20xx教科版高中物理必修2第三章第3節(jié)萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用課時(shí)作業(yè)(更新版)
【正文】 據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算的 軌道而發(fā)現(xiàn)的 C．海王星是人們經(jīng)過長(zhǎng)期的太空觀測(cè)而發(fā)現(xiàn)的 D．天王星的運(yùn)行軌道與由萬(wàn)有引力定律計(jì)算的軌道存在偏差，其原因是天王星受到軌 道外的行星的引力作用，由此，人們發(fā)現(xiàn)了海王星 7．利用下列數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出地球質(zhì)量的是 ( ) A．已知地球的半徑 R和地面的重力加速度 g B．已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 r和周期 T C．已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 r和線速度 v D．已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度 v和周期 T 【概念規(guī)律練】 知識(shí)點(diǎn)一 發(fā)現(xiàn)未知天體 1．科學(xué)家們推測(cè)，太陽(yáng)系的第九大行星就在地球的軌道上，從地球上看，它永遠(yuǎn)在太陽(yáng) 的背面，人類一直未能發(fā)現(xiàn)它，可以說是 “ 隱居 ” 著的地球的 “ 孿生兄弟 ” ．由以上信 息我們可以推知 ( ) A．這顆行星的公轉(zhuǎn)周期與地球相等 B．這顆行星的自轉(zhuǎn)周期與地球相等 C．這顆行星的質(zhì)量與地球相等 D．這顆行星的密度與地球相等 知識(shí)點(diǎn)二 計(jì)算天體的質(zhì)量 2．已知引力常量 G和下列各組數(shù)據(jù)，能計(jì)算出地球質(zhì)量的是 ( ) A．地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期及地球離太陽(yáng)的距離 B．月球繞地球運(yùn)行的周期及月球離地球的距離 C．人造地球衛(wèi)星在地面附近繞行的速度及運(yùn)行周期 D．若不考慮地球自轉(zhuǎn)，已知地球的半徑及重力加速度 3．已知引力常量 G＝ 10 － 11 Ns 2)) 第 3 節(jié) 萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 課前預(yù)習(xí)練 1．萬(wàn)有引力定律 吸引 2．地球 引力 GMmR2 gR2G 3．勻速圓周 太陽(yáng)對(duì)行星的萬(wàn)有引力 GMmr2 ＝ mr(2πT )2 太陽(yáng) 行星 行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑 行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期 M＝ 4π2r3GT2 4．周期 距離 海王星的發(fā)現(xiàn) 哈雷彗星的 “ 按時(shí)回歸 ” 5． (1)勻速圓周 萬(wàn)有引力 GMmr2 (2)萬(wàn)有引力 GMmR2 6． D 7． ABCD [設(shè)相對(duì)地 面靜止的某一物體的質(zhì)量為 m，則有 GMmR2 ＝ mg得 M＝ gR2G ，所以 A選項(xiàng)正確．設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量為 m，則萬(wàn)有引力提供向心力， GMmr2＝ m4π2rT2 得 M＝4π 2r3GT2 ，所以 B 選項(xiàng)正確．設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量為 m，由萬(wàn)有引力提供向心力， GMmr2 ＝ mv2r，得 M＝v2rG ，所以 C選項(xiàng)正確．設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量為 m，由萬(wàn)有引力提供向心力， GMmr2 ＝ mω 2r＝ mvω ＝ mv2πT ，由 v＝ rω ＝ r2πT ，消去 r得 M＝ v3T2π G，所以 D選項(xiàng)正確． ] 課堂探究練 1． A 2． BCD 3． D 點(diǎn)評(píng) 天體質(zhì)量的計(jì)算僅適用于計(jì)算被環(huán)繞的中心天體的質(zhì)量，無(wú)法計(jì)算圍繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng)的天體的質(zhì)量，常見的天體質(zhì)量的計(jì)算問題有如下兩種： (1)已知行星的運(yùn)動(dòng)情況，計(jì)算太陽(yáng)質(zhì)量． (2)已知衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)情況，計(jì)算行星質(zhì)量． 4． C [因?yàn)?GMmR2 ＝ m4π2T2 R，所以 M＝4π 2R3GT2 ，又因?yàn)?V＝43π R3， ρ ＝ MV，所以 ρ ＝3πGT2，選項(xiàng) C正確． ] 點(diǎn)評(píng) 利用飛船受到行星的萬(wàn)有引力提供飛船做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力進(jìn)行分析． 1 R＋ h3GT22R3 解析 設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為 m，天體的質(zhì)量為 GMmR2＝ m4π2T21 R，則 M＝4π 2R3GT21 根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知星球的體積 V＝ 43π R3 故該星球密度 ρ 1＝ MV＝ 4π2R3GT211
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