高中物理必修二4-3万有引力定律与天体运动

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1、第3讲　万有引力定律与天体运动万有引力定律及其应用Ⅱ(考纲要求)成正比成反比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是的距离.质点两球心间【思维驱动】(单选)关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是()．A．第一宇宙速度又叫脱离速度B．第一宇宙速度又叫环绕速度C．第一宇宙速度跟地球的质量无关D．第一宇宙速度跟地球的半径无关解析由于对第一宇宙速度与环绕速度两个概念识记不准，造成误解，其实第一宇宙速度是指最大的环绕速度．答案B环绕速

2、度Ⅱ(考纲要求)最大环绕最小发射【思维驱动】(多选)如图4-3-1所示是牛顿研究抛体运动时绘制的一幅草图，以不同速度抛出的物体分别沿a、b、c、d轨迹运动，其中a是一段曲线，b是贴近地球表面的圆，c是椭圆，d是双曲线的一部分．已知引力常量为G、地球质量为M、半径为R、地球附近的重力加速度为g.以下说法中正确的是()．第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ(考纲要求)图4-3-1【知识存盘】1．第二宇宙速度(脱离速度)：v2＝km/s，使物体挣脱引力束缚的最小发射速度．2．第三宇宙速度(逃逸速度)：v3＝km/s，使物体挣脱引力束缚的最小

3、发射速度．●特别提醒(1)两种周期——自转周期和公转周期的不同(2)两种速度——环绕速度与发射速度的不同，最大的环绕速度等于最小的发射速度．(3)两个半径——天体半径R和卫星轨道半径r不同.11.216.7地球太阳经典时空观和相对论时空观Ⅰ(考纲要求)C．当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动D．通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化引不起我们的感觉．在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化解析公式中的m0是

4、物体静止时的质量，m是物体以速度v运动时的质量，故A错误；由公式可知，只有当v接近光速时，物体的质量变化才明显，一般情况下物体的质量变化十分微小，故经典力学仍然适用，B错误，C、D正确．答案CD【知识存盘】1．经典时空观(1)在经典力学中，物体的质量是不随而改变的．(2)在经典力学中，同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是的．运动状态相同增大不同3．狭义相对论的两条基本假设(1)相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是的．(2)光速不变原理：不管在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都是的．不同不变

5、备课札记考点二　对宇宙速度的理解及计算【典例2】(单选)我国在西昌卫星发射中心，将巴基斯坦通信卫星1R(Paksat－1R)成功送入地球同步轨道，发射任务获得圆满成功．关于成功定点后的“1R”卫星，下列说法正确的是()．A．运行速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度B．离地面的高度一定，相对地面保持静止C．绕地球运行的周期比月球绕地球运行的周期大D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等解析人造地球卫星(包括地球同步卫星)的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，而其运行速度小于第一宇宙速度，选项A错误；地球同步

6、卫星在赤道上空相对地面静止，并且距地面的高度一定，大约是3.6×104km，选项B正确；地球同步卫星绕地球运动的周期与地球自转周期相同，即T＝24h，而月球绕地球运行的周期大约是27天，选项C错误；地球同步卫星与静止在赤道上物体的运行周期相同，角速度也相同，根据公式a＝ω2r可知，运行半径大的向心加速度大，所以地球同步卫星的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度，选项D错误．答案B3．卫星的可能轨道(如图4-3-2所示)卫星的轨道平面一定过地球的地心图4-3-2备课札记考点三　天体运动中的基本参量的求解及比较【典例3】(2

7、012·广东卷，21)(多选)如图4-3-3所示，飞船从轨道1变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的()．A．动能大B．向心加速度大C．运行周期长D．角速度小图4-3-3图4-3-4疑难突破2卫星的运行问题难点2近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题近地卫星、同步卫星和赤道上随地球自转的物体三种匀速圆周运动的异同：1．轨道半径：r同>r近＝r物2．运行周期：T同＝T物>T近3．向心加速度：a近>a同>a物典例1(多选)航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A

8、点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的与地球相切的一点，如图4-3-5所示．关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有()．A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B．在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D．在轨