5.2 万有引力定律的应用 学案 (5)

5.2
万有引力定律的应用
学案5
【学习目标】
1.了解行星绕恒星运动及卫星绕行星的运动的共同点：万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力。
2.了解万有引力定律在天文学上有重要应用。
3.会用万有引力定律计算天体的质量。?
【知识梳理】
1.万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：?
(1)F万有引力=环绕体所需的向心力。
(2)地面（或某星球表面）的物体的重力=F万有引力。
2.了解万有引力定律在天文学中具有的重要意义。
【典型例题】　
例
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：，
由上式可知：
，即行星的密度；
上式表明：只要测得卫星公转的周期，即可得到行星的密度，选项C正确。
【基础训练】
1.可以发射这样一颗人造地球卫星，使其圆轨道
（
）
A．与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心圆
B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆
C．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的
D．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的
2．同步通信卫星相对于地面静止不动，犹如悬在高空中，下列说法中错误的是（
）
A.
各国的同步通信卫星都在同一圆周上运行
B.
同步通信卫星的速率是唯一的
C.
同步通信卫星处于平衡状态
D.
同步通信卫星加速度大小是唯一的
3.
对于人造地球卫星，可以判断
（
）
A．根据，环绕速度随R的增大而增大
B．根据，当R增大到原来的两倍时，卫星的角速度减小为原来的一半
C．根据，当R增大到原来的两倍时，卫星需要的向心力减小为原来的
D．根据，当R增大到原来的两倍时，卫星需要的向心力减小为原来的
4．地球上有两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星，相对自己静止不动，则这两位观察者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是（
）
A．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等
B．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍
C．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等
D．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍
5．如图1-5-1所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C，在某一时刻恰好在同一直线上，下列正确说法有（
）
A．根据，可知VA＜VB＜VC
B．根据万有引力定律，FA＞FB＞FC
C．向心加速度aA＞aB＞aC
D．运动一周后，A先回到原地点
答案
1．CD
2．C
3．C
4．C
5．CD
1-5-1