高中物理行星的运动整章复习课件新人教版必修2

1、第六章万有引力与航天1行星的运动1_认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动；_认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动地心说日心说2开普勒行星运动定律：椭圆焦点(1) 开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是_，太阳处在椭圆的一个_上(2)开普勒第二定律：相等小大内容：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过_的面积开普勒第二定律表明：行星离太阳较远时速率较_，较近时速率较_半长轴的三次方(3)开普勒第三定律：内容：所有行星的轨道的_跟它的_的比值都相等公转周期的二次方公式：_.Ta32k3行星运动的近似处理：实际上行星的轨道与圆十分接近

2、，可以按圆轨道处理，这样就可以说：圆心角速度(或线速度)匀速圆周(1)行星绕太阳运动的轨道接近圆，太阳处在_上(2)对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的_不变，即行星做_运动(3) 所有行星轨道半径的_ 跟它的公转周期的_的比值都相等三次方二次方4下列对天体运动规律的认识，其中错误的是()A恒星的相互位置几乎都是固定的，因此恒星是静止的B月球绕地球运动，遵循类似于开普勒行星运动定律的规律AC地球绕太阳运动的轨道是椭圆，但较接近圆D木星与太阳的连线，在相等的时间内扫过的面积相等知识点1开普勒第一定律日心说是真理吗？日心说的提出，是科学与神权的一次“激烈碰撞”，经过哥白尼、布鲁诺、第谷、开普勒、伽

3、利略等一大批科学家的不懈努力，最终，科学战胜了神权如今我们学习地心说与日心说时，往往会一味地认为托勒密的地心说是错误的，哥白尼的日心说才是正确的，真的是这样吗？讨论：(1)随着科学的发展，人类最终认识到地心说和日心说相比，_更先进日心说(2)现在看来，日心说也有其错误之处，其一是将天体的运动看成是_运动；其二是把_看成是宇宙的中心匀速圆周太阳1内容：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上2理解：图 611 所示的是行星绕太阳运动的椭圆轨道，OA 和 OB是椭圆轨道的半长轴，若太阳位于椭圆轨道的焦点 F1 上，则点 A称为近日点，点 B 称为远日点图 611【例 1】关于开普

4、勒第一定律，下列说法不正确的是()A它的发现是建立在天文学家第谷的观测数据之上的B该定律中的“所有行星”是指除太阳外太阳系的所有天体C开普勒假设天体不是做匀速圆周运动是发现该定律的原因之一D开普勒执着于计算和观测数据之间的差别是发现该定律的原因之一解析：开普勒第一定律中的“所有行星”并不包括太阳系中行星的卫星，例如月球答案：B【触类旁通】1下列不属于开普勒第一定律所具有的意义的是()A说明天体并不是完美地按照圆周轨道来运动的B反映了各行星的椭圆轨道的一个焦点都在同一位置上C证明了太阳是静止的，静止在椭圆轨道的焦点上D为日心说提供了有力的证据C解析：开普勒第一定律指出太阳处在行星运动椭圆轨道的一

5、个焦点上，是以太阳为参考系来描述行星运动的，并不是说太阳静止知识点2开普勒第二定律经过数十亿年的演化，地球上现存的有记载的生物中，植物大约有 50 多万种，动物大约有150 多万种，而尚未被发现的现存生物的种数可能是这总数的 3 倍之多，但现存生物的种数却还不及地球上曾存在的生物种数的五十分之一地球上孕育出如此之多的形形色色的生物，可谓和季节变化不无关系，然而季节变化正是由于地球公转使地表受太阳光照产生周期性差异而引起的当地球位于远日点时，北半球处于夏季，南半球处于冬季；当地球位于近日点时，北半球处于冬季，南半球处于夏季讨论：(1)季节变化是有周期性的，四季出现一次交替就是地球绕太阳公转了_一

6、周远近慢快(2)联系季节特点可知，夏至日时地球在_ 日点附近，冬至日时地球在_日点附近(3)北半球处于夏季时，地球的公转速度较_；北半球处于冬季时，地球的公转速度较_1内容：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积(如图 612 所示，阴影部分表示行星在相等时间内扫过的面积)2理解：由于行星的轨道不是圆，因此行星与太阳的距离在不断地变化这个定律告诉我们，当行星离太阳较近时，运行的速度比较快，而离太阳较远时，运行的速度比较慢图 612【例 2】我国发射的第一颗人造卫星，其近地点高度 h1439 km，远地点高度 h22 384 km，求在近地点与远地点上，卫星运动的速率之比

7、 v1v2.(已知 R地6 400 km，用 h1、h2、R地表示，不要求数值计算)【触类旁通】2某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为 a，近日点离太阳的距离为 b，过远日点时行星的速率为 va，则过近日点时的速率 vb 为()C解析：由开普勒第二定律可知，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，取t 足够短，所扫过的面积近似看知识点3开普勒第三定律2012 年6 月，各大洲相继出现了本世纪第二次金星凌日的天文奇观，而下一次出现将要等到2117 年早在1639 年12 月，英国天文学家耶利米霍罗克斯首次记录到这一天文现象，该现象为太阳、金星与地球排成一条直线，在地球上我们会观察到金

8、星如同一个小黑点在炙热的太阳盘面上慢慢移动日地距离的测定被誉为“最崇高的天文问题”，1716 年英国著名天文学家哈雷提出了一种利用观测金星凌日来计算日地距离的方法：先根据不同地点观测到的金星凌日出现的视差计算出地球与金星的距离，再结合开普勒第三定律计算出日地距离由此算出的结果与现代天文学得出的数据非常接近，十八和十九世纪的天文学家正是通过这种方法算出日地距离的，该方法称为时间计量法讨论：(1)开普勒第三定律的表达式为_，其中 k 值对于金星和地球来说是_的，它是只和_有关的常量(2)已知金星和地球的公转周期分别为 T1 和 T2，金星凌日时得到的金星与地球的距离为 r，试简要分析如何利用时间计

9、量法测算日地距离 R.2ka3T相同太阳(中心天体)将观测数据代入上式并解方程，即可求得日地距离 R.提示：由于金星凌日时，太阳、金星与地球在同一直线上，故此时金星到太阳的距离为 Rr.1内容：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等2表达式：若用 a 代表椭圆轨道的半长轴的长度(如图 613 所示)，a3T2图 613T 代表公转周期的大小，则开普勒第三定律的表达式为k3理解：(1)开普勒第三定律揭示了轨道和周期之间的关系，椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越大；反之，半长轴越短，公转周期越小(2)k 值是一个由被环绕的中心天体本身决定的常量，也就是说，在中心天体不

10、同的系统里 k 值是不同的，在中心天体相同的系统里 k 值是相同的【例3】哈雷彗星的环绕周期是 76 年，离太阳最近的距离是 8.91010 m，离太阳最远的距离尚未得知试根据开普勒定律估算这个最远距离是多少？(k3.3541018 m3/s2)【例 4】太阳系八大行星的公转轨道可近似看做圆轨道地球与太阳之间的平均距离约为 1.5 亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为(A.1.2 亿千米)B2.3 亿千米C4.6 亿千米D6.9 亿千米答案：B【触类旁通】3哈雷彗星最近出现的时间是 1986 年，天文学家哈雷曾预言，这颗彗星将每隔一定的时间就会出现请预测其下一次飞临地球是哪一年？

11、提供以下数据供参考：(1)地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的运动轨迹是一个椭圆；(2)哈雷彗星轨道的半长轴 a约等于地球轨道半长轴 a 的18 倍解：设哈雷彗星绕太阳运动的周期为 T，地球的公转周期为 T，根据开普勒第三定律有则哈雷彗星下次临近地球的时间是1986 年76 年2062 年4地球到太阳的距离为水星到太阳距离的 2.6 倍，那么地球和水星绕太阳运动的速度之比是多少？(设地球和水星绕太阳运动的轨道为圆)开普勒行星运动定律的应用1开普勒行星运动定律不仅适用于太阳和太阳系行星之间的关系，还适用于宇宙其他恒星和行星与行星和卫星，即一切被环绕的中心天体和环绕天体之间的关系，例如月球绕地球运动、

12、人造卫星绕火星运动等2在实际计算中，为了简化问题，有时能够将一些椭圆轨道近似看做圆轨道来处理，这样，对应开普勒行星运动定律，有以下结论：(3)在表达式 k中，k值仍然只与中心天体有关，但a变为行星运行圆轨道的半径r，即 k.(1)行星绕行的圆轨道只是椭圆轨道的一种特殊情况，太阳处在圆心上(2)当行星做匀速圆周运动时，角速度和线速度大小不变，因此与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积必然相等a3T2r3T2第二节太阳与行星间的引力第二节太阳与行星间的引力第三节万有引力定律第三节万有引力定律课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.知道太阳与行星间存在引力作知道太阳与行星间存在引力作用及行星绕太阳运动

13、的向心力是由太阳对它用及行星绕太阳运动的向心力是由太阳对它的引力提供的引力提供2了解万有引力定律的发现过程，理解万有了解万有引力定律的发现过程，理解万有引力定律的内容，会用万有引力定律公式解引力定律的内容，会用万有引力定律公式解决有关问题，注意公式的适用条件决有关问题，注意公式的适用条件3知道引力常量的测定方法及其在物理学上知道引力常量的测定方法及其在物理学上的重要意义的重要意义重点难点：重点难点：1.万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用2月月地检验地检验课前自主学案课前自主学案正比正比反比反比正比正比反比反比乘积乘积乘积乘积二次方二次方3引力常量引力常量(1)大小：大小：G_.(2)测定

14、：英国物理学家测定：英国物理学家_在实验室里在实验室里准确地测出了准确地测出了G值值6.671011Nm2/kg2卡文迪许卡文迪许核心要点突破核心要点突破(2)距离距离r：公式中的：公式中的r是两个质点间的距离，是两个质点间的距离，对于均匀球体，就是两球心间的距离对于均匀球体，就是两球心间的距离2万有引力定律适用的条件万有引力定律适用的条件(1)万有引力定律适用于两个质点间的相互万有引力定律适用于两个质点间的相互作用作用(2)一个均匀球体与球外一个质点间的万有一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力，可用公式计算，引力，可用公式计算，r为球心到质点间的为球心到质点间的距离距离3对万有引力定律的理

15、解对万有引力定律的理解特别提醒：特别提醒：(1)任何物体间的万有引力都是任何物体间的万有引力都是同种性质的力同种性质的力(2)任何有质量的物体间都存在万有引力，任何有质量的物体间都存在万有引力，一般情况下，质量较小的物体之间万有引力一般情况下，质量较小的物体之间万有引力忽略不计，只考虑天体间或天体对附近或表忽略不计，只考虑天体间或天体对附近或表面的物体的万有引力面的物体的万有引力解析：解析：选选BD.m1与与m2之间的相互作用力是一之间的相互作用力是一对作用力与反作用力，它们分别作用在两个对作用力与反作用力，它们分别作用在两个不同的物体上，不是平衡力当不同的物体上，不是平衡力当r趋近于零趋近于

16、零时，则两个物体不能看成质点，公式不再适时，则两个物体不能看成质点，公式不再适用用二、万有引力和重力的关系二、万有引力和重力的关系1重力是万有引力的一个分力重力是万有引力的一个分力重力是由于地球的吸引而产生的，但能否说万有重力是由于地球的吸引而产生的，但能否说万有引力就是重力呢？分析这个问题应从地球自转入引力就是重力呢？分析这个问题应从地球自转入手，在地球表面上的物体所受的万有引力手，在地球表面上的物体所受的万有引力F可以可以分解成物体所受到的重力分解成物体所受到的重力G和随地球自转而做圆和随地球自转而做圆周运动的向心力周运动的向心力F，如图，如图621所示，所示，图图621这个关系式表明，随

17、着高度的增加，重力加这个关系式表明，随着高度的增加，重力加速度会减小在计算时，这个因素有时是不速度会减小在计算时，这个因素有时是不能忽略的能忽略的即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2地球与物体间的万有引力可以认为在地球与物体间的万有引力可以认为在数值上等于物体的重力，那么在数值上等于物体的重力，那么在6400km的的高空，物体的重力与它在地面上的重力之比高空，物体的重力与它在地面上的重力之比为为(R地地6400km)()A21B12C1 4D1 1【方法总结方法总结】万有引力表达式适用于质点万有引力表达式适用于质点间的相互作用，也适用于质量分布均匀的球间的相互作用，也适

18、用于质量分布均匀的球体，当球体挖去一个小球后，球体不再是质体，当球体挖去一个小球后，球体不再是质量分布均匀的球体，不能再简单地运用万有量分布均匀的球体，不能再简单地运用万有引力公式计算引力公式计算变式训练变式训练1设想把质量为设想把质量为m的物体放在地的物体放在地球的中心，地球质量为球的中心，地球质量为M，半径为，半径为R，则物，则物体与地球间的万有引力是体与地球间的万有引力是()解析：解析：选选A.地心周围的物体对放在地心处的地心周围的物体对放在地心处的物体的万有引力的合力为零，所以选项物体的万有引力的合力为零，所以选项A正正确确宇航员在地球表面以一定初速度竖直上宇航员在地球表面以一定初速度

19、竖直上抛一物体，经过时间抛一物体，经过时间t物体落回原处；若他物体落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一物体，需经过时间物体，需经过时间5t物体落回原处物体落回原处(取地球取地球表面重力加速度表面重力加速度g10m/s2，空气阻力不计，空气阻力不计)万有引力定律与其他知万有引力定律与其他知识的综合识的综合例例3(1)求该星球表面附近的重力加速度求该星球表面附近的重力加速度g的的大小；大小；(2)已知该星球的半径与地球半径之比为已知该星球的半径与地球半径之比为R星星R地地14，求该星球的质量与地球质量，求该星球的质量与地球质量之比之比M星星M地

20、地【思路点拨思路点拨】本题是竖直上抛运动规律本题是竖直上抛运动规律和万有引力的结合，关键是要求出该星球表和万有引力的结合，关键是要求出该星球表面的重力加速度，竖直上抛运动的规律在该面的重力加速度，竖直上抛运动的规律在该星球表面仍然适用星球表面仍然适用【答案答案】(1)2m/s2(2)180【方法总结方法总结】处理此类综合题，关键是处理此类综合题，关键是抓住两者之间的联系纽带抓住两者之间的联系纽带重力加速度；重力加速度；另外在其他星球表面的物体，不强调星球自另外在其他星球表面的物体，不强调星球自转时，也有重力等于万有引力转时，也有重力等于万有引力变式训练变式训练3已知地球与火星的质量之比已知地球

21、与火星的质量之比M地地 M火火8 1.半径之比半径之比R地地 R火火2 1，现，现用一根绳子水平拖动放在地球表面木板上的用一根绳子水平拖动放在地球表面木板上的箱子，设箱子与木板之间的动摩擦因数为箱子，设箱子与木板之间的动摩擦因数为0.5，在地球上拖动时，能获得，在地球上拖动时，能获得10m/s2的最的最大加速度，将箱子、木板、绳子送到火星上大加速度，将箱子、木板、绳子送到火星上，仍用同样的力和方式拖动木箱，求此木箱，仍用同样的力和方式拖动木箱，求此木箱能获得的最大加速度能获得的最大加速度(g10m/s2)答案：答案：12.5m/s2 第三节万有引力定律 1理解万有引力定律的内容 2知道万有引力

22、表达式的适用条件，会用它进行计算 3知道万有引力常量是自然界重要的物理常量之一 2结论：地面物体所受地球引力，月球所受地球引力，太阳与行星间的引力，遵从相同的规律 二、万有引力定律 1内容：自然界中 都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的 成正比，与它们之间距离r的 成反比任何两个物体任何两个物体乘积乘积二次方二次方卡文迪许卡文迪许 6.671011Nm2/kg2 我们听说过很多关于月亮的传说，如“嫦娥奔月”(如图所示)，已成了家喻户晓的神话故事我们每个月都能看到月亮的圆缺变化，你是否想过月亮为什么会绕地球运动而没有舍弃地球或投向地球的怀抱？ 提示：地球与月球间存在万有引力，引力等于月

23、球绕地球做圆周运动的向心力，即F万F向，所以月球既不会离弃地球，也不会投向地球怀抱若F万F向，月球会离弃地球，若F万F向，月球会投向地球怀抱 2对万有引力定律的理解 3.万有引力定律适用的条件 (1)万有引力定律适用于两个质点间的相互作用 (2)两个质量分布均匀的物体，当其间距很大时适用于该定律，距离r为两物体中心间的距离 (3)一个均匀球体与球外一个质点间适用于该定律，其中r为球心到质点间的距离 由于地球自转，地球上的物体随之做圆周运动，所受的向心力F1m2rm2Rcos ，F1是引力F提供的，它是F的一个分力，F的另一个分力F2就是物体所受的重力，即F2mg. 由此可见，地球对物体的万有引

24、力是物体受到重力的原因，但重力不完全等于万有引力，这是因为物体随地球自转，需要有一部分万有引力来提供向心力 2重力和万有引力间的大小关系 (1)重力与纬度的关系 在赤道上满足mgFF向(物体受万有引力和地面对物体的支持力FN的作用，其合力充当向心力，FN的大小等于物体的重力的大小) 在地球两极处，由于F向0，即mgF，在其他位置，mg、F与F向间符合平行四边形定则同一物体在赤道处重力最小，并随纬度的增加而增大 两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F，若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为 答案：D 【针对训练】1.设想人类开发月球，不断把月球上的

25、矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看做是均匀的球体，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变大 B地球与月球间的万有引力变小 C地球与月球间的引力不变 D地球与月球间引力无法确定怎么变化 答案：B 设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R(R是地球的半径)处， 由于地球的作用而产生的加速度为g，则g/g0为 A1 B1/9 C1/4 D1/16 答案：D 【针对训练】2.据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600 N的人在这个行星表面的重量将变为960 N由此可推知，该行星的半径

26、与地球半径之比约为() A0.5 B2 C3.2 D4 答案：B 宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一物体，经过时间t物体落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一物体，需经过时间5t物体落回原处(取地球表面重力加速度g10 m/s2，空气阻力不计) (1)求该星球表面附近的重力加速度g的大小； (2)已知该星球的半径与地 球半径之比为R星R地14，求该星球的质量与地球质量之比M星M地 答案：(1)2 m/s2(2)180 【题后总结】处理此类综合题，关键是抓住两者之间的联系纽带重力加速度；另外在其他星球表面的物体，不强调星球自转时，重力等于万有引力 【针对训练】3.某星球的质量约

27、为地球的9倍，半球约为地球的三分之一，若从地球上高h处平抛一物体，射程为63 m，则在该星球上，从同样高度，以同样的初速度平抛同一物体，射程应为() A189 m B21 m C7 m D567 m 答案：C 误区：对万有引力定律的适用条件理解不透导致错误 【尝试解答】万有引力定律适用于两质点间的相互作用，当两球体质量分布均匀时，可认为物体质量分布在球心计算万有引力故A、D正确 当r0时，两物体不能视为质点，万有引力定律不再适用，B错；大球M球心周围物体对小球m的引力合力为零，故C错 【正确答案】AD 【误区警示】本题易多选B或C，单纯考虑公式的数学推论而不考虑公式适用条件而误选B.单纯将题目

28、数据套用公式而不考虑题目具体物理情景而误选C.万有引力定律适用于两质点间的相互作用，应确定物体能否看做质点，再应用公式计算第4节万有引力理论的成就课 标 定 位了解万有引力定律在天文学上的重要应用会用万有引力定律计算天体质量，了解“称量地球质量”、“计算太阳质量”的基本思路认识万有引力定律的科学成就，体会科学思想方法 做一做预习自测1下面说法中正确的是()A海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的B天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的C天王星的运动轨道偏离根据万有引力计算出来的轨道，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用D冥王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的

29、答案：ACD答案：CD答案：D4地核的体积约为整个地球体积的16%，地核的质量约为地球质量的34%.经估算，地核的平均密度为_kg/m3.(已知地球半径为6.4106m，地球表面重力加速度为9.8 m/s2，万有引力常量为6.71011Nm2/kg2，结果取两位有效数字)答案：1.2104特别提示：前三种方法仅适用于计算被环绕的中心天体的质量，无法计算围绕中心天体做圆周运动的天体的质量，常见的天体质量的计算有如下两种：(1)已知行星的运动情况，计算太阳质量(2)已知卫星的运动情况，计算行星质量题型探究题型一天体质量的计算【例1】 为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M.已知地球半径R6.

30、4106 m，地球质量m61024kg，日地中心的距离r1.51011m，地球表面处的重力加速度g10 m/s2,1年约为3.2107 s，试估算目前太阳的质量M(保留一位有效数字，引力常量未知)答案：21030kg反思：计算天体质量的方法主要有两种：一种是利用天体的一个卫星(或行星)绕它做匀速圆周运动的有关规律求解；另一种是利用天体表面的重力加速度求解【变式1】 利用下列数据可以计算出地球质量的是()A已知地球的半径R地和地球表面的重力加速度gB已知卫星绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径r和周期TC已知卫星绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径r和线速度vD已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周

31、期T答案：ABCD题型二天体密度的计算【例2】 假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T1，已知万有引力常量为G，则该天体的密度是多少？若这颗卫星距该天体表面的高度为h，测得在该处做圆周运动的周期为T2，则该天体的密度又是多少？【变式2】 某星球可视为球体，其自转周期为T.在它的两极处用弹簧秤测得某物体重为P，在它的赤道上用弹簧秤测得同一物体重为0.9P，星球的平均密度是多少？随堂反馈1若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为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太阳的密度答案：B答案：A3一飞

32、船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量()A飞船的轨道半径 B飞船的运行速度C飞船的运行周期 D行星的质量答案：C4我国已经利用“神舟”系列飞船将自己的宇航员送入太空，成为继俄罗斯、美国之后第三个掌握载人航天技术的国家设宇航员测出自己绕地球球心做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，则仅根据T、R和地球表面重力加速度g，宇航员能计算的量是()A飞船所在处的重力加速度B地球的平均密度C飞船的线速度大小D飞船所需向心力答案：AC 抛出的石头会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？卫星、月亮没有落下来必须具备什么条件？问题：牛顿人造卫星原理图牛顿

33、的思考与设想：抛出的速度v越大时，落地点越远，速度不断增大，将会出现什么结果？ 牛顿的设想过程法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力RmvRGMm22skmsmvRGM/9 .7/62411104 .61089.51067.6法二：重力提供物体作圆周运动的向心力法二：重力提供物体作圆周运动的向心力Rvmmg2skmsmgRv/9.7/104.68.96探究问题一：以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运探究问题一：以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？动，不会落下来？(已知已知=6.6710-11Nm2/kg2,地球质量地球质量M=5.891024kg,地球半径地球

34、半径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（环绕速度） v1=7.9km/s它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度 n 说明：说明：（）如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到（）如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；地面而不能绕地球运转；（）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀（）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；速圆周运动； （3）如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行，地心就成为椭圆轨道的一个焦点 、第二宇宙速度（脱离

35、速度） 这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度 如果人造天体的速度大于如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于而小于16.7km/s，则它的运，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点焦点v2=11.2 km/s3、第三宇宙速度（逃逸速度） 这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度 如果人造天体具有这样的速度，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了v3=16.7 km/s各种各样的卫星各种各样的卫星探究问题二：人造卫星的轨道（1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪几

36、条？abc提示：卫星作圆周运动的向心力必须指向地心（2）这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能和地球自转同步？ 课堂练习：人造卫星的运行规律卫星的绕行速度v 、角速度 、周期T与轨道半径 r 的关系1、绕行速度v与r的关系2vFmr2MmFGrrvGMvr2、角速度与r的关系2Fmr2MmFGr3GMr3、周期T与r的关系2Fmr2T22FmrT2MmFGr234rTGM不同高度的卫星课堂练习：课堂练习：人造卫星的运行规律线速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系线速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系：rGMv3rGMGMrT322rGMa 思考：对于绕地球运动的人造卫星：（1 1）离地面越高，向心力越 （2 2）离地面越高，