高中物理人民教育出版社萬(wàn)有引力專題復(fù)習(xí)課件人教版必修2

萬(wàn)有引力定律部分于向東高級(jí)教師2003年名師課堂輔導(dǎo)講座—高中部分關(guān)鍵詞：萬(wàn)有引力、重力、向心力。地面上的物體和近地衛(wèi)星，一般衛(wèi)星和同步衛(wèi)星，雙星，連續(xù)物和衛(wèi)星群。穩(wěn)定運(yùn)行和變軌運(yùn)動(dòng)。萬(wàn)有引力定律內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。數(shù)學(xué)表示：理解：（1）普遍性（2）相互性（3）宏觀性（4）適用性Gm1m2r2=F1、如圖所示，在半徑為R，

質(zhì)量為M的均勻銅球中，挖一半徑為R/2的球形空穴，空穴和銅球相切。Ad另一均勻小球質(zhì)量為m，位于連接銅球球心跟空穴中心的直線上的A處，小球球心和銅球球心相距為d，求這兩個(gè)球間的萬(wàn)有引力。分析:

答案:

2F=GMm(7d-8dR+2R)28d(d-R2)22、設(shè)想把一質(zhì)量為m的物體放在地球中心，這時(shí)它受到的地球的萬(wàn)有引力為()

A、0B、mgC、無(wú)窮大

D、無(wú)法確定分析:答案:A應(yīng)用：（1）萬(wàn)有引力和重力一、星球上物體所受的重力是由萬(wàn)有引力產(chǎn)生的。近似計(jì)算：GMmr2=mg1、當(dāng)物體距地面高h(yuǎn)時(shí)（地球半徑為R）,則重力加速度隨高度的增加而減小。（R+h）2=gGM2、因?yàn)榈厍虿皇钦蝮w，越往兩極半徑越小則重力加速度隨緯度的增加而增加R2=gGM二、由于地球的自轉(zhuǎn)，地球上物體受到的萬(wàn)有引力產(chǎn)生兩個(gè)效果，一個(gè)分力提供向心力，另一個(gè)分力即重力。物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力也可以認(rèn)為是地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力和支持力的合力。（由平衡條件N=F重）實(shí)際上，向心力很小。如質(zhì)量為1kg的物體在赤道上向心力只有0.034N，而它受的地球的引力約為9.8N。對(duì)地球赤道面上的物體：

F引-N=F向

（即F引-F重=F向）對(duì)衛(wèi)星：

F引=F向

（N=0，完全失重）ωF向F引F重ωF向F引F重ωF引ＮＮ...1、離地面高h(yuǎn)處的重力加速度是地表的1/2,地球半徑RE；則：h/RE=

分析：答案：2-12、已知萬(wàn)有引力恒量G=6.67×1011Nm2/kg2,地表重力加速度g=9.8m/s2

,地球半徑RE=6.4×106m,則：地球質(zhì)量的表達(dá)式M=

;數(shù)值M=

kg（保留一位有效數(shù)字）gRE/G26×10243、由于地球的自轉(zhuǎn)，使赤道上的重力加速度比兩極重力加速度減少N%，設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，求地球的平均密度（設(shè)地球是一個(gè)均質(zhì)圓球體）。

分析：答案：NGT2=ρ300π（2）萬(wàn)有引力和向心力一、星體、人造衛(wèi)星環(huán)繞運(yùn)動(dòng)（圓周運(yùn)動(dòng)）由萬(wàn)有引力提供向心力：r2=mGMm2V22r=mrω=mr（）2πT1、宇宙速度：若地球半徑為R，衛(wèi)星距地面高度h，則r=R+h；所以：衛(wèi)星離地面越高環(huán)繞速度越小。r=VGM第一宇宙速度：r=R，V1=7.9km/s，為最大環(huán)繞速度；

第二宇宙速度：（發(fā)射速度、脫離速度）V2=11.2km/s第三宇宙速度：（發(fā)射速度、逃逸速度）V3=16.7km/s說(shuō)明：

V=7.9km/s，為圓軌跡；7.9km/s＜V＜11.2km/s,為橢圓軌跡；

11.2km/s＜V＜16.7km/s,為拋物線；

V=16.7km/s為雙曲線。2、天體質(zhì)量：3、開(kāi)普勒第三定律：GT2=M4π2r3T2r3=4π2GM二、通訊衛(wèi)星（地球同步衛(wèi)星）：1、周期T=24hour2、距地面高度h=35800km3、環(huán)繞速度V=3.075km/s4、位置在赤道上空。ω.三、其它軌道衛(wèi)星：只要軌道中心在地心（即萬(wàn)有引力全部用來(lái)充當(dāng)向心力）的軌道都可以發(fā)射。如圖所示：ω.1、地球及其三顆衛(wèi)星A、B、C軌道如圖所示，比較線速度:VA

VB

VC

角速度:ωA

ωB

ωC向心加速度:aA

aB

aC周期:TA

TB

TC

分析：答案：地...ABC>>>>><<>

2、已知地表的重力加速度g，地球半徑R，地球自轉(zhuǎn)周期T，求同步衛(wèi)星距地面的高度？分析：答案：4π=hgRT2223

3、同步衛(wèi)星質(zhì)量m，離地面高h(yuǎn)，地球半徑R，地球表面的重力加速度g，地球自轉(zhuǎn)角速度ω；則同步衛(wèi)星受地球的引力為：

A、0

B、mgR2/(R+h)2

C、m3R2gω4

D、以上結(jié)論都不正確

分析：答案：B、C

4、已知地表的重力加速度g，地球半徑R，同步衛(wèi)星距地心的距離r；求同步衛(wèi)星的線速度？答案：2=VgRr

5、地球同步衛(wèi)星距離地心的距離為r，運(yùn)行速率為V1，向心加速度為a1；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為V2，地球的半徑為R，則A、B、C、D、分析：答案：ra1a2=Ra1a2=r2R2V1V2=rR22RV1V2=rA、D6、雙星在它們間的萬(wàn)有引力作用下繞其連線上某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T(mén)，兩星中心間距為R；求兩星的總質(zhì)量。分析：答案：GT2=M4π2R37、據(jù)觀察，某行星外圍有一個(gè)模糊不清的環(huán)。為了判斷環(huán)是連續(xù)物還是衛(wèi)星群，測(cè)出了環(huán)中各層的線速度V大小與該層至行星的中心的距離R，以下判斷正確的是：A、若V與R成正比，則環(huán)是連續(xù)物B、若V與R成反比，則環(huán)是連續(xù)物C、若V與R成正比，則環(huán)是衛(wèi)星群D、若V與R成反比，則環(huán)是衛(wèi)星群22分析：答案：A、D7、可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道:()

A、與地球表面上某一緯度線(非赤道)是共面同心圓

B、與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的圓是共面同心圓

C、與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對(duì)地球表面是靜止的

D、與地球表面上的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對(duì)地球表面是運(yùn)動(dòng)的分析：答案：A、C8、在研究宇宙發(fā)展演變的理論中，有一種學(xué)說(shuō)叫做"宇宙膨脹說(shuō)"，這種學(xué)說(shuō)認(rèn)為萬(wàn)有引力常量G在緩慢地減小。根據(jù)這一理論，在很久很久以前，太陽(yáng)系中地球的公轉(zhuǎn)情況與現(xiàn)在相比:()

A、公轉(zhuǎn)半徑R較大

B、公轉(zhuǎn)周期T較小

C、公轉(zhuǎn)速率v較大

D、公轉(zhuǎn)角速度ω較小分析：答案：B9、“和平號(hào)”飛船歷經(jīng)15年，終于在2001年3月23日北京時(shí)間14時(shí)2分謝幕，為使“和平號(hào)”退出舞臺(tái)，科學(xué)家在“合適的時(shí)間”、“合適的地點(diǎn)”進(jìn)行了三次“點(diǎn)火”，終于把其準(zhǔn)確降落在南太平洋的預(yù)定區(qū)域。關(guān)于“點(diǎn)火”的作用，以下說(shuō)法正確的是（）

A、由公式v＝GM/r可知，衛(wèi)星在近地軌道的速度大，為使“和平號(hào)”高度下降，應(yīng)使其速度增加，故點(diǎn)火時(shí)噴“火”方向應(yīng)與“和平號(hào)”運(yùn)動(dòng)方向相反。

B、“點(diǎn)火”時(shí)噴火方向應(yīng)沿背離地心方向，這樣才能由于反問(wèn)，迫使“和平號(hào)”降低高度。

C、“點(diǎn)火”時(shí)噴火方向應(yīng)與“和平號(hào)”運(yùn)動(dòng)方向一致，使“和平號(hào)”減速，由GMm/r2＝mv2/r知，當(dāng)速度減小時(shí)，由于萬(wàn)有引力大于“和平號(hào)”運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力，故“和平號(hào)”將降低高度。

D、“和平號(hào)”早已失去控制，“點(diǎn)火”只不過(guò)是按先前編制的程序而動(dòng)作，噴火方向無(wú)關(guān)緊要，其作用是使“和平號(hào)”運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定，從而增大與空氣的阻力分析：答案：C10、如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于A點(diǎn)，軌道2、3相切于B點(diǎn)。則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道正常運(yùn)行時(shí)，AB321.

下列說(shuō)法中正確的是（）

A、衛(wèi)星在軌道3上的周期大于在軌道1上的周期

B、衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率

C、衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速率大于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速率

D、衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的加速度大于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的加速度分析：答案：A、C、D11、據(jù)新華社報(bào)道，為了在本世紀(jì)初葉將我國(guó)的航天員送上太空。2002年3月25日22時(shí)15分，我國(guó)成功地發(fā)射了一艘無(wú)人試驗(yàn)飛船，在完成預(yù)定任務(wù)后，飛船于4月1日16