2013鲁科版必修二《万有引力定律的应用》word学案

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1、万有引力定律的应用(一)制作人:王洪臻审核人:陈志红制作时间:2012.3.12编号:14602学习目标:1.了解万有引力定律在天文学上的应用2.会用万有引力定律计算天体的质量3.理解并应用万有引力定律处理天体问题的思路和方法自主学习:1.计算天体的质量(1)在天体表面时,若已知G..g.R三个量,则天体的质量M=(2)若某一行星绕太阳运动,可看作匀速圆周运动。则需要的向心力由提供,即有表达式。已知G.T.r三个量,则太阳的质量M=2.计算天体的密度若天体的半径为R,则天体的密度ρ=,将M=代入得ρ=,当卫星环绕天体表面运动时,其轨道半径

2、r=R,则ρ=。3.解决天体运动的思路方法我们把天体的运动看做匀速圆周运动,所需要的向心力都来自万有引力。常用的几个关系式:预习自测:1.若已知某行星绕太阳公转半径为r,公转周期为T,万有引力常量为G,则由此可求出()A.某行星的质量B.太阳的质量C.某行星的密度D.太阳的密度2.已知引力常量G和下列各组数据,能求出地球质量的是()A.地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离B.月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离C.人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期D.若不考虑地球自转,已知地球的半径及重力加速度3.假设在半径为R的某天体上发射

3、一颗该天体的卫星,若它在该天体表面做匀速圆周运动的周期为T1,已知引力常量为G,则该天体的密度为。若这颗卫星距该天体表面的高度为h,测得做圆周运动的周期为T2,则该天体的密度又可表示为。4.质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动视为匀速圆周运[来源动.已知月球质量为M,月球半径为R,月球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑月球自转的影响,则航天器的()A.线速度v=B.角速度ω=C.运行周期T=2πD.向心加速度a=合作探究:1.解决天体运动的思路方法将天体的运动看做匀速圆周运动,所需向心力有万有引力提供,有如下关系式

4、:例1.一颗质量为m的卫星绕质量为M的行星做匀速圆周运动,则卫星的周期()A.与卫星的质量无关B.与卫星的运行速度成正比C.与行星质量M的平方根成正比D.与卫星轨道半径的次方有关例2.假如做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍,仍做圆周运动,则()2.计算天体的质量和密度(1)若已知某天体的半径R和表面重力加速度g,天体的质量M=天体的密度ρ=(2)若已知质量为m的卫星绕某天体做匀速圆周运动的轨道半径r和周期T,则天体的质量M=天体的密度ρ=(3)若已知质量为m的卫星绕某天体做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度v,则天体的质量M

5、=天体的密度ρ=(4)若已知质量为m的卫星绕某天体做匀速圆周运动的轨道半径r和角速度ω,则天体的质量M=天体的密度ρ=例3.已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T,轨道半径为r,地球表面的重力加速度为g,试求出地球的密度。(引力常量G为已知量)例4.两颗靠的很近的恒星成为双星,这两颗星必须各自以一定的速率绕某一中心转动。已知双星的质量分别为m1和m2,相距为L,求:(1)双星转动中心的位置(2)双星的转动周期课堂自我检测:1.有一星球的密度与地球的密度相同,但它表面处的重力加速度是地面表面处重力加速度的4倍,则该星球的质量将是地球质量的(

6、)A.B.4倍C.16倍D.64倍2.火星直径约为地球直径的一半,质量约为地球质量的十分之一,它绕太阳公转[来源:学科网]的轨道半径约为地球绕太阳公转半径的1.5倍.根据以上数据,下列说法中正确的是()A.火星表面重力加速度的数值比地球表面小B.火星公转的周期比地球的长C.火星公转的线速度比地球的大D.火星公转的向心加速度比地球的大3.若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动,设其周期为T,引力常量为G,那么该行星的平均密度为()A.B.C.D.4.为了对火星及其周围的空间环境进行监测,我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“

7、萤火一号”.假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时,周期分别为T1和T2.火星可视为质量分布均匀的球体,且忽略火星的自转影响,引力常量为G.仅利用以上数据,可以计算出()A.火星的密度和火星表面的重力加速度B.火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C.火星的半径和“萤火一号”的质量D.火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力5.2008年9月27日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务,他的第一次太空行走标志着中国航天事业全新时代的到来.“神舟七号”绕地球做近似匀速圆周运动,其轨道半径为r,若另有一颗卫星绕地

8、球做匀速圆周运动的轨道半径为2r,则可以确定()A.卫星与“神舟七号”的加速度大小之比为1∶4B.卫星与“神舟七号”的线速度大小之比为1∶C.翟志刚出舱后不再受地球引力D.翟志刚出舱任务之一是

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