第七章+萬(wàn)有引力與宇宙航行+單元復(fù)習(xí)習(xí)題課 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

第七章萬(wàn)有引力定律習(xí)題課高中物理·必修第二冊(cè)·人教版

沖日，是由地球上觀察天體與太陽(yáng)的位置相差180度，即天體與太陽(yáng)各在地球的兩側(cè)的天文現(xiàn)象。所謂行星沖日，是指地外行星運(yùn)行到與太陽(yáng)、地球形成一條直線的狀態(tài)。天體的追及和相遇問(wèn)題相距最近相距最遠(yuǎn)1.

(多選)2015年2月7日，木星發(fā)生“沖日”現(xiàn)象?！澳拘菦_日”是指木星和太陽(yáng)正好分處地球的兩側(cè)，三者成一條直線。木星和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的方向相同，公轉(zhuǎn)軌跡都近似為圓。設(shè)木星公轉(zhuǎn)半徑為R1，周期為T(mén)1；地球公轉(zhuǎn)半徑為R2，周期為T(mén)2，下列說(shuō)法正確的是（

）A．

B．C．“木星沖日”這一天象的發(fā)生周期為D．“木星沖日”這一天象的發(fā)生周期為BD2.在“金星凌日”的精彩天象中，觀察到太陽(yáng)表面上有顆小黑點(diǎn)緩慢走過(guò)，持續(xù)時(shí)間達(dá)六個(gè)半小時(shí)，那便是金星，如圖所示.下面說(shuō)法正確的是（）A．金星軌道半長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方之比小于地球B．金星繞太陽(yáng)運(yùn)行軌道的半長(zhǎng)軸大于地球C．金星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周時(shí)間小于365天D．相同時(shí)間，金星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積等于地球與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積C重力與萬(wàn)有引力的區(qū)別與聯(lián)系假設(shè)地球是質(zhì)量為M的勻質(zhì)球體在地球外面，到地球中心距離r處質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)受到的地球引力地球上方的物體地球上方的物體RhF引“天上的物體”是指在空中繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的物體隨著離地高度增加，萬(wàn)有引力減小，物體的重力加速度減小高度(km)加速度ag這樣高度的例子09.83平均地球表面8.89.80珠穆朗瑪峰峰頂36.69.71載人氣球上升的最大高度4008.70航天飛機(jī)軌道357000.225通信衛(wèi)星加速度ag隨高度的變化忽略地球的轉(zhuǎn)動(dòng)，假定為慣性參考系三個(gè)原因：①地球的質(zhì)量不是均勻分布的②地球不是一個(gè)球③地球在自轉(zhuǎn)赤道半徑比極半徑大約21km地球表面上的物體ω

人間的物體是指在地面上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體ω

Fn

mg

F引

萬(wàn)有引力自轉(zhuǎn)所需向心力重力任意位置OFNF引G·兩極特殊位置OFNFnF引G·赤道特殊位置g隨緯度增大而增大兩極最大，赤道最小少了約0.034質(zhì)量為1kg且位于北緯θ=60°的地面上的物體受到的萬(wàn)有引力和所需的向心力已知：地球半徑R=6400km、地球質(zhì)量M=6×1024kg、地球自轉(zhuǎn)周期T=24hOO′GFnF引·地球表面上的物體談?wù)勈е豋FNFnF引G·怎么在赤道上完全失重？使FN=0地球以T＝24h的周期自轉(zhuǎn)，不發(fā)生瓦解的條件是赤道處的物體受到的萬(wàn)有引力不小于該物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，即地球不因自轉(zhuǎn)而瓦解的最小密度算算重力加速度123h均勻球殼對(duì)球殼內(nèi)部任意一點(diǎn)的引力的合力為0地球內(nèi)部怎么辦？來(lái)點(diǎn)“拓展”空心球殼實(shí)心球空心球殼均勻球殼對(duì)球殼內(nèi)部任意一點(diǎn)的引力的合力為0內(nèi)部外部(積分證明)MMmF合=0對(duì)球殼外部質(zhì)點(diǎn)的引力合一個(gè)質(zhì)量相同位于球心的質(zhì)點(diǎn)的引力相同rR外部Rr將球視為一位于球心處等質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn)M實(shí)心球RM內(nèi)部此點(diǎn)以外——看作無(wú)數(shù)個(gè)球殼(F=0)r此點(diǎn)以?xún)?nèi)——看作勻質(zhì)實(shí)心球體RMr如果物體從地心起逐漸向外移動(dòng)，以r為變量畫(huà)出物體所受引力與r的關(guān)系FrORr<Rr>R一個(gè)質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體對(duì)球外質(zhì)點(diǎn)P的萬(wàn)有引力為F。如果在球體中央挖去半徑為r的一部分球體，且r=，則原球體剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)P的萬(wàn)有引力大小變?yōu)開(kāi)_______設(shè)原球體的質(zhì)量為M，質(zhì)點(diǎn)P的質(zhì)量為m0，球心與質(zhì)點(diǎn)P的距離為L(zhǎng)。根據(jù)m=ρπr3F=GF’=FF″=F-F'整球?qū)：小球?qū)：7/8F質(zhì)量M半徑為R的球體挖去一個(gè)小圓球挖去的小圓球的球心O′和大球心間距離球體剩余部分對(duì)球體外與球心O距離為2R、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P的引力將挖去的球補(bǔ)上完整的大球?qū)的引力：補(bǔ)上的小球?qū)的引力：質(zhì)量為M的勻質(zhì)實(shí)心球，半徑為R，如果從球上挖去一個(gè)直徑為R的球，放在相距為d=2.5R的地方，求挖去部分與剩余部分的萬(wàn)有引力大小O為地球(質(zhì)量分布均勻)的球心，A為地球表面上的點(diǎn)，B為O、A連線上的一點(diǎn)，半徑為R，設(shè)想挖掉以B為球心、以為半徑的球①若已知G，地球密度

挖去球體前地球表面A點(diǎn)的重力加速度大小A②挖出球體后A點(diǎn)的重力加速度與挖去球體前的重力加速度之比算算“質(zhì)量”v、r法:ω、r法:T、r法:質(zhì)量和密度問(wèn)題，最后都可以轉(zhuǎn)化為求中心天體的質(zhì)量問(wèn)題人間天上表面高空地下算算“密度”v、r法:ω、r法:T、r法:注意區(qū)分R和r！人間天上雙星及多星問(wèn)題彼此距離較近相互繞行雙星模型

宇宙中有相距較近、質(zhì)量相差不大的兩個(gè)星球，離其他星球都較遠(yuǎn)(其他星球?qū)λ鼈兊娜f(wàn)有引力可以忽略不計(jì))。它們將圍繞其連線上的某一固定點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)①兩星都繞它們連線上的一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)②兩星之間的萬(wàn)有引力提供各自做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力③兩星的軌道半徑之和等于兩星之間的距離（原版）周期、角速度相同兩星軌道半徑r1＋r2＝L運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（翻譯版）①兩星都繞它們連線上的一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力大小相等②兩星之間的萬(wàn)有引力提供各自做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力③兩星的軌道半徑之和等于兩星之間的距離半徑與質(zhì)量成反比①②雙星運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)，雙星之間距離為L(zhǎng)，G已知雙星的總質(zhì)量如何表示？如圖所示，某雙星系統(tǒng)中A、B兩顆天體繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的軌道半徑之比rA∶rB＝1∶2，則兩顆天體（）A．質(zhì)量之比mA∶mB＝2∶1B．角速度之比ωA∶ωB＝1∶2C．線速度大小之比vA∶vB＝2∶1D．向心力大小之比FA∶FB＝2∶1A三星系統(tǒng)．同一直線上(多選)如圖所示,甲、乙、丙是位于同一直線上的離其他恒星較遠(yuǎn)的三顆恒星,甲、丙圍繞乙在半徑為R的圓軌道上運(yùn)行.若三顆星質(zhì)量均為M,萬(wàn)有引力常量為G,則(

)B.乙星所受合外力為D.甲星和丙星的角速度相同A.甲星所受合外力為C.甲星和丙星的線速度相同AD×2×cos30°＝