本试题 “在月球上以初速度v0竖直上抛一个小球,经过时间t落回到抛出点,已知月球的半径为R,引力常量为G。求:(1)月球的质量;(2)月球的平均密度。” 主要考查您对竖直上抛运动
计算天体质量与密度
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竖直上抛运动:
将物体以一定初速度沿竖直方向向上抛出,物体只在重力作用下运动(不考虑空气阻力作用),叫做竖直上抛运动。
竖直上抛运动的公式:
vt=v0-gt;h=v0t-gt2;速度位移公式:vt2-v02=-2gh。
运动特征:
①运动到最高点v=0,a=-g(取竖直向下方向为正方向);
②能上升的最大高度hmax=;
③质点在通过同一高度位置时,上升速度与下落速度大小相等;物体在通过一段高度过程中,上升时间与下落时间相等,。
④物体只受重力作用,具有竖直向上的初速度。
运动性质:
初速度不为零的匀变速直线运动。
竖直上抛的处理方法:
1、分段处理法:
①上升阶段:已知v0,a=-g,vt=0的匀减速直线运动,取向上为正方向较方便。所以运动规律为
,,
故,上升时间,最大高度。
②最高点v=0,可是不处于静止状态,因为a=g。
③下降阶段:自由落体运动,取向下为正方向较方便。
2、对称性:
①竖直上抛的物体上抛达到最大高度与从这一高度落回抛出点所用的时间相等。
②竖直上抛物体在上升和下落过程中经过同一位置时的速度大小相等方向相反。
3、V-t图像:
4、整体分析法:
将全过程看成是加速度为-g的匀变速直线运动,应用公式,
(1)s为正,表示质点在抛出点的上方,s为负表示在抛出点的下方。
(2)由同一s求出的t、可能有两个解,要注意分清其意义。
(3)算出的vt>0表示物体在向上过程中,vt<0表示物体在向下过程中;s>0表示物体在抛出点上方,s<0表示物体在抛出点下方.
计算天体质量与密度:
1、用万有引力定律求天体的质量:通过观天体卫星运动的周期T和轨道半径r或天体表面的重力加速度g和天体的半径R,就可以求出天体的质量M。
2、用万有引力定律计算天体的平均密度:通过观测天体表面运动卫星的周期T,就可以求出天体的密度ρ。
计算天体质量与密度:
1、用万有引力定律求天体的质量:通过观天体卫星运动的周期T和轨道半径r或天体表面的重力加速度g和天体的半径R,就可以求出天体的质量M。以地球的质量的计算为例
①若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T和半径r,根据:
,得:;
②若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和半径r,根据:
,得:;
③若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T,根据:
和,得:;
④若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g,根据:
,得:——此式通常被称为黄金代换式。
2、用万有引力定律计算天体的平均密度:通过观测天体表面运动卫星的周期T,就可以求出天体的密度ρ。
天体球体积:V=;天体密度:(由,,,r指球体半径,R指轨道半径,当R=r时,)。
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