高中物理行星的運動整章復(fù)習(xí)課件新人教版必修2

1、第六章萬有引力與航天1行星的運動1_認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽、月亮以及其他行星都繞地球運動；_認為太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動地心說日心說2開普勒行星運動定律：橢圓焦點(1) 開普勒第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是_，太陽處在橢圓的一個_上(2)開普勒第二定律：相等小大內(nèi)容：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過_的面積開普勒第二定律表明：行星離太陽較遠時速率較_，較近時速率較_半長軸的三次方(3)開普勒第三定律：內(nèi)容：所有行星的軌道的_跟它的_的比值都相等公轉(zhuǎn)周期的二次方公式：_.Ta32k3行星運動的近似處理：實際上行星的軌道與圓十分接近

2、，可以按圓軌道處理，這樣就可以說：圓心角速度(或線速度)勻速圓周(1)行星繞太陽運動的軌道接近圓，太陽處在_上(2)對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的_不變，即行星做_運動(3) 所有行星軌道半徑的_ 跟它的公轉(zhuǎn)周期的_的比值都相等三次方二次方4下列對天體運動規(guī)律的認識，其中錯誤的是()A恒星的相互位置幾乎都是固定的，因此恒星是靜止的B月球繞地球運動，遵循類似于開普勒行星運動定律的規(guī)律AC地球繞太陽運動的軌道是橢圓，但較接近圓D木星與太陽的連線，在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等知識點1開普勒第一定律日心說是真理嗎？日心說的提出，是科學(xué)與神權(quán)的一次“激烈碰撞”，經(jīng)過哥白尼、布魯諾、第谷、開普勒、伽

3、利略等一大批科學(xué)家的不懈努力，最終，科學(xué)戰(zhàn)勝了神權(quán)如今我們學(xué)習(xí)地心說與日心說時，往往會一味地認為托勒密的地心說是錯誤的，哥白尼的日心說才是正確的，真的是這樣嗎？討論：(1)隨著科學(xué)的發(fā)展，人類最終認識到地心說和日心說相比，_更先進日心說(2)現(xiàn)在看來，日心說也有其錯誤之處，其一是將天體的運動看成是_運動；其二是把_看成是宇宙的中心勻速圓周太陽1內(nèi)容：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上2理解：圖 611 所示的是行星繞太陽運動的橢圓軌道，OA 和 OB是橢圓軌道的半長軸，若太陽位于橢圓軌道的焦點 F1 上，則點 A稱為近日點，點 B 稱為遠日點圖 611【例 1】關(guān)于開普

4、勒第一定律，下列說法不正確的是()A它的發(fā)現(xiàn)是建立在天文學(xué)家第谷的觀測數(shù)據(jù)之上的B該定律中的“所有行星”是指除太陽外太陽系的所有天體C開普勒假設(shè)天體不是做勻速圓周運動是發(fā)現(xiàn)該定律的原因之一D開普勒執(zhí)著于計算和觀測數(shù)據(jù)之間的差別是發(fā)現(xiàn)該定律的原因之一解析：開普勒第一定律中的“所有行星”并不包括太陽系中行星的衛(wèi)星，例如月球答案：B【觸類旁通】1下列不屬于開普勒第一定律所具有的意義的是()A說明天體并不是完美地按照圓周軌道來運動的B反映了各行星的橢圓軌道的一個焦點都在同一位置上C證明了太陽是靜止的，靜止在橢圓軌道的焦點上D為日心說提供了有力的證據(jù)C解析：開普勒第一定律指出太陽處在行星運動橢圓軌道的一

5、個焦點上，是以太陽為參考系來描述行星運動的，并不是說太陽靜止知識點2開普勒第二定律經(jīng)過數(shù)十億年的演化，地球上現(xiàn)存的有記載的生物中，植物大約有 50 多萬種，動物大約有150 多萬種，而尚未被發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)存生物的種數(shù)可能是這總數(shù)的 3 倍之多，但現(xiàn)存生物的種數(shù)卻還不及地球上曾存在的生物種數(shù)的五十分之一地球上孕育出如此之多的形形色色的生物，可謂和季節(jié)變化不無關(guān)系，然而季節(jié)變化正是由于地球公轉(zhuǎn)使地表受太陽光照產(chǎn)生周期性差異而引起的當(dāng)?shù)厍蛭挥谶h日點時，北半球處于夏季，南半球處于冬季；當(dāng)?shù)厍蛭挥诮拯c時，北半球處于冬季，南半球處于夏季討論：(1)季節(jié)變化是有周期性的，四季出現(xiàn)一次交替就是地球繞太陽公轉(zhuǎn)了_一

6、周遠近慢快(2)聯(lián)系季節(jié)特點可知，夏至日時地球在_ 日點附近，冬至日時地球在_日點附近(3)北半球處于夏季時，地球的公轉(zhuǎn)速度較_；北半球處于冬季時，地球的公轉(zhuǎn)速度較_1內(nèi)容：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積(如圖 612 所示，陰影部分表示行星在相等時間內(nèi)掃過的面積)2理解：由于行星的軌道不是圓，因此行星與太陽的距離在不斷地變化這個定律告訴我們，當(dāng)行星離太陽較近時，運行的速度比較快，而離太陽較遠時，運行的速度比較慢圖 612【例 2】我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星，其近地點高度 h1439 km，遠地點高度 h22 384 km，求在近地點與遠地點上，衛(wèi)星運動的速率之比

7、 v1v2.(已知 R地6 400 km，用 h1、h2、R地表示，不要求數(shù)值計算)【觸類旁通】2某行星沿橢圓軌道運行，遠日點離太陽的距離為 a，近日點離太陽的距離為 b，過遠日點時行星的速率為 va，則過近日點時的速率 vb 為()C解析：由開普勒第二定律可知，行星與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等，取t 足夠短，所掃過的面積近似看知識點3開普勒第三定律2012 年6 月，各大洲相繼出現(xiàn)了本世紀(jì)第二次金星凌日的天文奇觀，而下一次出現(xiàn)將要等到2117 年早在1639 年12 月，英國天文學(xué)家耶利米霍羅克斯首次記錄到這一天文現(xiàn)象，該現(xiàn)象為太陽、金星與地球排成一條直線，在地球上我們會觀察到金

8、星如同一個小黑點在炙熱的太陽盤面上慢慢移動日地距離的測定被譽為“最崇高的天文問題”，1716 年英國著名天文學(xué)家哈雷提出了一種利用觀測金星凌日來計算日地距離的方法：先根據(jù)不同地點觀測到的金星凌日出現(xiàn)的視差計算出地球與金星的距離，再結(jié)合開普勒第三定律計算出日地距離由此算出的結(jié)果與現(xiàn)代天文學(xué)得出的數(shù)據(jù)非常接近，十八和十九世紀(jì)的天文學(xué)家正是通過這種方法算出日地距離的，該方法稱為時間計量法討論：(1)開普勒第三定律的表達式為_，其中 k 值對于金星和地球來說是_的，它是只和_有關(guān)的常量(2)已知金星和地球的公轉(zhuǎn)周期分別為 T1 和 T2，金星凌日時得到的金星與地球的距離為 r，試簡要分析如何利用時間計

9、量法測算日地距離 R.2ka3T相同太陽(中心天體)將觀測數(shù)據(jù)代入上式并解方程，即可求得日地距離 R.提示：由于金星凌日時，太陽、金星與地球在同一直線上，故此時金星到太陽的距離為 Rr.1內(nèi)容：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等2表達式：若用 a 代表橢圓軌道的半長軸的長度(如圖 613 所示)，a3T2圖 613T 代表公轉(zhuǎn)周期的大小，則開普勒第三定律的表達式為k3理解：(1)開普勒第三定律揭示了軌道和周期之間的關(guān)系，橢圓軌道半長軸越長的行星，其公轉(zhuǎn)周期越大；反之，半長軸越短，公轉(zhuǎn)周期越小(2)k 值是一個由被環(huán)繞的中心天體本身決定的常量，也就是說，在中心天體不

10、同的系統(tǒng)里 k 值是不同的，在中心天體相同的系統(tǒng)里 k 值是相同的【例3】哈雷彗星的環(huán)繞周期是 76 年，離太陽最近的距離是 8.91010 m，離太陽最遠的距離尚未得知試根據(jù)開普勒定律估算這個最遠距離是多少？(k3.3541018 m3/s2)【例 4】太陽系八大行星的公轉(zhuǎn)軌道可近似看做圓軌道地球與太陽之間的平均距離約為 1.5 億千米，結(jié)合下表可知，火星與太陽之間的平均距離約為(A.1.2 億千米)B2.3 億千米C4.6 億千米D6.9 億千米答案：B【觸類旁通】3哈雷彗星最近出現(xiàn)的時間是 1986 年，天文學(xué)家哈雷曾預(yù)言，這顆彗星將每隔一定的時間就會出現(xiàn)請預(yù)測其下一次飛臨地球是哪一年？

11、提供以下數(shù)據(jù)供參考：(1)地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，哈雷彗星的運動軌跡是一個橢圓；(2)哈雷彗星軌道的半長軸 a約等于地球軌道半長軸 a 的18 倍解：設(shè)哈雷彗星繞太陽運動的周期為 T，地球的公轉(zhuǎn)周期為 T，根據(jù)開普勒第三定律有則哈雷彗星下次臨近地球的時間是1986 年76 年2062 年4地球到太陽的距離為水星到太陽距離的 2.6 倍，那么地球和水星繞太陽運動的速度之比是多少？(設(shè)地球和水星繞太陽運動的軌道為圓)開普勒行星運動定律的應(yīng)用1開普勒行星運動定律不僅適用于太陽和太陽系行星之間的關(guān)系，還適用于宇宙其他恒星和行星與行星和衛(wèi)星，即一切被環(huán)繞的中心天體和環(huán)繞天體之間的關(guān)系，例如月球繞地球運動、

12、人造衛(wèi)星繞火星運動等2在實際計算中，為了簡化問題，有時能夠?qū)⒁恍E圓軌道近似看做圓軌道來處理，這樣，對應(yīng)開普勒行星運動定律，有以下結(jié)論：(3)在表達式 k中，k值仍然只與中心天體有關(guān)，但a變?yōu)樾行沁\行圓軌道的半徑r，即 k.(1)行星繞行的圓軌道只是橢圓軌道的一種特殊情況，太陽處在圓心上(2)當(dāng)行星做勻速圓周運動時，角速度和線速度大小不變，因此與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積必然相等a3T2r3T2第二節(jié)太陽與行星間的引力第二節(jié)太陽與行星間的引力第三節(jié)萬有引力定律第三節(jié)萬有引力定律課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道太陽與行星間存在引力作知道太陽與行星間存在引力作用及行星繞太陽運動

13、的向心力是由太陽對它用及行星繞太陽運動的向心力是由太陽對它的引力提供的引力提供2了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，理解萬有了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，理解萬有引力定律的內(nèi)容，會用萬有引力定律公式解引力定律的內(nèi)容，會用萬有引力定律公式解決有關(guān)問題，注意公式的適用條件決有關(guān)問題，注意公式的適用條件3知道引力常量的測定方法及其在物理學(xué)上知道引力常量的測定方法及其在物理學(xué)上的重要意義的重要意義重點難點：重點難點：1.萬有引力定律及其應(yīng)用萬有引力定律及其應(yīng)用2月月地檢驗地檢驗課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案正比正比反比反比正比正比反比反比乘積乘積乘積乘積二次方二次方3引力常量引力常量(1)大?。捍笮。篏_.(2)測定

14、：英國物理學(xué)家測定：英國物理學(xué)家_在實驗室里在實驗室里準(zhǔn)確地測出了準(zhǔn)確地測出了G值值6.671011Nm2/kg2卡文迪許卡文迪許核心要點突破核心要點突破(2)距離距離r：公式中的：公式中的r是兩個質(zhì)點間的距離，是兩個質(zhì)點間的距離，對于均勻球體，就是兩球心間的距離對于均勻球體，就是兩球心間的距離2萬有引力定律適用的條件萬有引力定律適用的條件(1)萬有引力定律適用于兩個質(zhì)點間的相互萬有引力定律適用于兩個質(zhì)點間的相互作用作用(2)一個均勻球體與球外一個質(zhì)點間的萬有一個均勻球體與球外一個質(zhì)點間的萬有引力，可用公式計算，引力，可用公式計算，r為球心到質(zhì)點間的為球心到質(zhì)點間的距離距離3對萬有引力定律的理

15、解對萬有引力定律的理解特別提醒：特別提醒：(1)任何物體間的萬有引力都是任何物體間的萬有引力都是同種性質(zhì)的力同種性質(zhì)的力(2)任何有質(zhì)量的物體間都存在萬有引力，任何有質(zhì)量的物體間都存在萬有引力，一般情況下，質(zhì)量較小的物體之間萬有引力一般情況下，質(zhì)量較小的物體之間萬有引力忽略不計，只考慮天體間或天體對附近或表忽略不計，只考慮天體間或天體對附近或表面的物體的萬有引力面的物體的萬有引力解析：解析：選選BD.m1與與m2之間的相互作用力是一之間的相互作用力是一對作用力與反作用力，它們分別作用在兩個對作用力與反作用力，它們分別作用在兩個不同的物體上，不是平衡力當(dāng)不同的物體上，不是平衡力當(dāng)r趨近于零趨近于

16、零時，則兩個物體不能看成質(zhì)點，公式不再適時，則兩個物體不能看成質(zhì)點，公式不再適用用二、萬有引力和重力的關(guān)系二、萬有引力和重力的關(guān)系1重力是萬有引力的一個分力重力是萬有引力的一個分力重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但能否說萬有重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但能否說萬有引力就是重力呢？分析這個問題應(yīng)從地球自轉(zhuǎn)入引力就是重力呢？分析這個問題應(yīng)從地球自轉(zhuǎn)入手，在地球表面上的物體所受的萬有引力手，在地球表面上的物體所受的萬有引力F可以可以分解成物體所受到的重力分解成物體所受到的重力G和隨地球自轉(zhuǎn)而做圓和隨地球自轉(zhuǎn)而做圓周運動的向心力周運動的向心力F，如圖，如圖621所示，所示，圖圖621這個關(guān)系式表明，隨

17、著高度的增加，重力加這個關(guān)系式表明，隨著高度的增加，重力加速度會減小在計算時，這個因素有時是不速度會減小在計算時，這個因素有時是不能忽略的能忽略的即時應(yīng)用即時應(yīng)用 (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)2地球與物體間的萬有引力可以認為在地球與物體間的萬有引力可以認為在數(shù)值上等于物體的重力，那么在數(shù)值上等于物體的重力，那么在6400km的的高空，物體的重力與它在地面上的重力之比高空，物體的重力與它在地面上的重力之比為為(R地地6400km)()A21B12C1 4D1 1【方法總結(jié)方法總結(jié)】萬有引力表達式適用于質(zhì)點萬有引力表達式適用于質(zhì)點間的相互作用，也適用于質(zhì)量分布均勻的球間的相互作用，也適

18、用于質(zhì)量分布均勻的球體，當(dāng)球體挖去一個小球后，球體不再是質(zhì)體，當(dāng)球體挖去一個小球后，球體不再是質(zhì)量分布均勻的球體，不能再簡單地運用萬有量分布均勻的球體，不能再簡單地運用萬有引力公式計算引力公式計算變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1設(shè)想把質(zhì)量為設(shè)想把質(zhì)量為m的物體放在地的物體放在地球的中心，地球質(zhì)量為球的中心，地球質(zhì)量為M，半徑為，半徑為R，則物，則物體與地球間的萬有引力是體與地球間的萬有引力是()解析：解析：選選A.地心周圍的物體對放在地心處的地心周圍的物體對放在地心處的物體的萬有引力的合力為零，所以選項物體的萬有引力的合力為零，所以選項A正正確確宇航員在地球表面以一定初速度豎直上宇航員在地球表面以一定初速度

19、豎直上拋一物體，經(jīng)過時間拋一物體，經(jīng)過時間t物體落回原處；若他物體落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一物體，需經(jīng)過時間物體，需經(jīng)過時間5t物體落回原處物體落回原處(取地球取地球表面重力加速度表面重力加速度g10m/s2，空氣阻力不計，空氣阻力不計)萬有引力定律與其他知萬有引力定律與其他知識的綜合識的綜合例例3(1)求該星球表面附近的重力加速度求該星球表面附近的重力加速度g的的大小；大小；(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星星R地地14，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比之比M星星M地

20、地【思路點撥思路點撥】本題是豎直上拋運動規(guī)律本題是豎直上拋運動規(guī)律和萬有引力的結(jié)合，關(guān)鍵是要求出該星球表和萬有引力的結(jié)合，關(guān)鍵是要求出該星球表面的重力加速度，豎直上拋運動的規(guī)律在該面的重力加速度，豎直上拋運動的規(guī)律在該星球表面仍然適用星球表面仍然適用【答案答案】(1)2m/s2(2)180【方法總結(jié)方法總結(jié)】處理此類綜合題，關(guān)鍵是處理此類綜合題，關(guān)鍵是抓住兩者之間的聯(lián)系紐帶抓住兩者之間的聯(lián)系紐帶重力加速度；重力加速度；另外在其他星球表面的物體，不強調(diào)星球自另外在其他星球表面的物體，不強調(diào)星球自轉(zhuǎn)時，也有重力等于萬有引力轉(zhuǎn)時，也有重力等于萬有引力變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3已知地球與火星的質(zhì)量之比已知地球

21、與火星的質(zhì)量之比M地地 M火火8 1.半徑之比半徑之比R地地 R火火2 1，現(xiàn)，現(xiàn)用一根繩子水平拖動放在地球表面木板上的用一根繩子水平拖動放在地球表面木板上的箱子，設(shè)箱子與木板之間的動摩擦因數(shù)為箱子，設(shè)箱子與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.5，在地球上拖動時，能獲得，在地球上拖動時，能獲得10m/s2的最的最大加速度，將箱子、木板、繩子送到火星上大加速度，將箱子、木板、繩子送到火星上，仍用同樣的力和方式拖動木箱，求此木箱，仍用同樣的力和方式拖動木箱，求此木箱能獲得的最大加速度能獲得的最大加速度(g10m/s2)答案：答案：12.5m/s2 第三節(jié)萬有引力定律 1理解萬有引力定律的內(nèi)容 2知道萬有引力

22、表達式的適用條件，會用它進行計算 3知道萬有引力常量是自然界重要的物理常量之一 2結(jié)論：地面物體所受地球引力，月球所受地球引力，太陽與行星間的引力，遵從相同的規(guī)律 二、萬有引力定律 1內(nèi)容：自然界中 都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的 成正比，與它們之間距離r的 成反比任何兩個物體任何兩個物體乘積乘積二次方二次方卡文迪許卡文迪許 6.671011Nm2/kg2 我們聽說過很多關(guān)于月亮的傳說，如“嫦娥奔月”(如圖所示)，已成了家喻戶曉的神話故事我們每個月都能看到月亮的圓缺變化，你是否想過月亮為什么會繞地球運動而沒有舍棄地球或投向地球的懷抱？ 提示：地球與月球間存在萬有引力，引力等于月

23、球繞地球做圓周運動的向心力，即F萬F向，所以月球既不會離棄地球，也不會投向地球懷抱若F萬F向，月球會離棄地球，若F萬F向，月球會投向地球懷抱 2對萬有引力定律的理解 3.萬有引力定律適用的條件 (1)萬有引力定律適用于兩個質(zhì)點間的相互作用 (2)兩個質(zhì)量分布均勻的物體，當(dāng)其間距很大時適用于該定律，距離r為兩物體中心間的距離 (3)一個均勻球體與球外一個質(zhì)點間適用于該定律，其中r為球心到質(zhì)點間的距離 由于地球自轉(zhuǎn)，地球上的物體隨之做圓周運動，所受的向心力F1m2rm2Rcos ，F(xiàn)1是引力F提供的，它是F的一個分力，F(xiàn)的另一個分力F2就是物體所受的重力，即F2mg. 由此可見，地球?qū)ξ矬w的萬有引

24、力是物體受到重力的原因，但重力不完全等于萬有引力，這是因為物體隨地球自轉(zhuǎn)，需要有一部分萬有引力來提供向心力 2重力和萬有引力間的大小關(guān)系 (1)重力與緯度的關(guān)系 在赤道上滿足mgFF向(物體受萬有引力和地面對物體的支持力FN的作用，其合力充當(dāng)向心力，F(xiàn)N的大小等于物體的重力的大小) 在地球兩極處，由于F向0，即mgF，在其他位置，mg、F與F向間符合平行四邊形定則同一物體在赤道處重力最小，并隨緯度的增加而增大 兩大小相同的實心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F，若兩個半徑是小鐵球2倍的實心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬有引力為 答案：D 【針對訓(xùn)練】1.設(shè)想人類開發(fā)月球，不斷把月球上的

25、礦藏搬運到地球上，假定經(jīng)過長時間開采后，地球仍可看做是均勻的球體，月球仍沿開采前的圓周軌道運動，則與開采前相比() A地球與月球間的萬有引力變大 B地球與月球間的萬有引力變小 C地球與月球間的引力不變 D地球與月球間引力無法確定怎么變化 答案：B 設(shè)地球表面重力加速度為g0，物體在距離地心4R(R是地球的半徑)處， 由于地球的作用而產(chǎn)生的加速度為g，則g/g0為 A1 B1/9 C1/4 D1/16 答案：D 【針對訓(xùn)練】2.據(jù)報道，最近在太陽系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星，其質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，一個在地球表面重量為600 N的人在這個行星表面的重量將變?yōu)?60 N由此可推知，該行星的半徑

26、與地球半徑之比約為() A0.5 B2 C3.2 D4 答案：B 宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一物體，經(jīng)過時間t物體落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一物體，需經(jīng)過時間5t物體落回原處(取地球表面重力加速度g10 m/s2，空氣阻力不計) (1)求該星球表面附近的重力加速度g的大?。?(2)已知該星球的半徑與地 球半徑之比為R星R地14，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星M地 答案：(1)2 m/s2(2)180 【題后總結(jié)】處理此類綜合題，關(guān)鍵是抓住兩者之間的聯(lián)系紐帶重力加速度；另外在其他星球表面的物體，不強調(diào)星球自轉(zhuǎn)時，重力等于萬有引力 【針對訓(xùn)練】3.某星球的質(zhì)量約

27、為地球的9倍，半球約為地球的三分之一，若從地球上高h處平拋一物體，射程為63 m，則在該星球上，從同樣高度，以同樣的初速度平拋同一物體，射程應(yīng)為() A189 m B21 m C7 m D567 m 答案：C 誤區(qū)：對萬有引力定律的適用條件理解不透導(dǎo)致錯誤 【嘗試解答】萬有引力定律適用于兩質(zhì)點間的相互作用，當(dāng)兩球體質(zhì)量分布均勻時，可認為物體質(zhì)量分布在球心計算萬有引力故A、D正確 當(dāng)r0時，兩物體不能視為質(zhì)點，萬有引力定律不再適用，B錯；大球M球心周圍物體對小球m的引力合力為零，故C錯 【正確答案】AD 【誤區(qū)警示】本題易多選B或C，單純考慮公式的數(shù)學(xué)推論而不考慮公式適用條件而誤選B.單純將題目

28、數(shù)據(jù)套用公式而不考慮題目具體物理情景而誤選C.萬有引力定律適用于兩質(zhì)點間的相互作用，應(yīng)確定物體能否看做質(zhì)點，再應(yīng)用公式計算第4節(jié)萬有引力理論的成就課 標(biāo) 定 位了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用會用萬有引力定律計算天體質(zhì)量，了解“稱量地球質(zhì)量”、“計算太陽質(zhì)量”的基本思路認識萬有引力定律的科學(xué)成就，體會科學(xué)思想方法 做一做預(yù)習(xí)自測1下面說法中正確的是()A海王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的B天王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的C天王星的運動軌道偏離根據(jù)萬有引力計算出來的軌道，其原因是由于天王星受到軌道外面其他行星的引力作用D冥王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的

29、答案：ACD答案：CD答案：D4地核的體積約為整個地球體積的16%，地核的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的34%.經(jīng)估算，地核的平均密度為_kg/m3.(已知地球半徑為6.4106m，地球表面重力加速度為9.8 m/s2，萬有引力常量為6.71011Nm2/kg2，結(jié)果取兩位有效數(shù)字)答案：1.2104特別提示：前三種方法僅適用于計算被環(huán)繞的中心天體的質(zhì)量，無法計算圍繞中心天體做圓周運動的天體的質(zhì)量，常見的天體質(zhì)量的計算有如下兩種：(1)已知行星的運動情況，計算太陽質(zhì)量(2)已知衛(wèi)星的運動情況，計算行星質(zhì)量題型探究題型一天體質(zhì)量的計算【例1】 為了研究太陽演化進程，需知道目前太陽的質(zhì)量M.已知地球半徑R6.

30、4106 m，地球質(zhì)量m61024kg，日地中心的距離r1.51011m，地球表面處的重力加速度g10 m/s2,1年約為3.2107 s，試估算目前太陽的質(zhì)量M(保留一位有效數(shù)字，引力常量未知)答案：21030kg反思：計算天體質(zhì)量的方法主要有兩種：一種是利用天體的一個衛(wèi)星(或行星)繞它做勻速圓周運動的有關(guān)規(guī)律求解；另一種是利用天體表面的重力加速度求解【變式1】 利用下列數(shù)據(jù)可以計算出地球質(zhì)量的是()A已知地球的半徑R地和地球表面的重力加速度gB已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時的軌道半徑r和周期TC已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時的軌道半徑r和線速度vD已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的線速度v和周

31、期T答案：ABCD題型二天體密度的計算【例2】 假設(shè)在半徑為R的某天體上發(fā)射一顆該天體的衛(wèi)星，若它貼近該天體的表面做勻速圓周運動的周期為T1，已知萬有引力常量為G，則該天體的密度是多少？若這顆衛(wèi)星距該天體表面的高度為h，測得在該處做圓周運動的周期為T2，則該天體的密度又是多少？【變式2】 某星球可視為球體，其自轉(zhuǎn)周期為T.在它的兩極處用彈簧秤測得某物體重為P，在它的赤道上用彈簧秤測得同一物體重為0.9P，星球的平均密度是多少？隨堂反饋1若已知行星繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑為r，公轉(zhuǎn)的周期為T，萬有引力常量為G，則由此可求出()A某行星的質(zhì)量 B太陽的質(zhì)量C某行星的密度 D太陽的密度答案：B答案：A3一飛

32、船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行，認為行星是密度均勻的球體，要確定該行星的密度，只需要測量()A飛船的軌道半徑 B飛船的運行速度C飛船的運行周期 D行星的質(zhì)量答案：C4我國已經(jīng)利用“神舟”系列飛船將自己的宇航員送入太空，成為繼俄羅斯、美國之后第三個掌握載人航天技術(shù)的國家設(shè)宇航員測出自己繞地球球心做勻速圓周運動的周期為T，地球半徑為R，則僅根據(jù)T、R和地球表面重力加速度g，宇航員能計算的量是()A飛船所在處的重力加速度B地球的平均密度C飛船的線速度大小D飛船所需向心力答案：AC 拋出的石頭會落地，為什么衛(wèi)星、月亮沒有落下來？衛(wèi)星、月亮沒有落下來必須具備什么條件？問題：牛頓人造衛(wèi)星原理圖牛頓

33、的思考與設(shè)想：拋出的速度v越大時，落地點越遠，速度不斷增大，將會出現(xiàn)什么結(jié)果？ 牛頓的設(shè)想過程法一：萬有引力提供物體作圓周運動的向心力RmvRGMm22skmsmvRGM/9 .7/62411104 .61089.51067.6法二：重力提供物體作圓周運動的向心力法二：重力提供物體作圓周運動的向心力Rvmmg2skmsmgRv/9.7/104.68.96探究問題一：以多大的速度拋出這個物體，它才會繞地球表面運探究問題一：以多大的速度拋出這個物體，它才會繞地球表面運動，不會落下來？動，不會落下來？(已知已知=6.6710-11Nm2/kg2,地球質(zhì)量地球質(zhì)量M=5.891024kg,地球半徑地球

34、半徑R=6400km)（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km）一宇宙速度 1、第一宇宙速度（環(huán)繞速度） v1=7.9km/s它是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度 n 說明：說明：（）如果衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，衛(wèi)星將落到（）如果衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，衛(wèi)星將落到地面而不能繞地球運轉(zhuǎn)；地面而不能繞地球運轉(zhuǎn)；（）等于這個速度，衛(wèi)星剛好能在地球表面附近作勻（）等于這個速度，衛(wèi)星剛好能在地球表面附近作勻速圓周運動；速圓周運動； （3）如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，衛(wèi)星將沿橢圓軌道繞地球運行，地心就成為橢圓軌道的一個焦點 、第二宇宙速度（脫離

35、速度） 這是衛(wèi)星掙脫地球的引力束縛，成為繞太陽運行的人造行星的最小發(fā)射速度 如果人造天體的速度大于如果人造天體的速度大于11.2km/s而小于而小于16.7km/s，則它的運，則它的運行軌道相對于太陽將是橢圓，太陽就成為該橢圓軌道的一個行軌道相對于太陽將是橢圓，太陽就成為該橢圓軌道的一個焦點焦點v2=11.2 km/s3、第三宇宙速度（逃逸速度） 這是衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度 如果人造天體具有這樣的速度，就可以擺脫地球和太陽引力的束縛而飛到太陽系外了v3=16.7 km/s各種各樣的衛(wèi)星各種各樣的衛(wèi)星探究問題二：人造衛(wèi)星的軌道（1）如圖所示，a、b、c三軌道中可以作為衛(wèi)星軌道的是哪幾

36、條？abc提示：衛(wèi)星作圓周運動的向心力必須指向地心（2）這三條軌道中哪一條軌道中的衛(wèi)星可能和地球自轉(zhuǎn)同步？ 課堂練習(xí)：人造衛(wèi)星的運行規(guī)律衛(wèi)星的繞行速度v 、角速度 、周期T與軌道半徑 r 的關(guān)系1、繞行速度v與r的關(guān)系2vFmr2MmFGrrvGMvr2、角速度與r的關(guān)系2Fmr2MmFGr3GMr3、周期T與r的關(guān)系2Fmr2T22FmrT2MmFGr234rTGM不同高度的衛(wèi)星課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：人造衛(wèi)星的運行規(guī)律線速度、角速度、周期、向心加速度與半徑的關(guān)系線速度、角速度、周期、向心加速度與半徑的關(guān)系：rGMv3rGMGMrT322rGMa 思考：對于繞地球運動的人造衛(wèi)星：（1 1）離地面越高，向心力越 （2 2）離地面越高，