（教材全解）高中物理 第6章 万有引力与航天本章复习学案 新人教版必修2.docVIP

（教材全解）2013-2014学年高中物理 第6章 万有引力与航天本章复习学案 新人教版必修2学习目标1.加深对开普勒定律的理解。2.加深对万有引力定律的理解，熟练掌握定律的应用方法。3.明确人造卫星问题的处理方法。4.加深对双星问题的理解。课内探究一、开普勒第三定律应用开普勒第三定律处理问题时需注意以下两点：1.主要应用开普勒第三定律a3t2=k处理实际问题时，多把行星的运动看做 ，即半长轴a等于 。2.开普勒三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于 运动。例1（2011全国新课标高考)卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8105 km，运行周期约为27天，地球半径约为6 400 km，无线电信号的传播速度为3108 m/s。）（ ） a.0.1 sb.0.25 sc.0.5 sd.1 s二、万有引力定律1.万有引力定律的理解（1）万有引力公式f=gm1m2r2中的r应为 。（2）根据天体表面物体所受万有引力等于重力，即 ，得 （黄金代换公式)。2.天体质量及密度的计算（1）计算天体的质量和密度问题的关键是明确万有引力提供天体做圆周运动的向心力，由此可得中心天体质量的表达式 。（2）天体的密度：=mv= （r为中心天体的半径，若为近地卫星，则r=r，有= )例2“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。若测得“嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期t，已知引力常量为g，半径为r的球体体积公式v=43r3，则可估算月球的（ ）a.密度b.质量c.半径d.自转周期例3（2012福建高考）一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为n。已知引力常量为g，则这颗行星的质量为（ ）a.mv2gnb.mv4gnc.nv2gmd.nv4gm三、人造卫星的v、a、t与r的关系利用公式gmmr2=m =m =m =mr 2t2可以进行一些计算。人造卫星的线速度、角速度、向心加速度和周期与其轨道半径的关系，详见下表卫星运 行参量相关方程备注线速 度vgmmr2= mv2r v= 卫星轨道半径越大，其线速度越 、动能越 、势能越 、机械能越 、角速度越 、周期越 、频率越 、向心加速度越 。角速 度gmmr2=m2 r= 周期tgmmr2=m 2t2 t= 向心加 速度agmmr2=ma向 a向 = 例4（2012天津高考）一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的14，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（ ）a.向心加速度大小之比为41b.角速度大小之比为21c.周期之比为18d.轨道半径之比为12例5“神舟十号”飞船在运行中需要多次进行轨道维持。所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间、推力的大小和方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定运行。如果不进行轨道维持，由于飞船在轨道上运动受摩擦阻力的作用，轨道高度会逐渐缓慢降低，在这种情况下，下列说法正确的是（ ）a.飞船受到的万有引力逐渐增大、线速度逐渐减小b.飞船的向心加速度逐渐增大c.飞船的运行周期逐渐增大d.飞船的线速度和角速度都逐渐增大四、人造卫星的变轨问题当卫星由于某种原因速度突然改变时，万有引力不再等于向心力，卫星将变轨运行：（1)当卫星的速度突然增加时，gmmr2 mv2r，即万有引力 提供向心力，卫星将做 运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变 ，当卫星进入新的轨道稳定运行时，由v= gmr 可知其运行速度比在原轨道时 。（2)当卫星的速度突然减小时，gmmr2 mv2r，即万有引力 所需要的向心力，卫星将做 运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径 ，当卫星进入新的轨道稳定运行时，由v= gmr 可知其运行速度比在原轨道时 。五、双星系统1.双星系统模型的特点：（1)两星都绕它们连线上的一点做匀速圆周运动，故两星的角速度、周期 。（2)两星之间的万有引力提供各自做匀速圆周运动的向心力，所以它们的向心力大小 ；（3)两星的轨道半径之和 两星间的距离，即 。2.双星系统模型的三大规律：（1)双星的周期、角速度 。（2)轨道半径与质量成 比。（3)双星系统的周期的平方与双星间距离的三次方之比只与双星的总质量 关，而与双星个体的质量 关。例6我们的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o做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为t，s1到o点的距离为r1，s1和s2的距离为r，已知引力常量为g。由此可求出s2的质量为（ ）a.42r2r1gt2b.42r13gt2c.42r3gt2d.42r2r-r1gt2例7（2013山东高考）双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期