2013高中物理专题复习课件《曲线运动》 万有引力定律 第4讲 万有引力定律及其应用

第四章：曲线运动万有引力定律重点难点诠释………………04典型例题剖析………………09适时仿真训练………………12重点难点诠释跟踪练习1假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是（）A.地球的向心力变为缩小前的一半B.地球的向心力变为缩小前的C.地球绕太阳公转周期与缩小前的相同D.地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半［解析］由于天体的密度不变而半径减半，导致天体的质量减小，所以有：1618)2(π343MrM［答案］BC重点难点诠释地球绕太阳做圆周运动由万有引力充当向心力.所以有：整理得与原来相同，C正确..B,161)2(22正确所以地日地日RMMGRMMG,2π4)2(222RTMRMMG地地日BGMRT32π4重点难点诠释跟踪练习2(2007·广东)现有两颗绕地球匀速圆周运动的人造地球卫星A和B，它们的轨道半径分别为rA和rB.如果rA＞rB，则（）A.卫星A的运动周期比卫星B的运动周期大B.卫星A的线速度比卫星B的线速度大C.卫星A的角速度比卫星B的角速度大D.卫星A的加速度比卫星B的加速度大［解析］人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时由万有引力提供向心力，由，可得：卫星A的半径大，运动周期越大，选A；而卫星A的半径大，线速度和角速度都越小，加速度也越小（可以根据万有引力随半径增大而减小来判断）rTmrmMG22)π2(·［答案］A重点难点诠释跟踪练习3第一宇宙速度如何计算？［解析］方法一：地球对卫星的万有引力就是卫星做圆周运动的向心力.当h↑，v↓，所以在地球表面附近卫星的速度是它运行的最大速度.其大小为rh（地面附近）时，.,)()(22hrGMvhrvmhrmMGm/s109.731rGMv方法二：在地面附近物体的重力近似地等于地球对物体的万有引力，重力就是卫星做圆周运动的向心力..当rh时.gh≈0所以第一宇宙速度是在地面附近hr，卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度.重点难点诠释)(21hrvmmgm/s109.731grv［答案］见解析例2某物体在地面上受到的重力为160N，将它放置在卫星中，在卫星以加速度随火箭加速上升的过程中，当物体与卫星中的支持物的相互压力为90N时，求此时卫星距地球表面有多远？（地球半径R＝6.4×103km,g取10m/s2）典型例题剖析［解析］设此时火箭上升到离地球表面的高度为h，火箭上物体受到的支持力为N,物体受到的重力为mg′，据牛顿第二定律.N－mg′=ma①在h高处②在地球表面处③把②③代入①得ga212)(hRMmGgm2RMmGmgmaRhmgRN22)(km1092.1)1(4maNmgRh［答案］1.92×104km例3（2007·重庆）土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星，都沿近似为圆周的轨道线绕土星运动.其参数如下表，两卫星相比土卫十（）A.受土星的万有引力较大B.绕土星的圆周运动的周期较大C.绕土星做圆周运动的向心加速度较大D.动能较大典型例题剖析卫星半径（m）卫星质量（kg）轨道半径（m）土卫十8.90×1042.01×10181.51×1018土卫十一5.70×1045.60×10171.51×1018典型例题剖析［答案］AD［解析］从表格中的数据看出：两卫星的轨道半径相等r10=r11,两卫星的质量相差一个数量级,有m10＞m11,设土星质量为M,由万有引力定律公式，所以土卫十受到的引力较大.两卫星均绕土星运动,由开普勒第三定律(或由万有引力提供向心力列方程得到)r3/T2=常量，可知,当轨道半径相等时,运动周期T也相等.卫星的向心加速度由可知,只要轨道半径相等,两卫星的向心加速度大小相等.,质量m较大的卫星的动能较大.2rMmGF2rMGarGMmErvmrMmGmvEkk221222得和由1.［答案］BD适时仿真训练2.［答案］B3.［答案］3512)2(5445)1(RGmRRRGm