高中物理万有引力难题,高一物理万有引力专项训练

  • 高中物理
  • 2026-05-12

高中物理万有引力难题?答案:宇航员可以通过测量月球表面的重力加速度和月球半径,利用万有引力定律计算出月球的质量。具体方法有两种:方法一:用测力计测出砝码的重力W钩,则月球表面重力加速度g'=W钩/m。由万有引力定律g'=Gm月/R^2,联立解得月球的质量m月=W钩R^2/Gm。需要使用的测量工具是测力计。那么,高中物理万有引力难题?一起来了解一下吧。

高一物理万有引力经典例题

解:(1)S2星绕人马座A*做圆周运动的向心力由人马座A*对S2星的万有引力提供,设S2星的质量为mS2,角速度为ω,周期为T,则G

MAmS2

r2

=mS2ω2r ①

ω=

T

设地球质量为mE,公转轨道半径为rE,周期为TE,研究地球绕太阳做圆周运动,根据万有引力提供向心力则

G

MSmE

r

2

E

=mEω2rE ③

综合上述三式得

MA

MS

=(

r

rE

)3(

TE

T

)2

式中TE=1年,rE=1天文单位,

代入数据可得

MA

MS

=4×106

(2)引力对粒子作用不到的地方即为无限远,此时粒子的势能为零.“处于黑洞表面的粒子即使以光速运动,其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚”,说明了黑洞表面处以光速运动的粒子在远离黑洞的过程中克服引力做功,粒子在到达无限远之前,其动能便减小为零,此时势能仍为负值,则其能量总和小于零,则有

1

2

mc2-G

Mm

R

<0④

依题意可知R=RA,M=MA

可得RA<

2GMA

c2

代入数据得RA<1.2×1010 m

所以:

RA

RS

<17

答:(1)人马座A*的质量MA是太阳质量Ms的4×106倍,

(2)在经典力学范围内求人马座A*的半径RA与太阳半径Rg之比应小于17.

高中万有引力计算题

Question1:

万有引力是物体和地球之间力作用的本源,在天体运动的范畴内,不能说重力提供向心力,只能说万有引力提供向心力。当物体达到第一宇宙速度时,万有引力就全部提供向心力了,如果物体速度小于第一宇宙速度,那么万有引力分成重力和圆周运动的向心力。

Question2:

重力和向心力都是万有引力的分力,如图所示,在地球表面的人,不同纬度上人随着地球做圆周运动的半径是不一样的,图中的红线才是物体随地球做圆周运动的半径,因此,随着纬度的提高,圆周运动半径越来越小,在赤道上,向心力分量最大,重力分量最小,事实也是如此,赤道处的重力加速度为9.78m/s^2,两极处为9.83m/s^2,故而重力其实并不严格的指向地心(赤道和两极除外)。只不过,经过计算可以发现即使在赤道处,向心力分量最大也不过占了万有引力的灰常灰常小的一部分,故而一般都忽略不计了,在地球上基本可以认为重力等于万有引力了,但是本质上却不是的,只是从数量值上分析的近似。

Question3:

首先你要明白的是势能这个概念本身就是跟相对位置有关的能量概念,既然是相对位置,单一的某一个物体自然就谈不上相对了,另外一方面,人受到地球的吸引掉到地球上面来,这是选取通常的参照系来看的,我们同样可以以认为参照系地球在向人运动啊,因此重力势能是二者共有的,单独的谈某一个孤立的物体时不能说势能的。

万有引力定律题型

GMm/R*2=mv*2/R 由此公式计算两次

第一次R=60亿千米,v=2000m/s可以得出GM你自己算下对你有好处,这假设GM=x。

第二次R为未知量 v即是环绕速度也是相对于黑洞的第一宇宙速度。v=c 这样就可以得出R了

自己算哦

高一万有引力题

这道题要明确一点,即两个星球之间的引力与其各自绕圆心公转的离心力相平衡,且两个星球公转的角速度相同,所以该双星才能成为一个相对稳定的系统。明确这点后就很容易解答了。

G*m1*m2/L^2 = m1(ω^2)r1 = m2(ω^2)r2

同时r1+r2=L

那么两者的轨道半径和周期就呼之欲出了。

r1=m2*L/(m1+m2)

r2=m1*L/(m1+m2)

把r1或r2的值代入第一个方程式,就能够得知角速度ω,用2π除以角速度就是周期了。

万有引力高中常见例题

“万有引力定律”的实际应用举例及分析解答

一、发射人造地球卫星的选址问题

答案:发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方,因为这样可以利用地球自转的速度,增加卫星相对于地心的发射速度,从而节省发射能量。

分析

在发射卫星时,相对于地心的速度越大,越容易将卫星发射到预定轨道。

相对于地心的发射速度等于相对于地面的发射速度加上地球自转的线速度。

地球上不同地方的角速度大小相等,但赤道处半径最大,由v=ωr可知,赤道处自转的线速度最大。

因此,为了节省能量,发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方。

二、宇航员在月球上测量月球质量的方法

答案:宇航员可以通过测量月球表面的重力加速度和月球半径,利用万有引力定律计算出月球的质量。具体方法有两种:

方法一

用测力计测出砝码的重力W钩,则月球表面重力加速度g'=W钩/m。

由万有引力定律g'=Gm月/R^2,联立解得月球的质量m月=W钩R^2/Gm。

需要使用的测量工具是测力计。

方法二

将砝码从空中适当高处由静止释放,测出其下落高度h和下落时间t,则h=1/2g't^2。

以上就是高中物理万有引力难题的全部内容,1、一般情况下忽略了地球的自转,认为重力就等于万有引力,此时只要物体脱离了地球表面做圆周运动,就是重力或万有引力完全提供向心力,在赤道上的物体与地球自转一起圆周运动的物体,受到的支持力大小等于重力,引力与支持力的差提供向心力;2、万有引力大小F=GMm/r^2,方向沿两物体的连线,内容来源于互联网,信息真伪需自行辨别。如有侵权请联系删除。

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