《2010拔高专题五：万有引力定律应用的15个焦点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2010拔高专题五：万有引力定律应用的15个焦点（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1拔高专题四拔高专题四万有引力与航天万有引力与航天的的 13 个典型案例个典型案例【案例案例 1】天体的质量与密度的估算天体的质量与密度的估算 下列哪一组数据能够估算出地球的质量 A.月球绕地球运行的周期与月地之间的距离 B.地球表面的重力加速度与地球的半径 C.绕地球运行卫星的周期与线速度 D.地球表面卫星的周期与地球的密度 【案例案例 2】普通卫星的运动问题普通卫星的运动问题 我国自行研制发射的“风云一号” “风云二号”气象卫星的运行轨道是不同的。 “风云一号”是极地 圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为 12 h， “风云二号”是同步轨道卫星，其运行轨道就 是赤道平面,周期为
2、24 h。问：哪颗卫星的向心加速度大？哪颗卫星的线速度大？若某天上午 8 点， “风云 一号”正好通过赤道附近太平洋上一个小岛的上空，那么“风云一号”下次通过该岛上空的时间应该是 多少？ 【案例案例 3】同步卫星的问题探究同步卫星的问题探究 下列关于地球同步卫星的说法中正确的是： A、为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上 B、通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星的周期都是 24h C、不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面上 D、不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的。 【案例案例 4】 “双星双星”问题问题 天文学中把两
3、颗距离比较近，又与其它星体距离比较远的星体叫做双星，双星的 间距是一定的。设双星的质量分别是 m1、m2，星球球心间距为 L。问： 两星体各做什么运动？ 两星的轨道半径各多大？ 两星的速度各多大？ 【案例案例 5】 “两星两星”问题问题 如图是在同一平面不同轨道上运行的两颗人造地球卫星。设它们运行的周期分别是 T1、T2，(T1T2)，且某时刻两卫星相距最近。问： 两卫星再次相距最近的时间是多少？ 两卫星相距最远的时间是多少？【案例案例 6】同步卫星的发射问题同步卫星的发射问题 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形轨道 1 运行，然后点火，使其沿椭圆轨道 2 运行， 最后再次点火，将卫星
4、送入同步圆形轨道 3 运行。设轨道 1、2 相切于 Q 点，轨道 2、3 相切于 P 点，则卫星分别在 1、2、3 轨道上正常运行时， 比较卫星经过轨道 1、2 上的 Q 点的加速度的大小；以及卫星经过轨道 2、3 上的 P 点的加速度的大小 设卫星在轨道 1、3 上的速度大小为 v1、v3 ，在椭圆轨道上 Q、P 点的速度大 小分别是 v2、v2/，比较四个速度的大小 v2v1v3v2/【案例案例 7】 “连续群连续群”与与“卫星群卫星群” 土星的外层有一个环，为了判断它是土星的一部分，即土星的“连续群” ，还是土星的“卫星群” ， 可以通过测量环中各层的线速度 v 与该层到土星中心的距离
5、R 之间的关系来判断： A、 若 vR，则该层是土星的连续群 B、若 v2R，则该层是土星的卫星群Om2m1r1r2地球地球PQv2v1v2/v31232B、 若，则该层是土星的连续群 C、若，则该层是土星的卫星群R1v R1v2【案例案例 8】宇宙空间站上的宇宙空间站上的“完全失重完全失重”问题问题 假定宇宙空间站绕地球做匀速圆周运动，则在空间站上，下列实验不能做成的是： A、天平称物体的质量 B、用弹簧秤测物体的重量 C、用测力计测力 D、用水银气压计测飞船上密闭仓内的气体压强 E、用单摆测定重力加速度 F、用打点计时器验证机械能守恒定律 【案例案例 9】黑洞问题黑洞问题 “黑洞”问题是爱
6、因斯坦广义相对论中预言的一种特殊的天体。它的密度很大，对周围的物质（包 括光子）有极强的吸引力。根据爱因斯坦理论，光子是有质量的，光子到达黑洞表面时，也将被吸入， 最多恰能绕黑洞表面做圆周运动。根据天文观察，银河系中心可能有一个黑洞，距离可能黑洞为6.01012m 远的星体正以 2.0106m/s 的速度绕它旋转，据此估算该可能黑洞的最大半径是多少？（保留 一位有效数字）3108m 【案例案例 10】宇宙膨胀问题宇宙膨胀问题 在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说” ，这种学说认为万有引力常量 G 在缓 慢地减小，根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比较
7、，公转半径如何 变化？公转周期如何变化？公转线速度如何变化？要求写出必要的推理依据和推理过程。【案例案例 11】月球开发问题月球开发问题 科学探测表明，月球上至少存在氧、硅、铝、铁等丰富的矿产资源。设想人类开发月球，不断地月 球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采以后，月球和地球仍看做均匀球体，月球仍然在开采前 的轨道运动，请问： 地球与月球的引力怎么变化？ 月球绕地球运动的周期怎么变化？ 月球绕地球运动的速率怎么变化？ 【案例案例 12】 “宇宙飞船宇宙飞船”及能量问题及能量问题 宇宙飞船要与正在轨道上运行的空间站对接。 飞船为了追上轨道空间站，应采取什么措施？ 飞船脱离原来的轨道返回大气层的过程中，重力势能如何变化？动能如何变化？机械 能又如何变化？【案例案例 13】人造卫星的人造卫星的“超重超重”与与“失重失重”在火箭的实验平台上放有测试仪器，火箭起动后以 g/2 的加速度竖直匀加速上升，到某一高度时仪器对平台的压力为起动前对平台压力的 17/18，求：此时火箭离地面的高度？（已知地球半径为 R,地面重力加速度为 g)地球
