邵阳市二中高中物理《万有引力与航天》习题课课件人教版必修二.ppt

万有引力及其应用 习题课 例1 一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行星 并进入靠近该行星表面的圆形轨道 宇航员进行预定的考察工作 宇航员能不能仅用一只表通过测定时间来测定该行星的密度 说明理由及推导过程 已知引力常量为g 另有行星质量m 例2 用宇宙飞船把宇航员送到月球上 如果他已知月球的半径 那么他用一个弹簧秤和一个已知质量的砝码 能否测出月球的质量 应该怎样测定 已知引力常量为g 在月球上 砝码的重力近似等于月球对它的万有引力 解得 例3 若人造卫星绕地球作匀速圆周运动 则下列说法正确的是 a 卫星的轨道半径越大 它的运行速度越大b 卫星的轨道半径越大 它的运行速度越小c 卫星的质量一定时 轨道半径越大 它需要的向心力越大d 卫星的质量一定时 轨道半径越大 它需要的向心力越小 bd 例4 关于第一宇宙速度 下面说法正确的有 a 它是人造卫星绕地球飞行的最小速度b 它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最小速度c 它是人造卫星绕地球飞行的最大速度d 它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最大速度 bc 提示 注意发射速度和环绕速度的区别 练习 已知金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期 它们绕太阳的公转均可看做匀速圆周运动 则可判定 a 金星到太阳的距离大于地球到太阳的距离b 金星运动的速度小于地球运动的速度c 金星的向心加速度大于地球的向心加速度d 金星的质量大于地球的质量 c 例5 若某行星半径是r 平均密度是 已知引力常量是g 那么在该行星表面附近运动的人造卫星的线速度大小是多大 例6 三颗人造地球卫星a b c绕地球作匀速圆周运动 如图所示 已知ma mb mc 则三个卫星 a 线速度关系为va vb vcb 周期关系为ta tb tcc 向心力大小关系为fa fb fcd 半径与周期关系为 abd 练习1 人造卫星以地心为圆心 做匀速圆周运动 它的速率 周期与它的轨道半径的关系是 a 半径越大 速率越大 周期越大b 半径越大 速率越小 周期越小c 半径越大 速率越小 周期越大d 半径越大 速率越大 周期越小 c 2 地球和月球中心的距离大约是4 108m 估算地球的质量为 结果保留一位有效数字 3 关于人造地球卫星 下列说法中正确的是 a 运行的轨道半径越大 线速度越大b 卫星绕地球运行的环绕速率可能等于8km sc 卫星的轨道半径越大 周期也越大d 运行的周期可能等于80分钟 6 1024kg c 4 两颗人造地球卫星质量之比m1 m2 1 2 轨道半径之比r1 r2 3 1 下列有关数据之比正确的是 a 周期之比t1 t2 3 1b 线速度之比v1 v2 3 1c 向心力之比f1 f2 1 9d 向心加速度之比a1 a2 1 9 d bc 例7 用m表示地球通讯卫星 同步卫星 的质量 h表示它离地面的高度 r0表示地球的半径 g0表示地球表面处的重力加速度 0表示地球自转的角速度 则通讯卫星所受的地球对它的万有引力的大小为 a 等于mg0b 等于mr0 g0 r0 h 2c 等于md mr0 20 例8 地球绕太阳公转周期为t1 轨道半径为r1 月球绕地球公转的周期为t2 轨道半径为r2 则太阳的质量是地球质量的多少倍 解 例9 1990年5月 紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴键雄星 该小行星的半径为16km 若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体 小行星密度与地球相同 已知地球半径r 6400km 地球表面重力加速度为g 这个小行星表面的重力加速度为 a 400gb g 400c 20gd g 20 解 设小行星和地球的质量 半径分别为m吴 m地 r吴 r地 密度相同 吴 地m吴 r吴3 m地 r地3 由万有引力定律g吴 gm吴 r吴2g地 gm地 r地2 g吴 g地 m吴r地2 m地r吴2 r吴 r地 1 400 b 例10 一宇宙飞船在离地面h的轨道上做匀速圆周运动 质量为m的物块用弹簧秤挂起 相对于飞船静止 则此物块所受的合外力的大小为 已知地球半径为r 地面的重力加速度为g 练习 月球表面重力加速度为地球表面的1 6 一位在地球表面最多能举起质量为120kg的杠铃的运动员 在月球上最多能举起 a 120kg的杠铃b 720kg的杠铃c 重力600n的杠铃d 重力720n的杠铃 b 例11 在勇气号火星探测器着陆的最后阶段 着陆器降落到火星表面上 再经过多次弹跳才停下来 假设着陆器第一次落到火星表面弹起后 到达最高点时高度为h 速度方向是水平的 速度大小为v0 求它第二次落到火星表面时速度的大小 计算时不计火星大气阻力 已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r 周期为t 火星可视为半径为r0的均匀球体 解 以g 表示火星表面附近的重力加速度 m表