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1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、 “自转”天体模型模型特点：绕通过自身中心的某一轴以一定的角速度匀速转动的天体称为“自转”天体。在其表面上相对天体静止的物体，则以某一点为圆心，做与天体自转角速度相同的匀速圆周运动。分析此类问题要明确天体表面物体做圆周运动所需向心力是由万有引力的一个分力提供的，万有引力的另一个分力即为重力(由于自转所需向心力很小，通常认为重力近似等于万有引力)。从赤道向两极因做圆周运动的半径逐渐减小，故所需向心力逐渐减小，重力逐渐增加。在两极 F 万 G ，在赤道上 F 万 G F 向 。典例 1地球赤道上物体的重力加速度为 g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为
2、a，要使赤道上的物体“飘”起来，则地球自转角速度应为原来的多少倍？()A. B. ga g aa 析赤道上物体随地球自转时 G F N其中 FN使赤道上的物体应有 ，于是 G ，由以上各式可得 aag，又因为 2R，a 2R，所以 ，故 B 正确。 g 案“公转”天体模型模型特点：绕另一天体(称为中心天体 )做匀速圆周运动的天体称为 “公转”天体，其做圆周运动所需向心力由中心天体对其吸引力提供，如人造卫星绕地球运动，地球绕太阳运动等。典例 2如图 1 所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上 P 点沿水平方向以初速度 出一个小球，测得小球经时间 t 落到斜坡上另一点 Q，斜面的倾角为光
3、世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，已知该星球半径为 R，万有引力常量为 G，求：图 1(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的密度；(3)该星球的第一宇宙速度 v；(4)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期 T。解析(1)由平抛运动的知识得 ，则 g ；12t(2)在星球表面有：G 以 M2 ；2)由 G m ，可得 v ，M 以 v ；2t(4)绕星球表面运行的卫星具有最小的周期，即：T 2R 。2Rv 答案(1) (2)2t 32) (4)2R 2t 三、双星模型模型特点：在天体模型中，将两颗彼此距离较近的恒星称为双星，它们在相互之间万光世昌老师高中物理精品资源免费下载地
4、址 ，绕两球连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。(1)彼此间的万有引力是双星各自做圆周运动的向心力 作用力和反作用力。(2)双星具有共同的角速度。(3)双星始终与它们共同的圆心在同一条直线上。典例 3两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两星中心的距离为 R，其运动周期为 T，求两星的总质量。解析设两星质量分别为 2，都绕连线上 O 点做周期为 T 的圆周运动，星球1 和星球 2 到 O 点的距离分别为 万有引力定律、牛顿第二定律可得：对 M 1( )2以：M 2T 422：G M 2( )2以：M 1T 421M 2 (l1l 2) 。4
5、22案42题小测验1我国于 2010 年 10 月 1 日成功发射了月球探测卫星“嫦娥二号”，2 在椭圆轨道近月点 Q 完成近月拍摄任务后，到达椭圆轨道的远月点 P 变轨成圆形轨道，如图2 所示。忽略地球对 的影响，则 ()图 2A在由椭圆轨道变成圆轨道过程中机械能不变B在由椭圆轨道变成圆轨道过程中线速度增大C在 Q 点的线速度比沿圆轨道运动的线速度大D在 Q 点的加速度比沿圆轨道运动的加速度大解析：选 星由椭圆轨道到更高的圆轨道的变轨要在 P 点加速，因此机械能要光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，所以 A 错误，B 正确；因为卫星做圆周运动的线速度 v ，椭圆轨道在 Q 点 点对应的
6、圆轨道的线速度，大于 P 点对应的圆轨道的线速度；而加速度a ，可知 Q 点距离月球近，加速度大，C 、D 正确。媒体报道，天宫一号工作轨道为圆轨道，轨道高度约 340 行周期 127 分钟。若还知道引力常量和月球平均半径，仅利用以上条件不能求出的是()A月球表面的重力加速度B月球对卫星的吸引力C卫星绕月运行的速度D卫星绕月运行的加速度解析：选 B设月球质量为 M，平均半径为 R，月球表面的重力加速度为 g，卫星的质量为 m，周期为 T，离月球表面的高度为 h，月球对卫星的吸引力完全提供向心力，由万有引力定律知G m h2 42R h 可得 g ，故选项 A 正确；因卫星的质量未知，故不能求出
7、月球对42R h3选项 B 错误；卫星绕月运行的速度 v ，故选项 C 正确；卫星2R ha ，故选项 D 正确。球定位系统( 24 颗卫星分布在绕地球的 6 个轨道上运行，距地面的高度都为 2 万千米。已知地球同步卫星离地面的高度为 千米，地球半径约为 6 400 全球定位系统的这些卫星的运行速度约为()A3.1 km/s B3.9 km/ 7.9 km/s D11.2 B由万有引力定律得， G m ，GM，即 v1v 2 ，v 2s，r 26 400 入数值得：v 13.9 s 故 B 正确。4在四川汶川的抗震救灾中，我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统，在抗震救灾中发挥了巨大作用。北斗
8、导航系统又被称为“双星定位系统” ，具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心 O 做匀速圆周运动，轨道半径为 r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的 A、B 两位置(如图 3 所示) 。若卫星均按顺时针运行，地球表面处的重力加速度为 g，地球半径为 R。不计卫星间的相互作用力。则以下判断中正确的是()图 3A这两颗卫星的加速度大小相等，均为星 1 向后喷气就一定能追上卫星 2C卫星 1 由位置 A 运动到位置 B 所需的时间为 星 1 中质量为 m 的物体的动能为 C由万有引力定律 ma n，在地球表面 m 物 g，故 ， 错误；卫星 1 向后喷气时，卫星速度增大，将做离心运动
9、，不能追上卫星 2，故 B 错误；由 m r 得 T 2r 2r ，卫星 1 由 A 运动到 B 所需时间2T2 rR ，故 C 正确；由 和 GM得 ，故 D 错误。2 (教师用书独具)(时间：50 分钟满分：100 分)一、选择题(本题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分，每小题至少有一个选项正确，选对但选不全得 3 分，有错选或不答的得 0 分)1(2012湖北八校二联)质量为 1 物体在水平面内做曲线运动，已知互相垂直方向上的速度图象分别如图 1 甲、乙所示，下列说法正确的是( )图 1A物体初速度的方向与合外力方向垂直B物体所受的合外力为 3 体的初速度为 5 m/ s 末物
10、体的速度大小为 7 m/ A由速度图象知物体在 x 轴方向上做初速度为零的匀加速运动，由图线的斜率知加速度大小为 1.5 m/ y 轴方向上做匀速运动，故物体所受合力大小为 ，方向沿 x 轴正方向，而初速度等于 y 轴方向上的速度 4 m/s，故 A 正确，B、C 错误；2 s 末物体在 x 轴方向上的速度为 3 m/s，由矢量合成法则知此时的瞬时速度应为 5 m/s，D 错误。2如图 2 所示，小球 P 在 A 点从静止开始沿光滑的斜面 动到 B 点所用的时间为 A 点以一定的初速度水平向右抛出，恰好落在 B 点所用时间为 A 点以较大的初速度水平向右抛出，落在水平面 所用时间为 t1、t
11、2 和 大小关系正确的是( )图 2光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 t 1t2t 3 Bt 1t2Dt 1t2t 3，A 正确。3如图 3 所示，长为 l 的细绳一端固定在 O 点，另一端拴住一个小球，在 O 点的正下方与 O 点相距 的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子；把小球拉起使细绳在水平方向伸静止开始释放，当细绳碰到钉子的瞬间，下列说法正确的是()图 3A小球的线速度不发生突变B小球的角速度突然增大到原来的 2 倍C小球的向心加速度突然增大到原来的 2 倍光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 绳子对小球的拉力突然增大到原来的 2 倍解析：选 于惯性，小球的线速度不会突变，故 A
12、项正确；但由于继续做圆周运动的半径减小为原来的一半，则角速度 增为原来的 2 倍，故 B 项正确；向心加速a 也增为原来的 2 倍，故 C 项正确；对小球受力分析，由牛顿第二定律得 FTmg FT ，r 减为原来的一半，拉力增大，但不到原来的 2 倍，故 D 项错误。2012山东青岛)跳台滑雪运动员的动作惊险而优美，其实滑雪运动可抽象为物体在斜坡上的平抛运动。如图 4 所示，设可视为质点的滑雪运动员，从倾角为 的斜坡顶端 初速度 平飞出，运动员最后又落到斜坡上 A 点处，间距离为 L，在空中运动时间为 t，改变初速度 大小，L 和 t 都随之改变。关于 L、t 与 关系，下列说法中正确的是()图 4AL 与 正比 BL 与 v 成正比20Ct 与 正比 Dt 与 v 成正比20解析：选 体落在斜面上，则位移与水平方向的夹角就等于斜面的倾角 ，因此有 ，其中 y xv 0t，则 t ，C 正确；L ，2 2g v
