5.7天體應(yīng)用

1、萬有引力定律的應(yīng)用,(1)表面重力加速度：因 則(2)軌道重力加速度:因 則,一、行星表面物體的重力：重力近似等于萬有引力,二、人造衛(wèi)星,⑴萬有引力提供向心力：人造衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)可看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所需的向心力是地球?qū)λ娜f有引力提供的，因此解決衛(wèi)星問題最基本的關(guān)系是,eg1. If the Earth began to shrink but its mass remained the s

2、ame, what would happen to the value of g on Earth's surface?,eg2. 若地球表面重力加速度為 ，物體放在距離地心4倍半徑處重力加速度為g，則 大小為A 1 B 1/9 C 1/4 D 1/16,D,eg3. 已知下列數(shù)據(jù)可求地球質(zhì)量的有：A 地球半徑與地表重力加速度B 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)半徑與運(yùn)行周期C 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)半徑與線速度D 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)線速度與周期

3、,ABCD,1．雙星系統(tǒng)模型的特點(diǎn)：(1)兩星都繞它們連線上的一點(diǎn)做勻圓運(yùn)動(dòng)，故兩星角速度、周期相等．(2)兩星之間的萬有引力提供各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以它們的向心力大小相等；(3)兩星的軌道半徑之和等于兩星間的距離，即r1＋r2＝L.2．雙星系統(tǒng)模型的三大規(guī)律：(1)雙星系統(tǒng)的周期、角速度相同．(2)軌道半徑之比與質(zhì)量成反比．(3)雙星系統(tǒng)的周期的平方與雙星間距離的三次方之比只與雙星的總質(zhì)量有關(guān)，而與雙星個(gè)體的質(zhì)

4、量無關(guān)．,eg4. 已知兩衛(wèi)星軌道半徑之比為4:1，則兩衛(wèi)星線速度、角速度、向心加速度以及周期之比分別為多少,線速度之比 1:2角速度之比 1:8向心加速度之比1:16周期之比8:1,3、三種宇宙速度⑴第一宇宙速度:要想發(fā)射人造衛(wèi)星，必須具有足夠的速度，發(fā)射人造衛(wèi)星最小的發(fā)射速度稱為第一宇宙速度，v1=7.9 km/s。但卻是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的各種衛(wèi)星中的最大環(huán)繞速度。⑵第二宇宙速度:當(dāng)衛(wèi)星的發(fā)射速度等于或大于11.2

5、km/s時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的引力不再繞地球運(yùn)行，成為繞太陽運(yùn)行的人造行星或飛到其他行星上去，我們把v2=11.2 km/s稱為第二宇宙速度,也稱脫離速度。,⑶第三宇宙速度:當(dāng)物體的速度等于或大于16.7 km/s時(shí)，物體將掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間中去，我們把v3=16.7 km/s稱為第三宇宙速度，也稱逃逸速度。 說明：宇宙速度是指發(fā)射速度，不是衛(wèi)星的運(yùn)行速度。,eg5.中子星是恒星演化到末期，經(jīng)由重力崩潰發(fā)生

6、超新星爆炸之后，可能成為的少數(shù)終點(diǎn)之一。其密度比地球上任何物質(zhì)密度大很多倍。已知一個(gè)中子星密度為 ，半徑為10km,則逃離此中子星的第一宇宙速度為多大A 7.9km/s B 16.7km/sC D,D,⑵同步衛(wèi)星：地球同步衛(wèi)星，是相對(duì)地面靜止的，與地球自轉(zhuǎn)具有相同的周期①周期一定：同步衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)與地球自轉(zhuǎn)同步，它的運(yùn)動(dòng)周期就等于地球自轉(zhuǎn)的周期，T＝24 h

7、.②角速度一定：同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度． ③軌道一定：所有同步衛(wèi)星的軌道必在赤道平面內(nèi)．④高度一定：所有同步衛(wèi)星必須位于赤道正上方，且距離地面的高度是一定的（軌道半徑都相同，即在同一軌道上運(yùn)動(dòng)），其確定的高度約為.⑤環(huán)繞速度大小一定：所有同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度的大小是一定的，都是3.08 km/s，環(huán)繞方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同．,eg6.以下關(guān)于同步衛(wèi)星說法正確的是A 同步衛(wèi)星運(yùn)行線速度大于7.9

8、km/s B 同步衛(wèi)星高度是定值且相對(duì)地面靜止C 同步衛(wèi)星的角速度大于月球繞地球角速度 D 同步衛(wèi)星的向心加速度與靜止在地面的物體向心加速度相等,BC,eg7.宇宙飛船在繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)現(xiàn)前方有殘骸，為了避免碰撞，宇航員對(duì)飛船進(jìn)行變軌加速，當(dāng)飛船停留在新的軌道上時(shí)A 飛船高度降低 B 飛船高度增加C 飛船周期減小 D 飛船向心