Bai tap dinh luat hap dan

Đăng ngày 10/16/2017 7:33:14 PM | Thể loại: Vật lý 10 | Chia sẽ bởi: Kiên Đồng Thị | Lần tải: 2 | Lần xem: 0 | Page: 6 | Kích thước: 0.40 M | Loại file: pdf
TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP VỀ LỰC HẤP DẪN  
A. KIẾN THỨC CƠ BẢN:  
1
. Lựchấpdẫn :Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau một lực. Lực đó gọi là lực hấp dẫn  
2
. Định luật vạn vật hấp dẫn:  
  
  
hd  
a, Phát biểu định luật (SGK)  
m1  
Fhd  
m2  
F
m .m  
1
2
Fhd  G.  
b, Biểu thức:  
Trong đó :  
(1)  
2
r
r
-11  
2
2
G: là hằng số hấp dẫn; G = 6,67.10 Nm /kg  
c, Điều kiện áp dụng định luật.  
Biểu thức (1) chỉ ápdụng đúng cho hai trường hợp  
+
+
2 vật coi như hai chất điểm  
Vật hình cầu, đồng chất; khi đó r là khoảng cách giữa hai tâm của hai vật  
3
. Biểu thức của gia tốc rơi tự do :  
G.MD  
g   
ở độ cao h  
RD  h  
ở gần mặt đất: h << R =>  
+
2
G.M  
D
g0   
+
2
Đ
R
D
B. BÀI TẬP MẪU  
Bài 1: Hãy tra cứu bảng số liệu về các hành tinh của hệ mặt trời (§35) để tính gia tốc  
rơi tự do trên bề mặt của hỏa tinh, kim tinh và Mộc tinh. Biết gia tốc rơi tự do ở bề  
2
mặt trái đất là 9,81 m/s  
.
Tuyensinh247.com  
1
Bài giải  
GM  
Gia tốc trọng trường ở trái đất g =  
(1)  
TĐ  
2
RTD  
G M  
HT  
2
Gia tốc trọng trường ở hoả tinh g =  
(2)  
HT  
RHT  
Lập tỉ số (2)/(1) ta được :  
G.M  
HT  
2
2
TD  
2
HT  
R
M HT  
R
R
gHT  
HT  
TD  
G.M  
MTD  
gTD  
2
TD  
R
2
12750   
gHT  
gTD  
0,11  
2
6790  
0,388  
2
2
g = 0,388g = m/s  
HT TD  
G.M  
KT  
Gia tốc trong trường của Kim tinh. g =  
(3)  
KT  
2
R
KT  
Lập tỉ số (3)/(1) ta được :  
G.M  
KT  
2
2
gKT  
R
M  R   
KT  
KT  
TD  
G.M  
gTD  
MTD RKT  
TD  
2
TD  
R
2
12750   
2   
12100  
2   
gKT  
0,82  
0,91  
gTD  
2
g = 0,91 g = 8,93 m/s  
kt TD  
G.M  
MT  
Gia tốc trọng trường của Mộc tinh g =  
(4)  
MT  
2
R
MT  
Tuyensinh247.com  
2
Lập tỉ số (4)/(1) ta được :  
G.M  
MT  
2
2
gMT  
R
M MT  R   
MT  
TD  
G.M  
gTD  
MTD RMT  
TD  
2
TD  
R
2
12750   
gMT  
2   
318  
2,55758  
gTD  
142980  
2   
2
g =2,5758  g = 25,27 m/s  
MT TD  
24  
BÀI 2 : Cho biết khối lượng Trái dất là M = 6.10 Kg, khối lượng của một hòn đá là  
2
m = 2,3kg, gia tốc rơi tự do là g = 9,81m/s . Hỏi hòn đá hút Trái đất với một lực  
bằng bao nhiêu ?  
Bài Giải  
Với vật có trọng lượng m= 2,3 kg thì Trái Đất tác dụng lên vật một trọng lực là :  
P = m.g = 2,3.9,81 = 22,6 (N)  
Theo định luật III Newton, hòn đá sẽ tác dụng lên Trái Đất một lực F = P = 22,6 (N).  
BÀI 3: Sao Hỏa có bán kính bằng 0,53 bán kính Trái Đất và có khối lượng bằng 0,1 khối  
lượng Trái Đất. Tính gia tốc rơi tự do trên sao Hỏa. Cho gia tốc rơi tự do trên mặt đất là  
2
9
,8 m/s .  
Ta có:  
GM  
G.0,1MĐ  
=
H
0,1  
2
g = 3,5 m/s .  
2
0,53  
g =  
H
2
2
0,53RĐ  
R
H
2
BÀI 4: Tính độ cao mà ở đó gia tốc rơi tự do là 9,65 m/s và độ cao mà ở đó trọng lượng  
2
2
của vật chỉ bằng so với ở trên mặt đất. Biết gia tốc rơi tự do ở sát mặt đất là 9,83 m/s  
5
và bán kính Trái Đất là 6400 km.  
Tuyensinh247.com  
3
GM  
GM  
2
Độ cao mà ở đó g = 9,65 m/s : g =  
; g =  
h
h
2
2
R h  
R
2
gh  R   
9,65  
9,83  
=
= 0,98  R = 0,98 (R+h)  
g
R h  
R
h =  
- R = 0,01R = 64,5 km.  
0,98  
2
GMm  
2
2
GMm  
Độ cao mà ở đó P = P: P =  
= P = .  
h
h
2
2
5
R h  
5
5
R
R
2
5
R
h =  
- R = 0,58 R = 3712 km.  
R h  
2
5
BÀI 5: Tính gia tốc rơi tự do và trọng lượng của một vật có khối lượng m = 50 kg ở độ  
7
2
cao bán kính Trái Đất. Biết gia tốc rơi tự do ở sát mặt đất là 10 m/s  bán kính Trái  
9
7
Đất là 6400 km. Ở độ cao bằng bán kính Trái Đất nếu có một vệ tinh nhân tạo chuyển  
9
động tròn đều xung quanh Trái Đất thì vệ tinh bay với tốc độ dài bằng bao nhiêu và cần  
thời gian bao lâu để bay hết một vòng?  
7
Gia tốc rơi tự do  trọng lượng của vật ở độ cao bằng bán kính Trái Đất:  
9
2
2
R
9   
16   
2
gh =  
 g    g = 3,2 m/s ; P = m = 160 N.  
h
gh  
7
R  R  
9   
Tốc độ dài của vệ tinh:  
2
v
Fht = m = P = mg  
h
h
r
7
4
3
rg  (R  R)g  
Rgh  
v =  
h
h
=
= 6034 m/s.  
9
Tuyensinh247.com  
4
16  
. R  
9
2
2
r  
Chu kỳ quay của vệ tinh: T =  
= 11842 s = 3,3 giờ.  
v
v
Bài 6: Ở độ cao nào so với mặt đất thì gia tốc rơi tự do bằng một nửa gia tốc rơi tự  
do ở mặt đất ? Cho bán kính trái đất là R= 6400km  
Bài giải  
Theo đề bài ta có :  
GM  
2
2
g1  
g2  
R h  
GM  
R
1
GM 2  
2
GM  
R h  
2
R
2
2
2
2R = R + 2Rh + h  
2
2
h + 2Rh  R = 0  
2
h + 12800h  40960000 = 0  
Giải phương trình ta được h 2651 và h -15451  
Vì h > 0 nên h = 2651km  
Vậy ở độ cao h = 2651km so với mặt đất thì gia tốc rơi tụ do bằng một nửa gia tốc rơi tự  
do ở mặt đất  
C. Bài tập áp dụng:  
Bài tập1: Hai quả cầu bằng chì, mỗi quả có khối lượng 45 kg; bán kính 10 cm. Lực hấp  
dẫn giữa chúng có thể đạt giá trị lớn nhất là bao nhiêu ?  
-6  
Đ/s: Fhd max 3,38.10 N  
=
Bài tập2: Tìm gia tốc rơi tự do ở nơi có độ cao bằng nửa bán kính Trái Đất. Cho biết gia  
2
tốc rơi tự do trên mặt đất là g = 9,81 m/s .  
0
2
Đ/s: g = 4,36 m/s  
22  
24  
Bài tập3: Mặt trăng có khối lượng 7,5.10 kg. Trái Đất có khối lượng 6.10 kg. Khoảng  
cách giữa các tâm của chúng là 384000 km .  
Tuyensinh247.com  
5
a. Tính lực hấp dẫn giữa chúng ?  
b. Trên đoạn thẳng nối liền giữa các tâm Trái Đất và Mặt Trăng ở điểm cách tâm Trái  
Đất bao nhiêu thì lực hút giữa hai thiên thể này lên cùng một vật cân bằng nhau ?  
2
0
Đ/s: a, F =2.10 N  
hd  
b, cách Trái Đất 3456 km  
Bài tập 4: Có hai chất điểm cùng khối lượng m đặt tại hai điểm A; B ( AB = 2a) . Một  
chất điểm khác m’ có vị trí thay đổi trên đường trung trực của đoạn AB .  
a. Lập phương trình của lực hấp dẫn tổng hợp tác dụng lên m’ theo m ; m’;a  theo  
khoảng cách h từ vị trí của m’ đến trung điểm I của AB.  
b. Tính h để lực hấp dẫn đạt giá trị cực đại ?  
2
Gmm'h  
F   
Đ/s: a, hd  
2
2 3/2  
(
a  h )  
a
4Gmm'  
h   
 Fhd max  
b,  
2
2
3 3.a  
Tuyensinh247.com  
6
Đây là bản xem thử online, xin hãy chọn download miễn phí bên dưới để xem bản đẹp dạng .pdf

giáo án Bai tap dinh luat hap dan, Vật lý 10. . https://nslide.com/giao-an/bai-tap-dinh-luat-hap-dan.b15v0q.html