2019-2020年高中物理 3.2《万有引力定律的应用》学案 粤教版必修2

2019-2020年高中物理 3.2《万有引力定律的应用》学案 粤教版必修21.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

2019-2020年高中物理3.2《万有引力定律的应用》学案粤教版必修2 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 ① 当物体在赤道上时，F、mg、F’三力同向，此时满足F’＋mg＝F ② 当物体在两极点时，F’＝0,F=mg= ③ 当物体在地球的其他位置时，三力方向不同。 －22 例1 地球赤道上的物体由于地球自转产生的向心加速度a＝3.37×10m/s,赤道上重力 2 加速度g取10m/s试问：（1）质量为mkg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F＝mg+F 引向 -2 ＝m(g+a)=m(9.77+3.37×10)=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’R＝F＝9.804m，解以上两式得ω’＝17.1ω. 引 2.关于天体质量或密度的计算问题 2 解法一： 利用天体表面的重力加速度g，由得M＝gR／G，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，r＝R，则。 －11222 例2 已知引力常量G＝6.67×10N·m/kg,重力加速度g＝9.8m/s,地球半径R＝ 4 6.4×10m，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 ,得 例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 A．飞船的轨道半径B．飞船的运行速度 C．飞船的运行周期D．行星的质量 解析： “飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行”，可以认为飞船的轨道半径与行星 的半径相等，飞船做圆周运动的向心力由行星对它的万有引力提供，由万有引力定律和牛顿 第二定律：，