高一级物理万有引力定律同步测试2[精选].doc
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【知识点详解】 1. **万有引力定律**:万有引力定律是由英国科学家艾萨克·牛顿在1687年提出的,该定律表明,任何两个质点之间都存在相互吸引的力,这个力与它们质量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,公式为F = G * (m1 * m2) / r^2,其中F是两质点间的引力,m1和m2是两个质点的质量,r是它们之间的距离,G是万有引力常数,由亨利·卡文迪许在1798年通过扭秤实验测定。 2. **重力与地球自转**:地球自转使得物体在地球表面不同位置的重力有所不同。在赤道处,由于地球自转产生的离心力较大,物体的重力相对较小;而向两极移动时,离心力减小,重力相应增加。物体随地球转动的向心力会随着纬度的增加而减小,因为离心力与速度和半径的平方成正比,地球自转速度在赤道最大,向两极递减。 3. **宇航员在航天飞机中的状态**:宇航员在环绕地球做匀速圆周运动的航天飞机中处于完全失重状态,并非不受重力,而是因为重力恰好提供所需的向心力,使宇航员做圆周运动,因此他们感觉不到重力。 4. **人造地球卫星的运动**:人造地球卫星的天线如果折断,由于惯性,天线将继续沿着原来的轨道与卫星一起运动,不会自由下落,也不会平抛,因为它并没有受到额外的力。 5. **在行星中心的物体引力**:根据万有引力定律,如果物体位于行星中心,其与行星间的引力为零,因为两者的距离为零,引力公式中的r^2项导致了引力的无穷小。 6. **地球自转的影响**:地球自转时,地球上所有点(除两极)都有相同的角速度,但因为离心力与物体离轴心的距离有关,所以位于赤道的物体的向心加速度比两极地区的更大。物体的重量实际上是地球对其施加的重力,而不是万有引力。 7. **地球质量的计算**:可以通过卫星的运动参数来估算地球的质量。例如,月球绕地球的运动周期和月、地距离,或者人造地球卫星的绕行速度和周期。地球同步卫星离地面的高度则不能单独计算地球质量,还需要知道卫星的轨道周期。 8. **人造地球卫星的质量、速度与高度的关系**:人造地球卫星的速度与其离地面的距离有关,距离越近,卫星受到的重力越大,因此需要更大的速度来维持圆周运动,与卫星质量无关。 9. **万有引力变化**:当两物体距离减小时,万有引力F会增大,但由于题目仅给出了距离的变化,无法直接计算出物体质量、万有引力恒量或两物体间的具体距离,因此条件不足。 10. **同步卫星的周期与星球密度**:同步卫星的周期与其距离星球中心的距离以及星球的质量有关。如果已知两个星球的同步卫星高度和周期,可以推算出星球的平均密度之比。题目中给出地球的同步卫星距地面高度h,周期24h,另一个星球的同步卫星距地面高度3h,周期72h,通过比较可以计算出星球密度的比值。 11. **月球到地心的距离估算**:利用开普勒第三定律和月球的周期,可以估算月球到地心的距离。由于题目未提供月球的公转周期,这里需要假设周期来估算,实际计算时需使用月球的实际周期。 12. **地球平均密度的表达式**:地球的平均密度ρ可以通过地球表面的重力加速度g、地球半径R和万有引力常数G来计算,表达式为ρ = 3 * g / (4 * π * G * R)。 这些题目涵盖了万有引力定律的基本应用,包括引力计算、地球自转对物体的影响、卫星运动规律、引力与距离的关系、同步卫星的性质以及地球和其它星球的密度比较等。这些都是高中物理学习的重要内容,对于理解宇宙中天体运动的基本原理至关重要。
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