Giáo án vật lý - Bài tập về định luật vạn vật hấp dẫn

BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN I. TÓM TẮT KIẾN THỨC: 1. Định luật vạn vật hấp dẫn: 1 2 d 2h m mF G r  Với G=6,67.10-11Nm2/kg2: là hằng số hấp dẫn. 2. Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn: 2( ) mMP G mg R h    2( ) GMg R h    Nếu h R thì 2( ) GMg R  với M và R là khối lượng và bán kính Trái Đất. II. BÀI TẬP: NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP Bài 1 (11.1/tr35/SBT)Một vật khối lượng 1 kg, ở trên mặt đất có trọng lượng 10N. Khi chuyển động tới một Gia tốc của vật ở mặt đất là điểm cách tâm Trái Đất 2R (R là bán kính Trái Đất) thì nó có trọng lượng bằng bao nhiêu? 2( ) GMg R   Gia tốc của vật ở một điểm cách tâm Trái Đất 2R 2 2 2' ( ) ( ) 4 GM GM GMg R h R R R       Lập tỉ số: ' 1 ' 4 4 10' ' 2,5( ) 4 4 4 g gg g mg Pmg P N          Bài 2 (11.2/tr35/SBT). Hai xe tải giống nhau, mỗi xe có khối lượng 2.104kg, ở cách xa nhau 40m. Hỏi lực hấp dẫn giữa chúng bằng bao nhiêu phần trọng lượng P của mỗi xe? Lấy g=10 (m/s2). Trọng lượng P của mỗi xe: 4 1 2 2.10 .10 200.000( )P P mg N    Lực hấp dẫn giữa 2 xe là: 4 2 111 2 d 2 2 5 d (2.10 )6,67.10 40 1,66.10 ( ) h h m mF G r F N       Vậy so sánh lực hấp dẫn và trọng lượng của 2 xe ta được: 5 12 2 1,66.10 83, 4.10 2.10 .10 hdF P    Bài 3 (11.3/tr36/SBT). Một con tàu vũ trụ bay về hướng Mặt Trăng. Hỏi con tàu đó ở cách tâm Trái Đất bằng bao nhiêu lần bán kính Trái Đất thì lực hút của Trái Đất và của Mặt Trăng lên con tàu cân bằng nhau? Cho biết khoảng cách từ tâm Trái Đất đến tâm Mặt Trăng bằng 60 lần bán kính Trái Đất; khối lượng của Mặt Trăng nhỏ hơn khối lượng Trái Đất 81 lần. Gọi x là khoảng cách từ điểm cần tìm đến tâm Trái Đất, M1 và M2 lần lượt là khối lượng của Trái Đất và Mặt Trăng, R là bán kính Trái Đất và m là khối lượng của tàu vũ trụ. Ta có: 1 2 1 2 2 2 2 2 2 1 . . (60 ) (60 ) 1 81 hd hdF F m M m MG G x R x MR x x M         60 1 9(60 ) 9 R x R x x x       540 9 540 10 54 R x x R x x R        Bài 4 (11.5/tr36/SBT). Tính trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75kg khi người đó ở a/. trên Trái Đất (g=9,8m/s2). b/. trên Mặt Trăng (g=1,7m/s2). Trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75kg khi người đó ở: a/. trên Trái Đất (g=9,8m/s2). P=mg=75.9,8=735(N) x 60R 60R-x MT T Đ M c/. trên Kim tinh (g=8,7m/s2). d/. trong khoảng không vũ trụ ở rất xa các thiên thể. b/. trên Mặt Trăng (g=1,7m/s2). P=mg=75.1,7=127,5(N) c/. trên Kim tinh (g=8,7m/s2). P=mg=75.8,7=652,5(N) d/. trong khoảng không vũ trụ ở rất xa các thiên thể. P=mg=75.0=0(N) III. RÚT KINH NGHIỆM: