物理必修2萬(wàn)有引力典型例題分析-wenkub
2023-04-19 02:30:58 本頁(yè)面
【正文】 正確答案是：B、D【4】“雙星”問(wèn)題Om2m1r1r2天文學(xué)中把兩顆距離比較近，又與其它星體距離比較遠(yuǎn)的星體叫做雙星，雙星的間距是一定的。地球?qū)πl(wèi)星的引力提供了衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，因此同步衛(wèi)星只能以地心為為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，它只能與赤道同平面且定點(diǎn)在赤道平面的正上方?！帮L(fēng)云一號(hào)”是極地圓形軌道衛(wèi)星，其軌道平面與赤道平面垂直，周期為12 h，“風(fēng)云二號(hào)”是同步軌道衛(wèi)星，其運(yùn)行軌道就是赤道平面,周期為24 h。【1】天體的質(zhì)量與密度的估算 解析：人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。問(wèn)：哪顆衛(wèi)星的向心加速度大？哪顆衛(wèi)星的線(xiàn)速度大？若某天上午8點(diǎn)，“風(fēng)云一號(hào)”正好通過(guò)赤道附近太平洋上一個(gè)小島的上空，那么“風(fēng)云一號(hào)”下次通過(guò)該島上空的時(shí)間應(yīng)該是多少？解析：由開(kāi)普勒第三定律T2∝r3知：“風(fēng)云二號(hào)”衛(wèi)星的軌道半徑較大又根據(jù)牛頓萬(wàn)有引力定律得：，可見(jiàn)“風(fēng)云一號(hào)”衛(wèi)星的向心加速度大， ，可見(jiàn)“風(fēng)云一號(hào)”衛(wèi)星的線(xiàn)速度大，“風(fēng)云一號(hào)”下次通過(guò)該島上空，地球正好自轉(zhuǎn)一周，故需要時(shí)間24h，即第二天上午8點(diǎn)鐘。故B正確，C錯(cuò)誤。設(shè)雙星的質(zhì)量分別是mm2，星球球心間距為L(zhǎng)。設(shè)它們運(yùn)行的周期分別是 TT2，(T1＜T2)，且某時(shí)刻兩衛(wèi)星相距最近。即：可見(jiàn)衛(wèi)星在軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的加速度大小相等；衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的加速度大小也相等；但P點(diǎn)的加速度小于Q點(diǎn)的加速度。它的密度很大，對(duì)周?chē)奈镔|(zhì)（包括光子）有極強(qiáng)的吸引力。⑴根據(jù)得：G↓→↓→ →地球做離心運(yùn)動(dòng)→軌道半徑r↑→星球間距增大→宇宙膨脹→很久以前地球公轉(zhuǎn)半徑比現(xiàn)在要小。⑴飛船為了追上軌道空間站，應(yīng)采取什么措施？⑵飛船脫離原來(lái)的軌道返回大氣層的過(guò)程中，重力勢(shì)能如何變化？動(dòng)能如何變化？機(jī)械能又如何變化？解析：⑴根據(jù)知：在同一運(yùn)行軌道上，宇宙飛船與軌道空間站的運(yùn)行速率是相同的，它不可能追上軌道空間站。由于軌道變化比較慢，制動(dòng)的阻力又在切線(xiàn)方向,阻力引起的速度的變化很小，所以仍然滿(mǎn)足，可見(jiàn)，飛船的動(dòng)能增加；由于飛船離地的高度逐漸降低，因此飛船的重力勢(shì)能減??；由于飛船需要克服大氣阻力和制動(dòng)力做功，因此飛船的機(jī)械能減小。飛船在圓軌道上時(shí)萬(wàn)有引力來(lái)提供向心力，航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)，B正確。除開(kāi)始瞬間外，在演化至今的大部分時(shí)間內(nèi)，宇宙基本上是勻速膨脹的。故選C1（2008山東高考）.據(jù)報(bào)道，我國(guó)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號(hào)Ol星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過(guò)4次變軌控制后，于5月1日成功定點(diǎn)在東經(jīng)770赤道上空的同步軌道。1（2009安徽高考） 2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙2251”衛(wèi)星和美國(guó)的“銥33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805km處發(fā)生碰撞。1（2009四川高考）據(jù)報(bào)道，2009年4月29日，美國(guó)亞利桑那州一天文觀測(cè)機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)一顆與太陽(yáng)系其它行星逆向運(yùn)行的小行星，代號(hào)為2009HC82。1（2009福建高考） “嫦娥一號(hào)”月球探測(cè)器在環(huán)繞月球運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)探測(cè)器運(yùn)行的軌道半徑為r，運(yùn)行速率為v，當(dāng)探測(cè)器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時(shí)（ ）、v都將略為減小 、v都將保持不變，v將略為增大 D. r將略為增大，v將略為減小【解析】當(dāng)探測(cè)器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時(shí)，引力變大，探測(cè)器做近心運(yùn)動(dòng)，曲率半徑略為減小，同時(shí)由于引力做正功，動(dòng)能略為增加，所以速率略為增大?！窘馕觥?根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律有，整理得太陽(yáng)繞銀河系運(yùn)動(dòng)也是由萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力。重力加速度在原堅(jiān)直方向（即PO方向）上的投影相對(duì)于正常值的偏離叫做“重力加速度反?！??！窘馕觥浚?）如果將近地表的球形空腔填滿(mǎn)密度為的巖石,重力加速度反常可通過(guò)填充后的球形區(qū)域產(chǎn)生的附加引力………①來(lái)計(jì)算,式中的m是Q點(diǎn)處某質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量,M是填充后球形區(qū)域的質(zhì)量,……………②而r是球形空腔中心O至Q點(diǎn)的距離………③,重力加速度反常是這一改變?cè)谪Q直方向上的投影………④聯(lián)立以上式子得,…………⑤（2）由⑤式得,重力加速度反常的最大值和最小值分別為……⑥……………⑦ 由提設(shè)有、……⑧
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