20xx教科版高中物理必修2第三章第2節(jié)萬(wàn)有引力定律課時(shí)作業(yè)(參考版)
2024-12-02 13:33本頁(yè)面
【正文】 a1R＋ h2 2 。 g 地 ＝ 22 19 m/s2≈ m/s 2，物體在火星上的重力 mg火 ＝ 100 N＝ 436 N. 解析 在地面附近的物體，所受重力近似等于物體受到的萬(wàn)有引力，即 mg≈ GMmR2，物體距地面一定高度時(shí)，萬(wàn)有引力定律中的距離為物體到地心的距離，重力和萬(wàn)有引力近似相等，故此時(shí)的重力加速度小于地面上的重力加速度． 取測(cè)試儀為研究對(duì)象，其先后受力如圖甲、乙所示． 據(jù)物體的平衡條件有 N1＝ mg1， g1＝ g 所以 N1＝ mg 據(jù)牛頓第二定律有 N2－ mg2＝ ma＝ mR2地R2火 ＝pq2. 點(diǎn)評(píng) 對(duì)于星球表面上空某處的重力加速度 gh＝ G m星R＋ h 2，可理解為 gh與星球質(zhì)量成正比，與該處到星球球心距離的二次方成反比． 解析 一個(gè)質(zhì)量均勻分布的球體與球外的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力可以用萬(wàn)有引力公式F＝ Gm1m2r2 直接進(jìn)行計(jì)算，但當(dāng)球體被挖去一部分后，由于質(zhì)量分布不均勻，萬(wàn)有引力定律就不再適用．此時(shí)我們可以用 “ 割補(bǔ)法 ” 進(jìn)行求解． 設(shè)想將被挖部分重新補(bǔ)回，則完整球體對(duì)質(zhì)點(diǎn) m的萬(wàn)有引力為 F1，可以看做是剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力 F與被挖小球?qū)|(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力 F2的合力 ，即 F1＝ F＋ F2. 設(shè)被挖小球的質(zhì)量為 M′ ，其球心到質(zhì)點(diǎn)間的距離為 r′. 由題意知 M′ ＝ M8， r′ ＝ 3R2 ； 由萬(wàn)有引力定律得 F1＝ G MmR 2＝ GMm4R2 F2＝ GM′ mr′ 2＝ GM8m32R2＝ GMm18R2 故 F＝ F1－ F2＝ 7GMm36R2. 方法總結(jié) 本題易錯(cuò)之處為求 F時(shí)將球體與質(zhì)點(diǎn)之間的距離 r當(dāng)做兩物體 間的距離，直接用公式求解．求解時(shí)要注意，挖去球形空穴后的剩余部分已不是一個(gè)均勻球體，不能直接運(yùn)用萬(wàn)有引力定律公式進(jìn)行計(jì)算，只能用割補(bǔ)法． 7． (1)2 m/s2 (2)1∶ 80 解析 (1)依據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，在地面上豎直上拋的物體落回原地經(jīng)歷的時(shí)間為： t＝ 2v0g 在該星球表面上豎直上拋的物體落回原地所用時(shí)間為： 5t＝ 2v0g′ 所以 g′ ＝ 15g＝ 2 m/s2 (2)星球表面物體所受重力等于其所受星體的萬(wàn)有引力，則有 mg＝ GMmR2 所以 M＝ gR2G 可解得： M 星 ∶ M 地 ＝ 1∶ 80. 課后鞏固練 1． ACD [萬(wàn)有引力定律是牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的，據(jù) F＝ Gm1m2r2 知 G 的國(guó)際單位是 N8 mr 2＝ 16 ρ 43π r3 大鐵球 M＝ ρV ′ ＝ ρ m 2/kg2)( ) 圖 2 A． 10 － 11 N B．大于 10 － 11 N C．小于 10 － 11 N D．不能確定 9．據(jù)報(bào)道，最近在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)了首顆 “ 宜居 ” 行星，其質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 ， 一個(gè)在地球表面重力為 600 N的人在這個(gè)行星表面的重力將變?yōu)?960 N．由此可推知， 該行星的半徑與地球半徑之比約為 ( ) A． B． 2 C． D． 4 題 號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答 案 ，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 地 球上的質(zhì)量為 100 kg，則在火星上其質(zhì)量
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1