20xx人教版高中物理必修2第6章万有引力与航天word复习学案

20xx人教版高中物理必修2第6章万有引力与航天word复习学案内容摘要：

成中子星 (电子被迫同原子核中的质子相结合形成中子 )， 中子星具有极高的密度； (1)若已知某中子星的密度为 1017 kg/m3， 该中子星的卫星绕它做圆轨道运动 ， 试求该中子星的卫星运行的最小周期． (2)中子星也在绕自转轴自转 ， 若某中子星的自转角速度为 191 rad/s， 若想使该中子星不致因 自转而被瓦解 ， 则其密度至少为多大 (假设中子星是通过中子间的万有引力结合成球状星体． 引力常量 G＝ 10－ 11N m2/kg2)? 解析： 设中子星质量为 M， 半径为 R， 密度为 ρ ， 自转角速度为 ω. (1)假设有一颗质量为 m的卫星绕中子星运行 ， 运行半径为 r， 则有 F 引 ＝ F 向 ， 即 GMmr2 ＝ m4π2T2 r， 所以 T＝ 2π r3GM， 要使 T最小 ， 即要求 r＝ R， 所以 M＝ 4π2R3GT2 ， ρ ＝ M4π3 R3＝ 3πGT2， 所以 T＝ 3πρ G， 代入数据得 T＝ 10 － 3 s. (2)在中子星表面取一质量微小的部分 m， 故中子星剩余部分的质量仍认为是 M， 要使中子星不被瓦解 ， 即要求 M与 m间万有引力不小于 m绕自转轴自转的向心力 ， 则 GMmR2 ≥ mω 2R， 又因 ρ ＝ M4π3 R3， 所以 ρ≥ 3ω24π G≈ 1014 kg/m3. 答案： (1)10 － 3 s (2)10 14 kg/m3 专题二 人造地球卫星 卫星问题是物理知识在高科技中的综合应用 ， 题中经常涉及新的科技信息 ， 解决此类问题除掌握物理学基础知识外 ， 还要注意新的科技动态 ， 对学科知识融会贯通 ， 才能顺利解答． 1． 对 “ 人造卫星几个速度 ” 的理解． (1)发射速度：是指卫星直接从地面发射后离开地面 时的速度，相当于在地面上用一门威力强大的大炮将卫星轰出炮口时的速度，发射卫星离开炮口后，不再有动力加速度． (2)轨道速度 (运行速度 )：人造卫星在高空沿着圆轨道或椭圆轨道运行．若沿圆轨道运行 ， 此时 F 向 ＝ F 引 ， 即 mv2r＝ GMmr2 ， 所以 v＝ GMr . 式中 M为地球质量 ， r为卫星与地心之间的距离 ， v就是卫星绕地球运行的速率． 此式适用于所有在绕地球圆轨道上运行的行星 ， 由于 v∝ 1r， 所以 v随着 r的增大而减小 ， 即卫星离地球越远 ， 其轨道速率就越小． 当 r＝ R 地 时 ， v＝ v1， 即第一宇宙速度是轨道速度的特例；当 rR时 ， vv1， 因此轨道速度总小于等于第一宇宙速度．换句话说 ， 卫星绕地球运行的最大速度是 km/s. 思考：既然卫星离地越远 ， 速率越小 ， 为什么发射高空卫星反而不易。 简答： 如果发射速度大于第一宇宙速度 ， 卫星将在高空沿圆轨道或椭圆轨道绕地球运行．离地面越远 ， 卫星的重力势能就越大 ，因而发射卫星所需的能量就越多． 因此发射高轨道人造地球卫星的技术难度是很大的．实际发射人造地球卫星时 ， 并不是一下子就把卫星轰出地球的 ， 而是利用多级火箭 ， 使卫星逐步加速 ， 当卫星到达预定的轨道时 ， 速度也正好达到该处的轨道速度． 2． 人造卫星的运行规律． (1)由 GMmr2＝ mv2r得 v＝GMr， 即 v∝1r， 轨道半径越大 ， 运行速度越小．。