20xx滬科版高中物理必修二54飛出地球去二word學(xué)案-資料下載頁(yè)
2024-11-19 01:55本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】學(xué)案5飛出地球去（二）。[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位].、同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)。星的區(qū)別.(或飛船)的變軌問(wèn)題.．。1．內(nèi)容：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，引力的大小跟。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．。1．天體半徑和衛(wèi)星的軌道半徑。2．自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期。自轉(zhuǎn)周期是指天體繞自身軸線運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間；公轉(zhuǎn)周期是指衛(wèi)星繞中心天體做圓周運(yùn)。衛(wèi)星所受萬(wàn)有引力提供向心力，即由GMmr2＝ma＝mv. 得：a＝GMr2、v＝GMr、ω＝GMr3、T＝2πr. 解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路，行星或衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)一般可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所需要的向心。式中a是向心加速度．常用的關(guān)系式為。①求星體表面的重力加速度g＝GMR2，從而把萬(wàn)有引力定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合解題．②黃金。例32020年5月2日凌晨0時(shí)06分，我國(guó)“中星11號(hào)”通信衛(wèi)星發(fā)射成功．“中星11. 這樣的兩顆星組成的系統(tǒng)稱(chēng)為雙星．
【正文】 “ 嫦娥三號(hào) ” 在 P點(diǎn)時(shí)的加速度只與所受到的月球引力有關(guān)，故 D正確 ． 3． (三星問(wèn)題 )宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的 、 由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng) ，通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用 ． 已觀測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式 ： 一種是三顆星位于同一直線上 ， 兩顆 星圍繞中央星在同一半徑為 R 的圓軌道上運(yùn)行 ；另一種是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上 ， 并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行 ． 已知引力常量為 G， 每個(gè)星體的質(zhì)量均為 m. (1)試求第一種形式下 ， 星體運(yùn)動(dòng)的線速度和周期 ． (2)假設(shè)兩種形式下星體的運(yùn)動(dòng)周期相同 ， 第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少 ？ 答案 (1)12 5GmR 4πR R5Gm (2) 3 125 R 解析 (1)第一種運(yùn)動(dòng)形式示意圖如圖 (a)所示，以 某個(gè)運(yùn)動(dòng)星體為研究對(duì)象，其受力情況如圖 (b)所示，根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律有： F1＝ Gm2R2 ， F2＝Gm2?2R?2 F1＋ F2＝ mv2/R 解得星體運(yùn)動(dòng)的線速度： v＝ 12 5GmR 周期為 T，則有 T＝ 2πRv T＝ 4πR R5Gm. (2)第二種運(yùn)動(dòng)形式示意圖如圖 (c)所示，設(shè)星體之間的距離為 r，則三個(gè)星體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為 R′ ＝ r/2cos 30176。. 以某個(gè)運(yùn)動(dòng)星體為研究對(duì)象，其受力情況如圖 (d)所示，由于星體做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力由其他兩個(gè)星體的萬(wàn)有引力的合力提供，由力的合成法則、牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律有 F 合 ＝ 2Gm2r2 cos 30176。 F 合 ＝ m4π2T2 R′ 聯(lián)立解得 r＝3 125 R. 4． (天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解及應(yīng)用 )在我國(guó) “ 嫦娥一號(hào) ” 月球探測(cè)器在繞月球成功運(yùn)行之后 ，為進(jìn)一步探測(cè)月球的詳細(xì)情況 ， 又發(fā)射了一顆繞月球表面飛行的科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星 ． 假設(shè)該衛(wèi)星繞月球做圓 周運(yùn)動(dòng) ， 月球繞地球也做圓周運(yùn)動(dòng) ， 且軌道都在同一平面內(nèi) ． 已知衛(wèi)星繞月球運(yùn)行的周期 T0， 地球表面處的重力加速度 g， 地球半徑 R0， 月心與地心間的距離 r， 引力常量G， 試求 ： (1)月球的平均密度 ρ； (2)月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期 T. 答案 (1) 3πGT 20 (2)2πrR0rg 解析 (1)設(shè)月球質(zhì)量為 m，衛(wèi)星質(zhì)量為 m′ ，月球半徑為 Rm，對(duì)于繞月球表面飛行的衛(wèi)星，由萬(wàn)有引力提供向心力有 Gmm′R2m＝ m′ 4π2T 20 Rm，解得 m＝4π2R 3mGT 20 又根據(jù) ρ＝ m43πR 3m，解得 ρ＝ 3πGT 20. (2)設(shè)地球的質(zhì)量為 M，對(duì)于在地球表面的物體 m 表 有 GMm表R 20＝ m 表 g，即 GM＝ R 20 g 月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)自地球引力 即 GMmr2 ＝ m4π2T2 r，解得 T＝2πrR0rg.
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