2019-2020年高中物理 万有引力与航天复习学案2 新人教版必修2

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1、2019-2020年高中物理万有引力与航天复习学案2新人教版必修2一、万有引力定律及其应用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的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比．2．表达式：F＝，G为引力常量，G＝6.67×10－11N·m2/kg2.3．适用条件(1)公式适用于质点间的相互作用．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是两球心间的距离．二、宇宙速度1．第一宇宙速度(1)

2、第一宇宙速度又叫环绕速度．推导过程为：由mg＝mv2/R＝GMm/R2得：v＝＝＝7.9km/s.(2)第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度．(3)第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度，也是人造地球卫星的最小发射速度．2．第二宇宙速度(脱离速度)：v2＝11.2km/s，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度．3．第三宇宙速度(逃逸速度)：v3＝16.7km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．三、经典时空观和相对论时空观1．经典时空观(1)在经典力学中，物体的

3、质量是不随运动状态而改变的．(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相同的．2．相对论时空观(1)在狭义相对论中，物体的质量是随物体运动速度的增大而增大的，用公式表示为m＝.(2)在狭义相对论中，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不同的．探究一例1假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体．一矿井深度为d.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为(　　)A．1－　　　　　B．1＋C.2D.2题后

4、反思星体表面及其某一高度处的重力加速度的求法(1)设天体表面的重力加速度为g，天体半径为R，则mg＝G，即g＝(或GM＝gR2)(2)若物体距星体表面高度为h，则重力mg′＝G，即g′＝＝g.变式训练1－1：近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2.设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2，则(　　)A.＝4/3　　　　B.＝4/3C.＝2D.＝2探究二例2一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v.假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量

5、一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N.已知引力常量为G，则这颗行星的质量为(　　)A.B.C.D.借题发挥天体质量和密度的估算(1)利用天体表面的重力加速度g和天体的半径R由G＝mg，得M＝，ρ＝＝＝.(2)利用天体的卫星，已知卫星的周期T(或线速度v)和卫星的轨道半径r建立G＝m＝mr，则M＝测天体的密度：将天体的质量M代入ρ＝得：变式训练2－1：一行星绕恒星做圆周运动．由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v.引力常量为G，则(　　)A．恒星的质量为　　　　　B．行星的质量为C

6、．行星运动的轨道半径为D．行星运动的加速度为探究三1．卫星的轨道参量随轨道半径变化的规律动力学特征G＝man＝m＝mω2r＝m()2r向心加速度anan＝G，即an∝线速度vv＝，即v∝角速度ωω＝，即ω∝周期TT＝，即T∝由上表分析可知：随卫星轨道半径的增加，卫星的向心加速度、线速度、角速度都减小，其运行周期将增加．2．几种常见卫星(1)近地卫星近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度v＝＝，约为7.9km/s，其运行周期T＝，约

7、为84min.(2)同步卫星同步卫星与地球自转同步，相对地球静止，可用作为通讯卫星，其特点如下：①轨道平面一定：轨道平面和赤道平面重合．②周期一定：与地球自转周期相同，即T＝24h＝86400s.③角速度一定：与地球自转的角速度相同．④高度一定：据G＝mr得r＝＝4.24×104km，卫星离地面高度h＝r－R≈6R(为恒量)．⑤速率一定：运动速度v＝2πr/T＝3.08km/s(为恒量)．⑥绕行方向一定：与地球自转的方向一致．例三我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高

8、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，则(　　)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”加速度大题后反思利用万有引力定律解决卫星运动的方法是：一个模型两条思路模型：人造天体的运动看做绕中心天体做匀速圆周运动，它受到的万有引力提供向心力．思路：(1)当天体运动时，由万有引力提供向心力G＝m＝mω2r＝mr2.这是万有引力定律这一