20xx滬科版高中物理必修二54飛出地球去二word學案-wenkub.com
2024-11-15 01:55 本頁面
【正文】 . 以某個運動星體為研究對象，其受力情況如圖 (d)所示，由于星體做圓周運動所需要的向心力由其他兩個星體的萬有引力的合力提供，由力的合成法則、牛頓第二定律和萬有引力定律有 F 合 ＝ 2Gm2r2 cos 30176。 F 合 ＝ m4π2T2 R′ 聯立解得 r＝3 125 R. 4． (天體運動規(guī)律的理解及應用 )在我國 “ 嫦娥一號 ” 月球探測器在繞月球成功運行之后 ，為進一步探測月球的詳細情況 ， 又發(fā)射了一顆繞月球表面飛行的科學試驗衛(wèi)星 ． 假設該衛(wèi)星繞月球做圓 周運動 ， 月球繞地球也做圓周運動 ， 且軌道都在同一平面內 ． 已知衛(wèi)星繞月球運行的周期 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)月球繞地球運動的周期 T. 答案 (1) 3πGT 20 (2)2πrR0rg 解析 (1)設月球質量為 m，衛(wèi)星質量為 m′ ，月球半徑為 Rm，對于繞月球表面飛行的衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力有 Gmm′R2m＝ m′ 4π2T 20 Rm，解得 m＝4π2R 3mGT 20 又根據 ρ＝ m43πR 3m，解得 ρ＝ 3πGT 20. (2)設地球的質量為 M，對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動的向心力來自地球引力 即 GMmr2 ＝ m4π2T2 r，解得 T＝2πrR0rg. 。 學案 5 飛出地球去（二 ） [學習目標定位 ] . 、 同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星的區(qū)別 . (或飛船 )的變軌問題 . ． 一、萬有引力定律 1． 內容 ： 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 ， 引力的大小跟物體的 質量 m1 和 m2的乘積 成正比 、 與它們之間 距離 r 的二次方 成反比 ． 2． 公式 F＝ Gm1m2r2 . 二、衛(wèi)星運動中幾個概念的區(qū)別 1． 天體半徑和衛(wèi)星的軌道半徑 通常把天體看成一個 球體 ， 天 體的半徑指的是 球體的半徑 ； 衛(wèi)星的軌道半徑指的是 衛(wèi)星圍繞天體做圓周運動的圓的半徑 ． 衛(wèi)星的軌道半徑 大于等于 天體的半徑 ． 2． 自轉周期和公轉周期 自轉周期是指 天體繞自身軸線運動一周所用的時間 ； 公轉周期是指 衛(wèi)星繞中心天體做圓周運動一周所用的時間 ． 自轉周期與公轉周期一般 不相等 (填 “ 相等 ” 或 “ 不相等 ” )． 三、衛(wèi)星的線速度、角速度、周期、向心力 衛(wèi)星所受 萬有引力 提供向心力 ， 即由 GMmr2 ＝ ma＝ mv2r ＝ mω2r＝ m4π2T2 r 得 ： a＝ GMr2 、 v＝ GMr 、 ω＝ GMr3 、 T＝ 2π r3GM， 故可看出 ， 軌道半徑越大 ， a、 v、ω 越小 ， T 越大 . 一
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