高中物理第二节万有引力定律及应用学案（无答案）新人教版必修2

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1、第六章万有引力与航天第二节万有引力定律及应用【自主阅读】1781年3刀13U,这是一个很平常的LI了，晴朗而略带寒意的夜晩.英国天文学家威廉•赫歇尔（1738—1822）跟往常一样，在其妹妹加罗琳（1750——1848）的陪同下，用白己制造的口径为16厘米、焦距为213厘米的反射望远镜，对着夜空热心地进行巡天观测.当他把望远镜指向双了座时，他发现有一颗很奇妙的星星，乍一•看像是一颗恒星，一闪一闪地发光，引起了他的怀疑.经过一段时间的观测和计算Z后，这颗一直被看作是“彗星”的新天体，实际上是一颗在土星轨道外面

2、的大行星——天王星.天王星被发现以后，天文学家们都想目睹这颗人行星的真面目，在人们观测和计算小，发现天王星理论计算位置与实际观测位置总冇误差，就是这一误差，引起了人们对“天外星”的探究,并于1864年9月23FI发现了太阳系的第八颗行星一一海王星•海王星被称为“从笔尖上发现的行星”，原因就是计算出来的轨道和预测的位置跟实际观测的结果非常接近，科学家在推测海王星的轨道时，应用的物理规律冇哪些？【白主质疑】【白主学习】1.地球上的物体具有的重力是由于而产生的，若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重

3、力mg等于地球对物体的,即mg=,式中M是地球的质量，R是地球的半径，也就是物体到地心的距离.公式小的G是卡文迪许通过实验测定的，不是人为规定的。2.计算中心天体的质量，将行星绕太阳的运动近似看成运动，行星做圆周运动的向心力由提供，则有,式中M是的质量，m是的质量，r是，也就是行星和太阳屮心的距离，T是.由此可得出太阳的质量为：.3.18世纪，人们发现太阳系的第七个行星——天王星的运动轨道有些古怪：根据计算出的轨道与实际观测的结果总有一些偏差.据此，人们推测，在天干-星轨道的外面还有一颗未发现的行星，它对天

4、王星的使其轨道产生了偏离.和确立了万有引力定律的地位.4.应用万有引力定律解决天体运动问题的两条思路是：（1）把天体（行星或卫星）的运动近似看成是运动，向心力由它们之间的提供，即b=F向，可以用来计算天体的质量,22讨论行星（或卫星）的线速度、角速度、周期等问题.基本公式：=心=如•夕=〃〃弓.⑵地面及其附近物体的重力近似等于物体与地球间的,即Fn=G=mg,主要用于计算涉及【教师点拨】知识点一万有引力定律的计算1•两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时，它们Z间的万有引力为F.若两个半径为实心小铁球半径2倍

5、的实心人铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为（）A.2FB.4尸C.8AD.16F知识点二计算天体质量和天体密度2.我国第二颗月球探测卫星“嫦娥”二号已于2010年10月1H在西昌卫星发射中心由“长征三号丙”运载火箭成功发射升空.假设该卫星的绕月轨道是圆形的，且距离月球表面高度为力，并己知该卫星的运行周期为7；刀球的直径为么万冇引力常量为0求：⑴“嫦娥”二号在绕月轨道上运行的速度；（2）月球的质量.【方法技巧练】一、万有引力大小的计算3有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心0为2R的地方有一质

6、量为m的质点，现在从M中挖去一半径为影勺球体，如图1所示，求剩下部分对ni的万有引力F为多大？二、卫星做圆周运动的物理量随轨道半径的变化规律4.我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350km,“神舟八号”的运行轨道高度为343km.它们的运行轨道均视为圆周，贝％）A.“天宫一号”比“神舟八号”速度大B.“天宫一号”比“神舟八号”周期长C.“天宫一号”比“神舟八号”角速度大D.“天宫一号”比“神舟八号”加速度大三、万有引力定律与抛体运动结合5.宇航员站在一星球表面上某高处

7、，沿水平方向抛出一个小球，经过时间十，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为厶若抛出时的初速度增人为原來的2倍，其他条件不变，则抛出点与落地点之间的距离为£力•已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为只万有引力常量为&求该星球的质量M.四、星球表面的重力加速度4.1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16km.若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同.已知地球半径R=6400km,地球表面重力加速度为g.这个小行星表面的

8、垂力加速度为（）A.400gB.血gC.20gD.^g-【自主解惑】【自主反馈】1・利用下列哪组数据可以计算出地球的质虽（）A.己知地球的半径斤地和地面的重力加速度gB.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径/和周期TC.己知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径厂和线速度rD.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度丫和周期T2.2009年2月11日,俄罗斯的“宇宙2251”卫星和美国的"铁33”卫星在西伯利亚上空约8