广东省惠阳区中山中学高中物理粤教版必修二导学案第三章第二节万有引力定律的应用

课前先学案课前先学案【自主学习】学习目标会用万有引力定律计算天体的质量会推导人造卫星的环绕速度，计算人造地球卫星运动的相关问题知道第二宇宙速度和第三宇宙速度的含义和数值重点难点天体质量计算环绕速度计算和理解自主学习计算天体的质量（1）基本思路：行星绕太阳、卫星绕行星做匀速圆周运动的向心力是它们的提供．测量出环绕和环绕半径．（2）公式：，可得中心天体的质量．人造卫星（1）牛顿设想：当足够大时，物体将会围绕旋转而不再落回地面，称为一颗环绕地球转动的卫星．（2）原理：卫星绕地球转动时，提供向心力，即=，其中为卫星到地心的距离，则卫星在轨道上运行的线速度，角速度，由得运行周期三种宇宙速度（1）第一宇宙速度=，意义：；（2）第二宇宙速度=，意义：；（3）第三宇宙速度=，意义：；要点透析问题一已知地球绕太阳做匀速圆周运动的周期为365天，地球到太阳的距离为1.5×1011m，取G＝6.67×10－11N·m2/km，求太阳的质量．问题延伸：若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期，半径为，求地球质量若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径和月球运行的线速度，求若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度和周期，求【选做】若已知地球的半径为，月球绕地球运动的轨道半径为，周期为，求地球的密度问题二2、（双选）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 B．轨道半径越大，周期越短 C．轨道半径越大，角速度越小 D．轨道半径越小，加速度越大总结：（1）由得，即，即半径越大，越小；（2）由得，即，即半径越大，越小；（3）由得，即，越大，越大；（4）由得，即，即半径越大，越小．问题三已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T，试求地球同步卫星的向心加速度大小．总结：（1）地球同步卫星周期、角速度与地球自转周期、角速度相同；（2）轨道是确定的，同步卫星在赤道上空运行；（3）距离地球表面高度确定，，解得课堂检测案课堂检测案【课堂检测】计算天体的质量和密度已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r，运动周期为T，若中心天体的半径为R，则其平均密度ρ=___________________；若星体在中心天体表面附近做匀速圆周运动，则其平均密度ρ=______；人造卫星的特点关于人造地球卫星所受向心力与轨道半径r的关系，下列说法中正确的（）A．由可知，向心力与r2成反比B．由可知，向心力与r成反比C．由可知，向心力与r成正比D．由可知，向心力与r无关一颗在地球赤道上空绕地球运转的同步卫星，距地面高度为h，已知地球半径为R，自转周期为T，地面重力加速度为g，则这颗卫星的运转速度的大小是（）A． B．C． D．如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则不正确是（）A．b所需向心力最小B．b、c周期相等，且大于a的周期C．b、c的向心加速度相等，且大于a的向心加速度D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度宇宙速度人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其运行速率（）A．一定等于B．等于或小于C．一定大于D．介于第二节万有引力定律的应用【当堂训练】课堂训练案关于宇宙速度，下列说法正确的是(课堂训练案A．第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度B．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度D．第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比()A．轨道半径变小B．向心加速度变小C．线速度变小D．角速度变小利用下列哪组数据，不可以计算出地球的质量(已知万有引力常数G)()A．地球的半径R地和地面的重力加速度gB．卫星绕地球做匀速圆周运动的周期T和地球的半径R地C．卫星绕地球做匀速圆周运动的半径r和线速度vD．卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T（双选）如图，北斗系列卫星定点于地球同步轨道，它们与近地卫星比较（）A.北斗卫星的线速度较大B.北斗卫星的周期较大C.北斗卫星的角速度较大D.北斗卫星的向心加速度较小课后拓展案课后拓展案【巩固拓展】课本作业P541—5科学家们推测，太阳系的第九大行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息我们可以推知()A．这颗行星的公转周期与地球相等B．这颗行星的自转周期与地球相等C．这颗行星的质量与地球相等D．这颗行星的密度与地球相等甲乙甲乙A．甲的向心加速度比乙的小B．甲的运行周期比乙的小C．甲的角速度比乙的大D．甲的线速度比乙的大（双选）假如一个做匀速圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则（）A