人教版高二物理必修二第六章万有引力与航天 导学案（含答案精排版）6.5宇宙航行之绕行之双星系统

6.5 宇宙航行之 绕行之 双星系统制作：_审核：_班级： .组名： . 姓名： .时间： 年 月 日【本卷要求】：1. 自主性、积极性2. 动脑思考3. 费曼学习法：确定一个学习的知识点；假设你在教授别人该知识点；遇到卡壳时回顾相关知识点；简化你的语言，达到通俗易懂的程度。4. 每个点都要达标，达标的标准是能够“独立做出来”，不达标你的努力就体现不出来5. 听懂是骗人的，看懂是骗人的，做出来才是自己的6. 该记的记，该理解的理解，该练习的练习，该总结的总结，勿懈怠！7. 明确在学习什么东西，对其中的概念、定律等要追根溯源，弄清来龙去脉才能理解透彻、应用灵活8. 先会后熟：一种题型先模仿、思考，弄懂了，再多做几道同类型的，总结出这种题型的做法，直到条件反射9. 每做完一道题都要总结该题涉及的知识点和方法10. 做完本卷，总结该章节的知识结构，以及常见题型及做法11. 独立限时满分作答12. 多做多思，孰能生巧，熟到条件反射，这样一是能见到更多的出题方式，二是能提高做题速度13. 根据遗忘曲线，进行循环复习14. 步骤规范，书写整洁15. 错题本的建立：在每次发的试卷资料的右上角写上日期，同一科目的试卷按日期顺序放好。在做错的题号上画叉号，在不会做的题号上画问号，以后就是一本很好的错题集。其他资料亦如此处理。这种方式简单实用。同时，当你积攒到一定程度，看到自己做过的厚厚的资料，难道不会由衷的产生一种成就感么？！【一分钟德育】你是否在睡觉前反思一下今天的行为？学会反思，是一个人不断加强自我修养，让自己成为社会的一个优秀分子的重要途径之一。睡觉之前是一个人一天最冷静的时候，这时候你思考问题比较理智。回过头来再看一看，我们就会有一些新的启迪和收获。学会反思，是一个人不断加强自我修养，让自己成为社会的一个优秀分子的重要途径之一。我可以坦诚地告诉你，我虽然算不上一个十分优秀的人，但我从学校毕业走向社会20多年来，多少做过一些对社会有益的事。睡觉前反思今天的行为，是我长期坚持的一种习惯。我们每天都要面对各种各样的人和事。虽然高中阶段面对的东西比走向社会后相对来说单一一些，但这仅仅是相对而言。其实高中生面对的人和事也并不简单。一天之内，从早到晚，我们要面对复杂的人际关系，面对快乐的，或者烦恼的事情，面对学习的压力，面对生活的无奈、贫乏，乃至窘迫。我们面对的这些东西，需要我们进行分析判断，采取正确的办法，作出自己的选择。白天，我们将该做的事情做了，按照当时当地的分析判断处理了。当时做得正确与否，你最好在睡觉前反思一下。特别是对一些比较大的事情，应该反复琢磨一下。睡觉之前是一个人一天最冷静的时候，这时候你思考问题比较理智。你把白天发生的一些事情在脑海里像放电影一样过一遍，然后仔细分析一下你当时为什么会那样做，做得正确与否。对于那些明显不正确的做法，你一定要在明天，或者找一个适当的时候更正过来。对于那些不太正确的做法，只要不影响大局，你可以不改正，但以后要尽量避免犯类似的错误。对于那些你认为值得骄傲的事情，你今后就应该发扬光大。我读高中的时候经常这样做：躺在床上，回想一下今天上了几节课，学了多少东西，按照老师的要求做了多少练习，按照自己的学习计划做了哪些阅读和练习。如果今天的收获很大，我会在被窝里会心地笑一下，表示对自己的满意，然后美美地睡一个好觉。如果今天没多少收获，我会叹一口气，下决心明天努力。如果今天浪费了许多时光，我会用手拍打一下自己的脑袋，然后对自己说：“怎么能这样呢？明天不能这样了。”我高中时期养成的这个习惯为我高考时帮了大忙。要不是有这个良好的习惯，我怎么可能在全年级考第一名？这个习惯我一直坚持到现在。今天我管理这个6000多名师生的学校，每天遇到的事都必须及时处理，各种矛盾都不可能回避。在处理这些事情和矛盾的过程中，每一件事不可能都处理得十分正确。睡觉前把一天的事情回想一下，认真地从头梳理一遍，对我今后的工作非常有用。有时候，人已经躺在床上了，突然想到某件事情应该这样处理而不应该那样处理，又担心第二天早上起床后忘记，就又从被窝里爬起来，把应该采取的办法记在一张纸上，之后才安心地睡下。正是有了这个良好的习惯，我才在20多年的工作实践中，没有犯什么大的错误。我不是圣人，不敢说自己就没有做过一件错事。以我的体会，高中时期如果一个人把这个习惯养成了，确实是受益终身。俗话说：黄金难买回头看。做过了的事，回过头来再看一看，我们就会有一些新的启迪和收获。养成了睡觉之前反思的习惯，你就不可能做那些于人于己于社会无益的事，更不可能去做违法犯罪或者有悖社会公理公德的事。高中生自我克制能力差，容易情绪化地处理一些问题。有时候做错了事自己也很后悔，有时也不知道自己做错了。如果每天反思一下，就会少做错事，少犯错误，对自己的品行修养是大有裨益的。你也可以在睡觉之前反思一下今天的功课。哪些功课掌握得好，哪些掌握得不好，分别是什么原因，在睡觉前可以分析一下。还有，今天的练习中，有几道错题，为什么错，以后应该怎样注意，也可以回顾一下。特别是又过去一天了，意味着高中生活又少了一天，这一天哪件事情最值得骄傲，哪件事做得最失败？也应该偷着乐一下，偷着下决心改一下。这对你明天的行为是很有意义的。【回眸一瞥】1. 万有引力定律中R的物理含义2. 中r的物理含义【目标及达标标准】双星系统的处理【物理背景、物理模型】双星系统【导读导思】达标标准：思考并完成下列问题和任务，并能独立向别人表述出来（书面或口述）自主学习、课前诊断先通读教材，画出本节课中的基本概念及物理规律，回答导学案预习中涉及的问题，独立完成，限时25分钟。一、双星系统中两颗星的哪些物理量是想等的？二、分别对A、B两星，写出牛顿第二定律：三、将以上两式处理相加或者相比，得：【解答题规范解答示例】示例现代观测表明，由于引力作用，恒星有“聚集”的特点，.众多的恒星组成不同层次的恒星系统，最简单的恒星系统是两颗互相绕转的双星，如图所示，两星各以一定速率绕其连线上某一点匀速转动，这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起，已知双星质量分别为m、m2，它们间的距离始终为L，引力常数为G，求：(1)双星旋转的中心O到m的距离；（5分）(2)双星的转动周期.（5分）示例参考答案(1) (2) 2L【解析】设m到中心O的距离为x由 F引=F向知 G G 联立求解得x= T=2L【巩固练习】1. 达标标准：（1）每道题都能独立做出来，并总结涉及的知识点；（2）尝试总结出常见题型及其做法。2. 本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。3. 限时训练：请计时，在保证正确的情况下，尽量快些。提高效率，节省时间，提高专注力。第I卷（选择题）选择题（每题6分，多选题对而不全得3分，错选得0分）1. （单选）天文学家如果观察到一个星球独自做圆周运动，那么就想到在这个星球附近存在着一个看不见的星体黑洞。星球与黑洞由万有引力的作用组成双星，以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，那么（ ）A.它们做圆周运动的角速度与其质量成反比 B.它们做圆周运动的周期与其质量成反比 C.它们做圆周运动的半径与其质量成反比 D.它们所受的向心力与其质量成反比2. （单选）宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用设四星系统中每个星体的质量均为m，半径均为R，四颗星稳定分布在边长为a的正方形的四个顶点上已知引力常量为G关于四星系统，下列说法错误的是（ ）A四颗星围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动 B四颗星的轨道半径均为C四颗星表面的重力加速度均为 D四颗星的周期均为3. （单选）宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是 ()A双星相互间的万有引力减小 B双星做圆周运动的角速度增大C双星做圆周运动的周期增大 D双星做圆周运动的半径增大4. （单选）经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的直径远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1：m23：2。则可知（ ）m1m2OAm1：m2做圆周运动的角速度之比为2：3 Bm1：m2做圆周运动的线速度之比为3：2Cm1做圆周运动的半径为 Dm2做圆周运动的半径为5.（多选）宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至于因万有引力的作用吸引到一起。设两者的质量分别为m1和m2且m1m2，则下列说法正确的是 （ ）A.两天体做圆周运动的周期相等 B.两天体做圆周运动的向心加速度大小相等C.m1的轨道半径大于m2的轨道半径 D. m2的轨道半径大于m1的轨道半径6. （单选）银河系的恒星中大约四分之一是双星某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动. 由天文观测得其周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知万有引力常量为G.由此可求出S2的质量为()A.B. C. D.第II卷（非选择题）注意事项：用钢笔或圆珠笔答在答题卡中指定位置（用铅笔答卷不得分，作图除外）解答题（每题12分）1.双星系统中两个星球A、B的质量都是m，A、B相距L，它们正围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值，且，于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为C位于双星A.B的连线正中间，相对A、B静止，求：（1）两个星球A、B组成的双星系统周期理论值； （2）星球C的质量。2.天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量.（万有引力常量为G）3.如图，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L。已知A、B和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧。万有引力常数为G。（1）求两星球做圆周运动的周期；（2）在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行的周期为T1。但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2。已知地球和月球的质量分别为5.981024kg和7.351022kg。求T2与T1两者平方之比。（结果保留3位小数）4.经过天文望远镜的长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识.双星系统由两个星体构成，其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离.一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统处理.现根据对某一双星系统的光学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是M，两者间相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动.（1）试计算该双星系统的运动周期T；（2）若实验上观测到运动周期为T，为了解释两者的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质.作为一种简化的模型，我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着密度为的暗物质，而不考虑其他暗物质的影响，并假定暗物质与星体间的相互作用同样遵守万有引力定律.试根据这一模型计算该双星系统的运动周期T【课堂小结】1.请列出本节的知识框架（20分，不要求多完整，把你想到的列出来就行）2.你总结了哪几个题型？这些题怎么做？（20分，不要求多完整，把你想到的写出来就行）3.其他你认为需要写的东西：_._【小组任务设计】6.5 宇宙航行之 绕行之 双星系统参考答案选择题1.点评：双星模型的特点：角速度相等，周期相同，向心力大小相等。应用万有引力定律分析双星问题一定要注意两星中心之间的距离与星体做匀速圆周运动的轨道半径之间的关系。2.，选项D说法正确。本题答案为B。3.B 4C 【解析】试题分析：两星的周期相同即两者运行一周的时间相同，故其运动的角速度相同，A项错误；由于两星的向心力相同，有，故有，由于，联立前式有、，故C项正确、D项错误；m1、m2做圆周运动的角速度相同，线速度之比为2：3 故B项错误。考点：本题考查了匀速圆周运动5AD【解析】双星绕连线上的一点做匀速圆周运动，其角速度相同，两者之间的万有引力提供向心力，所以两者周期相同，故选项A正确；由可知，两者的向心加速度不同，与质量成反比，故选项B错误；由可知半径与质量成反比，故选项C错误D正确考点：万有引力定律；双星问题6.D 解答题1.（1）两个星体A、B组成的双星系统角速度相同，根据万有引力定律，两星之间万有引力.设两星轨道半径分别是、。两星之间万有引力是两星做匀速圆周运动的向心力，可得，因此两星绕连线的中点转动。 解得 所以（2）由于星体C的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则：可求得： 所以2. 【答案】3.【答案】 1.01【解析】 A和B绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供向心力，则A和B的向心力相等。且A和B和O始终共线，说明A和B有相同的角速度和周期。则有：，解得，对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得化简得 将地月看成双星，由得将月球看作绕地心做圆周运动，根据牛顿第二定律和万有引力定律得化简得 所以两种周期的平方比值为4.【解析】（1）,语文课本中的文章都是精选的比较优秀的文章,还有不少名家名篇。如果有选择循序渐进地让学生背诵一些优秀篇目、精彩段落,对提高学生的水平会大有裨益。现在,不少语文教师在分析课文时,把文章解体的支离破碎,总在文章的技巧方面下功夫。结果教师费劲,学生头疼。分析完之后,学生收效甚微,没过几天便忘的一干二净。造成这种事倍功半的尴尬局面的关键就是对文章读的不熟。常言道“书读百遍,其义自见”,如果有