黑龍江省哈爾濱市第九中學(xué)高中物理人教版必修2：第六章萬有引力與航天復(fù)習(xí)學(xué)案(無答案)

1、黑龍江省哈爾濱市第九中學(xué)高中物理人教版必修2:第六章萬有引力與航天復(fù)習(xí)學(xué)案（無答案）第六章萬有引力與航天姜?jiǎng)倜?、胡勝男知識(shí)網(wǎng)絡(luò)萬有引力定律宇宙航行 人造地球衛(wèi)星從低速到高速狹義相對(duì)論8 / 6一、開普勒三定律：(1) .開普勒第一定律：(2) .開普勒第二定律：(3) .開普勒第三定律：例題1。有關(guān)開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的描述，下列說法中正確的是()A.所有的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上B.所有的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓，太陽(yáng)處在圓心上C.所有的行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等D.不同的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道是不同的練習(xí)1。某一人造衛(wèi)星繞地球做勻

2、速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為月球繞地球軌道半徑的1/3,則此衛(wèi)星運(yùn)行的周期大約是()A.14天 B.48天 C.816天 D.1620天二、萬有引力定律的理解：(1) .內(nèi)容：(2).表達(dá)式:(3).適用條件:F,若兩例題2。兩個(gè)大小相同的實(shí)心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為 半徑為小鐵球半徑 2倍的實(shí)心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬有引力為A. 2FB . 4F C . 8F D . 16F練習(xí)2。兩個(gè)質(zhì)量均為 M的球體，其連線的垂直平分線為 MN , O為兩球體連線的中點(diǎn)，如圖：一個(gè)質(zhì)量為 m的物體從。點(diǎn)沿OM方向運(yùn)動(dòng)，則它受到的萬有引力大小變化情況是：（）A. 一直增大 B . 一直

3、減小 C .先減小后增大 D .先增大后減小練習(xí)2。設(shè)想人類開發(fā)月球，不斷把月球上的礦藏搬運(yùn)到地球上，假定經(jīng)過長(zhǎng)期開采后，地球仍可看作均勻球體，月球仍沿開采前的圓周軌道運(yùn)動(dòng)，則與開采前相比（）A.地球與月球間的萬有引力將變大B .地球與月球間的萬有引力將變小C.月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變長(zhǎng)D .月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變短三、天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，用萬有引力判斷v、s T、a與r的關(guān)系：(1)(2)(3)(4)例題忽略星球的自轉(zhuǎn)，有： 得“黃金代換”：由 得：g= 由 得：v =由 得：3= 由 得：T=3?；鹦怯袃深w衛(wèi)星，分別是火衛(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

4、周期為30小時(shí)18分，則兩顆衛(wèi)星相比A.火衛(wèi)一距火星表面近B.火衛(wèi)二的角速度大C.火衛(wèi)一的運(yùn)動(dòng)速度大D.火衛(wèi)二的向心加速度大練習(xí)3。如圖：a、b、c是地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的三顆衛(wèi)星，a和b的質(zhì)量相等且小于c的質(zhì)量，則（）A. b所需向心力最小B. b、c的周期相同，且大于 a的周期C. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D. b、c的線速度大小相等，且小于a的線速度練習(xí)4。地球半徑為R,地面重力加速度為 g, 一衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，距地面高度是R,則該衛(wèi)星A.線速度為2gR2B.角速度為Yr8 Rc.加速度為gd .周期為2四、測(cè)中心天體的質(zhì)量及密度（1）忽略中心天體的自轉(zhuǎn)

5、：由 得：M=由 及M的表達(dá)式得：=（2）天體運(yùn)行：由 =得：M= （提示：向心力表達(dá)式用含 T的表示） （近地表測(cè)量 R=r）例題4。已知引力常量G和下列某幾組數(shù)據(jù)能算出地球的質(zhì)量，這幾組數(shù)據(jù)是（）A.地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期及地球離太陽(yáng)的距離B .月球繞地球運(yùn)行的周期及月球離地心的距離C.人造衛(wèi)星在地面附近繞行的速度及運(yùn)行周期D .忽略自轉(zhuǎn)，已知地球的半徑及重力加速度練習(xí)5。地球表面的平均重力加速度為g,地球半徑為R,萬有引力常量為 G,則可以用下列哪一式來估算地球的平均密度（）A.B . -g-C .aD . -g-4 GR4 GR2RGR2G練習(xí)6艘宇宙飛船沿著圍繞未知天體表面的圓形軌道飛

6、行，航天員只用一塊秒表能測(cè)量出的物理量是（）A.飛船的線速度B .飛船的角速度 C .未知天體的質(zhì)量 D .未知天體的密度練習(xí)7。一飛行探測(cè)器在半徑為 R的某天體上空離該天體表面高為h的圓形軌道上繞天體飛行，環(huán)繞n周飛行時(shí)間為t,求：該天體的質(zhì)量及平均密度。五、宇宙速度、人造衛(wèi)星：（R地=6400Km, g地=9.8m/s2）（1）第一宇宙速度：（推導(dǎo)）第一宇宙速度是最發(fā)射速度；是最環(huán)繞速度，所以人造衛(wèi)星的 最小周期為 min 。（2）人造衛(wèi)星：同步衛(wèi)星：周期為 h ;角速度與地球的自轉(zhuǎn)角速度 ;軌道和赤道共面同 心圓距地面高度h=36000km ;線速度v = J GM =3. iKm/s

7、；向心加速度g =0. 22 m's2,R h極地衛(wèi)星：貫穿南北兩極，軌道圓心（一個(gè)焦點(diǎn)）和地心 普通衛(wèi)星：只要軌道圓心（一個(gè)焦點(diǎn)）和地心重合即可例題5。關(guān)于環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，下列說法中可能的是（）A.衛(wèi)星運(yùn)行的速率是 7. 9km/sB.衛(wèi)星運(yùn)行的速率是 5.0 km/sC.衛(wèi)星運(yùn)行的周期是 80minD.衛(wèi)星運(yùn)行的周期是 200min練習(xí)8。1990年3月，紫金山天文臺(tái)將 1965年9月20日發(fā)現(xiàn)的2752號(hào)小行星命名為“吳健雄星” 其直徑為32km o如果該小行星的密度和地球的密度相同，則該小行星的第一宇宙速度是多少？（已知地球的半徑 R=6400km,取地球的第

8、一宇宙速度 vi=8km/s）六、衛(wèi)星的追及和變軌: 例題6。一艘原來在地球的圓形軌道運(yùn)行的飛船，若加速后能夠與繞地球的另一個(gè)圓周軌道上的空間站對(duì)接，貝U飛船一一定是（）A.從低軌道上加速 B .從高軌道上加速 C .從任意軌道上加速 D .從同一軌道上加速 練習(xí)9。衛(wèi)星在到達(dá)預(yù)定的圓周軌道之前，運(yùn)載火箭的最后一節(jié)火箭任何衛(wèi)星連接在一起，衛(wèi)星在前，火箭在后，先在大氣層外某一軌道A上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，然后啟動(dòng)脫離裝置，使衛(wèi)星加速實(shí)現(xiàn)星箭脫離，最后到達(dá)預(yù)定軌道B,關(guān)于星箭脫離后的說法正確的是（）A.預(yù)定軌道B比某一軌道A離地面更高，衛(wèi)星在軌道 B上的運(yùn)行速度比脫離前大B.預(yù)定軌道B比某一軌道A

9、離地面更低，衛(wèi)星的運(yùn)行周期變小C.預(yù)定軌道B比某一軌道A離地面更高，衛(wèi)星的向心加速度變小D.衛(wèi)星和火箭仍然在同一軌道上運(yùn)行，衛(wèi)星的速度比火箭大練習(xí)10。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，使其沿橢圓軌道2運(yùn)75N ,由此可行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步軌道3。軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖所示，當(dāng)衛(wèi)星分別在 1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法正確的是（）A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道 1上的速率B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道 1上的角速度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

10、速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度七、衛(wèi)星的發(fā)射與運(yùn)行中的超、失重現(xiàn)象:例題7。飛船以a= 9的加速度勻加速上升，在飛船上用彈簧秤測(cè)得10kg的物體重為2知，飛船距離地面的高度為 km。（R=6.4 x 103km, g=10m/s2）練習(xí)11。宇宙飛船在離地面高為h=R的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，飛船內(nèi)一彈簧秤下懸掛一質(zhì)量為m的重物，R為地球的半徑，g為地面處的重力加速度，則彈簧秤的讀數(shù)為（）A. mg/2 B. mg/4 C. mgD. 0練習(xí)題1 ,對(duì)于萬有引力定律的表述式F Gm1?2,下面說法中正確的是（）r2A.公式中G為引力常量，它是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，而不是人為規(guī)定的B.當(dāng)r趨近于零

11、時(shí)，萬有引力趨于無窮大C. mi與m2受到的引力大小總是相等的，方向相反，是一對(duì)平衡力D. mi與m2受到的引力總是大小相等的，而與mi、m2是否相等無關(guān)2 .如圖所示，r雖大于兩球的半徑，但兩球的半徑不能忽略，而球的質(zhì)量分布均勻，大小分別為 mi與m2,則兩球間萬有引力的大小為（）D. G (rmimh72ri 2)“ 一 mm2_ mi m2_ mim2A. G 1TB. G y C.G-2-rri億3 .據(jù)觀察，某行星外圍有一模糊不清的環(huán)。為了判斷該環(huán)是連續(xù)物還是衛(wèi)星群，又測(cè)出了該環(huán)中各層的線速度的大小 v與該層至行星中心的距離A.若v與R成正比，則環(huán)是連續(xù)物C.若v2與R成正比，則環(huán)是

12、衛(wèi)星群4.已知月球的半徑為 R,在月球表面以初速度Ro以下判斷中正確的是（）B.若v與R成反比，則環(huán)是連續(xù)物D.若v2與R成反比，則環(huán)是衛(wèi)星群v。豎直上拋一個(gè)小球，經(jīng)時(shí)間 t落回出發(fā)點(diǎn)。若在月球上發(fā)射一顆環(huán)繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，以下說法中正確的是（2vo2Rv。A .衛(wèi)星的線速度不可能大于B.衛(wèi)星的加速度不可能大于C.衛(wèi)星的角速度不可能大于D.以上說法都不對(duì)5 .兩顆靠得較近的天體稱為雙星，它們以兩者的連線上某點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因而不至于由于引力作用而吸在一起。關(guān)于雙星，下列說法中正確的是（）A.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比與其質(zhì)量成反比B.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比與其質(zhì)量成反比C.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比與其質(zhì)量成反比D.它們所受的向心力之比與其質(zhì)量成反比6 .已知地球的半徑為R,質(zhì)量為M,自轉(zhuǎn)周期為T, 一個(gè)質(zhì)量為 m的物體放在赤道處的海平面上,則物體受到萬有引力為 ,重力為。7 .行星的平均密度為 p,靠近行星表面有一顆周期為T的衛(wèi)星，試證明p甲為一常數(shù)黑龍江省哈爾濱市第九中學(xué)高中物理人教版必修2:第六章萬有引力與航天復(fù)習(xí)學(xué)案(無答案)8 .如圖710所示，a和b是某天體M的兩個(gè)衛(wèi)星，它們繞天體公轉(zhuǎn)的周期為圖7 10Ta和T