2017_2018學年高中物理模塊要點回眸13“兩個關(guān)系”理解重力與萬有引力新人教版.docx

第13點“兩個關(guān)系”理解重力與萬有引力地球?qū)ξ矬w的引力是物體受到重力的根本原因，但重力又不完全等于引力，這是因為地球在不停地自轉(zhuǎn)，地球上的一切物體都隨著地球的自轉(zhuǎn)而繞地軸做勻速圓周運動，這就需要向心力，這個向心力來自地球?qū)ξ矬w的引力F，它是引力的一個分力，如圖1所示，引力F的另一個分力才是物體的重力mg.圖11.重力與緯度的關(guān)系在赤道上時，引力F、重力mg、向心力Fn三力同向，滿足FFnmg.在兩極時，由于向心力Fn0，則mgF.在其他位置，mg、F與Fn不在一條直線上，遵從平行四邊形定則，同一物體在赤道處向心力最大，重力最小，并且重力隨緯度的增加而增大.而且重力的方向豎直向下，并不指向地心，只有在赤道和兩極，重力的方向才指向地心.2.重力、重力加速度與高度的關(guān)系若不考慮地球自轉(zhuǎn)，地球表面處有mgG，可以得出地球表面處的重力加速度g.在距地面高度為h處，重力加速度為g，則：mgG即距地面高度為h處的重力加速度gg.對點例題某宇航員在飛船發(fā)射前測得自身連同宇航服等隨身裝備共重840 N，在火箭發(fā)射階段，發(fā)現(xiàn)當飛船隨火箭以a的加速度勻加速豎直上升到某位置時(其中g(shù)為地球表面處的重力加速度)，其身體下方體重測試儀的示數(shù)為1 220 N.已知地球半徑R6 400 km.地球表面重力加速度g取10 m/s2(求解過程中可能用到1.03，1.02).問：(1)該位置處的重力加速度g是地面處重力加速度g的多少倍？(2)該位置距地球表面的高度h為多大？解題指導(1)飛船起飛前，對宇航員受力分析有Gmg，得m84 kg.在h高度處對宇航員受力分析，應用牛頓第二定律有Fmgma，得.(2)根據(jù)萬有引力公式，在地面處有Gmg，在h高度處有Gmg.解以上兩式得h0.02R128 km.答案(1)(2)128 km1.地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，若某高處的重力加速度為，則該處距地面的高度為()A.R B.(1)RC.R D.3R答案B2.某行星的自轉(zhuǎn)周期為T6 h，用彈簧測力計在該行星的“赤道”和“兩極”處測同一物體的重力，彈簧測力計在“赤道”上的讀數(shù)比在“兩極”上的讀數(shù)小10%(行星視為球體).(1)求該行星的平均密度；(2)設想該行星自轉(zhuǎn)角速度加快到某一值時，在“赤道”上的物體會“飄”起來，求此時的自轉(zhuǎn)周期.答案(1)3.0103 kg/m3(2)1.9 h解析(1)放在行星“兩極”處的物體，其萬有引力等于重力，即Gmg.“赤道”上的物體由萬有引力提供了其向心力及重力，即在“赤道”上，我們把物體所受到的萬有引力分解為自轉(zhuǎn)所需的向心力和重力.GmgmR則mgmg0.1GmR所以該行星的質(zhì)量為M行星的平均密度為3.010