高二物理萬有引力與天體運動-資料下載頁
2024-11-12 16:41本頁面
【導(dǎo)讀】專題四萬有引力與天體運動。專題四│主干知識整合。自然界中任何兩個物體都相互吸引，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)點或均勻球體之間，其中r為質(zhì)點間、球心。1．在處理天體的運動問題時，通常把天體的運動簡化為：。圓周運動；環(huán)繞天體只受到中心天體的萬有引力作用，這個引。力提供環(huán)繞天體做勻速圓周運動的向心力．。2．人造衛(wèi)星的加速度、線速度、角速度、周期與軌道半。a中有一個確定，則其余皆確定，與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)，例如所。物體在地球表面附近受到的重力近似等于萬有引力，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行的小恒星的最小發(fā)射速度，大小。探究點一天體質(zhì)量和密度的估算問題。2020年10月1日18時59分57秒，搭載著“嫦娥二號”。由地面發(fā)射后，進入地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)多次變軌最終進入距離月
【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 ) 專題四 │ 要點熱點探究 宇宙中存在一些質(zhì)量相等的且離其他恒星較遠的四顆星組成的四星系統(tǒng) ， 通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用 ． 設(shè)四星系統(tǒng)中每個星體質(zhì)量均為 m， 半徑均為 R， 四顆星穩(wěn)定分布在邊長為 a的正方形的四個頂點上 ． 已知引力常數(shù)為 G， 關(guān)于 “四星 ”系統(tǒng) ， 下列說法正確的是 ( ) A． 四顆星圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動 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 │ 要點熱點探究 AC D 【解析】 四星系統(tǒng)是一個穩(wěn)定系統(tǒng)，其運行過程中相對位置不變，即四顆星球的運動周期相同，均繞正方形對角線的交點做半徑 r＝2 a2的勻速圓周運動．每顆星球受到的向心力均為三顆星球?qū)ζ洚a(chǎn)生的萬有引力的合力，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)用開普勒三定律解題比應(yīng)用萬有引力定律和圓周運動規(guī)律結(jié)合解題更方便和快捷．本題同時考查了圖象和對數(shù)知識在物理解題中的熟練應(yīng)用． 1 ．太陽系中的 8 大行星的軌道均可以近似看成圓軌道．下列 4幅圖是用來描述這些行星運動所遵從的某一規(guī)律的圖象，圖中坐標系的橫軸是 lgTT0，縱軸是 lgRR0；這里 T 和 R 分別是行星繞太陽運行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑， T0和 R0分別是水星繞太陽運行的周期和相應(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)開普勒第三定律R3T2 ＝ k ，得T2T20＝R3R30. 兩邊取對數(shù)得： lgT2T20＝ lgR3R30，即 2lgTT0＝ 3lgRR0，所以選項 B 正確． 專題四 │ 教師備用習(xí)題 【備選理由】 本題應(yīng)用探測器先后在不同的軌道運行的規(guī)律探測火星密度，情景創(chuàng)設(shè)簡單，立意新穎． 2 ．為了對火星及其周圍的空間環(huán)境進行監(jiān)測，我國即將于 201 1年 10 月發(fā)射第一顆火星探測器 “ 螢火一號 ” ，假設(shè)探測器在離火星表面高度分別為 h1和 h2的圓軌道上運動時，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 “ 螢火一號 ” 的引力 C ．火星的半徑和 “ 螢火一號 ” 的質(zhì)量 D ． 火星表面的重力加速度和火星對 “ 螢火一號 ” 的引力 【解析】 A 設(shè)火星質(zhì)量為 M ，半徑為 R ， “ 螢火一號 ” 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 A 正確．
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