广东省惠州市惠阳一中实验学校高三物理一轮专题复习 第4讲 万有引力定律及其应用导学案.doc

广东省惠州市惠阳一中实验学校高三物理一轮专题复习 第4讲 万有引力定律及其应用导学案 【学习目标】1掌握万有引力定律的内容、公式和适应条件。2学会用万有引力定律解决天体运动问题。【重点难点】重点 ：学会用万有引力定律解决天体运动问题。难点 ：学会用万有引力定律解决天体运动问题。【使用说明及学法指导】请同学们充分预习；请同学们利用5分钟完成知识梳理和基础自测题；请同学们用10分钟完成基础知识反馈卡；识记基础知识。预习案一、 知识梳理1 完成南方新课堂p53考点剖析中的填空部分；2 地球同步卫星特点：(1)地球同步卫星只能在 上空 (2)地球同步卫星与地球自转具有相同的 和 (3)地球同步卫星相对地面 (4)同步卫星的高度是 的3 重力加速度(1)任意星球表面的重力加速度：在星球表面处，由于万有引力近似等于重力，g mg，g .(r为星球半径，m为星球质量)(2)星球上空某一高度h处的重力加速度：gmg，g ，随着高度的增加，重力加速度逐渐减小二、基础自测1对于质量分别为m1和m2的两个物体间的万有引力的表达式fg，下列说法中正确的是：a公式中的g是引力常量，它不是由实验得出的，而是人为规定的b当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大cm1和m2所受引力大小总是相等的d两个物体间的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力2、完成基础知识反馈卡本将题目,将答案填入下表。（在有问题的题目题号前用“”标记） 题号123456789答案探究案一、 合作探究探究一 环绕速度与发射速度的比较及地球同步卫星例1我国成功发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”设该卫星的运行轨道是圆形的，且贴近月球表面已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为()a0.4 km/s b1.8 km/s c11 km/s d36 km/s小结：环绕速度与发射速度的比较：1、近地卫星的环绕速度v km/s，通常称为第 宇宙速度，它是地球周围所有卫星的 环绕速度，是在地面上发射卫星的 发射速度2、不同高度处的人造卫星在圆轨道上的运行速度v ，其大小随半径的增大而 但是，由于在人造地球卫星发射过程中火箭要克服地球引力做功，所以将卫星发射到离地球越远的轨道，在地面上所需的发射速度就 探究二 天体质量和密度的估算例2已知万有引力常量g，地球半径r，月球和地球之间的距离r，同步卫星距地面的高度h，月球绕地球的运转周期t1，地球的自转周期t2，地球表面的重力加速度g.某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量m的方法：同步卫星绕地心做圆周运动，由gm()2h得m.(1)请判断上面的结果是否正确，并说明理由如不正确，请给出正确的解法和结果(2)请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果小结：利用万有引力定律解决天体运动的一般步骤：(1)两条线索：万有引力提供向心力ffn. 重力近似等于万有引力提供向心力(2)两组公式：gmm2rmr mgrmm2rmr(gr为轨道所在处重力加速度)探究三 对人造卫星的认识及变轨问题例32009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在a点从圆形轨道 进入椭圆轨道 ，b为轨道 上的一点，如图3所示关于航天飞机的运动，下列说法中不正确的有()a在轨道 上经过a的速度小于经过b的速度b在轨道 上经过a的动能小于在轨道 上经过a的动能c在轨道 上运动的周期小于在轨道 上运动的周期d在轨道 上经过a的加速度小于在轨道 上经过a的加速度 小结：变轨运行分析：当卫星由于某种原因速度突然改变时(开启或关闭发动机或空气阻力作用)，万有引力就不再等于所需的向心力，卫星将做变轨运行当v增大时，所需向心力增大，即万有引力不足以提供 ，卫星将做 运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径 ，但卫星一旦进入新的轨道运行，由v 知其运行速度要 ，但重力势能、机械能均 当卫星的速度突然减小时，向心力减小，即万有引力 卫星所需的向心力，因此卫星将做向心 运动，同样会脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，进入新轨道运行时由v 知其运行速度将 ，但重力势能、机械能均 (卫星的发射和回收就是利用了这一原理)训练案一、 课中训练与检测1已知万有引力常量为g，现在给出下列各组数据，不可以计算出地球质量的是()a地球绕太阳运行的周期t和地球离太阳中心的距离rb月球绕地球运行的周期t和月球离地球中心的距离rc人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运动周期td地球的自转周期t、地球的自转线速度和地球的平均密度2如图1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和b质量相等且小于c的质量，则下列说法错误的