万有引力与航天》复习课

1、泰山中学 ：赵兴旺,万有引力与航天,本章主要内容是（一二三四）,万有引力定律,天上模型 人间模型,第一宇宙速度 第二宇宙速度 第三宇宙速度,线速度与半径关系 角速度与半径关系 周期与半径关系 向心加速度速度与半径关系,1、了解开普勒行星三定律，理解万有引力定律 2、熟练应用万有引力定律计算天体相关问题 3、会分析人造卫星的运动规律，理解第一宇宙速度 4、通过回顾万有引力定律的发现过程，会提炼相关的科学方法,（1）万有引力定律的应用 （2）构建物理模型,学习重难点,【牛顿名言】,“如果说我比别人看得更远些,那是因为我站在了巨人的肩上”,你认识他们吗？,托勒密 开普勒 伽利略 牛顿 卡文迪许,考考

2、你：,简述万有引力定律的发现过程，并总结所用到的科学方法 1.内容 2.方法,复习本章教材知识，完成下列内容,考考你：,行星运动,开普勒定律,引力充当向心力,月地检验,推及万物,构建知识网络,构建知识网络,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。,太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积,所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。,r3/t2=k,6.6710-11nm2/kg2,质点间,卡文迪许,英,7.9km/s,地球,11.2km/s,16.7km/s,宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大,小与它们的质量的乘积成正比，跟它们距离的

3、平方成反比。,基础自测答案：,1.d,2.a,3.d,4.b,【合作解疑】,问题1： 2013年4月26日12时13分，我国将“高分一号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。这是我国重大科技专项高分辨率对地观测系统的首发星。此次任务还成功搭载发射了两个荷兰卫星分配器和三颗分别由厄瓜多尔、阿根廷和土耳其研制的小卫星。假设“高分一号”卫星绕地球的周期为t，轨道半径为r，引力常量为g，通过这些数据，你能测出地球的质量吗？请说说你的思路与方法。,（小组讨论 限时2分钟）,探究一：如何测天体的质量及密度,方法总结,模型1、 ( “天上”模型 ) 在环绕天体的运动中，万有引力提供向心力。,(2) 应用：

4、可用来估算中心天体的质量； 可用来求解不同轨道半径的卫星的线速度、角速度及周期；,(1),探究一：如何测天体的质量及密度,方法总结,模型2、 （“人间”模型） 天体表面的物体的重力近似等于万有引力,(2)应用 可用来估算天体的质量； 可用来估算天体表面附近的重力加速度；,探究一：如何测天体的质量及密度,例1、2010年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）。,【合作解疑】,拓展1：根据上面的情形，你能求出该中子星的密度？,拓展2：若已知

5、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？,探究一：如何测天体的质量及密度,例1、2010年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）。,【合作解疑】,分析：,由万有引力提供向心力，得：,探究一：如何测天体的质量及密度,【合作解疑】,拓展1：根据上面的情形，你能求出该中子星的密度？,拓展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？,分析：,当卫星沿中子星表面附近绕天体运动时

6、，rr，则,探究一：如何测天体的质量及密度,针对训练题组一：,任务:完成针对训练题组1、2、3、4 目标： 体会应用两种模型解题的思路和方法,探究一：如何测天体的质量及密度,1.bc,2.b,3.,针对训练题组一 参考答案：,提示：轨道半径为r+h；周期t=t/n,探究一：如何测天体的质量及密度,【合作解疑】,问2： 假设高分一号卫星的轨道半径为r，你能求解该卫星的线速度、角速度、周期和向心加速度吗？（已知地球质量为m,引力常量为g）,（小组讨论 限时2分钟）,探究二：人造卫星的相关问题,思路：,问题1：人造卫星绕地球的运动可视为什么运动类型？ 问题2：人造卫星受力及向心力来源 问题3：利用牛

7、顿第二定律写出人造卫星 运动的动力学公式？ 问题4：人造卫星的v、t、a的表达式是什么?,探究二：人造卫星的相关问题,地球,构建模型：构建“天上”模型,探究二：人造卫星的相关问题,探究二：人造卫星的相关问题,地球,思考：对于绕地球运动的人造卫星： （1）离地面越高，向心力越_。 （2）离地面越高，线速度越_。 （3）离地面越高，周期越_。 （4）离地面越高，角速度越_。 （5）离地面越高，向心加速度越_。,小,大,小,小,小,探究二：人造卫星的相关问题,答案：cd,探究二：人造卫星的相关问题,答案：bc,例3、据报道,我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发

8、射升空,经过4次变轨控制后,于5月1日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道.关于成功定点后的“天链一号01星”,下列说法正确的是（ ） a.运行速度等于7.9 km/s b.离地面高度一定,相对地面静止 c.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 d.向心加速度等于地球表面处的重力加速度,探究二：人造卫星的相关问题,针对训练题组二：,任务:完成针对训练题组二：1、2、3 目标： 熟练掌握线速度，角速度，周期及向心加速度与轨道半径r的关系。,探究二：人造卫星的相关问题,1.bc,2.ac,针对训练题组二 参考答案：,探究二：人造卫星的相关问题,1、地球近地卫星： 已知地球半径r和地球质量m，求近地卫星的线速度和周期。,点拨提升,探究二：人造卫星的相关问题,2、地球同步卫星：（四个“一定”）,特点：,点拨提升,探究二：人造卫星的相关问题,(4) 定绕向：自西向东,探究三：运行速度与发射速度,问题：,探究三：运行速度与发射速度,问题：,探究三：运行速度与发射速度,例4：,答案： b,题组训练三,探究三：运行速度与发射速度,答案： a