2017-2018学年高中创新设计物理教科版必修2学案:第三章 万有引力定律
2017-2018学年高中创新设计物理教科版必修2学案:第三章 万有引力定律第2页

体的质量和密度.

  3.应用G=m=mω2r=m()2r可以计算做圆周运动天体的线速度、角速度和周期.

例1 2013年12月2日,我国成功发射探月卫星"嫦娥三号",该卫星在环月圆轨道绕行n圈所用的时间为t,月球半径为R0,月球表面处重力加速度为g0.

  (1)请推导出"嫦娥三号"卫星离月球表面高度的表达式;

(2)地球和月球的半径之比为=4,表面重力加速度之比为=6,试求地球和月球的密度之比.

  解析 (1)由题意知,"嫦娥三号"卫星的周期为T=

  设卫星离月球表面的高度为h,由万有引力提供向心力得:

  G=m(R0+h)()2

  又:G=m′g0

  联立解得:h= -R0

  (2)设星球的密度为ρ,由G=m′g得GM=gR2

  ρ==

  联立解得:ρ=

  设地球、月球的密度分别为ρ0、ρ1,则:=

  将=4,=6代入上式,解得ρ0∶ρ1=3∶2

  答案 (1) -R0 (2)3∶2

例2 小行星绕恒星运动,恒星均匀地向四周辐射能量,质量缓慢减小,可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动.则经过足够长的时间后,小行星运动的(  )

  A.半径变大 B.速率变大

  C.角速度变大 D.加速度变大

解析 由于万有引力减小,行星要做离心运动,半径要增大,由=m=mrω2=m