万有引力与航天1孙绪香.doc

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1、肥城一中“四阶段六步导学”课堂教学导学案年级高三学科物理序号07编制人孙绪香审核人杜志刚班级小组姓名专题万有引力与航天【学习目标】1．掌握万有引力定律的内容并能够应用万有引力定律解决天体、卫星的运动问题2．掌握宇宙速度的概念3．掌握用万有引力定律和牛顿运动定律解决卫星运动问题的基本方法和基本技能【重点、难点】⒈万有引力定律在天体运动问题中的应用⒉宇宙速度、人造卫星的运动3、双星模型和变轨问题的有关计算。【知识点梳理】一、万有引力定律在天体中的运用1、万有引力定律：（1）内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体

2、的的乘积成正比，跟它们成反比．（2）表达式:，其中r为两质点或球心间的距离；G为（1798年由英国物理学家利用装置测出）（3）适用条件：适用于或2．万有引力定律的应用（1)行星表面物体的重力：重力近似等于（2）重力加速度:表面重力加速度：轨道上的重力加速度：3．天体的运动（1）运动模型:天体运动可看成是——其引力全部提供(2)人造地球卫星：①由可得：r越大,v越小．②由可得：r越大,ω越小．③由可得：r越大，T越大．④由可得：r越大，a向越小．【自我测评】1．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知(　　）A

3、．太阳位于木星运行轨道的中心B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积2．下面是金星、地球、火星的有关情况比较。星球金星地球火星公转半径1.0km1.5km2。25km自转周期243日23时56分24时37分表面温度480℃15℃—100℃～0℃大气主要成分约95％的CO278％的N2，21%的O2约95%的CO2根据以上信息，关于地球及地球的两个邻居金星和火星（行星的运动可看作圆周运动），下列判断正确的是

4、()A．金星运行的线速度最小，火星运行的线速度最大B．金星公转的向心加速度大于地球公转的向心加速度C．金星的公转周期一定比地球的公转周期小D．金星的主要大气成分是由CO2组成的，所以可以判断气压一定很大3、银河系中有两颗行星绕某恒星运行，从天文望远镜中观察到它们的运转周期之比为8：1,则它们的轨道半径的比为（)A．2：1B．4：1C．8:1D．1:44、已知月球和地球中心距离大约是地球半径的60倍,则月球绕地球运行的向心加速度与地球表面上的重力加速度的比为()A．60∶1B．1∶60C．1∶600D．1∶36005、可以发射一颗这样

5、的人造地球卫星，使其轨道面（　）　　A、与地球表面上某一纬度线(非赤道）是共面同心圆;　　B、与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆；　　C、与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面静止;　　D、与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面运动；　　E、以地心为焦点的椭圆轨道6、一物体在地球表面重16N，它在以5m／s2的加速度加速上升的火箭中的视重为9N，则此时火箭离开地球表面的距离是地球半径的（）A．1／2B．2倍C．3倍D．4倍【考点突破】考点一　万有引力定律及其应用　重力与重力加速度解决天体（卫星)

6、运动问题的基本思路(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即G＝ma向＝m＝mω2r＝m（2）在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即G＝mg(g表示天体表面的重力加速度)．(3）在星球上空某一高度h处的重力加速度：G＝mg′，g′＝随着高度的增加，重力加速度逐渐减小．【例1】（2009·江苏单科·3)英国《新科学家(NewScientist)》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中,若某黑洞的半径R约为45km,质量M和半径R的关系满足＝（其中c为光

7、速,G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为（　　)A．108m/s2B．1010m/s2C．1012m/s2D．1014m/s2突破训练1某星球的质量约为地球的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高h处平抛一物体，射程为60m,则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体,射程应为（）A．10mB．15mC．90mD．360m考点二天体质量和密度的估算解决天体圆周运动问题的一般思路利用万有引力定律解决天体运动的一般步骤（1)两条线索①万有引力提供向心力F＝Fn。②重力近似等于万有引力提供向心力．(2)两组公式①G＝m

8、＝mω2r＝mr②mgr＝m＝mω2r＝mr（gr为轨道所在处重力加速度)[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。