万有引力定律全章复习导学案(共6页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上必修22013届桃州中学高三物理导学案第七章 万有引力与航天【课 题】§7.1万有引力定律与天体运动【学习目标】 1理解万有引力定律，知道其内容及适用条件；2会运用万有引力定律分析有关天体运动问题【知识要点】一、开普勒定律1开普勒第一定律所有的行星围绕太阳运动的轨道都是_，太阳处在所有椭圆的_2开普勒第二定律对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等3开普勒第三定律所有行星的轨道的_跟_的比值都相等，即_二、万有引力定律1内容：两个物体之间的万有引力定律的大小，跟它们质量的乘积成_，跟它们之间距离的平方成_2公式：F=Gm1m2/R2，

2、其中G=_，叫做万有引力恒量由英国科学家_用扭秤装置第一次精确测定3适用条件：严格来说公式只适用于_的相互作用4万有引力在天体运动中的应用(1)基本思路在任何情况下总满足条件：_即：GMm/r2=mv2/r=m2r=m(42/T2)r=m(42n2)r=mv当不考虑天体的自转时：_即mg=mv2/r=m2r=m(42/T2)r=m(42n2)r=mvg是运动天体的重力加速度(2)天体质量、密度的估算测出围绕天体表面运行的行星或卫星的运动半径R和绕行周期T，M=_；测出围绕天体表面运行的行星或卫星的运动半径R和绕行速度v，M=_；测出围绕天体表面运行的行星或卫星的运动半径R和天体表面重力加速度g

3、，M=_结合M=(4R3/3)，可求天体密度5地球上物体重量的变化(1)物体重量随纬度的升高略有增加(2)同一纬度物体重量随高度的增加而减少在忽略地球自转因素的前提下，地球表面的重力加速度g=GM/R2，离地面高为h处的重力加速度g'=GM/(Rh)2即：g/g'=(Rh)2/R(3)太阳系不同行星表面重力加速度的关系：由引力重力 有 g1=GM/R12，g2=GM/R22，两式相比得g1/g2=M1R22/M2R12【典型例题】【例题1】关于开普勒行星运动的公式R3/T2=K ，以下理解正确的是( )AK是一个与行星无关的常量B若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；

4、 月球绕地球运转轨道的半长轴为R月，周期为T月，则R地3 T地2 R月3 T月2CT表示行星运动的自转周期DT表示行星运动的公转周期【例题2】某行星的卫星在靠近行星的轨道上运转，若计算该行星的密度，唯一需要测出的物理量是( )(引力恒量G为已知)A行星的半径 B卫星轨道半径C卫星运行的线速度 D卫星运行的周期【例题3】（2012苏北四市二模）美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星“开普勒-22b”，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一周，距离地球约600光年，体积是地球的2.4倍。已知万有引力常量和地球表面的重力加速度。根据以上信息，下

5、列推理中正确的是A若能观测到该行星的轨道半径，可求出该行星所受的万有引力B若已知该行星的密度和半径，可求出该行星的轨道半径C根据地球的公转周期与轨道半径，可求出该行星的轨道半径D若该行星的密度与地球的密度相等，可求出该行星表面的重力加速度【例题4】（2012栟茶高三年级第二次调研）美国宇航局科学家观测发现银河系内至少有500亿颗行星，若某一行星绕其中央恒星做圆周运动周期为地球公转周期800倍，该行星到恒星距离是地球到太阳距离40倍利用以上数据，可以求出的量有( )A恒星质量与太阳质量之比 B行星质量与地球质量之比C恒星自转周期与太阳自转周期之比 D行星公转速度与地球公转速度之比【例题5】已知太

6、阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390，月球绕地球旋转的周期约为27天利用上述数据以及日常的天文知识，可估算出太阳对地球与地球对月球的万有引力的比值约为多少？【能力训练】1（09年上海物理）牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中，牛顿( )A接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想B根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即Fµm的结论C根据Fµm和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出Fµm1m2D根据大量实验数据得出了比例系

7、数G的大小2.假设火星和地球都是球体，火星的质量M火和地球的质量M地之比M火/M地=p，火星的半径R火和地球的半径R地之比R火/R地=q，那么火星表面处的重力加速度g火和地球面处的重力加速度g地之比g火/g地等于( ) A.p/q2 B.pq2 C.p/q D.pq3（09年江苏物理）英国新科学家（New Scientist）杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径约45km，质量和半径的关系满足（其中为光速，为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为( )A B C D4设在地球上和在x天体上，以相同的初速度竖直

8、上抛一物体，物体上升的最大高度比为K(均不计阻力)，且已知地球和x天体的半径比也为K，则地球质量与x天体的质量比为( )A1BK CK2D1/K5.（09年浙江卷）在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的2.7×107倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是( )A太阳引力远大于月球引力B太阳引力与月球引力相差不大C月球对不同区域海水的吸引力大小相等D月球对不同区域海水的吸引力大小有差异6（09安徽）2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙-2

9、251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是（ ）A. 甲的运行周期一定比乙的长 B. 甲距地面的高度一定比乙的高C. 甲的向心力一定比乙的小 D. 甲的加速度一定比乙的大7太阳表面半径为R，平均密度为 ，地球表面半径和平均密度分别为R和 ，地球表面附近的重力加速度为g0 ，则太阳表面附近的重力加速度g( )A B C D8.设人类开发月球，不断地将月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采

10、后，地球仍可视为均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则( )A.地球对月球的万有引力将变大 B.地球对月球的万有引力将变小C.月球绕地球运行的周期变大 D.月球绕地球运行的周期变小9.（2012届上海南汇期区末）我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T。S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G。由此可求出S2的质量为（ ）A BC D 10发射地球同步卫星时，先将卫星发射到距地面高度为h1的近地圆轨道上，在卫星经过A点时点火实施变轨进

11、入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫星送入同步轨道，如图2所示。已知同步卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响。求：(1)卫星在近地点A的加速度大小；(2)远地点B距地面的高度。11(12分)1990年5月，中国紫金山天文台将1965年9月20日发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，其直径为32 km。若该行星的密度和地球的密度相同，则对该小行星而言，第一宇宙速度为多少？(已知地球半径R16 400 km，地球的第一宇宙速度v18 km/s)例题答案：1AD2D3. 答案：D4. 答案：AD5. 解析由万有引力公式FG得太阳对地球与地球对

12、月球的万有引力之比，再由Gmr，可得，由以上两式可得2.【答案】2能力训练答案 ：1AB 解析：题干要求“在创建万有引力定律的过程中”，牛顿知识接受了平方反比猜想，和物体受地球的引力与其质量成正比，即Fµm的结论，而提出万有引力定律后，后来利用卡文迪许扭称测量出万有引力常量G的大小，只与C项也是在建立万有引力定律后才进行的探索，因此符合题意的只有AB。2A3 C4.A5. AD6.D7.8.9.A .解析：取S1为研究对象，S1做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：Gm1()2r1，得：m2，所以选项A正确。10答案：(1)(2) R解析：(1)设地球质量为M，卫星质量为m，万有引力常量为G，卫星在A点的加速度为a，根据牛顿第二定律Gma物体在地球赤道表面上