2011届状元之路物理2.4.4万有引力与航天.ppt

共 91 页 2.(2009·广东卷)发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道.发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方,如图所示,这样选址的优点是,在赤道附近( ) A.地球的引力较大B.地球自转线速度较大C.重力加速度较大D.地球自转角速度较大 答案:B 解析:由于发射卫星需要将卫星以一定的速度送入运行轨道,在靠近赤道处的地面上的物体的线速度较大,发射时较节能,因此B正确. 3.关于万有引力定律的说法正确的是( )A.天体间万有引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离成反比B.任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比C.万有引力与质量?距离和引力常量成正比D.万有引力定律对质量大的物体可以适用,对质量小的物体可能不适用 答案:B 易错点二不能从题中提炼有用信息?构建物理模型导致出错 自我诊断2(2009·江苏卷)英国《新科学家(New Scientist)》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最,在XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中,若某黑洞的半径R约45 km,质量M和半径R的关系满足 (其中c为光速,G为引力常量),则该黑洞表面重力加速度的数量级为( )A.108 m/s2 B.1010 m/s2C.1012 m/s2 D.1014 m/s2 解析:处理本题要从所给的材料中,提炼出有用信息,构建好物理模型,选择合适的物理方法求解.黑洞实际为一天体,天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力,对黑洞表面的某一质量为m的物体有: 答案:C 易错点三对变轨过程中的能量变化认识不清导致出错 自我诊断3近地人造地球卫星沿圆轨道运行时,由于受到大气的摩擦作用,卫星的运动状况发生了变化,关于这颗卫星的运动,下列说法正确的是( )A.线速度逐渐减小 B.环绕周期逐渐增大C.向心加速度逐渐增大 D.角速度逐渐减小 解析:卫星受大气摩擦作用速度减小的同时,在万有引力作用下做向心运动,万有引力做正功,使其加速进入较低轨道,万有引力增大,向心加速度增大,周期减小,角速度增大. 答案:C 题 型 研 练 题型一万有引力与重力的关系 【例1】 火星的质量和半径分别约为地球的?和?,地球表面的重力加速度为g,则火星表面的重力加速度约为( )A.0.2g B.0.4g C.2.5g D.5g 答案:B 方法总结:星体表面及其某一高度处的重力加速度的求法:设天体表面的重力加速度为g,天体半径为R,则若物体距星体表面高度为h,则重力 创新预测1 人类对太空的探索永无止境,2004年“勇气号”和“机遇号”探测器先后成功登陆火星.已知地球与火星的质量之比约为M地∶M火=10∶1,半径之比R地∶R火=2∶1.现水平地面上固定有一木板,其上放置一木箱,用一根绳子水平拖动箱子,设箱子和木板间的动摩擦因数为0.5.若在地球上木箱能获得的加速度为10 m/s2,将此木箱?木板和绳子送到火星上去,仍用同样的力和方式拖动木箱,则木箱能获得的加速度为多少?(已知地球表面重力加速度为10 m/s2) 答案:13 m/s2 题型二计算中心天体的质量和密度 【例2】 中子星是恒星演化过程的一种可能结果,它的密度很大.现有一中子星,观测到它的自转周期为 ,问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星的稳定,不致因自转而瓦解,计算时星体可视为均匀球体.(引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2) 答案:1.27×1014 kg/m3 解析:设中子星的密度为ρ,质量为M,半径为R,自转角速度为ω. 方法总结:研究天体运动的基本方法:研究人造卫星?行星等天体的运动时,我们进行了以下近似处理,中心天体是不动的,环绕天体以中心天体的球心为圆心做匀速圆周运动;环绕天体只受到中心天体万有引力作用,这个引力提供环绕天体做圆周运动的向心力,即F万=F向,利用上述等式可以计算天体的有关物理量. 创新预测2 一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行,认为行星是密度均匀的球体,要确定该行星的密度,只需要测量( )A.飞船的轨道半径 B.飞船的运行速度C.飞船的运行周期 D.行星的质量 答案:C 题型三分析卫星运行的轨道参量 【例3】 如图4-4-1所示,a?b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径).下列说法中正确的是( )A.a?b的线速度大小之比是?∶1B.a?b的周期之比是1∶2?C.a?b的角速度大小之比是3 ∶4D.a?b