【步步高 学案导学设计】2014-2015学年高中物理 第三章 第3节 万有引力定律的应用课时作业 教科版必修2
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
【万有引力定律的应用】 1. 万有引力定律是由牛顿提出的,它阐述了宇宙中任何两个物体间都存在相互吸引的力。在18世纪,科学家们通过观察发现天王星的运动轨道并不完全符合由万有引力定律计算出来的结果,这种偏差暗示着存在另一个未被发现的行星——海王星,它的引力影响了天王星的轨道。 2. 地球表面的物体所受的重力是由于地球对其施加的万有引力造成的。这个力可以用公式 mg = G * (m * M) / R^2 表示,其中 m 是物体的质量,g 是重力加速度,M 是地球的质量,R 是物体到地心的距离。由此可以求得地球的质量 M = g * R^2 / G。 3. 当我们把行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动时,行星的向心力由太阳对行星的万有引力提供。根据开普勒第三定律和牛顿第二定律,我们有 F = m * a = m * (4 * π^2 * r) / T^2,其中 F 是万有引力,m 是行星质量,a 是向心加速度,r 是行星与太阳中心的距离,T 是行星公转周期。解这个方程,可以得到太阳的质量 M = 4 * π^2 * r^3 / (G * T^2)。 4. 类似地,如果已知卫星绕行星运动的轨道参数(如周期 T 或线速度 v)和卫星与行星之间的距离 r,也可以计算出行星的质量。开普勒的定律和牛顿的万有引力定律共同奠定了万有引力定律在天文学中的基础地位。 5. 解决天体运动问题的两种常见方法是: (1) 将天体运动近似看作匀速圆周运动,向心力由天体间的万有引力提供。例如,对于行星或卫星,可以使用 F_万 = F_向 = m * (v^2 / r) = m * (4 * π^2 * r) / T^2,从而求解天体质量和运动参数。 (2) 地球表面的物体所受重力约等于地球对其的万有引力,即 F_万 = mg。这个关系可以用于计算地球的质量,以及涉及重力加速度 g 的问题。 6. 题目中的选项7指出,天王星的轨道偏差是因为受到海王星的引力影响,海王星是通过观测异常而非理论计算直接发现的。选项A错误,因为海王星并非直接由万有引力定律计算得出;选项B错误,因为天王星是已知行星,不是依据万有引力定律计算的;选项C错误,海王星的发现是基于天王星轨道的偏差,而非直接观测;选项D正确,描述了天王星轨道偏差的原因及后续发现海王星的过程。 7. 能够计算地球质量的数据包括: - A项,可以使用 mg = G * M / R^2 计算地球质量。 - B项,结合开普勒第三定律和牛顿第二定律,可以计算地球质量。 - C项,结合线速度和半径,同样可以计算地球质量。 - D项,仅知道线速度和周期不足以单独计算地球质量,还需要轨道半径。 8. 知识点一提到,如果未知行星与地球的公转周期相同,那么它可能位于地球的对面,但由于题目未给出具体数据,无法判断这颗行星的其他性质。 9. 知识点二中,地球质量可以通过以下方式计算: - B项,使用月球绕地球的周期和距离,结合万有引力定律。 - C项,结合速度和周期,可以计算地球质量。 - D项,仅知道线速度和周期不足以计算地球质量,需要轨道半径。 10. 知识点三中,根据密度公式 ρ = M / V,若行星为球体,则 ρ = 3 * M / (4 * π * R^3)。已知地球半径 R 和重力加速度 g,可得地球质量 M = g * R^2 / G,进而计算密度。 11. 对于天体密度的计算,仅需飞船的运行周期即可,因为周期 T 与天体的密度、半径和引力常量有关。 12. 卫星在不同高度的周期 T1 和 T2 可以用来计算天体的密度,因为周期与天体的质量和半径有关,而半径可以通过高度 h 和近地轨道高度 R 来确定。 13. 近地卫星的重力加速度与轨道高度的关系,可以通过 g1/g2 = (R + h2)^2 / R^2 来计算,其中 g1 和 g2 分别是两个不同高度的重力加速度。 14. 距离地面高度 h 的卫星的线速度 v 和周期 T2 可以通过万有引力提供向心力的公式来求解,结合开普勒第三定律。 这些知识点涵盖了万有引力定律在天体物理学中的应用,包括行星运动的解释、天体质量的计算、天体密度的推断以及解决天体运动问题的策略。通过这些知识,我们可以更好地理解宇宙中天体的运动规律。
- 粉丝: 3802
- 资源: 59万+
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助