步衛(wèi)星。另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi)，離地面高度為h。已知地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)角速度為ω0，地球表面的重力加速度為g，O為地球中心。（1）求衛(wèi)星B的運(yùn)行周期。（2）如衛(wèi)星B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻A、B兩衛(wèi)星相距最近（O、B、A在同一直線上），則至少經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間，他們?cè)僖淮蜗嗑嘧罱?？?6江蘇高考）RhOAB四、求解相遇問題例：如圖所示，A是地球的同步衛(wèi)星。另一衛(wèi)星B的圓（06江蘇高五、“雙星”和“三星”模型m1m2r1r2ω大小一樣萬有引力一樣向心力大小一樣若僅已知兩星球間距離為L(zhǎng)，T；能求出哪些量？（開放性）若已知m1，m2間距離為L(zhǎng)，能否求出各自半徑？雙星的向心力由相互的引力提供五、“雙星”和“三星”模型m1m2r1r2ω大小一樣萬有引例：兩顆靠得很近的星球以相同的角速度繞二者連線上的某點(diǎn)O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知兩顆星球的中心相距為L(zhǎng)，他們的運(yùn)動(dòng)周期為T，試求這兩顆星球的質(zhì)量之和。五、“雙星”和“三星”模型例：兩顆靠得很近的星球以相同的角速度繞二者連線上五、“雙星五、“雙星”和“三星”模型（06廣東高考）RRORRR例：宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用。已觀測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行。設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為m。（1）試求第一種形式下，星體運(yùn)動(dòng)的線速度和周期。（2）假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動(dòng)周期相同，第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少？五、“雙星”和“三星”模型（06廣東高考）RRORRR例：五、“雙星”和“三星”模型五、“雙星”和“三星”模型1有了堅(jiān)定的意志，就等于給雙腳添了一對(duì)翅膀。2一個(gè)人的價(jià)值在于他的才華，而不在他的衣飾。3生活就像海洋，只有意志堅(jiān)強(qiáng)的人，才能到達(dá)彼岸。4讀一切好的書，就是和許多高尚的人說話。5最聰明的人是最不愿浪費(fèi)時(shí)間的人。6不要因?yàn)榕卤幻倒宓拇虃侥悖筒桓胰フ倒濉?大多數(shù)人想要改造這個(gè)世界，但卻罕有人想改造自己。8命運(yùn)把人拋入最低谷時(shí)，往往是人生轉(zhuǎn)折的最佳期。誰若自怨自艾，必會(huì)坐失良機(jī)！1有了堅(jiān)定的意志，就等于給雙腳添了一對(duì)翅膀。

萬有引力定律的應(yīng)用2011屆高三總復(fù)習(xí)第五章天體運(yùn)動(dòng)

萬有引力定律的應(yīng)用2011屆高三總復(fù)習(xí)第五章天體運(yùn)動(dòng)一、分析物體重力的變化1、不考慮地球自轉(zhuǎn)（黃金代換）2、重力隨高度的變化在h非常大時(shí)考慮

地面外的物體，不必考慮地球自轉(zhuǎn)一、分析物體重力的變化1、不考慮地球自轉(zhuǎn)（黃金代換）2、重力例：一物體在地球表面的重力為90N，它在以5m/s2加速上升的火箭中視重為85N，則此時(shí)火箭離地球表面有多遠(yuǎn)？（g=10m/s2，地球的半徑R＝6.4×103km）一、分析物體重力的變化例：一物體在地球表面的重力為90N，它在以5m/s2加速一、G一、分析物體重力的變化3、考慮地球自轉(zhuǎn)時(shí)，地面上物體的重力是引力的分力極地：赤道：F引F向↑↑↑↓不變問題：自轉(zhuǎn)角速度能否無限增大？赤道重力與極地重力的差：G一、分析物體重力的變化3、考慮地球自轉(zhuǎn)時(shí)，地面上物體的重力一、分析物體重力的變化4、星球的自轉(zhuǎn)極限取星球上一小物，所受萬有引力全部作為自轉(zhuǎn)的向心力例如：地球自轉(zhuǎn)角速度大到一定程度，則其表面物體“漂”起來完全失重一、分析物體重力的變化4、星球的自轉(zhuǎn)極限取星球上一小物，所受一、分析物體重力的變化例：組成星球的物質(zhì)是靠引力吸引在一起的，這樣的星球有一個(gè)最大的自轉(zhuǎn)速率，如果超過該速率，星球的萬有引力將不足以維持其赤道附近的物體做圓周運(yùn)動(dòng)，由此能得到半徑為R，密度為ρ，質(zhì)量為M，且均勻分布的星球的最小自轉(zhuǎn)周期T。下列表達(dá)式中正確的是（）A、B、C、D、AD一、分析物體重力的變化例：組成星球的物質(zhì)是靠引力吸引在一起的例：某未知星球赤道上的重力只有兩極的90%，且自轉(zhuǎn)周期為T，試求該星球的平均密度？一、分析物體重力的變化例：某未知星球赤道上的重力只有兩極的90%，且自一、分析物體二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量1）“g”、“R”計(jì)算法依據(jù)萬有引力等于重力2）“T”、“r”計(jì)算法依據(jù)萬有引力等于向心力圍繞中心天體運(yùn)轉(zhuǎn)的星球周期軌道半徑M日=2×1030kgM地=6×1024kg拓展：R為到地心的距離，g

為對(duì)應(yīng)高度的重力加速度。二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量1）“g”、“R”計(jì)算法依據(jù)萬有引二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量

一宇航員抵達(dá)一半徑為R的星球表面后，為了測(cè)定該星球的質(zhì)量M，做了如下的實(shí)驗(yàn)，取一根細(xì)線穿過光滑的細(xì)直管，細(xì)線的一端栓一質(zhì)量m的砝碼，另一端連接在一固定的測(cè)力計(jì)上，手握細(xì)直管掄動(dòng)砝碼，使它在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，此時(shí)觀察測(cè)力計(jì)得到當(dāng)砝碼運(yùn)動(dòng)到圓周的最高點(diǎn)，與最低點(diǎn)兩位置時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)差為ΔF，已知引力常量為G，試根據(jù)題中提供的條件和測(cè)量結(jié)果，求出該星球的質(zhì)量M。二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量一宇航員抵達(dá)一半徑二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量

一宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進(jìn)入靠近該行星表面的圓形軌道，僅受引力作用，繞行數(shù)圈后，著陸在該行星上，飛船備有以下器材：

A．精確秒表一只B．已知質(zhì)量為m物體一個(gè)

C．彈簧秤一個(gè)D．天平一臺(tái)（附砝碼）已知宇航員在繞行時(shí)及著陸后各做了一次測(cè)量。依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，可求出該星球的半徑R

及星球的質(zhì)量M（已知萬有引力常量為G）。（1）兩次測(cè)量所選用的器材分別為

、

（用序號(hào)表示）。（2）兩次測(cè)量的物理量分別是

、

。（3）用該數(shù)據(jù)寫出半徑R、質(zhì)量M的表達(dá)式：

、

。（2）飛船繞行星運(yùn)行一周的時(shí)間T；著陸后彈簧測(cè)得的物體的重力F。ABC二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量一宇宙飛船飛近某一二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量

科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽系外某一恒星有一行星，并測(cè)得它圍繞該恒星運(yùn)行一周所用的時(shí)間為1200年，它與該恒星的距離為地球到太陽距離的100倍。假定該行星繞恒星運(yùn)行的軌道和地球繞太陽運(yùn)行的軌道都是圓周，僅利用以上兩個(gè)數(shù)據(jù)可以求出的量有（）

A．恒星質(zhì)量與太陽質(zhì)量之比

B．恒星密度與太陽密度之比

C．行星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比

D．行星運(yùn)行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比AD二、計(jì)算“中心天體”的質(zhì)量科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看三、“行星”或“衛(wèi)星”的運(yùn)動(dòng)量與r的關(guān)系依據(jù)：萬有引力等于向心力1、若中心天體一定，則v,w,T,a唯一決定于半徑r。2、v,w,T,a,r五量中任意一個(gè)發(fā)生變化，其他幾個(gè)必同時(shí)變化。三、“行星”或“衛(wèi)星”的運(yùn)動(dòng)量與r的關(guān)系依據(jù)：萬有引力等于四、求解相遇問題從“相遇”到再次“相遇”的時(shí)間t12四、求解相遇問題從“相遇”到再次“相遇”的時(shí)間t12例：假設(shè)火星和木星繞太陽作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期分別是T1和T2，而且火星離太陽較近，它們繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道基本上在同一平面內(nèi)，若某一時(shí)刻火星和木星都在太陽的同一側(cè)，三者在一條直線上排列，那么再經(jīng)過多長(zhǎng)的時(shí)間將第二次出現(xiàn)這種現(xiàn)象（）

A． B．

C．D．四、求解相遇問題C例：假設(shè)火星和木星繞太陽作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期分別四、求解相遇例：如圖所示，A是地球的同步衛(wèi)星。另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi)，離地面高度為h。已知地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)角速度為ω0，地球表面的重力加速度為g，O為地球中心。（1）求衛(wèi)星B的運(yùn)行周期。（2）如衛(wèi)星B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻A、B兩衛(wèi)星相距最近（O、B、A在同一直線上），則至少經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間，他們?cè)僖淮蜗嗑嘧罱?？?6江蘇高考）RhOAB四、求解相遇問題例：如圖所示，A是地球的同步衛(wèi)星。另一衛(wèi)星B的圓（06江蘇高五、“雙星”和“三星”模型m1m2r1r2ω大小一樣萬有引力一樣向心力大小一樣若僅已知兩星球間距離為L(zhǎng)，T；能求出哪些量？（開放性）若已知m1，m2間距離為L(zhǎng)，能否求出各