高二物理萬(wàn)有引力與天體運(yùn)動(dòng)-資料下載頁(yè)
2024-11-12 16:41本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】專題四萬(wàn)有引力與天體運(yùn)動(dòng)。專題四│主干知識(shí)整合。自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在。它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的。乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。公式其中引力常量G＝×10－11N·m2/kg2. 適用于質(zhì)點(diǎn)或均勻球體之間，其中r為質(zhì)點(diǎn)間、球心。1．在處理天體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，通常把天體的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為：。圓周運(yùn)動(dòng)；環(huán)繞天體只受到中心天體的萬(wàn)有引力作用，這個(gè)引。力提供環(huán)繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力．。2．人造衛(wèi)星的加速度、線速度、角速度、周期與軌道半。a中有一個(gè)確定，則其余皆確定，與衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，例如所。物體在地球表面附近受到的重力近似等于萬(wàn)有引力，2．第二宇宙速度：是人造衛(wèi)星掙脫地球束縛而成。而成為一顆繞銀河系中心運(yùn)行的小恒星的最小發(fā)射速度，大小。探究點(diǎn)一天體質(zhì)量和密度的估算問(wèn)題。2020年10月1日18時(shí)59分57秒，搭載著“嫦娥二號(hào)”。由地面發(fā)射后，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)多次變軌最終進(jìn)入距離月
【正文】 生得 2分 ， %的考生得 16分 ， %的考生得滿分 ． (引自教育部考試中心 2020《高考理科試題分析》第 355頁(yè) ) 專題四 │ 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 宇宙中存在一些質(zhì)量相等的且離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成的四星系統(tǒng) ， 通常可忽略其他星體對(duì)它們的引力作用 ． 設(shè)四星系統(tǒng)中每個(gè)星體質(zhì)量均為 m， 半徑均為 R， 四顆星穩(wěn)定分布在邊長(zhǎng)為 a的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上 ． 已知引力常數(shù)為 G， 關(guān)于 “四星 ”系統(tǒng) ， 下列說(shuō)法正確的是 ( ) A． 四顆星圍繞正方形對(duì)角線的交點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) B． 四顆星的線速度均為 C． 四顆星表面的重力加速度均為 D． 四顆星的周期均為 專題四 │ 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 AC D 【解析】 四星系統(tǒng)是一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)，其運(yùn)行過(guò)程中相對(duì)位置不變，即四顆星球的運(yùn)動(dòng)周期相同，均繞正方形對(duì)角線的交點(diǎn)做半徑 r＝2 a2的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．每顆星球受到的向心力均為三顆星球?qū)ζ洚a(chǎn)生的萬(wàn)有引力的合力，即 F ＝Gm2? 2 a ?2＋ 2Gm2a2 cos4 5176。 ＝? 2 2 ＋ 1 ? Gm22a2 ，由F ＝mv2r，解得 v ＝? 4 ＋ 2 ? Gm4a，由 F ＝ m??????2πT2r ，解得 T ＝2πa2a? 4 ＋ 2 ? Gm. 由 Gmm0R2 ＝ m 0 g 知，每顆星球表面的重力加速度 g＝ GmR2 . 專題四 │ 教師備用習(xí)題 教師備用習(xí)題 【備選理由】 直接應(yīng)用開(kāi)普勒三定律解題比應(yīng)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合解題更方便和快捷．本題同時(shí)考查了圖象和對(duì)數(shù)知識(shí)在物理解題中的熟練應(yīng)用． 1 ．太陽(yáng)系中的 8 大行星的軌道均可以近似看成圓軌道．下列 4幅圖是用來(lái)描述這些行星運(yùn)動(dòng)所遵從的某一規(guī)律的圖象，圖中坐標(biāo)系的橫軸是 lgTT0，縱軸是 lgRR0；這里 T 和 R 分別是行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑， T0和 R0分別是水星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑．下列 4 幅圖中正確的是 ( ) 專題四 │ 教師備用習(xí)題 專題四 │ 教師備用習(xí)題 【解析】 B 根據(jù)開(kāi)普勒第三定律R3T2 ＝ k ，得T2T20＝R3R30. 兩邊取對(duì)數(shù)得： lgT2T20＝ lgR3R30，即 2lgTT0＝ 3lgRR0，所以選項(xiàng) B 正確． 專題四 │ 教師備用習(xí)題 【備選理由】 本題應(yīng)用探測(cè)器先后在不同的軌道運(yùn)行的規(guī)律探測(cè)火星密度，情景創(chuàng)設(shè)簡(jiǎn)單，立意新穎． 2 ．為了對(duì)火星及其周?chē)目臻g環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，我國(guó)即將于 201 1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T2. 火星可視為質(zhì)量分布均勻的球體，且忽略火星自轉(zhuǎn)的影響，引力常量為 G. 僅利用以上數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出 ( ) 專題四 │ 教師備用習(xí)題 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 【解析】 A 設(shè)火星質(zhì)量為 M ，半徑為 R ， “ 螢火一號(hào) ” 的質(zhì)量為 m ，則有GM m? R ＋ h1?2＝ m??????2πT12(R ＋ h1) ，GM m? R ＋ h2?2＝ m??????2πT22(R ＋ h2) ，聯(lián)立兩式可求得 M 、 R ，由此可解得火星密度．由 mg ＝GM mR2 可得火星表面的重力加速度 g ＝GMR2 . 選項(xiàng) A 正確．
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