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1、2019 最新人教版必修二第六章万有引力与航天单元教案1班级：姓名：第六章万有引力与航天课型：复习课一 、 知 识 网行星的运动开普勒行星运动定律络太阳与行星间的引力发现月地检验万m1 m2有推广到宇宙中一切物体引F G2力“称量”地球质量r定律计算天体质量应用天体的运动发现未知天体宇宙航行人造地球卫星二 、 复 习 提从低速到高速狭义相对论升一、开普勒三定律 :从宏观到微观量子力学经典力学的局限性(1) 开普勒第一定律 :从弱引力到强引力广义相对论(2) 开普勒第二定律 :(3) 开普勒第三定律 :【例题 1】有关开普勒关于行星运动的描述, 下列说法中正确的是()A. 所有的行星绕太阳运动的
2、轨道都是椭圆, 太阳处在椭圆的一个焦点上B. 所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆, 太阳处在圆心上C.所有的行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等D.不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的练习 1某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动, 其轨道半径为月球绕地球轨道半径的1 3,则此卫星运行的周期大约是()A.1 4 天B.4 8 天C.8 16 天D.16 20 天二、万有引力定律的理解：(1) 内容：(2) 表达式：(2) 适用条件：【例题2】两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起, 它们之间的万有引力为小铁球半径2 倍的实心大铁球紧靠在一起, 则它们之间的万有引力为（）A 2FB4FC
3、8FD16F练习 2两个质量均为M 的球体 ,其连线的垂直平分线为MN,O 为两球体连线的中点 ,如图：一个质量为m 的物体从 O 点沿 OM 方向运动 , 则它受到的万有引力大小变化情况是：（）A一直增大B 一直减小C 先减小后增大D先增大后减小F, 若两半径为MMMMON1 / 5练习2 设想人类开发月球, 不断把月球上的矿藏搬运到地球上, 假定经过长期开采后 ,地球仍可看作均匀球体 , 月球仍沿开采前的圆周轨道运动, 则与开采前相比（）A地球与月球间的万有引力将变大B地球与月球间的万有引力将变小C月球绕地球运动的周期将变长D月球绕地球运动的周期将变短三、用万有引力判断 v、 、 T、 a
4、 与 r 的关系 :（1）由得： g =忽略星球的自转 ,有： _（2）由得： v =（3）由得： =得“黄金代换”：_（4）由得： T=【例题3】火星有两颗卫星 , 分别是火卫一和火卫二 , 它们的轨道近似为圆, 已知火卫一的周期为 7 小时 39分 , 火卫二的周期为30 小时 18 分 , 则两颗卫星相比（）A火卫一距火星表面近B火卫二的角速度大C火卫一的运动速度大D火卫二的向心加速度大b练习3如图： a、b、c 是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星,a 和 b的质量相等且小于 c 的质量 ,则（）A b 所需向心力最小aB b、c 的周期相同 ,且大于 a 的周期cC b、c 的向心
5、加速度大小相等,且大于 a 的向心加速度地球D b、c 的线速度大小相等 ,且小于 a 的线速度练习3 地球半径为 R,地面重力加速度为g,一卫星做匀速圆周运动,距地面高度是 R,则该卫星的（）A线速度为2gRB角速度为ggD 周期为 22R28RC加速度为g2四、测中心天体的质量及密度:（1）忽略中心天体的自转：由得： M=由及 M 的表达式得：=（2 ）天体运行：由=得： M=（提示：向心力表达式用含T 的表示）由及 M 的表达式得：（高空测量）=（近地表测量R= r）【 例 题 4 】 已 知引力 常量 G 和 下 列 某 几 组 数据 能 算 出 地 球的 质 量 , 这 几 组 数
6、据 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心的距离C人造卫星在地面附近绕行的速度及运行周期D忽略自转 , 已知地球的半径及重力加速度练习4地球表面的平均重力加速度为g,地球半径为 R, 万有引力常量为G, 则可以用下列哪一式来估算地球的平均密度（）A3gB3gC gDg4 GR4 GR 2RGR 2G练习4 一艘宇宙飞船沿着围绕未知天体表面的圆形轨道飞行, 航天员只用一块秒表能测量出的物理量是（）2 / 5A飞船的线速度B飞船的角速度C未知天体的质量D 未知天体的密度练习 4 一飞行探测器在半径为R 的某天体上空离该天体表面高为h 的圆形轨道上绕天体飞行
7、 , 环绕 n 周飞行时间为 t, 求：该天体的质量及平均密度。五、宇宙速度、人造卫星：( R6400Km, g2地地（1）第一宇宙速度：（推导）第一宇宙速度是最发射速度 ；是 最环绕速度 , 所以人造卫星的最小周期为min。（2）人造卫星 ： 同步卫星 : 周期为_h ；角速度与地球的自转角速度_ ；轨道和赤道共面同心圆距地面高度 h 36000km ；线速度 v =GM=3 . 1Km/s；向心加速度 g =0. 22 m s2R h 极地卫星 : 贯穿南北两极 , 轨道圆心（一个焦点）和地心. 普通卫星 : 只要轨道圆心（一个焦点）和地心重合即可.【例题 5】关于环绕地球做匀速圆周运动的
8、人造卫星,下列说法中可能的是（）A. 卫星运行的速率是7. 9km/sB. 卫星运行的速率是5.0 km/sC. 卫星运行的周期是80minD. 卫星运行的周期是200min练习 5 1990 年 3 月 , 紫金山天文台将1965年 9 月 20日发现的2752 号小行星命名为“吴健雄星” ,其直径为 32km。如果该小行星的密度和地球的密度相同,则该小行星的第一宇宙速度是多少？（已知地球的半径R=6400km, 取地球的第一宇宙速度v1 8km/s）六、卫星的追及和变轨：【例题 6】一艘原来在地球的圆形轨道运行的飞船, 若加速后能够与绕地球的另一个圆周轨道上的空间站对接, 则飞船一定是（）
9、A从低轨道上加速B 从高轨道上加速C 从任意轨道上加速D 从同一轨道上加速练习 6卫星在到达预定的圆周轨道之前, 运载火箭的最后一节火箭任何卫星连接在一起,卫星在前 , 火箭在后 , 先在大气层外某一轨道A 上绕地球做匀速圆周运动, 然后启动脱离装置 ,使卫星加速实现星箭脱离 , 最后到达预定轨道B, 关于星箭脱离后的说法正确的是（）A预定轨道 B 比某一轨道 A 离地面更高 , 卫星在轨道 B 上的运行速度比脱离前大B预定轨道 B 比某一轨道 A 离地面更低 , 卫星的运行周期变小C预定轨道 B 比某一轨道 A 离地面更高 , 卫星的向心加速度变小D卫星和火箭仍然在同一轨道上运行, 卫星的速
10、度比火箭大练习 6 发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火 ,使其沿椭圆轨道 2 运行 , 最后再次点火 ,将卫星送入同步轨道3。轨道 1、 2 相切于 Q 点 ,轨道2、 3 相切于P 点 , 如图所示 , 当卫星分别在 1、 2、 3 轨道上正常运行时 ,以下说法正确的是（）P3 / 5213QA卫星在轨道 3上的速率大于在轨道1 上的速率B卫星在轨道 3上的角速度小于在轨道1 上的角速度C卫星在轨道1上经过 Q 点时的加速度大于它在轨道2 上经过 Q 点时的加速度D卫星在轨道2上经过 P 点时的加速度等于它在轨道3 上经过 P 点时的加速度七、卫星的发射与运行中的超、
11、失重现象：【例题7 】飞船以a= g 的加速度匀加速上升,在飞船上用弹簧秤测得10kg 的物体重为2。（ R=6.4 10 3km, g=10 m s2 ）75N, 由此可知 , 飞船距离地面的高度为km练习 7宇宙飞船在离地面高为h=R 的轨道上做匀速圆周运动 , 飞船内一弹簧秤下悬挂一质 量为 m 的 重 物 , R 为 地 球的 半 径 , g 为地 面 处 的 重 力 加 速度 , 则 弹 簧 秤 的 读 数 为（）A. mg/2B.mg/4C.mgD. 0三、课堂检测r 1r 21. 如图所示 ,r 虽大于两球的半径 ,但两球的半径不能忽略 ,而球的质量分布均匀 ,大小分别为m1 与
12、 m2,则两球间万有引力的大小为（）rA.m1m2B.m1 m2C.m1m2D.m1m2Gr 2Gr12G (r1r2 )2G (r r1r2 ) 22. 据观察 ,某行星外围有一模糊不清的环。为了判断该环是连续物还是卫星群,又测出了该环中各层的线速度的大小v 与该层至行星中心的距离R。以下判断中正确的是（）A. 若 v 与 R 成正比 ,则环是连续物B. 若 v 与 R 成反比 ,则环是连续物C. 若 v2 与 R 成正比 ,则环是卫星群D. 若 v2 与 R 成反比 ,则环是卫星群3已知月球的半径为R,在月球表面以初速度v0 竖直上抛一个小球 ,经时间 t落回出发点。若在月球上发射一颗环绕
13、月球做匀速圆周运动的卫星,以下说法中正确的是（）A 卫星的线速度不可能大于2Rv02v0tB 卫星的加速度不可能大于tC卫星的角速度不可能大于2v0D 以上说法都不对Rt4. 两颗靠得较近的天体称为双星,它们以两者的连线上某点为圆心做匀速圆周运动,因而不至于由于引力作用而吸在一起。关于双星,下列说法中正确的是（）A. 它们做圆周运动的线速度之比与其质量成反比B. 它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比C. 它们做圆周运动的半径之比与其质量成反比D. 它们所受的向心力之比与其质量成反比5. 已知地球的半径为 R,质量为 M, 自转周期为 T, 一个质量为 m 的物体放在赤道处的海平面上 , 则物体受到万有引力为,重力为。6. 如图 710 所示 ,a 和 b 是某天体 M 的两个卫星 ,它们绕天体公转的周期为Ta 和 Tb,某一时刻两卫星运动至图示位置,且公转方向相同。(1) 至少经过多长时间 ,两卫星再次相距最近？(2) 至少经过多长时间 ,两卫星相距最远？Mab图 7104 / 55 / 5