高中物理万有引力定律（宇宙航行习题课）课件人教版必修二.ppt

宇宙航行习题课 实际中人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时的速度一定 第一宇宙速度 发射人造卫星时的速度一定 第一宇宙速度 填 大于 小于 等于 2007年宁夏 天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动 并测出了行星的轨道半径和运行周期 由此可推算出a 行星的质量b 行星的半径c 恒星的质量d 恒星的半径 2007年江苏卷 假设太阳系中天体的密度不变 天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半 地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动 则下列物理量变化正确的是a 地球的向心力变为缩小前的一半b 地球的向心力变为缩小前的1 4c 地球绕太阳公转周期与缩小前的相同d 地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半 行星的密度是 靠近行星表面的卫星运转周期是t 试证明 t2是一个常量 即对任何行星都相同 开普勒第三定律指出 行星绕太阳做椭圆运动 其半长轴的三次方与周期的平方的比值是一个常数k 即 k只与太阳有关 试利用万有引力定律证之 证明时可以把椭圆看成圆 宇航员在一行星上以速度v0竖直上抛一个物体经t秒钟后落回手中 已知该星球的半径为r 要使物体不再落回星球表面 沿星球表面抛出的速度至少应是多少 人造地球卫星中的物体处于失重状态是指物体 a 不受地球引力作用 b 受到的合力为0c 对支持它的物体没有压力作用d 不受地球引力 也不受卫星对它的引力 人造地球卫星上的物体受到地球的引力作用 此时的引力实际上就是重力 物体处于完全失重状态 但重力仍然存在 只是物体之间没有重力而引起的相互挤压 在火箭发射卫星的开始阶段 火箭与卫星一起竖直向上运动可看作匀加速直线运动 加速度大小为a 5m s2 卫星封闭舱内用弹簧秤挂着一个质量为m 9kg的小球 当卫星竖直上升到某高度时 弹簧秤的视数为85n 求此时卫星距地面的高度 地球半径为r 6 4 103km g 10m s2 同步卫星离地心的距离为r 运行速率为v1 加速度大小为a1 地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2 第一宇宙速度大小为v2 地球半径为r 则 三个圆周运动的比较 同步卫星的发射和变轨问题 发射地球同步卫星时 先将卫星发射至近地圆轨道1 然后经点火 使其沿椭圆轨道2运行 然后再次点火 将卫星送入同步轨道3 轨道1 2相切于q点 轨道2 3相切于p点 如图 则当卫星分别在1 2 3轨道上正常运行时 以下说法正确的是 b 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 a 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 d 卫星在轨道2上p点的加速度等于在轨道3上p点的加速度 c 卫星在轨道1上q点的加速度大于在轨道2上q点的加速度 1 p q 2 3 已知万有引力常量g 地球半径r 地球的自转周期t 地球表面的重力加速度g 同步卫星距地面的高度h 月球和地球之间的距离r 月球绕地球的运转周期t0 某同学根据以上条件 提出一种估算地球质量m的方法 同步卫星绕地球作圆周运动 由得 1 请判断上面的结果是否正确 并说明理由 如不正确 请给出正确的解法和结果 5分 2 请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果 8分 2007年广东卷 12分 土星周围有许多大小不等的岩石颗粒 其绕土星的运动可视为圆周运动 其中有两个岩石颗粒a和b与土星中心距离分别位ra 8 0 104km和rb 1 2 105km 忽略所有岩石颗粒间的相互作用 结果可用根式表示 1 求岩石颗粒a和b的线速度之比 2 求岩石颗粒a和b的周期之比 3 土星探测器上有一物体 在地球上重为10n 推算出他在距土星中心3 2 105km处受到土星的引力为0 38n 已知地球半径为6 4 103km 请估算土星质量是地球质量的多少倍 1 某星球的质量约为地球的9倍 半径约为地球的一半 若从地球上高h处平抛一物体 射程为60m 则在该星球上 从同样高度 以相同的初速度平抛同一物体 射程应为多少 课堂训练 2 继神秘的火星之后 土星也成了全世界关注的焦点 经过近7年35 2亿千米在太空中风尘仆仆的穿行后 美国航空航天局和欧洲航天局合作研究的 卡西尼 号土星探测器于美国东部时间2004年6月30日抵达绕图形飞行的轨道 若 卡西尼 号探测器在半径为r的土星上离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行 绕n周的飞行时间为t 引力常量为g 试计算土星的质量和平均密度 3 假设地球同步卫星的向心加速度为a1 角速度为w1 线速度为v1 近地卫星的向心加速度为a2 加速度为w2 线速度为v2 赤道上随地球一起