高二物理天体运动与万有引力

1、高二物理天体运动与万有引力第1页，共15页，2022年，5月20日，11点52分，星期四一、行星的运动规律 从运动学的角度来看，开普勒行星运动定律提示了天体的运动规律，回答了天体做什么样的运动。 1开普勒第一定律说明了不同行星的运动轨迹都是椭圆，太阳在不同行星椭圆轨道的一个焦点上； 2开普勒第二定律表明：由于行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，所以行星在绕太阳公转过程中离太阳越近速率就越大，离太阳越远速率就越小。所以行星在近日点的速率最大，在远日点的速率最小； 3开普勒第三定律告诉我们：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，比值是一个与行星无关的常量，仅与

2、中心天体太阳的质量有关。第2页，共15页，2022年，5月20日，11点52分，星期四 开普勒行星运动定律同样适用于其他星体围绕中心天体的运动（如卫星围绕地球的运动），比值仅与该中心天体质量有关。第3页，共15页，2022年，5月20日，11点52分，星期四二、天体运动与万有引力的关系 万有引力定律 从动力学的角度来看，星体所受中心天体的万有引力是星体作椭圆轨道运动或圆周运动的原因。若将星体的椭圆轨道运动简化为圆周运动。第4页，共15页，2022年，5月20日，11点52分，星期四1加速度与轨道半径的关系2线速度与轨道半径的关系3角速度与轨道半径的关系4周期与轨道半径的关系第5页，共15页，2

3、022年，5月20日，11点52分，星期四三、求解星体绕中心天体运动问题的基本思路万有引力提供向心力应用：计算中心天体的质量 计算中心天体的密度第6页，共15页，2022年，5月20日，11点52分，星期四1. 设土星绕太阳运动为匀速圆周运动，若测得土星到太阳的距离为R，土星绕太阳运动的周期为T，万有引力恒星为G，则根据以上数据可以求出的物理量有( ) A土星线速度的大小 B土星加速度的大小 C土星的质量 D太阳的质量第7页，共15页，2022年，5月20日，11点52分，星期四2质量为m的某行星绕质量为M的恒星做圆周运动，则它的周期 ( ) A.与行星的质量无关 B与行星轨道半径的3/2次方

4、成正比 C.与行星的运动速率成正比 D与恒星质量M的平方根成反比第8页，共15页，2022年，5月20日，11点52分，星期四3. 质量为m和n的两颗星体，由于相互吸引而分别在以O为圆心的同心圆周上作匀速率圆周运动，已知它们之间的距离保持不变（如图所示），则两颗星体m和n运动的半径之比为_，它们运动的周期之比是_第9页，共15页，2022年，5月20日，11点52分，星期四4、对于万有引力定律的表述式，下面说法中正确的是（ ）A.公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B.当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大C.m1与m2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力D.m1与m

5、2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关第10页，共15页，2022年，5月20日，11点52分，星期四5、两个物体之间的万有引力大小为F1，若两物之间的距离减小x，两物体仍可视为质点，此时两个物体之间的万有引力为F2，根据上述条件可以计算（ ） A.两物体的质量 B.万有引力常量 C.两物体之间的距离 D.条件不足，无法计算上述中的任一个物理量第11页，共15页，2022年，5月20日，11点52分，星期四6、引力恒量G的单位是（ ） A.N B. C. D.没有单位第12页，共15页，2022年，5月20日，11点52分，星期四 7、如图，半径为R的铅球球心为O，在与球面相切处挖去半径为R/2的一个小球，球心在O1，余下月牙形部分质量为M，在OO1连线外放在另一质量为m的小球，球心为O2，OO2距离为d，试求M，m间的万有引力.第13页，共15页，2022年，5月20日，11点52分，星期四 8、月亮绕地球转动的周期为T、轨道半径为r，则由此可得地球质量的表达式为_。(万有引力恒量为G)第14页，共15页，2022年，5月20日，11点52分，星期四 9、如果某恒星有