高三物理最新教案-行星的运动、万有引力定律 精品

第四课时 行星的运动、万有引力定律

【知识回顾】

1.对于万有引力定律的表达式F =Gm 1m 2/r ２

，下列说法正确的是( )

A.公式中G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的

B.当r 趋近于0时，万有引力趋近于无穷大

C.m 1、m 2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力

D.公式中的F 应理解为m 1、m 2所受引力之和

2.对于引力常量G ，下列说法中错误的是( )

A.其大小与物体的质量的乘积成正比，与距离的平方成反比

B.是适用于任何两物体间的普适恒量，且其大小与单位制有关

C.在国际单位制中，G 的单位是N ·m 2/kg 2

D.在数值上等于两个质量都是1kg 的物体相距1m 时的相互作用力

3.两物体间的万有引力大小为F 1，若二物体之间的距离减小x ，二物体仍可视为质点，此时两个物体之间的万有引力为F 2，根据上述条件可以计算 （ ）

A 、二物体的质量

B 、万有引力恒量

C 、二物体之间的距离

D 、条件不足，无法计算上述中的任一物理量

4.两颗人造地球卫星质量之比m 1∶m 2=1∶2,轨道半径之比R 1∶R 2=3∶1，下列有关数据之比正确的是( )

A.周期之比T 1∶T 2=3∶1

B.线速度之比v 1∶v 2=3∶1

C.向心力之比F 1∶F 2=1∶9

D.向心加速度之比a 1∶a 2=1∶9

【典型例题】

【例1】关于人造地球卫星，下列说法中正确的是( ) A.运行的轨道半径越大，线速度越大

B.卫星绕地球运行的环绕速率可能等于8km/s

C.卫星的轨道半径越大，周期也越大

D.运行的周期可能等于80分钟

【例2】：如图所示，铅球A 的半径为R ，质量为M ，另一质量为m 的小球B ，两球球心的距离为d ，若在铅球内挖去

一个半径为的球形空腔，空腔的表面与铅球球面相切，则A 、B 之间的万有引力多大？

【例3】：某物体在地面上受到的重力为160N ，将它放置在卫星中，在卫星以加速度

A

g a 2

1

随火箭向上匀加速上升的过程中，当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为90N 时，求此时卫星距地球表面有多远？（地球半径R =6.4×103

km ，g 取10m /s 2

）

【例4】：两颗靠得很近的天体称为双星，它们以两者连线上某点为圆心作匀速圆周运动，这样就不至于由于万有引力而吸引在一起，设两双星质量分别为m 和M ，M =3m 。两星间距为L ，在相互万有引力的作用下，绕它们连线上某点O 转动，则：OM 间距为多少？它们运动的周期为多少？

【跟踪反馈】 一、选择题

1、设两人造地球卫星的质量比为1：2，到地球球心的距离比为1：3，则它们的：（ ） A ．周期比为3：1 B ．线速度比为1：3 C ．向心加速度比为1：9

D ．向心力之比为1：18

2、地球可近似看成球形，由于地球表面上物体都随地球自转，所以有： （ ）

A ．物体在赤道处受的地球引力等于两极处，而重力小于两极处

B ．赤道处的角速度比南纬300

大

C ．地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比两极处大

D ．地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力

3、地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，若高空中某处的重力加速度为g /2，则

该处距地面球表面的高度为： （ ）

A ．（2—1）R

B ．R

C ． 2R

D ．2R

4、A 、B 两颗行星，各有一颗卫星，卫星轨道接近各自的行星表面，如果两行星的质量比为M A ：M B =p ，两行星的半径比为R A ：R B =q ，则两卫星的周期之比为： （ ）

A ．

pq

B ．q

p C ．p q p / D ．q p q /

5、绕地球作匀速圆周运动的人造地球卫星内，其内物体处于完全失重状态，物体：（ ） A ．不受地球引力作用 B ．所受引力全部用来产生向心加速度 C ．加速度为零

D ．物体可在飞行器悬浮

6、设行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比T 2/R 3=K 为常数，此常数的大小：

（ ）

A ．只与恒星质量有关

B ．与恒星质量和行星质量均有关

C ．只与行星质量有关

D ．与恒星和行星的速度有关

二、填空题

7、近地卫星因受大气阻力作用，轨道半径逐渐减小时，速度将 ，环绕周期将 ，所受向心力将 。

8、地球半径为R ，表面的重力加速度为g ，卫星在距地面高R 处作匀速圆周运动时，线速度为 ，角速度为 ，加速度为 ，周期为 。 9、一物体在地球表面的重力为16N ，它在以5m /s 2

加速上升的火箭中视重为9N ，则此时火箭离地球表面的距离为地球半径的 倍。（g=10m /s 2

） 三、计算题

10.若观察到某星球外有一光环，如何判定这一光环是连续的，还是由卫星群所组成，试说明你依据何种力学规律作出这一判断的.

11.质量为m 的铅球放入地心处，再在地球内部距地心R /2（R 为地球半径）处挖去质量

也是m 的球体，如图所示，则铅球受到地球引力的大小为多少？方向如何？ 12、地球的第一宇宙速度为v 1，若某行星质量是地球质量的4倍，半径是地球半径的1/2倍，求该行星的第一宇宙速度。 参考答案：

【知识回顾】1、A 2、BCD 3C 4D

【典型例题】例1、C 例2、)

2(2287)2/(8/2

2222R d d R Rd d GMm R d m M G d Mm G F -+-=-⋅-= 例3、)km (1092.1)1(

4⨯=--=ma

F mg

R h N

例4、mL /(M+m ) 2π)

(3

m M G L +

【跟踪反馈】

1、D

2、A

3、A

4、D

5、BD

6、A