湖南省临湘一中2012届高中物理一轮复习 第5章 第2讲 万有引力定律的应用 环绕速度学案 新人教版必修2

第二讲 万有引力定律的应用 环绕速度一、万有引力定律应用1. 求线速度 2．求角速度 3．求周期 4．求向心加速度 二、环绕速度1．第一宇宙速度，数值 意义 2．第二宇宙速度，数值 意义 3．第三宇宙速度，数值 意义 考点 1.天体质量 M、密度 ρ 的计算已知卫星绕天体作匀速圆周运动的半径 r 和周期 T，天体的半径 R，万有引力全部提供向心力： 由rTmrMmG222  ① 334 RM ② 得：M= 2324GTr ρ= 3233RGTr【例题 1】中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为 T= 301 s。问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星的稳定，不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。(引力常数 G=6.671011m 3 /kg.s 2 )解析:设想中子星赤道处一小块物质，只有当它受到的万有引力大于或等于它随星体所需的向心力时，中子星才不会瓦解。设中子星的密度为  ，质量为 M ，半径为 R，自转角速度为 ，位于赤道处的小物块质量为 m，则有 RmRGMm22 T2 334 RM  由以上各式得23GT ，代入数据解得：314/1027.1mkg答案: 314/1027.1mkg【变式训练 1】、如果某行星有一颗卫星沿非常靠近此恒星的表面做匀速圆周运动的周期为T，则可估算此恒星的密度为多少?考点 2.地球及行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题（1）南北极 （不考虑地球自转影响）表面重力加速度：2002RGMgmgRMmG赤 道 ： （ 考 虑 地 球 自 转 影 响 ） 表 面 重 力 加 速 度 ：RmmgRMmG22RRGMg22 ，如果忽略地球自转的影响，即 ω=0，此时20RGMgg(2)空中重力加速度（离地面 h 处）：22hRGMgmghRGMmhh【例题 2】我国自行研制的“风云一号”、“风云二号”气象卫星运行的轨道是不同的。“一号”是极地圆形轨道卫星。其轨道平面与赤道平面垂直，周期是 12h；“二号”是地球同步卫星。两颗卫星相比 号离地面较高； 号观察范围较大； 号运行速度较大。若某天上午 8 点“风云一号”正好通过某城市的上空，那么下一次它通过该城市上空的时刻将是 。解析：根据周期公式 T=GMr32知，高度越大，周期越大，则“风云二号” 气象卫星离地面用心 爱心 专心1较高；根据运行轨道的特点知，“风云一号” 观察范围较大；根据运行速度公式 V=rGM 知，高度...