《安徽高考物理一轮复习第五章第2讲万有引力定律的两个应用中心天体和环绕天体教案1.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安徽高考物理一轮复习第五章第2讲万有引力定律的两个应用中心天体和环绕天体教案1.doc（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、万有引力定律的两个应用中心天体和环绕天体一、知识清单1 解决天体(卫星)运动问题的基本思路(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即Gmanmm2rm(2)在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即Gmg(g表示天体表面的重力加速度)。2 计算中心天体的质量和密度“一个中心、两个基本点”需要已知量r、T(或、v)；g、R原理“天上”环绕法“地上”黄金代换法万有引力提供向心力： =万有引力等于重力： 质量M= = = M= 密度 特例，当r=R时： 3 求天体质量和密度，警惕三个常见误区（1）不考虑自转问题时，有mg，其中g为星球表面的重力加速度，若考虑自转问题，则在两极上才有
2、：mg，而赤道上则有：mgmR。（2）利用Gmr计算天体质量时，只能计算中心天体的质量，不能计算绕行天体的质量。（3）注意区分轨道半径r和中心天体的半径R，计算中心天体密度时应用而不是，但在表面附近绕行的卫星，可近似认为Rr。4 计算环绕天体运动参量由万有引力提供向心力：线速度v= 角速度= 向心加速度an= 周期T= 结合黄金代换线速度v= 角速度= 向心加速度an= 周期T= 5 六个注意四个参量都是r的函数，与环绕天体质量m无关。r一定，四个参量大小不变。“三度”（线速度v、角速度、加速度a）随着r的增加而减小，只有T随着r的增加而增加。即越高越慢。上述公式适合环绕天体围绕中心天体做匀速
3、圆周运动的情形。开普勒行星运动三定律适用于椭圆运动。如果不是围绕同一个中心天体的环绕天体，因M不同，所以四个参量还与M有关。万有引力和动能、势能还与环绕天体的质量m有关。同一中心天体M、同质量的环绕天体m，越高动能越小，势能越大，机械能越大。二、例题精讲6 (多选)通过观察冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是（ ）A.卫星的速度和角速度 B.卫星的质量和轨道半径C.卫星的质量和角速度 D.卫星的运行周期和轨道半径7若已知万有引力常量G，那么在下列给出的各种情景中，能根据测量的数据求出
4、火星密度的是()A在火星表面使一个小球做自由落体运动，测出落下的高度H和时间tB火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动，测出运行周期TC火星探测器在高空绕火星做匀速圆周运动，测出距火星表面的高度H和运行周期TD观察火星绕太阳的匀速圆周运动，测出火星的直径D和运行周期T8 我国航天事业取得了突飞猛进地发展，航天技术位于世界前列，在航天控制中心对其正上方某卫星测控时，测得从发送“操作指令”到接收到卫星“已操作”的信息需要的时间为2t(设卫星接收到“操作指令”后立即操作，并立即发送“已操作”的信息到控制中心)，测得该卫星运行周期为T，地球半径为R，电磁波的传播速度为c，由此可以求出地球的质量为（ ）A
5、. B. C. D.9 1789年英国著名物理学家卡文迪许首先估算出了地球的平均密度根据你所学过的知识，估算出地球密度的大小最接近：（地球半径R=6400km，万有引力常量G=6.671011Nm2/kg2）（ ）A5.5103kg/m3B5.5104kg/m3C7.5103kg/m3D7.5104kg/m310一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行,认为行星是密度均匀的球体,要确定该行星的密度,只需要测量( )A.飞船的轨道半径 B.飞船的运行速度 C.飞船的运行周期 D.行星的质量11如图所示，有三颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星a、b、c，它们的轨道半径之间的关系是ra=rbrc，它
6、们的质量关系是mc=mbma则下列说法中正确的是( )A.它们的线速度大小关系是va=vbvc B.它们所受到的向心力大小关系是FcFbFaC.它们的周期大小关系是TaTba=b12如图2，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是()A甲的向心加速度比乙的小 B甲的运行周期比乙的小C甲的角速度比乙的大 D甲的线速度比乙的大13（多选）P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动。图1中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2
7、周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同。则()A.P1的平均密度比P2的大 B.P1的“第一宇宙速度”比P2的小C.s1的向心加速度比s2的大 D.s1的公转周期比s2的大三、自我检测14利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（ ）A地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离15观察“神州十号”在圆轨道上的运动，发现每经过时间2t通过的弧长为L，该弧长对应的圆心角为(弧度)，如图2所示，已知引力常量为G，由此可推导出地球的质量为(
8、)A. B.C. D.16宇航员乘飞船绕月球做匀速圆周运动，最后飞船降落在月球上。在月球上，宇航员以初速度竖直向上抛出一个小球。已知万有引力常量为，由下列已知条件能求出小球上升最大高度的是（ ）A飞船绕月球匀速圆周运动的周期和半径B飞船绕月球匀速圆周运动的周期、线速度以及月球的半径C飞船绕月球匀速圆周运动的周期、角速度以及月球的半径D飞船绕月球匀速圆周运动的线速度、角速度和半径17对于环绕地球做圆周运动的卫星来说，它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化，某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T关系作出如图2所示图象，则可求得地球质量为(已知引力常量为G)（ ）A. B.
9、C. D.18（多选）如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动。星球相对飞行器的张角为。下列说法正确的是（ ）A.轨道半径越大，周期越长B.轨道半径越大，速度越大C.若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D.若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度19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恒星的半径地球AB20（多选）如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积下列关系式正确的有()ATA
10、TBBEkAEkBCSASBD.21(多选)2007年10月24日，我国发射了第一颗探月卫星“嫦娥一号”，使“嫦娥奔月”的神话变为现实。 “嫦娥一号”发射后先绕地球做圆周运动，经多次变轨，最终进入距月球表面h200 km的圆形工作轨道，进行科学探测，已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g月，万有引力常量为G，则下列说法正确的是()A“嫦娥一号”在工作轨道上的绕行速度为B“嫦娥一号”绕月球运行的周期为2 C在“嫦娥一号”工作轨道处的重力加速度为2g月 D由题目条件可知月球的平均密度为22一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，加入该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的，不考虑卫星质量的变
11、化，则变轨前后卫星的（ ）A向心加速度大小之比为4:1 B角速度大小之比为2:1C周期之比为1:8 D轨道半径之比为1:223一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v.假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N.已知引力常量为G，则这颗行星的质量为( ) A B. C. D. 24宇航员站在星球表面上某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间t小球落回星球表面，测得抛出点和落地点之间的距离为L，若抛出时的速度增大为原来的2倍，则抛出点到落地点之间的距离为L。已知两落地点在同一水平面上，该星球半径为R，求该星球的质量是()A. B. C. D.25近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2,设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2，则( )A B C D 0ab26（多选）两颗相距足够远的行星a、b，半径均为R0，两行星各自周围卫星的公转的平方v2与公转半径的倒数1/r的关系图象如图所示，则关于两颗行星及它们的卫星的描述，正确的是（ ）A、行星a的质量较大B、行星a的第一宇宙速度大C、取相同公转半径，行星a的卫星向心加速度小D、取相同公转速度，行星a的卫星周期较小6
