高三物理一轮 专题12 万有引力定律及其应用精品学案 新课标.doc

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1、2013届高三新课标物理一轮原创精品学案专题12万有引力定律及其应用课时安排：2课时教学目标：1．掌握万有引力定律的内容2．理解宇宙速度的概念3．会用万有引力定律和牛顿运动定律解决天体的运动问题本讲重点：1．宇宙速度2．用万有引力定律和牛顿运动定律解决天体的运动问题本讲难点：宇宙速度、人造卫星的运动考点点拨：1．测天体的质量及密度2．行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题3．人造卫星、宇宙速度4．双星问题第一课时（2）天体的质量M，密度ρ的估算测出卫星绕天体做匀速圆周运动的半径R和周期T，由=可得天体质

2、量为：该天体密度为：（R0为天体的半径）。当卫星沿天体表面绕天体运行时，R=R0，则ρ=。（3）卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系由得，v=，所以R越大，v。由=mω2r得，ω=，所以R越大，ω。=得，T=，所以R越大，T。（二）重难点阐释本章的重点是万有引力定律在天体运动中的应用及人造地球卫星的发射和运行问题，难点是万有引力定律、牛顿第二定律以及匀速圆周运动知识的综合应用，在复习过程中应抓住以下两点：1、牢固掌握解决天体（卫星）运动问题的基本思路：（1）把天体（或人造卫星）的运动看成是匀速圆周运

3、动，其所需向心力由万有引力提供，关系式：（2）在地球表面或地面附近的物体所受的重力等于地球对物体的引力，即∴在不知地球质量的情况下可用其半径和表面的重力加速度来表示，此式在天体运动问题中经常应用，称为黄金代换式。2、注意挖掘隐含条件，熟记有关数据，有助于我们分析问题（1）地球的公转周期为1年，其自转周期为1天（24小时），地球的表面半径约为6.4×103km，表面重力加速度g=9.8m/s2（2）月球的公转周期为1月（约27.3天，在一般估算中常取27天）（3）地球同步卫星的周期为1天（24小时），离地

4、高度约为3.6×104km，运行速度约为3×103m/s=3km/s，其轨道位于地球赤道的正上方，所有通讯卫星及一些气象卫星都是地球的同步卫星。（4）人造地球卫星的运行半径最小为r=6.4×103km，运行周期最小为T=84.8分钟，运行速度最大为v=7.9km/s。二、高考要点精析（一）测天体的质量及密度☆考点点拨行星绕恒星、卫星绕行星作圆周运动时，万有引力全部提供向心力由得又得☆考点精炼1．一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量（）A．飞

5、船的轨道半径B．飞船的运行速度C．飞船的运行周期D．行星的质量（二）行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题☆考点点拨在星球表面物体的重力等于万有引力，由得星球表面的重力加速度：高为h处的轨道重力加速度：由得【例2】在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来。假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h，速度方向是水平的，速度大小为v0，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力。已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T。火星可视为半

6、径为r0的均匀球体。解析：以g＇表示火星表面附近的重力加速度，M表示火星的质量，m表示火星的卫星的质量，m＇表示火星表面出某一物体的质量，由万有引力定律和牛顿第二定律，有①②第二课时（三）人造卫星、宇宙速度☆考点点拨要正确理解第一宇宙速度的概念，掌握近地卫星和同步卫星的特点，能够区别轨道半径和星球半径、离地高度等概念。【例3】设同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的是（）A．=B．=C．=

7、D．=解析：本题考查学生对天体运动中公式的应用，是否真正做到熟练掌握。关于加速度主要考虑地球自转的角速度相同，；对于线速度主要是考虑向心加速度由万有引力产生，。本题易错选C答案，主要是误认为。答案：B【例4】在地球（看作质量均匀分布的球体）上空有许多同步卫星，下面说法中正确的是（）A．它们的质量可能不同B．它们的速度可能不同C．它们的向心加速度可能不同D．它们离地心的距离可能不同☆考点精炼3．人造地球卫星可以绕地球做匀速圆周运动，也可以沿椭圆轨道绕地球运动。对于沿椭圆轨道绕地球运动的卫星，以下说法正确的

8、是（）A．近地点速度一定大于7.9km/sB．近地点速度一定在7.9km/s－11.2km/s之间C．近地点速度可以小于7.9km/sD．远地点速度一定小于在同高度圆轨道上的运行速度4．地球同步卫星到地心的距离r可由求出，已知式中a的单位是m，b的单位是s，c的单位是m/s2，则：A．a是地球半径，b是地球自转的周期，C是地球表面处的重力加速度；B．a是地球半径。b是同步卫星绕地心运动的周期，C是同步卫星的加速度；C．a是赤道周长，b是地球