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3.2万有引力定律的应用学案(粤教版物理必修2)
资源分类: 必修二 资源大小: 74.98 KB
资源版本: 粤教 上传:周凤玲 审核发布:lqmei
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资料简介

1.关于万有引力和重力的关系

地面上物体所受万有引力F可以分解为物体所受的重力mg和随地球自转而做圆周运动的向心力F’。其中   

      当物体在赤道上时,FmgF’三力同向,此时满足F’mgF

      当物体在两极点时,F’0 ,F=mg=

      当物体在地球的其他位置时,三力方向不同。

1  地球赤道上的物体由于地球自转产生的向心加速度a3.37×102 m/s2,赤道上重力加速度g10m/s2试问:(1)质量为m kg的物体在赤道上所受的引力为多少?(2)要使在赤道上的物体由于地球的自转而完全失重,地球自转的角速度应加快到实际角速度的多少倍?

解析:1)物体所受地球的万有引力产生了两个效果:一是使物体竖直向下运动的重力,一是提供物体随地球自转所需的向心力,并且在赤道上这三个力的方向都相同,有Fmg+Fm(g+a)=m(9.77+3.37×10-2)=9.804m(N)

2)设地球自转角速度为ω,半径为R,则有a=ωR,欲使物体完全失重,即万有力完全提供了物体随地球自转所需的向心力,即mω’RF9.804m,解以上两式得ω17.1ω.

2.关于天体质量或密度的计算问题

解法一:利用天体表面的重力加速度g,由MgR2G,只需知道g和天体半径R即可;密度

解法二:利用“卫星”的周期T和半径r,由

密度(R为天体的半径),当卫星沿天体表面附近绕天体运动时,rR,则

2   已知引力常量G6.67×1011N·m2/kg2,重力加速度g9.8m/s2,地球半径R6.4×104m,可求得地球的质量为多少?(结果保留一位有效数字)

解析:在地球表面质量为m的物体所受的重力等于地球对物体的引力,有

 ,

3  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

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