万有引力专题复习学案6月12

1、高一物理暑假快乐训练营 万有引力专题复习学案一、两种对立的学说1.地心说：_是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕_运动。2.日心说：_是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕_运动。二、开普勒行星运动定律1、轨道定律：2、面积定律：3、周期定律：练习：1、【判一判】 (1)围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的。( )(2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动。( )(3)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长。( )2、两颗行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半长轴分别为r1和r2，则它们的公转周期之比为( )3、飞船沿半径为R的圆周绕地球运动的周期为T，地球半径为

2、R0，若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船由A点到B点所需要的时间？三、万有引力定律：1.内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在_,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成_，与它们之间距离r的二次方成_。2.公式：说明：(1)G为引力常量，其数值由英国物理学家_ _测量得出，常取G=_ N·m2/kg2。(2)r为两个质点间的距离或质量均匀的两个球体的_间的距离。练习：1、【判一判】 (1)月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡。( )(2)月球做圆周运动的向心力是由地球

3、对它的引力产生的。( )(3)地球对月球的引力与地面上的物体所受的地球的引力是两种不同性质的力。3、对于公式理解正确的是( )Am1与m2之间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，是一对平衡力Bm1与m2之间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力C当r趋近于零时，F趋向无穷大 D当r趋近于零时，公式不适用 4、两球表面间的距离为r，两球的质量分布均匀，质量分别为m1、m2，两球的半径分别为r1、r2，则两球间的万有引力大小为( )5、 (2012·宣城高一检测)两个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。若将两个用同种材料制成的半径是小铁球2倍的

4、实心大铁球紧靠在一起，则两大铁球之间的万有引力为( )A.2F B.4F C.8F D.16F四、万有引力和重力的区别和联系1.万有引力的效果万有引力的效果有两个，一个是重力mg，另一个是物体随地球自转需要的向心力Fn=mr2，如图。所以重力是万有引力的一个分力。2.重力与纬度的关系地面上物体的重力随纬度的升高而变大。(1)赤道上：重力和向心力在一条直线上F=F向+mg，即 (2)地球两极处：向心力为零，所以：(3)其他位置：重力是万有引力的一个分力，重力的大小 重力的方向偏离地心。3.重力与高度的关系地面附近：若距离地面的高度为h，则 (R为地球半径，g为离地面h高度处的重力加速度)。【特别

5、提醒】(1)一般计算中，往往不考虑地球的自转，认为物体受到的万有引力等于重力，即。(2)相对地面静止的物体受到的地面给它的支持力与重力是一对平衡力，而不是与万有引力平衡。练习：1、假如地球自转角速度增大，关于物体所受的重力，下列说法正确的是( )A.放在赤道地面上物体的万有引力不变B.放在两极地面上的物体的重力不变C.放在赤道地面上物体的重力减小D.放在两极地面上物体的重力增加2、地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响，在距地面高度为h的空中重力加速度是地面上重力加速度的几倍？已知地球半径为R。3.2012年6月16日,中国“长征二号F”遥九运载火箭起飞,托举着“神舟九号”飞船飞向太空。当

6、火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半时,火箭离地面的高度与地球半径之比为()。A.(+1)1B.(-1)1 C.1D.14、(2012·厦门高一检测)如图所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )AP、Q受地球引力大小相等 BP、Q做圆周运动的向心力大小相等CP、Q做圆周运动的角速度大小相等DP受地球引力大于Q所受地球引力5、(2012·新课标全国卷)假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引

7、力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( ).6、(2012·天津高一检测)宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t小球落回原处。(取地球表面重力加速度g=10 m/s2,空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g'(2)已知该星球的半径与地球半径之比为,求该星球的质量与地球质量之比五、万有引力与航天 基本公式： F万=F 向 展开表达： 1、求中心天体质量，密度： 2、求卫星运动数据：1）V=2） 3）4） 5）练习：1、(1)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10

8、 km/s。( )(2)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9 km/s。( )(3)要发射一颗月球人造卫星，在地面的发射速度应大于16.7 km/s。( )2、已知地球和月球的质量之比是81，半径之比是4，地球的第一宇宙速度大小为7.9 km/s，则在月球上发射月球卫星的第一宇宙速度是多少？3、(2012·天津高考)一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,动能减小为原来的不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的( )A.向心加速度大小之比为41 B.角速度大小之比为21 C.周期之比为18 D.轨道半径之比为12 4、2008年9月25日,我国利用“神舟

9、七号”飞船将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名宇航员送入太空。设宇航员测出自己绕地球做匀速圆周运动的周期为T,离地高度为H,地球半径为R,则根据T、H、R和引力常量G，能计算出的物理量是( )A.地球的质量 B.地球的平均密度C.飞船所需的向心力 D.飞船线速度的大小5、(2012·浙江高考)如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )A.太阳对各小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球

10、公转的线速度值6.(2011·广东高考)已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G，有关同步卫星，下列表述正确的是( )A.卫星距地面的高度为 B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度C.卫星受到的向心力大小为 D.卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度7.(12分)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

11、大小；(2)远地点B距地面的高度。六、地球卫星分析：1.人造地球卫星的轨道 地球卫星的轨道平面可以与赤道平面成任意角度，但轨道平面一定过地心。当轨道平面与赤道平面重合时，称为赤道轨道；当轨道平面与赤道平面垂直时，即通过极点，称为极地轨道，如图所示。2、地球同步卫星(1)定义：相对于地面静止的卫星，又叫静止卫星。(2)六个“一定”。同步卫星的运行方向与地球自转方向一致。同步卫星的运转周期与地球自转周期相同,T=24 h。同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度。同步卫星的轨道平面均在赤道平面上,即所有的同步卫星都在赤道的正上方。同步卫星的高度固定不变。3、卫星的变轨问题卫星由一轨道转移到另一轨道

12、时，卫星的速度、加速度等要发生变化。判断卫星的速度、加速度的变化情况时，可按以下思路进行。练习：1、2011年11月3日，用于交会对接的目标飞行器“天宫一号”，经过第4圈和第13圈两次变轨，调整至距地球343 km的近圆轨道上。若地球的质量、半径和引力常量G均已知，根据以上数据可估算出“天宫一号”飞行器的( )A.运动周期 B.环绕速度 C.角速度 D.所受的向心力2、地球同步卫星离地心的距离为r，运行速度为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则以下正确的是( )3.2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示。关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有( )A.在轨道上经过A的速度小于经过B的速度B.在轨道上经过A的动能小于在轨道上经过A 的动能