高一物理第六章曲線運(yùn)動(dòng)整理

1、2021年春學(xué)期高一物理導(dǎo)學(xué)案曹軍整理班級(jí)姓名§6.1 行星的運(yùn)動(dòng)課前預(yù)習(xí)1什么是地心說？什么是日心說？2開普勒第肯定律內(nèi)容是什么？3開普勒其次定律內(nèi)容是什么？4開普勒第三定律內(nèi)容是什么？課堂互動(dòng)【融會(huì)貫穿 】一、開普勒第肯定律 做一做 ：用一條細(xì)繩和兩個(gè)圖釘來畫橢圓； 想一想 ：橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系？ 說一說 ：開普勒第肯定律：全部行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是，太陽處在；二、開普勒其次定律 說一說 ：對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在掃過相等的； 摸索與爭(zhēng)論 ：當(dāng)行星離太陽比較近的時(shí)候，運(yùn)行的速度比較，而行星離太陽比較遠(yuǎn)的時(shí)候，運(yùn)

2、行的速度比較；三、開普勒第三定律 說一說 ：全部行星的橢圓軌道的半長軸的跟公轉(zhuǎn)周期的比值都相等；用公式來表示：； 摸索與爭(zhēng)論 ：比值 k 對(duì)太陽的不同行星來說一樣嗎？繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星來說，k 與衛(wèi)星，而與k 與行星有關(guān)；，而與有關(guān)；對(duì) 說一說 ：實(shí)際上，多數(shù)行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道與圓非常接近，這時(shí)開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律可表述為：1行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道非常接近，太陽處在；2對(duì)某一個(gè)行星來說，它繞太陽運(yùn)動(dòng)的線速度大小（或角速度）不變，即做運(yùn)動(dòng)；3全部行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r 的跟它公轉(zhuǎn)周期t 的的比值都；即；【觸類旁通 】例 1理論和實(shí)踐證明，開普勒定律不僅適用于太陽系中的天體運(yùn)動(dòng)，而且對(duì)

3、一切天體（包括衛(wèi)a 3星繞行星的運(yùn)動(dòng)）都適用；關(guān)于開普勒第三定律公式a行星軌道的半長軸越長，自轉(zhuǎn)周期就越長b行星軌道的半長軸越長，公轉(zhuǎn)周期就越長c對(duì)于全部天體的行星或衛(wèi)星，k 值都相等d不同天體的行星或衛(wèi)星，k 值可能不相等2k ，以下說法中正確選項(xiàng)（）t例 2a、b 兩顆人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量之比為l： 2，軌道半徑之比為2： 1，就它們的運(yùn)行周期之比為（）a 1： 2b 1： 4c 22 ： 1d 4： 1【無師自通 】1以下關(guān)于開普勒對(duì)于行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的熟悉的說法正確選項(xiàng)（） a全部行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓 b全部行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓c全部行星的軌道的半長軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周期的三次方

4、的比值都相同d全部行星的公轉(zhuǎn)周期與行星的軌道的半徑成正比a 32關(guān)于公式2tk ，以下說法中正確選項(xiàng)（）a公式只適用于環(huán)繞太陽運(yùn)行的行星 b公式適用于宇宙中全部環(huán)繞星球運(yùn)行的行星或衛(wèi)星c公式中的k 值，對(duì)于全部行星（或衛(wèi)星）都相等d公式中的k 值，只與中心天體有關(guān)，與繞中心天體旋轉(zhuǎn)的行星（或衛(wèi)星）無關(guān)3兩顆行星的質(zhì)量分別為m1和m2 ，繞太陽運(yùn)行的軌道半長軸分別為r1和r2，就它們的公轉(zhuǎn)周期之比為（）11rr 3r 3a1r2b3r 2c3r2d無法確定4宇宙飛船繞太陽在近似圓形的軌道上運(yùn)動(dòng)，如宇宙飛船繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期為27y，就其軌道半徑是地球軌道半徑的（）a 3 倍b 6 倍c 9 倍d

5、81 倍學(xué)后反思2021年春學(xué)期高一物理導(dǎo)學(xué)案曹軍整理班級(jí)姓名§6.2 太陽與行星間的引力課前預(yù)習(xí)1依據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，已知力的作用規(guī)律，可以確定物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；反過來，已知物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能不能估計(jì)力的作用規(guī)律？2勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力線速度表達(dá)式為f n =；行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)開普勒第三定律表達(dá)式為；3為什么說太陽對(duì)行星有引力作用？又為什么說行星對(duì)太陽也有引力作用？4太陽與行星間的引力大小跟哪些因素有關(guān)？沿什么方向？課堂互動(dòng)【融會(huì)貫穿 】一、太陽對(duì)行星的引力 想一想 ：為什么說太陽對(duì)行星有引力作用？ 試一試 ：推導(dǎo)太陽對(duì)行星的引力f 跟行星的質(zhì)量m 及行星到太陽的距離r 的

6、關(guān)系： 1設(shè)行星的質(zhì)量為m，速度為v，行星到太陽的距離為r，就行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為 f =；2行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為t，就速度v 與周期 t 關(guān)系為 v=，就向心力的周期表達(dá)式為f =；3把開普勒第三定律表達(dá)式rk 變形為 t 232tr 3代入向心力公式f =；k4由上述公式可以說太陽對(duì)行星的引力f 與成正比， 與成反比，即 f；二、行星對(duì)太陽的引力 想一想 ：為什么說行星對(duì)太陽也有引力作用？ 說一說 ：行星對(duì)太陽的引力f與成正比，與成反比，即 f；三、太陽與行星間的引力 摸索與爭(zhēng)論 ：為什么說太陽與行星間的引力既與太陽的質(zhì)量成正比又與行星的質(zhì)量成正比？ 說一說 ：依

7、據(jù)定律，太陽對(duì)行星的引力f 與行星對(duì)太陽的引力f大小相等；概括 地說，太陽與行星間的引力大小與成正比，與成反比，即f=；太陽與行星間的引力方向沿著；【觸類旁通 】例 1兩顆行星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的質(zhì)量之比m1：m2=p，軌道半徑之比r1 ：r2=q ，就它們的公轉(zhuǎn)周期之比t 1： t 2=，它們受到太陽的引力之比f1： f 2=；例 2火星繞太陽的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火星與太陽間的引力供應(yīng)火星運(yùn)動(dòng)的向心力；已知火星運(yùn)行的軌道半徑為r，運(yùn)行的周期為t ，引力常量為g ，依據(jù)太陽與行星間的引力公式寫出太陽質(zhì)量 m 的表達(dá)式；【無師自通 】1行星之所以繞太陽運(yùn)動(dòng)，是由于 a行星運(yùn)動(dòng)時(shí)的

8、慣性作用 b太陽是宇宙的掌握中心，所以星體都繞太陽旋轉(zhuǎn)c太陽對(duì)行星有約束運(yùn)動(dòng)的引力作用 d行星對(duì)太陽有排斥力作用，所以不會(huì)落向太陽2太陽對(duì)行星的引力與行星對(duì)太陽的引力大小相等，其依據(jù)是 a牛頓第肯定定律b牛頓其次定律c牛頓第三定律d開普勒第三定律3下面關(guān)于太陽對(duì)行星的引力說法中的正確選項(xiàng) a太陽對(duì)行星的引力等于行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 b太陽對(duì)行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離成反比 c太陽對(duì)行星的引力規(guī)律是由試驗(yàn)得出的 d太陽對(duì)行星的引力規(guī)律是由開普勒定律和行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推導(dǎo)出來的mm4關(guān)于太陽與行星間引力fg2r的以下說法中正確選項(xiàng)a公式中的g 是比例

9、系數(shù)，是人為規(guī)定的 b這一規(guī)律可適用于任何兩物體間的引力 c太陽與行星間的引力是一對(duì)平穩(wěn)力 d檢驗(yàn)這一規(guī)律是否適用于其它天體的方法是比較觀測(cè)結(jié)果與推理結(jié)果的吻合性學(xué)后反思2021年春學(xué)期高一物理導(dǎo)學(xué)案曹軍整理班級(jí)姓名§6.3 萬有引力定律課前預(yù)習(xí)1地球吸引月球的力、地球吸引蘋果的力與太陽吸引行星的力是不是同種性質(zhì)的力？2“月地檢驗(yàn)”要檢驗(yàn)什么？3萬有引力定律是誰發(fā)覺的？內(nèi)容是什么？是誰第一在試驗(yàn)室比較精確地得出了引力常量g的數(shù)值；課堂互動(dòng)【融會(huì)貫穿 】一、月地檢驗(yàn) 說一說 ：“月地檢驗(yàn)”要檢驗(yàn)什么？如何檢驗(yàn)？62 試一試 ：地面鄰近的重力加速度g=9.8m/s，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為

10、27.3 天（ 2.36 × 10 s），軌道半徑為地球半徑的60 倍，地球半徑r =6.4 × 106m；設(shè)質(zhì)量為m的物體在月球軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度（月球公轉(zhuǎn)的向心加速度）為 a，就 ar2 ，又2，r =60r，得 a60 r 4119.8g ；2tt 23600602因此得出結(jié)論；二、萬有引力定律 說一說 ：萬有引力定律：自然界中兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向上，引力的大小與成正比、 與它們之間的距離的成反比；即 f=；三、引力常量 說一說 ：英國物理學(xué)家的數(shù)值是g =；第一在試驗(yàn)室比較精確地得出了引力常量g的數(shù)值； g 想一想 ：測(cè)定引力常量g的數(shù)值有何意義？ 摸索與

11、爭(zhēng)論 ：英國物理學(xué)家把太陽與行星之間的引力、地球與月球之間的引力、地球與地面物體之間的引力所遵從的規(guī)律推廣到宇宙萬物之間，你覺得合適嗎？為什么我們平常感覺不到身邊的兩個(gè)物體會(huì)相互吸引呢？【觸類旁通 】例 1關(guān)于萬有引力定律mmfg r2，以下說法中正確選項(xiàng)（）a牛頓是在開普勒揭示的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上，發(fā)覺了萬有引力定律，因此萬有引力定律僅適用于天體之間b卡文迪許第一用試驗(yàn)比較精確地測(cè)定了引力常量g 的數(shù)值c兩物體各自受到對(duì)方的引力的大小不肯定相等，質(zhì)量大的物體受到的引力也大d當(dāng) r 等于零時(shí)，萬有引力為無窮大例 2質(zhì)量都為50kg 的兩個(gè)人相距1m，他們之間的萬有引力大小是多大？這個(gè)力大約是

12、每個(gè)人 的重力的多少分之一？（g = 10m/s2）【無師自通 】1要使兩物體間的萬有引力減小到原先的1/4，以下方法不行采納的是（）a使兩物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變b使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原先的1/4，距離不變 c使兩物體間的距離增為原先的2 倍，質(zhì)量不變d使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原先的1/42質(zhì)點(diǎn) a 與質(zhì)點(diǎn) b 相距 l 時(shí)萬有引力為f ，如將 a 的質(zhì)量增加為原先的3 倍， b 的質(zhì)量增加為原先的 8 倍，將 ab 間距離增大為2l ，就 ab 間萬有引力將為（）a /4b6c 12d 24 f3地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81 倍，在登月飛船通過月、地之間的某一位置時(shí)，月球和

13、地球?qū)λ囊Υ笮∠嗟龋撐恢玫皆虑蛑行暮偷厍蛑行牡木嚯x之比為（）a 1： 27b 1： 9c 1： 3d 9： 14質(zhì)量均為0.8× 107kg 的兩艘輪船相距100m 時(shí)， 二者之間的萬有引力大小與以下哪一個(gè)物體的重力大小相當(dāng)（）a一只螞蟻b 一個(gè)雞蛋c一頭大象d 一個(gè)質(zhì)量為50 kg 的人5兩個(gè)質(zhì)量分布勻稱的球質(zhì)量分別為m 與 4m ，半徑分別為r 與 2r ，表面相距為r，就兩球之間的萬有引力為多大？學(xué)后反思2021年春學(xué)期高一物理導(dǎo)學(xué)案曹軍整理班級(jí)姓名§6.4 萬有引力理論的成就課前預(yù)習(xí)1怎樣在試驗(yàn)室“稱量”地球的質(zhì)量？2怎樣依據(jù)地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期和軌道半徑運(yùn)算

14、太陽的質(zhì)量？3萬有引力定律在發(fā)覺未知天體上有哪些成就？課堂互動(dòng)【融會(huì)貫穿 】一、運(yùn)算天體的質(zhì)量1 在試驗(yàn)室“稱量”地球的質(zhì)量： 說一說 ：卡文迪許為什么把自己測(cè)定引力常量g的試驗(yàn)說成是“稱量地球的重量”？ 試一試 ：“稱量”地球質(zhì)量的原理公式是，需知的條件有、，地球質(zhì)量的表達(dá)式為m=，其數(shù)值為m=kg； 想一想 ：能不能用此方法“稱量”月球的質(zhì)量？2運(yùn)算太陽的質(zhì)量： 試一試 ：運(yùn)算太陽質(zhì)量的原理公式是，需知的條件有、，太陽質(zhì)量的表達(dá)式為m=，其數(shù)值為m=kg； 摸索與爭(zhēng)論 ：1行星繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí)軌道半徑的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方的比值k 跟什么因素有關(guān)？2在什么情形下用此方法運(yùn)算天體的質(zhì)量？運(yùn)算出

15、的是運(yùn)行天體的質(zhì)量仍是中心天體的質(zhì)量？3能不能用此方法運(yùn)算地球的質(zhì)量？ 想一想 ：假如把天體看作質(zhì)量分布勻稱的球體，怎樣運(yùn)算天體的密度？二、運(yùn)算天體的重力加速度 說一說 ：運(yùn)算天體的重力加速度的原理公式是，重力加速度的表達(dá)式g=；三、發(fā)覺未知天體 說一說 ：依據(jù)萬有引力定律，人們發(fā)覺了太陽的行星顆聞名慧星慧星的軌道并正確預(yù)言了它的回來；、，仍運(yùn)算了一【觸類旁通 】例 1地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑是r1，周期是 t 1，月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑是r2，周期是 t 2，就太陽質(zhì)量與地球質(zhì)量之比是（）r3t 2r3t 2r2 t 2r 2t 3a11b12c 12d11r3t 2r3t 2r2 t 2

16、r 2t 322212122例 2假設(shè)火星和地球都是球體，火星的質(zhì)量m 1 與地球質(zhì)量m 2 之比m 1 = p；火星的半徑r1m 2與地球的半徑r2 之比r1 = q，那么火星表面的引力加速度g1 與地球表面的重力加速度g2 之比為（）r2a pb p q 2cq 2pdpqq【無師自通 】1利用以下哪組數(shù)據(jù)，可以運(yùn)算出地球質(zhì)量（） a已知地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期b已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期c已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和角速度d已知地球半徑和地球表面重力加速度2木星是太陽系中最大的行星，它有眾多衛(wèi)星；觀看測(cè)出：木星繞太陽作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為 r1、

17、 周期為 t1；木星的某一衛(wèi)星繞木星作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為 r2、 周期為 t 2，已知 萬有引力常量為 g，就依據(jù)題中給定條件（ ）a 能求出木星的質(zhì)量b能求出木星與衛(wèi)星間的萬有引力rr33tt22c 能求出太陽與木星間的萬有引力d可以肯定12123“探路者”號(hào)宇宙飛船在宇宙深處飛行過程中，發(fā)覺a 天體有一顆靠近表面飛行的衛(wèi)星，并測(cè)得衛(wèi)星的周期為t ，試運(yùn)算a 天體的密度；4火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的約為（）1 和 1 ，地球表面的重力加速度為g，就火星表面的重力加速度102a 0.2gb 0.4gc 2.5gd 5g5某天體的質(zhì)量約是地球質(zhì)量的32 倍，半徑約是地球半徑的2 倍，已知地球表

18、面的重力加速度為9.8m/s2 ，求：（ 1）該天體表面的重力加速度為多大？（ 2）假如分別在該天體表面和地球表面以同樣的初速度豎直上拋一物體，物體在該天體上上升的最大高度與在地球上上升的最大高度之比是多少？學(xué)后反思2021年春學(xué)期高一物理導(dǎo)學(xué)案曹軍整理班級(jí)姓名§ 6.4 萬有引力理論的成就（習(xí)題課）【觸類旁通 】例 1銀河系的恒星中大約四分之一是雙星；某雙星由質(zhì)量不等的星體s1 和 s2 構(gòu)成，兩星在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某肯定點(diǎn)o 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；由天文觀測(cè)得其周期為t， s1 到o點(diǎn)的距離為r 1， s1 和 s2 的距離為r ，已知萬有引力常量為g；由此可求出s

19、2 的質(zhì)量為2223232 r 2ra 4 rr2r1 b 4 r12c 4 rd 4 122gtgtgtgt例 2某科學(xué)家估測(cè)一個(gè)密度約為1.510 3 kg/m 3 的液態(tài)星球是否存在，他的主要依據(jù)之一就是它自轉(zhuǎn)的周期，假如它存在，其自轉(zhuǎn)周期的最小值約為（）（引力常量g6.6710nm/kg ）2211a 104sb 105sc2×10 4sd 3×104s例 31990 年 5 月，紫金山天文臺(tái)將他們發(fā)覺的第2752 號(hào)小行星命名為吳健雄星，該小行星的半徑為 16 km. ，如將此小行星和地球均看成質(zhì)量分布勻稱的球體，小行星密度與地球相同，已知地球半徑 r=6 400

20、 km ，地球表面重力加速度為g，就這個(gè)小行星表面的重力加速度為（）1a 400gbg 4001c 20gdg 20【無師自通 】1 2001 年 10 月 22 日，歐洲航天局由衛(wèi)星觀測(cè)發(fā)覺銀河系中心存在一個(gè)超大型黑洞，命名為mcg630 15，由于黑洞的強(qiáng)大引力，四周物質(zhì)大量掉入黑洞，假定銀河系中心僅此一個(gè)黑洞，已知太陽系繞銀河系中心勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，以下哪一組數(shù)據(jù)可估算該黑洞的質(zhì)量（）a. 地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期和速度b.太陽的質(zhì)量和運(yùn)行速度c. 太陽質(zhì)量和到mcg6 3015 的距離d.太陽運(yùn)行速度和到mcg6 30 15 的距離2最近，科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽系外某一恒星有一行星，并測(cè)得它環(huán)繞

21、恒星運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間為 1200 年，它與該恒星的距離為地球到太陽距離的100 倍；假定該行星繞恒星運(yùn)行的軌道和地球繞太陽運(yùn)行的軌道都是圓周，僅利用以上兩個(gè)救據(jù)可以求出的量有（）a 恒星質(zhì)量與太陽質(zhì)量之比b恒星密度與太陽密度之比c 行星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比d行星運(yùn)行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比3一飛船在某行星表面鄰近沿圓軌道繞該行星飛行.認(rèn)為行星是密度勻稱的球體，要確定該行星的密度，只需要測(cè)量（）a飛船的軌道半徑b飛船的運(yùn)行速度c 飛船的運(yùn)行周期d行星的質(zhì)量 4英國新科學(xué)家（new scientist）雜志評(píng)比出2021 年度世界8 項(xiàng)科學(xué)之最，在xtej1650-500雙2星系統(tǒng)中發(fā)覺的最小黑洞位

22、列其中，如某黑洞的半徑r 約 45km ，質(zhì)量 m 和半徑 r 滿意 mc（ c為光速， g 為引力常量） ，就該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級(jí)為（）r2g82102122142a 10 m/sb 10m/sc 10m/sd 10m/s5某星球的質(zhì)量約為地球的9 倍，半球約為地球的一半，如從地球上高h(yuǎn) 處平拋一物體， 射程為 60 ，就在該星球上，從同樣高度，以同樣的初速度平拋同一物體，射程應(yīng)為（）a.10 b.15c.90d.3606我國已啟動(dòng)“登月工程”，方案2021 年左右實(shí)現(xiàn)登月飛行；設(shè)想在月球表面上，宇航員測(cè)出小物塊自由下落h 高度所用的時(shí)間為t ，當(dāng)飛船在靠近月球表面圓軌道上飛行時(shí)，測(cè)

23、得其環(huán)繞周期是t， 已知引力常量為g依據(jù)上述各量，試求：月球表面的重力加速度；月球的質(zhì)量；學(xué)后反思2021年春學(xué)期高一物理導(dǎo)學(xué)案曹軍整理班級(jí)姓名§ 6.5 宇宙航行課前預(yù)習(xí)1什么是第一宇宙速度？地球的第一宇宙速度是多大？怎樣推導(dǎo)地球的第一宇宙速度？2什么是其次宇宙速度？地球的其次宇宙速度是多大？3什么是第三宇宙速度？地球的第三宇宙速度是多大？課堂互動(dòng)【融會(huì)貫穿 】一、宇宙速度1. 第一宇宙速度: 說一說 ：在地面鄰近將物體以肯定的水平速度發(fā)射出去，假如速度，物體不再在落回地 球表面，而是剛好在地球表面鄰近環(huán)繞地球做運(yùn)動(dòng)，成為地球的，這時(shí)的發(fā)射速度就叫做第一宇宙速度；第一宇宙速度是人造

24、地球衛(wèi)星的最發(fā)射速度，也是衛(wèi)星在地球表面鄰近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行速度，是人造地球衛(wèi)星的最運(yùn)行速度； 試一試 ：設(shè)地球的質(zhì)量為 m，人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量為 m、運(yùn)行速度為 v、它到地心的距離為 r，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由供應(yīng)，即，就 v=；當(dāng)衛(wèi)星在地球表面鄰近運(yùn)動(dòng)時(shí)，它到地心的距離可以看作地球的半徑 r=6400km，就 v=km/s； 想一想 ：有沒有其它方法推導(dǎo)地球的第一宇宙速度？ 摸索與爭(zhēng)論 ：人造地球衛(wèi)星的線速度跟半徑是什么關(guān)系？衛(wèi)星的線速度什么時(shí)候最大？衛(wèi)星的周期跟半徑是什么關(guān)系？衛(wèi)星的周期什么時(shí)候最??？什么是地球同步衛(wèi)星？地球同步衛(wèi)星有哪些特點(diǎn)？2. 其次宇宙速度: 說一

25、說 ：在地面鄰近發(fā)射物體，當(dāng)物體的速度等于或大于km/s，它就會(huì)克服的引力，永久離開地球，成為太陽的人造行星，這時(shí)的發(fā)射速度就叫做其次宇宙速度； 摸索與爭(zhēng)論 ：在地面鄰近發(fā)射物體，假如發(fā)射速度大于7.9km/s ，而小于11.2km/s ，它繞地球運(yùn)行的軌跡是；3. 第三宇宙速度: 說一說 ：在地面鄰近發(fā)射物體，當(dāng)物體的速度等于或大于km/s，它就會(huì)擺脫的束縛，飛到太陽系以外，成為人造小恒星，這時(shí)的發(fā)射速度就叫做第三宇宙速度；二、理想成真： 說一說 ：1957 年 10 月 4 日，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星在發(fā)射成功，衛(wèi)星質(zhì)量83.6kg ，衛(wèi)星繞地球運(yùn)行周期；1962 年 4 月 12 日，

26、蘇聯(lián)人成為第一個(gè)乘載人飛船進(jìn)入太空的人； 1969 年 7 月 20 日，人類成功登上月球；2003 年 10 月 15 日，我國成功發(fā)射神航五號(hào)載人飛船，把中國第一位航天員送入太空；【觸類旁通 】例 1海王星的質(zhì)量約是地球的16 倍，它的半徑是地球的4 倍，地球的第一宇宙速度為7.9km/s， 就海王星的第一宇宙速度為多大？例 2兩顆人造地球衛(wèi)星a 、b 繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期之比為ta：tb=1：8，就 a、b 的軌道半徑之比和運(yùn)行速率之比分別為（）a ra： r b=4： 1， v a： vb=1： 2b ra ：r b=4： 1， v a： v b=2： 1 c ra： r b=1

27、： 4， v a： vb=1： 2d ra： r b=1： 4， v a： v b=2： 1【無師自通 】1關(guān)于第一宇宙速度，下面說法中正確選項(xiàng)（） a它是人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最小速度 b它是人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大速度c它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度d它是能使衛(wèi)星進(jìn)人近地圓形軌道的最小發(fā)射速度2已知地球半徑為r，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響；（ 1）推導(dǎo)第一宇宙速度v1 的表達(dá)式；（ 2）如衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運(yùn)行周期t；3據(jù)報(bào)道，“嫦娥一號(hào)” 和“嫦娥二號(hào)” 繞月飛行器的圓形軌道距月球表面分別約為200km 和 100km

28、，運(yùn)動(dòng)速率分別為v1 和 v2， 那么 v1 和 v2 的比值為（月球半徑取1700km ）（）1919ab18181818c d 19194如下列圖， a、 b、c 是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的三顆人造地球衛(wèi)星，且m a =m b >m c，以下說法中錯(cuò)誤選項(xiàng)（）ba b、c 的線速度大小相等，且小于a 的線速度ab b、c 運(yùn)行周期相同，且大于a 的運(yùn)行周期c b、c 的向心加速度大小相等，且小于a 的向心加速度d b、c 的向心力大小相等，且小于a 的向心力c5在地球（看作質(zhì)量勻稱分布的球體）上空有很多同步衛(wèi)星，下面說法中正確選項(xiàng)（）a 它們的質(zhì)量可能不同b它們的速率可能不同c

29、 它們的向心加速度大小可能不同d它們離地面的距離可能不同學(xué)后反思2021年春學(xué)期高一物理導(dǎo)學(xué)案曹軍整理班級(jí)姓名§6.5 宇宙航行（習(xí)題課）【觸類旁通 】例 1我國發(fā)射的一顆繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星“嫦娥1 號(hào)”，設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面，已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1 ，月球的半徑約為地球半徑的811 ，地球上的第一宇宙速度4約為 7.9km / s，就該探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速率約為（）a 0.4km / sb 1.8km / sc 11km / sd 36km / s例 2據(jù)中新社 3月10 日消息，我國將于2021年上半年發(fā)射“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器，2021年下半年發(fā)射“神

30、舟八號(hào)”飛船并與“天宮一號(hào)”實(shí)現(xiàn)對(duì)接；某同學(xué)得知上述消息后，畫出“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的假想圖如下列圖，a代表“天宮一a號(hào)”，b代表“神舟八號(hào)”，虛線為各自的軌道；由此假想圖， 可以判定 （）ba“天宮一號(hào)”的運(yùn)行速率大于“神舟八號(hào)”的運(yùn)行速率地球b“天宮一號(hào)”的周期小于“神舟八號(hào)”的周期c“天宮一號(hào)”的向心加速度大于“神舟八號(hào)”的向心加速度 d“神舟八號(hào)”適度加速有可能與“天宮一號(hào)”實(shí)現(xiàn)對(duì)接例 3發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，p使其沿橢圓軌道2 運(yùn)行，最終再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3；軌道1、2231相切于 q點(diǎn)，軌道2、3 相切于

31、p 點(diǎn)，如圖6-1 所示，就當(dāng)衛(wèi)星分別在1、 2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法正確選項(xiàng)（）qa. 衛(wèi)星在軌道3 上速率大于在軌道1 的速率b. 衛(wèi)星在軌道3 上角速度大于在軌道1 的角速度c. 衛(wèi)星在軌道1 上經(jīng)過 q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2 上經(jīng)過 q點(diǎn)時(shí)的加速度d. 衛(wèi)星在軌道2 上經(jīng)過 p 點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道3 上經(jīng)過 p 點(diǎn)時(shí)的加速度例 4關(guān)于“亞洲一號(hào)”地球同步通訊衛(wèi)星，下述說法正確選項(xiàng)（）a已知它的質(zhì)量是1.24 t，如將它的質(zhì)量增為2.84 t，其同步軌道半徑變?yōu)樵鹊? 倍b它的運(yùn)行速度為7.9 km/sc它可以繞過北京的正上方，所以我國能利用其進(jìn)行電視轉(zhuǎn)播d它距地面的

32、高度約為地球半徑的5 倍，所以衛(wèi)星的向心加速度約為其下方地面上物體的重力1加速度的36【無師自通 】1宇航員在月球上做自由落體試驗(yàn)，將某物體由距月球表面高h(yuǎn) 處釋放， 經(jīng)時(shí)間 t 后落到月球表面 （設(shè)月球半徑為r），據(jù)上述信息推斷，飛船在月球表面鄰近繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率為（）2rhat2 rhbtrhrhcd t2t2一顆人造衛(wèi)星在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為地球半徑的2 倍，就該衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度（）a 肯定等于7 . 9km / sb肯定小于7 . 9km/sc 肯定大于7 . 9 km / sd介于7 . 9 km/ s 11. 2 km / s3火星有兩顆衛(wèi)星，分別是

33、火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，它們的軌道近似為圓.已知火衛(wèi)一的周期為7 小時(shí) 39 分，火衛(wèi)二的周期為30 小時(shí) 18 分，就兩衛(wèi)星相比（）a 火衛(wèi)一距火星表面近b火衛(wèi)二的角速度較大c 火衛(wèi)一的運(yùn)動(dòng)速度較大d火衛(wèi)二的向心加速度較大 4據(jù)報(bào)道，我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號(hào)01 星”于 2021 年 4 月 25 日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過 4 次變軌掌握后， 于 5 月 1 日成功定點(diǎn)在東經(jīng)77赤道上空的同步軌道；關(guān)于成功定點(diǎn)后的 “天鏈一號(hào) 01 星”，以下說法正確選項(xiàng)（）a. 運(yùn)行速度大于7.9 km/sb. 離地面高度肯定，相對(duì)地面靜止c. 繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大d. 向心加

34、速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等5我國于 2021 年 1 月 17 日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星該衛(wèi)星在發(fā)射過程中經(jīng)過四次變軌進(jìn)入同步軌道；如圖為第四次變軌的示意圖，衛(wèi)星先沿橢圓軌道i 飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)p 處實(shí)現(xiàn)變軌， 由橢圓軌道i 進(jìn)人同步軌道ii 就該衛(wèi)星（）a在軌道上的周期比地球自轉(zhuǎn)周期大 b在軌道上的加速度比在軌道i 上任意點(diǎn)的加速度大 c在軌道上p 點(diǎn)的速度比在軌道i 上 p 點(diǎn)的速度大 d在軌道上的速度比在軌道i 上任意點(diǎn)的速度大6銀河系恒星中大約有四分之一是雙星；某雙星由質(zhì)量不等的星球a 和 b 組成，兩星球在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某

35、肯定點(diǎn)p 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；已知a 和 b 的質(zhì)量分別為m1和m2 ，且m1 : m22 : 1 ，就（）a a、b 兩星球的角速度之比為2： 10b a、b 兩星球的線速度之比為2： 1c a、b 兩星球的半徑之比為1： 2 d a、b 兩星球的加速度之比為2： 1學(xué)后反思2021年春學(xué)期高一物理導(dǎo)學(xué)案曹軍整理班級(jí)姓名§ 6.5 宇宙航行課前預(yù)習(xí)1. 從低速到高速在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是 （填變化特點(diǎn)） ；在狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量是 （填變化特點(diǎn)） ，用公式表示為 ；二者在 條件下是統(tǒng)一的；2. 時(shí)間與空間（ 1）物體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)就是它的位置隨時(shí)間而發(fā)生變化，生活體會(huì)告知我們：空間

36、就像 ；它給物體的運(yùn)動(dòng)供應(yīng)一個(gè) ，它對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)本身 ；也就是說，空間是 而存在的；時(shí)間就像 ；它計(jì)量著物體 ，而任何物體 ；也就是說，時(shí)間是 而存在的；（ 2）愛因斯坦所提出的時(shí)空觀認(rèn)為，在爭(zhēng)論物體的 ，即速度 時(shí)，物體的長度（即物體所占有的空間）以及物理過程、化學(xué)過程，甚至生命過程的連續(xù)時(shí)間，都 ；3. 從宏觀到微觀經(jīng)典力學(xué)能夠很精確地描述宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但對(duì)微觀粒子的波粒二象性無能為力， 能夠正確地描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性；以上事實(shí)說明，經(jīng)典力學(xué)的適用范疇： ；4. 從弱引力到強(qiáng)引力相對(duì)論與量子力學(xué)都沒有否定過去的科學(xué)，而只認(rèn)為過去的科學(xué)是自己在肯定條件下的 ；課堂互動(dòng)請(qǐng)同學(xué)們閱讀課

37、文，閱讀時(shí)考慮以下問題用投影片出示：1、經(jīng)典力學(xué)取得了哪些輝煌的成就？舉例說明；2、經(jīng)典力學(xué)在哪些領(lǐng)域不能適用？能說出為什么嗎？舉例說明；3、經(jīng)典力學(xué)的適用范疇是什么？自己概括一下；4、相對(duì)論和量子力學(xué)的顯現(xiàn)是否否定 了牛頓的經(jīng)典力學(xué)？應(yīng)當(dāng)怎樣熟悉？5、怎樣懂得英國劇作家蕭伯納的話“科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤”？ 同學(xué)活動(dòng)：閱讀教材，并摸索上面的問題；分組爭(zhēng)論，代表發(fā)言；點(diǎn)評(píng)：老師活動(dòng)：待同學(xué)閱讀教材后，傾聽同學(xué)代表的發(fā)言，和其他同學(xué)一起點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充；點(diǎn)評(píng)：同學(xué)a經(jīng)典力學(xué)在微觀領(lǐng)域和高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域不再適用；在不同參考系中不能適用；在強(qiáng)引力的情形下，經(jīng)典的引力理論也是不適用的；同學(xué) b由于微觀粒子（如電

38、子、質(zhì)子、中子）在運(yùn)動(dòng)時(shí)不僅具有粒子性，而且仍具有波動(dòng)性，經(jīng)典力學(xué)不能說明這種現(xiàn)象，所以它不再適用，同時(shí)在高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，由于物體運(yùn)動(dòng)速度太快，要導(dǎo)致質(zhì)量發(fā)生變化，而經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為質(zhì)量是不變的，所以經(jīng)典力學(xué)在高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)也不再適用.同學(xué) c從上面分析知：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范疇是：宏觀物體，低速運(yùn)動(dòng)；老師總結(jié)：從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論的進(jìn)展以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)中，空間間隔（長度）s、時(shí)間 t 和質(zhì)量 m 這三個(gè)物理量都與物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān).一根尺子靜止時(shí)這樣長，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)時(shí)仍是這樣長；一分鐘不論處于靜止?fàn)顟B(tài)仍是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其快慢保持不變；一個(gè)物體靜止時(shí)的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量一樣.這就是經(jīng)典力學(xué)的

39、肯定時(shí)空觀 .到了 19 世紀(jì)末， 面對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，經(jīng)典力學(xué)遇到了困難.在新事物面前，愛因斯坦打破了傳統(tǒng)的時(shí)空觀，于1905 年發(fā)表了題為論運(yùn)動(dòng)物體的電動(dòng)力學(xué)的論文，提出了狹義相對(duì)性原理和光速不變?cè)?，?chuàng)建了狹義相對(duì)論.狹義相對(duì)論指出：長度、時(shí)間和質(zhì)量都是隨物體的運(yùn)動(dòng)速度而變化的 .長度、時(shí)間和質(zhì)量隨速度的變化關(guān)系可以用以下方程表達(dá)式：l=l01v（通稱尺縮效應(yīng)）t=22t0（鐘慢效應(yīng)）m=2m0（質(zhì)速效應(yīng)）2c1v1vc2c2上式中，各式里的v 都是物體的運(yùn)動(dòng)速度，c 是真空中的光速，l0 和 l 分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)系 統(tǒng)中沿速度方向測(cè)得的物體的長度；t 和 t0 分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中測(cè)得的時(shí)間； m0 和 m 分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中測(cè)得的物體質(zhì)量.但是，當(dāng)宏觀物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)（v<<c），就上面的一些結(jié)果就變?yōu)閘 l0， t t0， m m0，因而對(duì)于宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體，使用牛頓定律來處理問題，仍是足夠精確的.繼狹義相對(duì)論之后，1915 年愛因斯坦又建立了廣義相對(duì)論，指出空間時(shí)間不行能離開物質(zhì)而獨(dú)立存在， 空間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物質(zhì)的分布，使人類對(duì)于時(shí)間、空間和引力現(xiàn)象的熟悉大大深化了.“ 狹義相對(duì)論”和“廣義相對(duì)論”統(tǒng)稱為相對(duì)論.【融會(huì)貫穿