高中学业水平测试---万有引力与航天-----教案.doc

宜兴名思教育一对一个性化辅导名思教育辅导讲义学员姓名辅导科目物理年 级高一授课教师章郑良课 题 万有引力与航天授课时间教学目标1、 万有引力2、 卫星重点、难点考点及考试要求计算题、选择题教学内容万有引力定律（A） (1) 内容：两个物体之间的万有引力定律的大小，跟它们质量的乘积成正比，跟它们之间距离的平方成反比(2)公式： ，其中G=6.6710-11Nm2/kg2，叫做万有引力恒量由英国科学家卡文迪许用扭秤装置第一次精确测定(3)适用条件：严格来说公式只适用于质点之间的相互作用但对质量均匀的球体或球壳，在研究与球外物体的引力时，可视为质量集中在球心的质点而应用公式；当两个物体间的距离远远大于物体本身大小时，公式也近似适用，但它们之间的距离应取两物体质心之间的距离对于比如处于地球球心处物体与地球的万有引力、两个不规则又相互靠近的物体间的万有引力均不能直接用该式运算例1. 一颗人造卫星在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对卫星的万有引力大小为A B C D例2下列叙述中的力，属于万有引力的是A马拉车的力 B钢绳吊起重物的力C太阳与地球之间的吸引力 D两个异名磁极之问的吸引力例3牛顿发现的万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，在天体运动中起着决定性作用。万有引力定律告诉我们，两物体间的万有引力A与它们间的距离成正比 B与它们间的距离成反比C与它们间距离的二次方成正比 D与它们间距离的二次方成反比人造地球卫星（A）(1) 基本思路在任何情况下总满足条件：万有引力=向心力即：GMm/r2=mv2/r=m2r=m(42/T2)r =mv当不考虑天体的自转时，可由 重力=向心力即：mg= mv2/r=m2r=m(42/T2)r= mvg是运动天体的重力加速度(2) 天体质量、密度的估算测出围绕天体表面运行的行星或卫星的运动半径R和绕行周期T，M=42R3/GT2；测出围绕天体表面运行的行星或卫星的运动半径R和绕行速度v，M=v2R/G；测出围绕天体表面运行的行星或卫星的运动半径R和天体表面重力加速度g， M=R2g/G结合M=(4R3/3)，可求天体密度卫星运行速度v、角速度、周期t、向心加速度与轨道半径r的关系由GMm/r2=mv2/r有v=，即v，故r越大，v越小；由GMm/r2=m2r有=，即，故r越大，越小；由GMm/r2=m(42/T2)r有T=2，即T，故r越大，t越大；由GMm/r2=ma有a=GM/r2，即a1/r2，故r越大，a越小例1我国于2007年10月24日成功发射了“嫦娥一号”探月卫星.若卫星在半径为的绕月圆形轨道上运行的周期，则其线速度大小是A B C D例2我国于2010年3月5日成功发射了“遥感卫星九号”在绕地球运行的过程中，该卫星受到地球引力的大小A只与地球的质量有关B只与卫星的质量有关C与地球和卫星的质量均有关D与地球和卫星的质量均无关例3地球对月球具有强大的万有引力，为什么不靠在一起，其原因是A不仅地球对月球有万有引力，而且月球对地球也有万有引力，这两个力大小相等、方向相反，互相平衡了B不仅地球对月球有万有引力，而且太阳系里其它星球对月球也有万有引力，这些力的合力等于零C地球对月球有万有引力还不算大D万有引力不断改变月球的运动方向，使得月球绕地运行例4宇宙飞船进入一个围绕太阳运行的近乎圆形的轨道上运动，如果轨道半径是地球轨半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是A3年 B9年 C27年 D81年练习：（ ）1下列说法中不正确的是A万有引力定律揭示了自然界物体间普遍存在着一种基本相互作用引力作用规律B卡文迪许用实验的方法证明了万有引力定律C引力常量的单位是Nm2/kg2 D两个质量为1kg的质点相距1m时的万有引力为6.67N （ ）2下面关于万有引力的说法中正确的是A万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用D重力和引力是两种不同性质的力C当两物体间有另一质量不可忽略的物体存在时，则这两个物体间万有引力将增大D当两个物体间距为零时，万有引力将无穷大（ ）3有两颗行星环绕某恒星运动，它们的运动周期比为8：1，则它们的轨道半径比为A 8：1 B 4：1 C 2：1 D 1：4（ ）4地球的半径为R0，地球表面处的重力加速度为g ,一颗人造卫星围绕地球做匀速圆周运动，卫星距地面的高度为R0，下列关于卫星的说法中正确的是（A）卫星的速度大小为 （B）卫星的角速度大小（C）卫星的加速度大小为g/2 （D）卫星的运动周期为（ ）5设人造卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星离地面越高，则卫星的A速度越大 B角速度越大 C向心加速度越大 D周期越长（ ）6我国发射的“神州七号”载人飞船，与“神州六号”飞船相比，它在较低的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法正确的是A“神州七号”的速率一定比“神州六号”大B“神州七号”的速率一定比“神州六号”小C“神州七号”受到地球的万有引力一定比“神州六号”大D“神州七号”受到地球的万有引力一定比“神州六号”小（ ）7已知以下的哪组数据不可以计算出地球的质量(引力常量G已知) A地球绕太阳运动的周期及地球距太阳中心的距离。B月球绕地球运动的周期及月球距地球中心的距离。C人造卫星在地球表面附近绕地球运动的速率和运转周期。D已知地球的半径和地球表面的重力加速度(不考虑地球自转的影响)。8、人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有（ ） A、轨道半径越大，速度越小，周期越长 B、轨道半径越大，速度越大，周期越短 C、轨道半径越大、速度越大，周期越长 D、轨道半径越小，速度越小，周期越长9、2007年10月24日，我国自行研制的“嫦娥一号”探月飞船顺利升空，此后经过多次变轨，最终成功地实现了在距离月球表面200km左右的圆形轨道上绕月飞行若飞船绕月运行的圆形轨道半径增大，则飞船的A线速度大小不变 B线速度增大 C周期不变 D周期增大10、关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是 （ ）A、若其质量加倍，则轨道半径也要加倍B、它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播C、它以第一宇宙速度运行 D、它运行的角速度与地球自转角速度相同地球abc11如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a、b质量相等，且小于c的质量，则 （ ）Ab所需的向心力最小 Bb、c的周期相同且大于a的周期Cb、c的线速度大小相等，且小于a的线速度Db、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度12、某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F若此物体受到的引力减小到，则此物体距离地面的高度应为（R为地球半径）（）AR B2R C4R D8R 宇宙速度（A）(1)第一宇宙速度(环绕速度)：v=7.9km/s (地球卫星的最大运行速度，也是人造地球卫星所需的最小的发射速度) (2)第二宇宙速度(脱离速度)：v=11.2km/s(卫星挣脱地球束缚所需的最小的发射速度)；(3)第三宇宙速度(逃逸速度)：v=16.7km/s(卫星挣脱太阳束缚所需的最小的发射速度)8、地球同步卫星（A级）(1)所谓同步卫星，指跟着地球自转(相对于地面静止)，与地球做同步匀速转动的卫星(2)特点： 卫星的周期与地球自转的周期T(或角速度)相同，T=24h； 卫星位于地球赤道的正上方，距地球表面的距离h和线速度都是定值(距地面36万公里)；由T2/r3=42/GM 得r=4.24104km，则h=3.6104km；由v= 得v=3.08km/s卫星的轨道平面与地球的赤道平面重合，绕行方向与地球自转方向相同。例1、物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫“第一宇宙速度”，其大小为A7.9km/s B11.2 km/s C16.7 km/s D24.4 km/s例2如果发射人造卫星速度大于7.9km/s，而小于 11.2km/s，它绕地球运动是 A圆 B椭圆 C双曲线中一支 D抛物线 例3关于我国发射的同步通讯卫星，下列说法中正确的是A它运行的周期比地球自转周期大B它运行的角速度比地球自转角速度小C它定点在北京正上方，所以我国可以利用它进行电视转播D它运行的轨道平面一定与赤道平面重合例4图中的圆a、b、c，其圆心均在地球的自转轴线上，对环绕地球作匀速圆周运动而言不正确的是（A）卫星的轨道可能为a（B）卫星的轨道可能为b（C）卫星的轨道可能为c（D）同步卫星的轨道只可能为b练习：（ ）1下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是A第一宇宙速度又称为逃逸速度B第一宇宙速度的数值是11.2km/sC第一宇宙速度的数值是7.9km/sD第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小线速度（ ）2一颗人造卫星在绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为地球半径的 2 倍，则该卫星做匀速圆周运动的速度A一定等于7.9km / s B一定小于7.9km/s C一定大于7.9km / s D介于7.9 km/s11. 2 km / s（ ）3下列关于地球同步卫星的说法正确的是A它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小B它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍C我国发射的同步卫星都定点在北京上空D我国发射的同步卫星也定点在赤道上空（ ）4人造地球卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确的是 A半径越大，速度越小，周期越小。 B半径越大，速度越小，周期越大。C所有卫星的速度均是相同的，与半径无关。 D所有卫星角速度都相同，与半径无关。（ ）5关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下述说法正确的是A.它的运行速度为7.9 km/sB.它可以绕过北京的正上方，所以我国能利用其进行电视转播C.已知它的质量是1.24 t，若将它的质量增为2.48