2017-2018学年高中物理第5章万有引力与航天章末总结教学案沪科版必修2

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1、第5章万有引力与航天章末总结[T知识网络构建第一定律（瓠塑定律〉丿F普勒行星运动定律第二定律（而积定律）第三定律（邑期定律）（内容公式：F=G号严・G为引力常扯•由卡文辿许在实验室屮测定万冇引力定律j适用条件：（]）质点间的相互作用（2）两个质址分布均匀的球体间的相互作用（3）质点与质址分布均匀的球体间的相叵作用万冇引力与航人万冇引力理.论的成就计算地球的质址（mg=F万）mK=讐?：M=害（忽略地球门转影响）4tt2r34”丿"一乔m^rpXRSr=R・M=^质ft（F万=F向）（；M〃i9计算夭体的<人造地球卫星：（;缨=<37T>3—M[P=GVR悟皮尸石一$兀用尸扇一表面测显”琴

2、1丁=2”馬V2、[GM〃，尸&?/GMmarr^>ut=/-~Ga=~"7"高空测竝ina第一宇宙速度:口km/s三个宇宙速度第二宇術速度：竺km/sI第三宇宙速«：16.7km/snr重点知识探究一、解决天体运动问题的思路解决天体运动的基本思路：（1）将天体运动视为匀速圆周运动.22⑵万有引力提供向心力，根据已知条件灵活选择合适的表达式響=&=皿"号八（3）关于地球卫星的问题，有时还会应用GUg#做代换.【例1】如图1所示，〃是地球的同步卫星，另一卫星〃的圆形轨道位于赤道平而内，离地球表面的高度为力，己知地球半径为凡地球口转角速度为地球表面的重力加速度为⑺0为地球中心.（1）求卫星〃的

3、运行周期.⑵如果卫星〃绕行方向与地球自转方向相同，某时刻久〃两卫星相距最近（久久〃在同一直线上），则至少经过多长时间，它们再一次相距最近?答案(1)2n2jiS+力)解析（1）由万冇引力定律和牛顿第二定律得Mm4h"(/?+/7)mg（斤+册⑵由题意得（S—5）t=2H由③得5=（斤+力）代入④得/（斤+力）2乎-厂得二、人造卫星各运动参量的分析GMmv24n由-=ma=m~=m(Vr=mrrGM卩=’GM3即随着轨道半径的增大，卫星的向心加速度、线速度、角速度均减小，周期增大・【例2】太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆，各行星的半径、H星距离和质量如下表所示:行星名称星球半

4、径/10°m日星距离/10“m质量/10勿kg水星2.440.580.33金星6.051.084.87地球6.381.506.00火星3.402.280.64木星71.47.781900土星60.2714.29569天王星25.5628.7186.8海王星24.7545.04102则根据所学的知识可以判断下列说法中正确的是（）A.太阳系的八大行星中，海王星的圆周运动速率最大B.A阳系的八大行星中，水星的圆周运动周期最大C.若已知地球的公转周期为1年，万有引力常量0=6.67X10-11N・m2/kg2,再利用地球和太阳间的距离，则可以求出太阳的质量D.若已知万有引力常量^=6.67X10_

5、11N-m7kg2,并忽略地球的自转，利用地球的半径以及地球表面的重力加速度尸10m/s2,则可以求出太阳的质量答案C解析设太阳的质量为於，行星的质量为刃，轨道半径为八运动周期为7；线速度为兀由牛顿第二定律得（r^=nr^=2r,知匕=2H则彳亍星的轨道半径越大，周期越大，线速度越小•所以海王星周期最大，水星线速度最大，选项A、B错误；由22地球绕太阳公转的周期7；轨道半径只可知粧片R,解得太阳质量〃=冷产，选项C正确；同时看出地球的重力加速度与太阳质量无关，选项D错误.三、人造卫星的发射、变轨与对接1•发射问题要发射人造卫星，动力装置在地而处要给卫星一很大的发射初速度，且发射速度a9k

6、m/s,人造卫星做离开地球的运动；当人造卫星进入预定轨道区域后，再调整速度，使尸引MmV=尸向，即（h=in~,从而使卫星进入预定轨道.rr2.变轨问题如图2所示，一般先把卫星发射到较低轨道1上，然后在户点点火，使卫星加速，让卫星做离心运动，进入轨道2,到达"点后，再使卫星加速，进入预定轨道3.

7、对接.【例3J（多选）2016年中国发射了“天宫二号”空间实验室和“神舟十一号”载人飞船.2017年4月中国发射的“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”交会对接.长征运载火箭将天宫二号送入近地点为久远地点为〃的椭圆轨道上，〃点距离地面的高度为力，地球的屮心位于椭圆的一个焦点上•“天宫二号”飞行几周后进行变轨进入预定圆轨道，如图4所示.已知“天宫二号”在预定圆轨道上飞行圈所用时间为Z,引力常量为6；地球半径为丘则下列说法正确的