新教材物理一轮总复习-第五章万有引力与航天第1讲万有引力定律及应用学案.docx
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1、第1讲万有引力定律及应用课 程 标 准通过史实,了解万有引力定律的发现过程知道万有引力定律认识发现万有引力定律的重要意义认识科学定律对人类探索未知世界的作用素 养 目 标物理观念:理解开普勒行星运动定律和万有引力定律科学思维:(1)掌握运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法(2)掌握计算天体质量和密度的方法必备知识自主落实一、开普勒行星运动定律通常按圆轨道处理1开普勒第一定律:所有的行星绕太阳运动的轨道都是_,太阳处在椭圆的一个_上2开普勒第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过的_相等对同一个行星而言3开普勒第三定律:所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的_的二次方的比都
2、相等,表达式:k. 只与中心天体有关,不同的中心天体值不同二、万有引力定律满足牛顿第三定律1内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m1和m2的_成正比、与它们之间距离r的_成反比2表达式:FG,G为引力常量,其值通常取G6.671011_3适用条件:(1)公式适用于_间的相互作用当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时,物体可视为质点(2)质量分布均匀的球体可视为质点,r是两球_间的距离走进科学我国的“天链一号”是地球同步卫星,在发射变轨过程中有一椭圆轨道如图所示,A、B是“天链一号”运动的远地点和近地点(1)根据开普勒第一定律,“天链一号”围
3、绕地球运动的轨迹是椭圆,地球处于椭圆的一个焦点上()(2)根据开普勒第二定律,“天链一号”在B点的运动速度比在A点小()(3)“天链一号”在A点的加速度小于在B点的加速度()(4)开普勒第三定律k中,k是只与中心天体有关的物理量()(5)开普勒根据自己长期观察的实验数据总结出了行星运动的规律,并发现了万有引力定律()关键能力精准突破考点一开普勒定律1由开普勒第二定律可得l1r1l2r2,v1tr1v2tr2,解得,即行星在两个位置的速度之比与到太阳的距离成反比,近日点速度最大,远日点速度最小2开普勒第三定律k中,k值只与中心天体的质量有关,不同的中心天体k值不同,且该定律只能用在同一中心天体的
4、两星体之间针 对 训 练1.2021年4月29日,长征五号B遥二火箭在海南文昌航天发射场点火升空,将载人航天工程空间站“天和核心舱”精准送入预定轨道“天和核心舱”的运行轨道为椭圆轨道,其近地点M和远地点N离地高度分别为439 km和2 384 km,则“天和核心舱”运行过程中()A在M点的加速度小于N点的加速度B在M点的速度小于N点的速度C从M点运动到N点的过程中动能逐渐减小D从M点运动到N点的过程中机械能逐渐增大2如图为人造地球卫星的轨道示意图,LEO是近地轨道,MEO是中地球轨道,GEO是地球同步轨道,GTO是地球同步转移轨道已知地球的半径R6 400 km,该图中MEO卫星的周期约为(图
5、中数据为卫星近地点、远地点离地面的高度)()A3 h B8 hC15 h D20 h考点二万有引力定律1万有引力与重力的关系地球对物体的万有引力F表现为两个效果:一是重力mg,二是提供物体随地球自转的向心力Fn,如图所示(1)在赤道上:Gmg1m2R.(2)在两极上:Gmg2.2星体表面及上空的重力加速度(以地球为例)(1)地球表面附近的重力加速度g(不考虑地球自转):mgG,得g.(2)地球上空的重力加速度g地球上空距离地球中心rRh处的重力加速度为g,mg,得g.所以.针 对 训 练3.(多选)万有引力定律能够很好地将天体运行规律与地球上物体运动规律具有的内在一致性统一起来用弹簧测力计称量
6、一个相对于地球静止的小物体的重量,随称量位置的变化可能会有不同的结果已知地球质量为M,引力常量为G,将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体下列说法正确的是()A在北极地面称量时,弹簧测力计读数为F0GB在赤道地面称量时,弹簧测力计读数为F1GC在北极上空高出地面h处称量时,弹簧测力计读数为F2GD在赤道上空高出地面h处称量时,弹簧测力计读数为F3G4火星的质量约为地球质量的,半径约为地球半径的,则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为()A0.2B0.4C2.0D2.55若将地球看作质量分布均匀的球体(半径为R),且不计地球的自转关于地球表面处的重力加速度g1,地球表面下方深处的重
7、力加速度为g2,地球表面上方高处的重力加速度为g3,下列说法正确的是()Ag3g2g1 Bg2g3g1Cg1g2g3 Dg1g3g2考点三天体质量和密度的估算天体质量和密度的估算方法:(1)利用天体表面的重力加速度g和天体半径R.由Gmg得天体质量M.天体密度.GMgR2称为黄金代换公式(2)测出卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T和半径r.由Gmr得天体的质量M.若已知天体的半径R,则天体的密度.考向1重力加速度法例1 假设在月球表面将物体以某速度竖直上抛,经过时间t物体落回月球表面,物体上升的最大高度为h.已知月球半径为R,引力常量为G,不计一切阻力则月球的密度为()ABCD解题心得考向2利用
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