五、人造衛(wèi)星宇宙速度-wenkub
2022-12-14 11:37:32 本頁面
【正文】 一種力的作用，月球就不能保持在它的軌道上運(yùn)行．”但是，迫使月球作軌道運(yùn)動的向心力與地面上物體所受的重力到底是否 有同一本質(zhì)呢？在《原理》中，牛頓提出了一個思想實(shí)驗(yàn)，設(shè)想有一個小月球很靠近地球，以至幾乎觸及到地球上最高的山頂那么使它保持軌道運(yùn)動的向心力當(dāng)然就等于它在山處所受的重力．這時如果小月球突然失去了運(yùn)動，它就如同山處的物體一樣以相同的速度下落．如果它所受的向心力并不是重力，那么它就將在這兩種力的作用下以更大的速度下落，這是于我們的經(jīng)驗(yàn)不符合的．可見重物的重力和月球的向心力，必然是出于同一個原因．因此使月球保持在它軌道的力就是我們通常為重力的那個力． 進(jìn)一步深入，牛頓根據(jù)惠更斯的向心力公式和開普勒的三個定律推導(dǎo) 了平方反比關(guān)系．牛頓還反過來證明了，如果物體所受的力指向一點(diǎn)而且遵從平方反比關(guān)系，則物體的軌道是圓錐曲線 —— 橢圓，拋物線或雙曲線，這就推廣了開普勒的結(jié)論．在原理中牛頓同磁力作用相類比，得出這些指向物體的力應(yīng)與這些物體的性質(zhì)和量有關(guān)，從而把質(zhì)量引進(jìn)了萬有引力定律． 牛頓把他在月球方面得到的結(jié)果推廣到行星的運(yùn)動上去，并進(jìn)一步得出所有物體之間萬有引力都在起作用的結(jié)論．這個引力同相互吸引的物體質(zhì)量成正比，同它們之間的距離的平方成正比．牛頓根據(jù)這個定律建立了天體力學(xué)的嚴(yán)密的數(shù)學(xué)理論，從而把天體的運(yùn)動納入到根據(jù)地面 上的實(shí)驗(yàn)得出的力學(xué)原理之中，這是人類認(rèn)識史上的一個重大的飛躍． 十一、隨堂練習(xí) 1． 110P （ 5） 2． 111P （ 6） 3．設(shè)人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，衛(wèi)星離地面越高，則衛(wèi)星 （ ） A．速度越大 B．角速度越小 C．向心加速度越大 D．周期越長 4．宇航員在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動的航天飛機(jī)里會處于完全失重狀態(tài)，下列說法中正確的是 （ ） A．宇航員 仍受重力作用 B．宇航員受平衡力作用 C．重力正好提供向心力 D．宇航員不受任何力作用 5．關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是 （ ） A．已知它的質(zhì)量為 m，若增為 2m，同步軌道半徑將變?yōu)樵瓉淼?2 倍 B．它的運(yùn)動速度應(yīng)為第一宇宙速度 C．它可以通過北京的正上方 D．地球同步衛(wèi)星的軌道是惟一的 —— 赤道上方一定高度處
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