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万有引力与航天学生抱怨公式太多其实只有 [复制链接]

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北京中科医院亲身经历 https://weifang.dzwww.com/cj/201711/t20171123_16264512.htm
#高中物理#

欢迎来到我的物理微课堂,黄冈骨干教师顷20年教学经验,精心打造高中物理必修二“重难点微专题突破”专栏,一点一例一练,word文档+视频,如下:

非典型性关联速度问题:由位移关系找速度关系高一物理难入门!孩子苦恼家长揪心,一文带你认识其中的秘密

一、核心知识点

在万有引力与航天的学习中,很多同学觉得这一节的公式特别多,公式多了,很多同学就记不住、记不清,应用的时候张冠李戴,常常出错。事实上,我们可以对这一章节的公式做减法,全章所有公式都可以归到两种模型、两个公式的统领之下。

1.公转模型

卫星绕着地球转、行星绕着太阳转等等,都是公转模型。在公转模型中,万有引力提供向心力。在这个模型中,似乎有很多公式要记,但是只有一个总公式,

即公式一:

F万=F向

在实际应用中,这一个公式又会派生出四个常见公式。

行星绕太阳公转

2.自转模型

地球表面上的物体随着地球自转,以不同的半径各自做匀速圆周运动。如图所示,物体所受地球的万有引力F万表现为两个效果:一是提供随地球自转所需的向心力F向;另一个表现为重力mg。

地球仪

二、例题精讲

例题:(年山东卷)“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示,该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动,轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻,沿相同方向经过地球表面A点正上方,恰好绕地球运行n圈。已知地球半径为地轴R,自转周期为T,地球表面重力加速度为g,则“羲和号”卫星轨道距地面高度为()

思路点拨:本题有一个地球自转模型,同时还有一个卫星绕地球公转的模型。解题关键的一步是搞清楚这两个模型的周期关系,即地球自转一圈,卫星公转n圈。由此得出卫星的公转周期。后面再由卫星的周期,结合F万=F向和gR2=GM,求出卫星的轨道半径和距地面高度。

04:02

三、习题精练

1.(年全国卷)年2月,执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后,进入运行周期约为1.8×s的椭圆形停泊轨道,轨道与火星表面的最近距离约为2.8×m。已知火星半径约为3.4×m,火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2,则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为(
  )

A.6×mB.6×mC.6×mD.6×m

2.(多选)已知引力常量G,地球表面处的重力加速度g,地球半径R,地球上一个昼夜的时间T1(地球自转周期),一年的时间T2(地球公转周期),地球中心到月球中心的距离L1,地球中心到太阳中心的距离L2。你能计算出(
  )

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