高中物理 巧用万有引力定律估测天体质量和密度
一、考点突破:
考点 课程目标 备注 估测天体质量和密度 1. 掌握估测天体质量天体运动模型
2. 掌握估测天体质量和密度需要已知的物理量 高考重点,每年必考,重点考查利用天体运动模型估测中心天体的质量和密度要知道哪些物理量
二、重难点提示:
重点:掌握估测天体质量和密度需要已知的物理量。
难点:天体运动模型的建立。
一、解决天体(卫星)运动问题的基本思路
(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力,即
。
(2)在中心天体表面或附近运动时,万有引力近似等于重力,即=mg(g表示天体表面的重力加速度)。
二、天体质量的估算
1. 在星球表面利用重力加速度进行估测
对于没有卫星的天体(或虽有卫星,但不知道有关卫星运动的参量),可忽略天体自转的影响,根据万有引力等于重力的关系来计算天体的质量。
R--为天体的半径
g--天体表面的重力加速度
【核心归纳】求地球质量需要知道地球表面的重力加速度和地球半径。
2. 利用绕中心天体匀速圆周运动的天体的参数进行估算
原理:对于有卫星的天体,可以认为卫星绕天体中心做匀速圆周运动,天体对卫星的万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力。
(1)若已知卫星绕天体做匀速圆周运动的轨道半径为r,卫星运动的周期为T,据牛顿第二定律