高一物理天体计算题 16页

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  • 2021-05-24 发布

高一物理天体计算题

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天体计算题复习 例 1 、某人造卫星距地面高度为 h ,地球半径为 R ,质量为 M ,地球重力加速度为 g ,万有引力常量为 G 。 ( 1 )分别用 h , R , M , G 表示卫星的周期 T ,线速度 v ,角速度  。 ( 2 )分别用 h , R , g 表示文星的周期 T ,线速度 v ,角速度  。 F 引 =G 和 F 引 =F n 的简单结合 —— 黄金代换 例 2 、借助于物理学,人们可以了解无法用仪器测量的物理量,使人类对自然界更加完善。现已知道太阳光经过 t 0 到达地球,光在真空中的传播速度为 c ,地球绕太阳的轨道近似可以看成圆,地球的半径为 R ,地球赤道表面的重力加速度为 g ,地球绕太阳运转的周期为 T ,试由以上数据和所学过的物理学知识推算太阳的质量 M 与地球的质量 m 之比 M/m 为多大? F 引 =G 和 F 引 =F n 的简单结合 —— 计算天体质量 两种模型与平抛运动结合求天体的质量和密度 例 3 、登入某行星后,宇航员在距行星表面 h 的高处,以水平速度 v 0 抛出一个物体,经过水平位移 x 以后落地,然后又乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行,测的其环绕周期为 T ,已知引力常量为 G ,根据这些数据求该星球的质量和密度。 例 4 、如图所示,火箭平台上放有测试仪,火箭从地面启动后,以加速度 g/2 竖直向上匀加速运动,升到某一高度时,测试仪对平台的压力为启动前压力的 17/18 ,已知地球半径为 R ,求火箭此时离地面的高度( g 为地球表面加速度)。 综合练习 练习 1 :追寻牛顿的足迹。。(课本 37 页)推导太阳与行星间的引力 练习 2 :追寻牛顿的足迹。。月地检测 苹果与月亮受到 地球 的 引 力可能是同一种力! (课本 39 页) 证明苹果、月亮受力满足“平方反比”的关系 当时已知的一些量: 地表重力加速度: g = 9.8m/s2 地球半径: R = 6400×103m 月亮周期: T = 27.3 天≈ 2.36×106s 月亮轨道半径: r ≈ 60R 模型简化 行星的轨道按“圆”来处理 追寻牛顿的足迹。。(课本 37 页)推导太阳行星间的引力 演绎和推理( 太阳对行星的引力 ) 1. 设行星的质量为 m ,绕太阳做圆周运动的速度为 v ,行星到太阳的距离为 r ,则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为 由太阳对行星的引力提供向心力 v F M m 天文学观测难以直接得到行星的速度 v ,但可以得到公转周期 T 有 演绎和推理( 太阳对行星的引力 ) 不同的行星周期 T 是不同的,而且科学研究中控制的变量越少越好。所以根据开普勒第三定律 将 T 消去。 演绎和推理( 太阳对行星的引力 ) 演绎和推理( 行星对太阳的引力 ) 根据牛顿第三定律: F’ 行星对太阳的引力居然跟太阳无关,无法继续进行推理,那真的是这样的吗??请同学们看书本 38 页,看看 m 是什么的质量 ? v F M m m 指的是受力物体的质量 所以行星对太阳的引力应该为: 演绎和推理( 行星对太阳的引力 ) 演绎和推理 ( 太阳与行星间的引力 ) G 是比列常数,与太阳,行星无关 方向:沿着太阳和行星的连线 追寻牛顿的足迹。。月地检测 牛顿的思考: 苹果与月亮受到的力可能是同一种力! 可能是地球表面的重力延伸到月亮。 而且它们 都是类似太阳行星间的引力,它们都应遵 从“ 与距离平方成反比 ”的关系。 证明苹果、月亮受力满足“平方反比”的关系 当时已知的一些量: 地表重力加速度: g = 9.8m/s 2 地球半径: R = 6400×10 3 m 月亮周期: T = 27.3 天≈ 2.36×10 6 s 月亮轨道半径: r ≈ 60R ? 计算验证: 计算结果: 那么,通过这些已知条件如何来证明:苹果、月亮受力也满足“平方反比”的关系呢? 自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。 表达式: