2015-2016学年鲁科版必修2：第5章第2、3节万有引力定律的应用人类对太空的不懈追求课件(39张)

第5章考向一理解教材新知第2、3节把握热点考向应用创新演练考向二学问点一学问点二随堂基础巩固课时跟踪训练考向三学问点三抛出速度人造卫星与宇宙速度卫星万有引力图5－2－12．宇宙速度(1)第一宇宙速度大小为，也叫环绕速度。(2)其次宇宙速度大小为，也叫脱离速度。(3)第三宇宙速度大小为，也叫逃逸速度。7.9km/s11.2km/s16.7km/s1．恒星演化发展到确定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星，中子星的半径较小，一般在7～20km，但它的密度大得惊人。若某中子星的密度为1.2×1017kg/m3，半径为10km，那么该中子星上的第一宇宙速度约为(G＝6.67×10－11N·m2/kg2)()A．7.9km/sB．16.7km/sC．2.9×104km/s D．5.8×104km/s答案：D预料未知天体1.海王星的发觉在观测天王星时，发觉其实际轨道与万有引力计算的轨道不吻合，并由此预料存在另一行星，这就是后来发觉的。2．意义巩固了的地位，呈现了科学理论超前的预见性。海王星万有引力定律2．探测器探测到土星外层上有一个环。为了推断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来确定，下列推断中正确的是 ()①若v∝R，则该环是土星的一部分②若v2∝R，则该环是土星的卫星群答案：

DA．①②

B．①③C．②③

D．①④人类对太空的探究

1.两种学说内容局限性地心说

是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕

运动都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的

运动，而和丹麦天文学家

的观测数据不符日心说

是宇宙的中心，且是静止不动的，地球和其他行星都绕

运动地球地球太阳太阳匀速圆周第谷2．牛顿的大综合牛顿在前人探讨的基础上，逐步建立了，是物理学的第一次大综合，形成了以为基础的力学体系。万有引力定律牛顿三大运动定律3．关于天体的运动，下列说法中正确的是()A．由于地心说符合人们的日常阅历，所以地心说是正确的B．太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动C．天体运动是最完备、和谐的匀速圆周运动D．日心说以太阳为中心来考虑天体运动，很多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简洁了解析：人们由于受主客观条件的限制，往往会在对自然界的相识中产生片面性、甚至错误的相识。地心说由于只是从简洁的日常阅历动身因而不能正确描述天体运动，故是错误的，A、B选项错；日心说的发展阅历了从观测到理论总结，再观测、再总结的过程，基本上正确地描述了天体的运动规律，故D对；开普勒在前人对行星运动的记录基础上，经过长时间的观测和分析，在敬重事实的基础上，提出了行星绕太阳的轨道是椭圆，而不是圆，故C错。答案：D[例1]如图5－2－2所示为赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B和地球同步卫星C的运动示意图，若它们的运动都可视为匀速圆周运动，则比较三个物体的运动状况，以下推断正确的是 ()卫星运动中v、ω、T、a与半径r的关系图5－

2－2A．三者的周期关系为TA<TB<TCB．三者向心加速度大小关系为aA>aB>aCC．三者角速度的大小关系为ωA＝ωC<ωBD．三者线速度的大小关系为vA<vB<vC[思路点拨]明确A、B、C三个探讨对象不同的轨道及运动规律，利用限制变量的方式分析。[答案]

C1．上例题中，若地球的平均密度为ρ，万有引力常量为G，

若要使物体A对地球表面的压力为零，则地球自转的周期

应为多少？卫星变轨问题分析[例2]放射地球同步卫星时，先将卫星放射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最终再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点(如图5－2－3)，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是()A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度图5－2－3C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度[思路点拨]解答此题时应留意以下两点：(1)地球卫星的线速度、角速度由运行半径确定。(2)加速度的大小取决于卫星受到的合力。[答案]

B2012年6月17日放射的“神舟”九号飞船要完成与环绕地球运转的轨道的“天宫”一号空间站对接，则()A．可以从较低轨道上加速B．可以从较高轨道上加速C．可以从与空间站同一高度轨道上加速D．无论在什么轨道上，只要加速都行解析：宇宙飞船加速时，由于飞船受到的万有引力不足以供应飞船须要的向心力，因而飞船就会发生离心现象。所以，要使飞船与空间站对接，可以从较低轨道上加速。答案：A[例3]如图5－2－4所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧。引力常量为G。图5－2－4(1)求两星球做圆周运动的周期。(2)在地月系统中，若忽视其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行的周期记双星模型的分析与计算为T1。但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2。已知地球和月球的质量分别为5.98×1024kg和7.35×1022kg。求T2与T1两者平方之比。(结果保留三位小数)[思路点拨]解此题应抓住两点：(1)正确建立双星运行模型，区分轨道半径和距离。(2)双星间的万有引力充当向心力，而且双星之间具有相同的周期。[借题发挥](1)双星做匀速圆周运动的角速度必相等，因此周期也必定相同。(2)由于每颗星球的向心力都是由双星间相互作用的万有引力供应的，因此向心力大小必定相等。(3)列式时需留意：万有引力定律表达式中的r表示双星间的距离，即两个圆周的半径之和，而向心力表达式中的r表示它们各自做圆周运动的半径，千