风陵渡中学高一物理必修二总复习学案3——万有引力与航天

1、风陵渡中学高一物理必修二总复习学案3万有引力与航天【自主学习】1万有引力定律揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律，以下正确的是（ ）A人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供B物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的C人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大D宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用2. 对地球同步卫星，下列说法正确的是（ ）A.只能定点在赤道的正上方，不同的同步卫星轨道半径可以不同B.运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止C.轨道半径都相同，以第一宇宙速度运行D.可在我国的北京上空运行3假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半

2、径增大到原来2倍，则( )A根据公式v=r，可知卫星运动的线速度增大到原来的2倍B. 根据公式，可知卫星所需的向心力将减小到原来的1/2C. 根据公式，可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4D根据上述选项B和C给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的4.一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，飞船只受到引力的作用，已知引力常量为，要测定该行星的密度，仅仅只需测出下列哪一个量（ ）.飞船绕行星运行的周期.飞船运行的轨道半径.飞船运行时的速度大小.该行星的质量5、两颗靠得较近的天体叫双星，它们以两者质心连线上的一点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于因引力的作用而吸引在一起，以下关于双星的说法

3、中正确的是（ ）A 运动的线速度与其质量成反比 B 运动的角速度与其质量成反比C 运动轨道的半径与其质量成反比D 所受的向心力与其质量成反比6已知引力恒量G，则还需知道下面哪一选项的数据，就可以计算地球的质量（ ）A已知地球绕太阳运行的周期及地球中心到太阳中心的距离B已知月球绕地球运行的周期及月球中心到地球中心的距离C已知人造地球卫星在地面附近绕行的速度及地球的半径D已知地球同步卫星的周期7下列器材适宜航天员在轨道舱中进行锻炼的是( ) A. 哑铃B. 弹簧拉力器C. 单杠D. 跑步机8如图，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

4、同步圆轨道3轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点则当卫星分别在1、2、3轨道正常运行时，下列说法中正确的是( ) A卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期 B卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 C卫星在轨道2上运行时，经过Q点时的速率大于轨道1上的速率 D卫星在轨道2上运行时，经过P点时加速度大于轨道3上的加速度9.“嫦娥一号”登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，测得其周期为T. 飞船在月球上着陆后，自动机器人用测力计测得质量为m的仪器的重力为P. 已知引力常量为G，由以上数据可以求出的量有( )A月球的半径B月球的质量C月球表面的重力加速度D月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度

5、10某质量分布均匀的小行星半径为16km. 其密度与地球相同.已知地球半径km，地球表面重力加速度为g. 这个小行星表面的重力加速度为( )A. 400g B. C. 20g D. 11. 地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，引力恒量为G，则地球的平均密度是（ ）A B C D12. 地球同步卫星离地心距离为r，环绕速度大小为v1，加速度大小为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，下列关系式正确的是（ ）A B C D 13. 人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的行星是 。14一卫星在地面的重力为mg，在距地面高为地球半径R的轨道上

6、做匀速圆周运动时，卫星的重力、向心加速度及线速度分别是多少?15. 某物体在地面上受到的重力为160N，将它放置在卫星中，在卫星以加速度随火箭向上加速度上升的过程中，当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为90N时，求此时卫星距地球表面有多远？（地球半径R=6.4×103km，g取10m/s2）16如果你用卫星电话通过同步卫星转发的无线电信号与对方通话，则在你讲完话后，最短要等多少时间才能听到对方的回话？已知地球的质量为M，地球半径为R，引力常量为G，地球自转周期为T，无线电信号的传播速度为c17. 某卫星绕某行星作匀速圆周运动，已知卫星运动轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，求：

7、（1）求该行星质量M.（2）若测得该行星的半径为卫星轨道半径的1/n，则此行星表面重力加速度g为多大？（忽略行星的自转）（3）在该行星表面附近将一个物体以初速度v0水平抛出，物体落到得星表面时速度方向与水平方向的夹角为，不考虑该行星大气对物体运动的阻力，求物体在空中的运动时间t【总结反思】一、地心说和日心说1.地心说认为 是宇宙中心，其它天体绕其做 运动。2.日心说认为 是宇宙中心，其它天体绕其做 运动，由波兰天文学家哥白尼创立的。3.开普勒行星运动定律由德国科学家 在研究丹麦天文学家 资料时得出，内容如下：（1） ;（2） ;（3） ,表达式 。二、万有引力定律1.内容： 2.表达式： ,引

8、力常量G ， G值由 测得。 3.适用条件：公式适用于 间的相互作用；当两物间距离 时，物体可忽略自身大小；计算均匀球体间引力时，r为 。4.万有引力遵守牛顿第三定律，不论两物的质量大小如何，它们之间的引力总是 .5.推导万有引力定律：三、万有引力定律应用思路：（中心天体质量M, 天体半径R, 轨道半径r,天体表面重力加速度g ）1万有引力=向心力 适用情景： 关系式 ：2重力=万有引力 适用情景： 关系式 ：四、 万有引力和重力的关系：1.重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供 。2. 在赤道上有，由知向心力最大，则g值最 。因向心力随纬度增大而 ，故g值随纬度增大而 。3.由知物体的重力

9、随高度的增高而 ，即重力加速度g随高度的增高而 。4.在地球表面，忽略地球自转时有 ，可得黄金代换式 。，五、估算天体的质量和密度： 1.“T 、 r”法：由 得： 即只要测出环绕星体M卫星运转的半径和周期，就可以计算出中心天体的质量。再综合及得天体密度 。当时，即卫星是近地面卫星时有 ，由此可以测量天体的密度.2.“g、R”法：由 得： 可得天体密度 。六、人造卫星1.卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系（1）由 得: 即轨道半径越大，绕行速度越 （2）由 得： 即轨道半径越大，绕行角速度越 （3）由 得： 即轨道半径越大，绕行周期越 （4）由 得： 即轨道半径越大，绕行加速度越 2.三

10、种宇宙速度（1）第一宇宙速度：v m/s是人造地球卫星的最小 ，最大 。（2）第二宇宙速度：v km/s是物体挣脱 需要的最小发射速度。（3）第三宇宙速度：v km/s是物体挣脱 需要的最小发射速度。（4）第一宇宙速度两种表达式的推导 方法一（由万有引力提供向心力）：方法二（由重力提供向心力）：3.近地卫星特点（1）近地卫星的轨道半径r可以近似地认为等于地球半径R（2）近地卫星的线速度大小为v1=7.9km/s，是人造卫星中环绕速度最大的（3）近地卫星的周期为T =5.06×103s=84min，是人造卫星中周期最小的4.地球同步卫星（通信卫星），是指相对于地面静止的人造卫星。其特点

11、有：（1）只能定点在 正上方（2）同步卫星的角速度、周期与 的角速度、周期相同（3）同步卫星距地面高度一定。由得 （4）同步卫星的线速度一定v=3.08km/s5. 卫星的变轨问题（1）渐变: 由于某些因素使卫星的半径缓慢变化，卫星每一周的运动仍可以看做是匀速圆周。解决此类问题，先要判断是离心还是向心，即半径是增还是减，然后再判断其他相关物理量如何变化。如：人造卫星绕地做圆周运动时，受到稀薄大气的阻力作用,其轨道半径会逐渐 ，运行速度会逐渐 。如果不及时进行轨道维持（即启动星上发动机），及时给卫星 速（填加、减），否则就会偏离原来的轨道。（2）突变: 由于技术上的需要，有时要在适当的位置短时间启动飞行器上的发动机，使飞行器轨道发生突变，使其到达预定的目标。简单的说， 轨变 轨，需要加速离心， 轨变 轨，需要减速向心。试分析习题8中的变轨方式。6.卫星的超重和失重（1）人造卫星在发射时尚未进入预定轨道的加速阶段，具有向上的加速度，卫星处于 状态。 (2)卫星进入轨道后正常运转时，卫星与物体处于 状态，由 提供向心力。（3）人造卫星在返回地面时制动后先加速下落，卫星处于 状态，