萬有引力定律應(yīng)用典型題型(全)

(1)測天體的質(zhì)量及密度：(萬有引力全部提供向3它的密度很大。現(xiàn)有一中子星，觀測到它的自轉(zhuǎn)周期為 人_1132到的萬有引力大于或等于它隨星體所需的向心力時，中O角速度為，位于赤道處的小物塊質(zhì)量為m，則有OGMm2幾RT3題一樣先假設(shè)某處存在一個物體再分析求解是應(yīng)用萬有變式訓(xùn)練：數(shù)據(jù)能夠估算出地球的質(zhì)量的是()A.月球繞地球運(yùn)行的周期與月地之間的距離B.地球表面的重力加速度與地球的半徑C.繞地球運(yùn)行衛(wèi)星的周期與線速度D.地球表面衛(wèi)星的周期與地球的密度解析：人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動。月M量為m，衛(wèi)星的運(yùn)行T對地球表面的衛(wèi)星，軌道半徑等于地球的半徑，R3G地球表面的物體，其重力近似等于地球?qū)ξ矬w的引力RG質(zhì)量，不能解決環(huán)繞天體的質(zhì)量；能夠根據(jù)已知條件和已知的常量，運(yùn)用物理規(guī)律估算物理量，這也是高考對學(xué)生的要求?？傊ｎD萬有引力定律是解決天體運(yùn)動云二號”是同步軌道衛(wèi)星，其運(yùn)行軌道就是赤道平面,赤道附近太平洋上一個小島的上空，那么“風(fēng)云一號”解析：本題主要考察普通衛(wèi)星的運(yùn)動特點(diǎn)及其規(guī)律r2rr2rrrr2r=r2rr2Tr2向向r2r2向向r2A、為避免通訊衛(wèi)星在軌道上相撞，應(yīng)使它們運(yùn)行在B、通訊衛(wèi)星定點(diǎn)在地球赤道上空某處，所有通訊衛(wèi)C、不同國家發(fā)射通訊衛(wèi)星的地點(diǎn)不同，這些衛(wèi)星的軌道不一定在同一平面上D、不同通訊衛(wèi)星運(yùn)行的線速度大小是相同的，加速根據(jù)萬有引力定律GmM=m42r得知通訊衛(wèi)星的運(yùn)行軌道是一定的，離開地面的高度也是一定的。地球?qū)πl(wèi)星的引力提供了衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的向心力，因此同步衛(wèi)星只能以地心為為圓心做圓周運(yùn)動，它只能與赤道同平面且定點(diǎn)在赤道平面的正上方。故B不同通訊衛(wèi)星因軌道半徑相同，速度大小相等，故mmrm【探討評價】通訊衛(wèi)星即地球同步通訊衛(wèi)星，它的特點(diǎn)是：與地球自轉(zhuǎn)周期相同，角速度相同；與地球赤道同平面，在赤道的正上方，高度一定，繞地球做勻速圓周運(yùn)動；線速度、向心加速度大小相同。12解析：本題主要考察雙星的特點(diǎn)及其運(yùn)動規(guī)律距離一定，則引力大小一定，根據(jù)牛頓第二定律知道，每個星體的加速度大小不變。因此它們只能做L21122rm1=2rm21又r+r=L12r1=r1=m1+m2Lm1+m22 = GmrvGmrv=r=21=mL22L(m+m)12地地GL(mGL(m+m)12v=rv=r=22L21存在相互作用的引力，引力又一定，從而加速度大小就是一個定值，這樣的運(yùn)動只能是勻速圓周運(yùn)動。這個結(jié)論很重要。同時利用對稱性，巧妙解題，找到結(jié)論的規(guī)律，搞清結(jié)論的和諧美與對稱美對我們以后的學(xué)習(xí)也很如圖是在同一平面不同軌道上運(yùn)行的兩顆人12解析：本題考察同一平面不同軌道上運(yùn)行的兩顆人造地球衛(wèi)星的位置特點(diǎn)及其衛(wèi)星的運(yùn)動規(guī)律12TTTTvMmv2rrTTTT1221解得：2k+1TT……⑤k=0.1.2……21通過作圖，搞清它們轉(zhuǎn)動的角度關(guān)系，以及終邊相同的【題型6】同步衛(wèi)星的發(fā)射問題(變軌問題)發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓形軌道1運(yùn)行，然后點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，⑴比較衛(wèi)星經(jīng)過軌道1、2上的Q點(diǎn)的加速度的大小；以及衛(wèi)星經(jīng)過軌道2、3解析：同步衛(wèi)星的發(fā)射有兩種方法，本題提供了同步衛(wèi)星的一種發(fā)射方法，并考察了衛(wèi)星在不同Mm⑴根據(jù)牛頓第二定律，衛(wèi)星的加速度是由于地球吸引衛(wèi)星的引力產(chǎn)生的。即：G=ma可見⑵1、3軌道為衛(wèi)星運(yùn)行的圓軌道，衛(wèi)星只受地球引力做勻速圓周運(yùn)動r衛(wèi)星由近地軌道向橢圓軌道運(yùn)動以及由橢圓軌道向同步軌道運(yùn)動的過程中，引力小于向心力，Mmv2G=m，衛(wèi)星做離心運(yùn)動，因此隨著軌道半徑r增大，衛(wèi)星運(yùn)動速度增大，它做加速運(yùn)rr【探討評價】衛(wèi)星運(yùn)動的加速度是由地球?qū)πl(wèi)星的引力提供的，所以研究加速度首先應(yīng)考慮牛頓第二定律；衛(wèi)星向外軌道運(yùn)行時，做離心運(yùn)動，半徑增大，速度必須增大，只能做加速運(yùn)動。通過上面的例題及教材學(xué)習(xí)，我們知道：同步衛(wèi)星的發(fā)射有兩種方法，一是直接發(fā)射到同步軌道；二是先發(fā)射到近地軌道，然后再加速進(jìn)入橢圓軌道，再加速進(jìn)入地球的同步軌道?！靶l(wèi)星群”vvRR解析：本題考察連續(xù)物與分離物的特點(diǎn)與規(guī)律R連帶物，還是土星的衛(wèi)星，搞清運(yùn)用的物理規(guī)律，是解上的“完全失重”問題假定宇宙空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動，則在空間A的質(zhì)量B物體的重量D、用水銀氣壓計測飛船上密閉倉內(nèi)的氣體壓強(qiáng)F、用打點(diǎn)計時器驗證機(jī)械能守恒定律解析：本題考察了宇宙空間站上的“完全失重”現(xiàn)引力提供了向心加速GMm=ma，可見a=GM……①【探討評價】當(dāng)物體的加速度等于重力加速度時，引力方向上物體受的彈力等于零，但物體的重力并不等于零；在衛(wèi)星上或宇宙空間站上人可以做機(jī)械運(yùn)動，但不能測定物體的重力。“黑洞”問題是愛因斯坦廣義相對論中預(yù)言的一種特殊的天體。它的密度很大，對周圍的物質(zhì)(包括光子)光子到達(dá)黑洞表面時，也將被吸入，最多恰能繞黑洞表面做圓周運(yùn)動。根據(jù)天文觀察，銀河系中心可能有一個根據(jù)牛頓定律Mmc2……①得：G=m旋轉(zhuǎn),因此Mmv2r2rc2c它對周圍星體的引力特別大，任何物質(zhì)(包括光子)都將被它吸入，這就是“黑洞”命名的緣由。黑洞是否真正存在，其運(yùn)動特點(diǎn)和規(guī)律到底怎么樣，同學(xué)們可以上網(wǎng)查資料，充分考查研究。希望同學(xué)們將來成宙探秘科學(xué)家。我們要認(rèn)真學(xué)習(xí)課本的閱讀材料，能用中學(xué)物理知識分析解決科技中的問題。做“宇小，根據(jù)這一理論，在很久很久以前，太陽系中地球的公轉(zhuǎn)情況與現(xiàn)在相比較，⑴公轉(zhuǎn)半徑如何變化？⑵公轉(zhuǎn)周期如何變化？⑶公轉(zhuǎn)線速度如何變化？要求寫出必要據(jù)和推理過程。漫長的宇宙演變過程中，由于“G”在減小，地球⑴根據(jù)Mmv2得：r2r2rrTGM小rrv=r求寫出推理依據(jù)以及推理過程，這就要求我們充分利用“引力提供向心加速度”的重要規(guī)律，了解信息，明確等豐富的礦產(chǎn)資源。設(shè)想人類開發(fā)月球，不斷地月球上的礦藏搬運(yùn)到地球上，假定經(jīng)過長時間開采以后，月球和地球仍看做均勻球體，月球仍然在開采前的軌道運(yùn)動，請M+m2Mm2地rr地rrrTGM⑶由Mmv⑶由Mmv2v=G=mrrrr宇宙飛船要與正在軌道上運(yùn)行的空間站對接。⑴飛船為了追上軌道空間站，應(yīng)采取什么措施？⑵飛船脫離原來的軌道返回大氣層的過程中，重力勢能如何變化？動能如何⑴根據(jù)Mm