【精选】教科版高中物理必修二第三章《万有引力定律》word章末总结学案-物理知识点总结

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2、地心说人类对行星运日社说定律）定律定律）动规律的认识j十第一定律（开普勒行星运动定律第二定律（第三定律（r万有引力定律的发规万有引力定律内容:枉何两个物休之间都存在相互作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与这两个物休之间的距离的平方成反比.公式汗虫学髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结万有引力定律万有引力定律的应用引力常量的测定L适用条件:何的相互作用计算地球的质量（

3、溜二厲m二嗒M471?河讨f=艮M二_高药區面测量（质量号g）计算夭怵的（密度二卩=L发现未知天体髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结人造地球卫星山学二1宇宙航行*CM/ruinti=5-（第一宇宙速度三个宇宙速度第二宇宙速度（第三宇宙速度L宇宙航行的成就km/呂km/右km/s课堂活动区合作探究重点互动撞击思维髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数

4、学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结、赤道上物体的向心加速度和卫星的向心加速度的区别髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结图1放

5、于赤道地面上的物体随地球自转所需的向心力是地球对物体的引力和地面对物体的支持力的合力提供的；而环绕地球运行的卫星所需的向心力完全由地球对卫星的引力提供（如图1）两个向心力的数值相差很大（如质量为1kg的物体在赤道上随地球自转所需的向心力只有0.034N，而它所受地球引力约为9.8N;近地卫星上每千克的物体所需的向心力是9.8N），对应的两个向心加速度的计算方法也不同，赤道上的物体随地球自转的向心加速度ai=32R=2n2r,式中t为地球自转周期，R为地球半径；卫星环绕地球运行的向心加速度a2=GM/r2，式中M为地球质量，r为卫星与地心的距离.例1地球赤道上的物体，由于地球自转产生的向心加速度

6、a=3.37x102m/s2，赤道上的重力加速度g取9.77m/s2，试问：（1）质量为m的物体在地球赤道上所受地球的万有引力为多大？（2）要使在赤道上的物体由于地球的自转完全失去重力（完全失重），地球自转的角速度应加快到实际角速度的多少倍？例2】地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F1，向心加速度为7,线速度为V1，角速度为.绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略），所受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为V2，角速度为32.地球的同步卫星所受的向心力为F3,向心加速度为a3，线速度为V3,角速度为33.地球表面的重力加速度为g,第一宇宙速度为v，假设三者质

7、量相等，则（）A.F1=F2f3B.a1=a2=ga3C.V1=V2=vv3D.31=3332二、万有引力定律的理解及应用1利用天体表面物体的引力加速度计算天体质量Mmgr2利用行星（卫星）周期计算天体质量4济3mg=Gr2,M=gMmmrF引=3求解天体圆周运动问题时，利用万有引力提供天体做圆周运动的向心力，则F向，即Mmv22G=m=mrw=rr【例3】太阳光经500s到达地球，地球的半径是值为.（取1位有效数字）例4】假设火星和地球都是球体，火星的质量6.4X106m，试估算太阳质量与地球质量的比M火与地球的质量M地之比M火/M地=卩，火星的半径R火和地球的半径R地之比R火/R地=q,求

8、它们表面处的重力加速度之比.三、人造地球卫星1发射速度：是指卫星直接从地面发射后离开地面时的速度.髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结2.轨道速度：卫星在咼空沿着圆轨道运行，此时F万=F向，即卩G=m，所以v=髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知

9、识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结此式也适用于在绕地球圆轨道上运行的行星由于V*，所以v随r的增大而减小，即卫星离地球越远，其轨道速率就越小.例5已知一颗近地卫星的周期为5100s，今要发射一颗地球同步卫星，它离地面的高度为地球半径的多少倍？例6土星外层上有一个环，为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中的各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断（）A若vxR，则该层是土星的一部分若v2xR，则该层是土星的卫星群1若vx1则该层是土星的一部分RD.若v2x1，则该层是土星的卫星群R髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数

10、学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结【例7】A为近地点，B-18图2如图2所示，人造卫星的轨道为椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上,为远地点，则下列说法正确的是（）A.卫星在近地点A的向心加速度大小等于在远地点B的向心加速度大小卫星在从近地点A向远地点B的运动过程中，向心加速度逐渐变小卫星在从远地点B向近地点A的运动过程中，速度逐渐变大，在B点时速度小于在A点时速度D.从近地点A向远地点B的运动过程中，万有引力没有做功即学即用1万有引力定

11、律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用规律，以下说法正确的是（）A物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大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TOC o 1-5 h z2已知引力常量为G，根据下列所给条件能计算岀地球质量的是（）A月球绕地球的运行周期T和月球中心到地球中心间距离R人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运行周期T地球绕太阳运行的周期T和地球中心到太阳中心的距离RD地球半径R和地球表面重力加速度g3据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球

12、表面分别约为200km和100km，运动速率分别为v1和v2，那么v1和v2的比值为（月球半径取1700km）（）4.2008年9月25日至28日，我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次岀舱飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟下列判断正确的是（）A飞船变轨过程也处于完全失重状态飞船在圆轨道上时航天员岀舱前后都处于失重状态飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度D飞航变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度5我国“嫦娥一号”月球探测器在绕月球成功运行

13、之后，为进一步探测月球的详细情况，又发射了一颗绕月球表面飞行的科学试验卫星假设卫星绕月球做圆周运动，月球绕地球也做圆周运动，且轨道都在同一平面内已知卫星绕月球运动周期T0，地球表面处的重力加速度g，地球半径G,试求:R0,月心与地心间的距离r，引力常量T.月球的平均密度p;月球绕地球运动的周期章末总结知识体系区轨道面积周期质点4/r3GT23nr3nGTVGP7.911.216.7课堂活动区【例1(1)9.8037m解析(1)在赤道上：(2)要使赤道上的物体由于地球自转而完全失去重力，即向心力，即(2)17倍F万=mg+F向=mg+ma=9.8037m.“飘”起来,则有万有引力完全提供5为“飘

14、”起时地球自转的角速度，R为地球半径，实际的角速度为3,则2m3R=ma，33.37X102髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结wo9.8037所以一=、=V290.917w13.37X107即自转角速度应加快到实际角速度的17倍.FiF3，故A错误.由此也知B错误.比较v1与v3，依据v=wrv2、v3与v，依据v，知C错，D正确.【例33X105解析地球到太阳的距离为r=ct=3.0X108X500m=1.5X1011m地球绕太阳的运动可看作匀速圆周运动，向心力为太阳对地球的引力，地球绕太阳公转的周期2

15、为T=365天=3.2X107s,则GMrm_=mr423太阳的质量为M=器地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，在忽略地球自转的情况下，物体在地球表面所受的重力等于地球对物体的引力，即mg=则地球的质量为m=gRG太阳质量和地球质量的比值为3X105M4r34X3.142X1.53X1033m=gR2T2=9.8X6.42x1012x3.22x1014【例4p2mg=gM,得q解析物体在火星和地球表面所受重力等于火星和地球对物体的万有引力，即GMg=则火星和地球表面的重力加速度之比为M火R地2M地（R火）【例55.6解析对于已知的近地卫星，万有引力提供向心力，有MmmRTn2髙中数学、数学

16、课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结对于地球同步卫星，其周期等于地球自转周期,2=m(R+h)2n2T2髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结两式相除得即R=阳i代入数值T1=5100s，T2=24X3600s髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试

17、题、数学知识点总结髙中数学、数学课件、髙中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试巻试题、数学知识点总结-5.6R即地球同步卫星距地面的高度约是地球半径的5.6倍.【例6】AD若为土星的一部分，环上各部分的角速度3相同，则满足v=R,即v*R，故2A正确；若为土星的卫星群，则由公式gR2=mR得V2OGR，故D正确.【例7BC在近地点A和远地点B时,rArB，故aBvb.在由B向A运动C正确，D错误.1.C物体的重力是地球对物体的万有引力引起的，A选项错误；人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越小，B选项错误；宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于受到的万有引力提供了圆周运动的向心力，D选项错误，只有C选项正确.2GMm4nm亍R，2.ABD由万有引力提供向心力，月球绕地球运行时有R2“2J224nR一厶,GMmvvr2n一，A正确；由=m可得M=，又因为V=3r，所以可得MgirrgI确.根据C中已知条件求岀的是太阳的质量而不是地球的质量，Mmmg=GR2，所以m=gR可求D正确.G3.C“嫦娥一号”和可得VGM（M为月球质量R2R14.BC.故选C.所以地球质量M=3t二汁