人教版高一物理必修二 第六章《万有引力和航天》复习课 导学案(无答案)

1、人教版高一物理必修二 第六章万有引力和航天复习课 导学案（无答案） 万有引力与航天复习课一本章知识导图椭圆轨道运行宇宙速度开普勒行星运动定律万有引力定律近似圆形轨道提供向心力匀速圆周运动卫星运动规律天体运动计算同步卫星重力的来源二本章知识梳理1、开普勒行星运动定律 第一定律：第二定律：第三定律：。即： 。2、万有引力定律（1） 开普勒对行星运动规律的描述（开普勒定律）为万有引力定律的发现奠定了基础。（2） 万有引力定律内容：_ _ _。 （3）公式： 。（4）万有引力定律适用于_ _，但用公式计算时，注意有一定的适用条件。 3、万有引力定律在天文学上的应用（1）基本方法：把天体的运动看成 运动

2、，其所需向心力由万有引力提供：（写出动力学方程）。在忽略天体自转影响时，天体表面的重力加速度： 。（写出方程） （2）天体质量，密度的估算：测出环绕天体作匀速圆周运动的半径 r，周期为 t，由 （写出方程） 得被环绕天体的质量为 （写出表达式），密度为 （写出表达式）， 其中 r 为被环绕天体的半径。当环绕天体在被环绕天体的表面附近运行时，rr，则密度为 （写出表达式）。 （3）环绕天体的绕行速度，角速度、周期与半径的关系：由gmm v 2=mr 2 r得 r 越大，v由gmmr 2=mw 2r得 r 越大，w1 / 42r 212人教版高一物理必修二 第六章万有引力和航天复习课 导学案（无答

3、案）由gmm 4p2=m rr 2 t 2得 r 越大，t由gmmr 2=ma得 r 越大，a（4）三种宇宙速度：第一宇宙速度(即环绕速度)是_ _的最大速度，是_ _的最小速度，大小为_ _（注意单位）。第二宇宙速度(即脱离速度)的大小是 ，第三 宇宙速度(即逃逸速度)的大小是 。(5)地球同步卫星的特点是：_ _ _和_ _与地球相同。所有的同步卫星轨道和线速度都相同。同步卫星都位于_ _平面上空。 三核心知识探究探究点一 对基本规律的理解【例 1】有关开普勒行星运动定律的理解，下列说法正确的是 ( )a 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上b 所有的行星绕太阳运动的

4、轨道都是圆，太阳处在圆心上c 太阳系各大行星轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等d 不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的【例 2】两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为 f，若两半径为小铁球半径 2 倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为（ ）a2f b4f c8f d16f针对训练1如图所示，r 虽大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m 与 m ，则两球间万有引力的大小为（ ）1m mg 1 2am m m m g 1 2 g 1 2r 2 ( r +r ) b 1 c 1 22gdm m1 2 ( r +r +r

5、 )1 22rrr探究点二 运用万有引力定律解决天体运行问题（重点）【例 3】天文学家发现了宇宙中迄今为止最大的中子星，其质量几乎是太阳的两倍，密度异常高。 若已知有一颗围绕该中子星做匀速圆周运动的卫星的轨道半径为 r，周期为 t，求该中子星的质量（引 力常量为 g，中子星的半径为 r）。问题 1：根据上面的情形，能求出该中子星的密度吗？问题 2：若已知该中子星表面的重力加速度为 g，还有没有其它的方法可以求出该中子星的密度？2 / 4k1 21 2人教版高一物理必修二 第六章万有引力和航天复习课 导学案（无答案）针对训练2火星的质量和半径分别约为地球的 1/10 和 1/2，地球表面的重力加

6、速度为 g，则火星表面的重力 加速度约为 ( )a02g b04g c25g d5g3宇航员驾驶一飞船在靠近某行星表面附近的圆形轨道上运行，已知飞船运行的周期为t，行星的平均密度为r。试证明rt2=k（万有引力恒量 g 为已知， 是恒量）4神舟五号载人飞船在绕地球飞行的第 5 圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度 h=342km的圆形轨道。已知地球半径 ，地面处的重力加速度 。试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期 t 的公式（用 h、r、g 表示），然后计算周期的数值（保留两位有效数字）。探究点三 宇宙速度、人造卫星问题的求解（重点）【例 4】关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法

7、，其中正确的是 （ ） 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【例 5】关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下述说法正确的是 （ ）a 已知它的质量是 1.24 t，若将它的质量增为 2.84 t，其同步轨道半径变为原来的 2 倍b 它的运行速度约为 7.9 km/sc 因为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d 所有同步卫星距地面的高度是确定的针对训练5两颗人造地球卫星，它们的质量比是 m :m =1:2，它们运行的线速度比是 v :v =1:2，那么 （ ） a它们运行的周

8、期比为 1：8 b它们运行的轨道半径之比为 4:1c它们所受向心力的比为 1:32 d它们运动的向心加速度的比为 1:166一颗人造地球卫星以初速度 v 发射后，可绕地球做匀速圆周运动，若使发射速度为 2v，则该卫星 可能 （ ）a 绕地球做匀速圆周运动，周期变大b 绕地球运动，轨道变为椭圆c 不绕地球运动，成为太阳系的人造行星d 挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙3 / 43人教版高一物理必修二 第六章万有引力和航天复习课 导学案（无答案）7气象卫星是用来拍摄云层照片、观测气象资料和测量气象数据的我国先后自行成功研制和发射 了“风云”一号和“风云”二号两颗气象卫星“风云”一号卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极， 每 12 h 巡视地球一周，称为“极地圆轨道”“风云二号”气象卫星轨道平面在赤道平面内称为“地 球同步轨道”，则“风云一号”卫星比“风云二号”卫星（ ）a轨道半径小b线速度大c同一时刻信号覆盖地面区域大 d向心加速度小探究点四 天体运动中的综合问题分析（重点）【例 6】宇航员站在某一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球。经过时间 t，小球落到星球 表面，测得抛出点与落地点之间的距离为 l。若抛出时的初速度增大到 2 倍，则抛出点与落地点之间的距离为 l。已知两落地点在同一水平面上，该星球