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必修2 第七章 万有引力与宇宙航行
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万有引力理论的成就
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使用次数:169
更新时间:2008-10-12
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1.
已知地球半径为R、一个静止在赤道上空的热气球(不计气球离地高度)绕地心运动的角速度为ω0 、一颗人造地球卫星的圆形轨道距地面高度为h.地球质量、热气球质量和人造地球卫星的质量分别用M、 m 和 m1表示,M、 m  m1及引力常量G为未知量.根据上述条件,有位同学列出了以下两个式子:
对热气球有:      对人造地球卫星有:
该同学利用上面两个式子解出了人造地球卫星绕地球运行的角速度ω.
你认为这个同学的解法是否正确?若认为正确,请算出结果.若认为不正确,请说明理由,并补充一个条件后,再求出ω(要求分三次补充不同的一个条件求解)
 
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题型:计算题
知识点:万有引力理论的成就
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【答案】
解:第一个等式不正确,因为热气球静止在空中是因为浮力与重力平衡,它受到地球的引力并不等于它绕地心运动的向心力。 (1)若补充地球表面的重力加速度g,可以认为热气球受到的万有引力近似等于其重力,则有与题中第二个等式联立可得(2)若利用同步卫星的高度H有:与题中第二个等式联立可得(3)若利用第一宇宙速度 V1,有与题中第二个等式联立可得
=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 计算天体质量与密度 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 计算天体质量与密度的定义

计算天体质量与密度:

1、用万有引力定律求天体的质量:通过观天体卫星运动的周期T和轨道半径r或天体表面的重力加速度g和天体的半径R,就可以求出天体的质量M。
2、用万有引力定律计算天体的平均密度:通过观测天体表面运动卫星的周期T,就可以求出天体的密度ρ。

◎ 计算天体质量与密度的知识扩展
1、用万有引力定律求天体的质量:通过观天体卫星运动的周期T和轨道半径r或天体表面的重力加速度g和天体的半径R,就可以求出天体的质量M。以地球的质量的计算为例
①若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T和半径r,根据:
得:
②若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和半径r,根据:
得:
③若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T,根据:
得:
④若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g,根据:
得:——此式通常被称为黄金代换式。
2、用万有引力定律计算天体的平均密度:通过观测天体表面运动卫星的周期T,就可以求出天体的密度ρ。
天体球体积:V=;天体密度:(由r指球体半径,R指轨道半径,当R=r时,)。
◎ 计算天体质量与密度的相关定理

 计算天体质量与密度:

1、用万有引力定律求天体的质量:通过观天体卫星运动的周期T和轨道半径r或天体表面的重力加速度g和天体的半径R,就可以求出天体的质量M。以地球的质量的计算为例
①若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T和半径r,根据:
得:
②若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和半径r,根据:
得:
③若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T,根据:
得:
④若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g,根据:
得:——此式通常被称为黄金代换式。
2、用万有引力定律计算天体的平均密度:通过观测天体表面运动卫星的周期T,就可以求出天体的密度ρ。
天体球体积:V=;天体密度:(由r指球体半径,R指轨道半径,当R=r时,)。

◎ 计算天体质量与密度的知识点拨
知识点拨:
科学真是迷人.地球、太阳等天体的质量是多少?天平无法测量.但在我们学习了万有引力定律之后,我们便可以通过它来"称量".求天体质量和密度方法:在地面附近万有引力近似等于物体的重力.由于地球的自转,因而地球表面上的物体随地球自转时需要向心力.所以重力实际上只是万有引力的一个分力,另一个分力就是物体随地球自转时需要的向心力,这个分力与万有引力相比很小忽略不计,可近似认为万有引力等于物体的重力。
◎ 计算天体质量与密度的教学目标
1、了解万有引力定律的重要应用。
2.会用万有引力定律计算天体的质量。
3.掌握综合运用万有引力定律和圆周运动等知识分析具体问题的基本方法。
4、通过求解太阳、地球的质量,培养学生理论联系实际的能力。
5、利用万有引力定律可以发现未知天体,让学生懂得理论来源于实践,反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。
◎ 计算天体质量与密度的考试要求
能力要求:应用
课时要求:120
考试频率:常考
分值比重:4

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