高三物理萬有引力涉及到以下知識點:
1. 萬有引力定律:兩個質(zhì)點間相互吸引,它們間的引力與它們的質(zhì)量乘積成正比,與它們距離的平方成反比。
2. 重力與萬有引力:太陽和地球之間的引力,與地球吸引月球的力,是同一性質(zhì)的力。在近似相等的情況下,太陽對地球的引力大約是月球?qū)Φ厍蛞Φ膬汕П叮@個引力正好平衡地球所受的重力(物體在地球表面所受重力)。
3. 第一宇宙速度(近地軌道):所有航天器都要看其質(zhì)量與地球質(zhì)量的比值來算軌道半徑,比值越大軌道越低。當發(fā)射速度等于7.9km/s時,它就可以環(huán)繞地球運動,而不飛離大氣層。
4. 雙星系統(tǒng):兩個星球以兩者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動。
以上就是高三物理萬有引力的部分知識點,具體內(nèi)容請咨詢教師獲取。
題目:
一個質(zhì)量為 m 的小球,在距離地面高度為 H 的空中自由下落,當它與地面發(fā)生彈性碰撞后,能跳起的最大高度為 h。已知地球的質(zhì)量為 M,地球半徑為 R,忽略地球自轉(zhuǎn)的影響。求:
(1)小球在空中的運動周期;
(2)小球在第一次碰撞地面后反彈的最大高度 h;
(3)小球在第一次碰撞地面后反彈的最大高度 h 與它下落的高度 H 的關(guān)系。
【分析】
(1)小球在空中的運動周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期;
(2)小球在第一次碰撞地面后反彈的最大高度與碰撞前的高度有關(guān),根據(jù)機械能守恒定律求解;
(3)根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律求解。
【解答】
(1)小球在空中的運動周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期:T = 2πR/v = 2πR/gR = 2πR/g
(2)小球在第一次碰撞地面后反彈的最大高度與碰撞前的高度有關(guān),根據(jù)機械能守恒定律可得:
mgH = (mg/2)h + (mv^2/2)
解得:h = H - (gH/2)
(3)根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律可得:
GmM/R^2 = mg
解得:g = GM/R^2
所以有:h = H - (gH/2) = H - (GM/R^2H/2)
即小球在第一次碰撞地面后反彈的最大高度 h 與它下落的高度 H 成正比。
【說明】
本題考查了萬有引力定律的應(yīng)用和機械能守恒定律的應(yīng)用,難度適中。解題的關(guān)鍵是正確理解萬有引力定律和機械能守恒定律的應(yīng)用。