万有引力与航天第一轮复习建议市公开课金奖市赛课一等奖课件

万有引力与航天第一轮复习提议北京市第九十四中学高三备课组主讲人：芦雪玲第1页第1页一、万有引力与航天在教材中地位和特点

高考对本单元考察较为全面，利用万有引力定律及向心力公式分析人造卫星绕行速度、运动周期以及计算天体质量和密度等。载人航天成功和中国探月计划实行，对万有引力定律应用、人造卫星问题考察将称为热点。从运动学角度描述天体运动。是牛顿定律一个实际应用第2页第2页二、万有引力和航天要求:第3页第3页三、知识框架第4页第4页关键问题：物体受力与运动之间关系研究对象------天体受力分析------万有引力运动分析------圆周运动

关键是画图明确各物理量应用万有引力提供向心力。第5页第5页北京高考对此单元考察情况（北京理综，20）1990年5月，紫金山天文台将它们发觉第2752号小行星命名为吴健雄星。该小行星半径为16km。若将此小行星和地球均当作质量分布均匀球体，小行星密度与地球相同。已知地球半径R＝6400km，地球表面重力加速度为g。这个小行星表面重力加速度为A．400gB．C．20gD．（北京理综，20）已知地球质量大约是月球质量81倍，地球半径大约是月球半径4倍。不考虑地球、月球自转影响，由以上数据可推算出Ａ．地球平均密度与月球平均密度之比约为9∶8Ｂ．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为9∶4Ｃ．靠近地球表面沿圆轨道运营航天器周期与靠近月球表面沿圆轨道运营航天器周期之比约为8∶9Ｄ．靠近地球表面沿圆轨道运营航天器线速度与靠近月球表面沿圆轨道运营航天器线速度之比约为81∶4(北京理综，18)一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行。认为行星是密度均匀球体，要拟定该行星密度，只需要测量

A．飞船轨道半径B．飞船运营速度

C．飞船运营周期D．行星质量

第6页第6页（北京理综，15）不久前欧洲天文学家在太阳系之外发觉了一颗也许适合人类居住行星，命名为“格利斯581c”。该行星质量是地球质量5倍，直径是地球1.5倍。设想在该行星表面附近绕行星沿轨道运营人造卫星动能为Ek1，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运营相同质量人造卫星动能为Ek2，则为A．0.13B．0.3C．3.33D．7.5（北京理综，17）据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度200km,利用周期127分钟。若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出是A．月球表面重力加速度B．月球对卫星吸引力C．卫星绕月球运营速度D．卫星绕月运营加速度（北京理综，22）已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转影响。推到第一宇宙速度v1表示式；若卫星绕地球做匀速圆周运动，运营轨道距离地面高度为h，求卫星运营周期T。年年有第7页第7页四、复习提议本单元复习分为两讲：第一讲：开普勒定律、万有引力定律重点讲应用万有引力定律求中心天体质量和密度第二讲：万有引力定律在天体运动应用情景较多紧紧抓住万有引力充当向心力这一主线第8页第8页第一讲第9页第9页开普勒定律要求知道定律内容和应用该定律求行星或卫星运营周期。第10页第10页第11页第11页万有引力定律作为两个平方反比定律之一，含有主要应用价值和极高社会关注度。同时万有引力定律相关应用模型能够考察学生处理问题能力。如估算能力分析能力应用数学能力自主建模能力。教学提议：关注普适性、互相性、宏观性难点一：万有引力和重力比较1、g随纬度和高度改变原因2、万有引力和重力近似相等第12页第12页难点二：天体表面重力加速度问题策略---在天体表面放置一物体在天体附近认为重力近似等于万有引力第13页第13页注意：百分比问题在高考中出现几率大第14页第14页（江苏物理，1）火星质量和半径分别约为地球和，地球表面重力加速度为g，则火星表面重力加速度约为A．0.2gB．0.4gC．2.5gD．5g（北京理综，20）1990年5月，紫金山天文台将它们发觉第2752号小行星命名为吴健雄星。该小行星半径为16km。若将此小行星和地球均当作质量分布均匀球体，小行星密度与地球相同。已知地球半径R＝6400km，地球表面重力加速度为g。这个小行星表面重力加速度为

A．400gB．C．20gD．第15页第15页第16页第16页第17页第17页计算中心天体质量和密度是高考热点，估算天体质量是万有引力定律另一个应用。所考虑是圆周运动应当以所求天体为圆心，做圆周运动卫星或行星所受万有引力提供向心力。策略：画情境图标物理量普通两条路径，注意黄金代换灵活使用mg＝G得

第18页第18页(北京理综，18)一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行。认为行星是密度均匀球体，要拟定该行星密度，只需要测量

A．飞船轨道半径B．飞船运营速度

C．飞船运营周期D．行星质量第19页第19页第二讲第20页第20页人造卫星向心力完全来自卫星受到万有引力，因此所有卫星圆运动圆心都在地心，且按匀圆运动处理。卫星做匀圆运动过程中，卫星内物体处于完全失重状态。由此可知地球卫星做匀圆运动各个参量随轨道半径改变关系。第21页第21页难点一：人造卫星运营参量比较始终是学生迷惑地方。尤其是变轨问题分析。策略：地球中心天体不变，比较近地卫星、同时卫星、月亮三颗星运营各个参量。仅与半径相关，与其它量无关。变轨问题迎刃而解。比较近地卫星、同时卫星、赤道上物体运营各个参量。同时卫星座桥梁可解。第22页第22页（福建理综，14）“嫦娥一号”月球探测器在围绕月球运营过程中，设探测器运营轨道半径为r，运营速率为v，当探测器在飞越月球上一些环形山中质量密集区上空时A．r、v都将略为减小B．r、v都将保持不变C．r将略为减小，v将略为增大D．r将略为增大，v将略为减小[解析]当探测器在飞越月球上一些环形山中质量密集区上空时，引力变大，探测器做近心运动，曲率半径略为减小，同时由于引力做正功，动能略为增长，因此速率略为增大。C项正确。第23页第23页（上海，3）火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们轨道近似为圆。已知火卫一周期为7小时39分，火卫二周期为30小时18分，则两颗卫星相比A．火卫一距火星表面较近B．火卫二角速度较大C．火卫一运动速度较大D．火卫二向心加速度较大第24页第24页（北京崇文一模，16）如图所表示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运营三颗人造卫星，下列说法中正确是A．b、c线速度大小相等，且不小于a线速度B．b、c向心加速度大小相等，且小于a向心加速度C．b、c运营周期相同，且小于a运动周期D．由于某种原因，a轨道半径缓慢减小，则a线速度将变小acb地球第25页第25页（北京西城一模，19）有三颗质量相同人造地球卫星1、2、3，1是放置在赤道附近尚未发射卫星，2是靠近地球表面做圆周运动卫星，3是在高空一颗地球同时卫星。比较1、2、3三颗人造卫星运动周期T、线速度v、角速度ω和向心力F，下列判断正确是A．T1<T2<T3

B．ω1=ω3<ω2C．v1=v3<v2

D．F1>F2>F3第26页第26页宇宙速度第27页第27页难点二：发射速度和围绕速度区别策略：学生比较地面上物体和近地卫星区别第28页第28页地球同时卫星第29页第29页(山东理综，18)据报道，我国数据中继卫星“天链一号Ol星”于4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，通过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经770赤道上空同时轨道。关于成功定点后“天链一号01星”，下列说法正确是A．运营速度不小于7.9km／sB．离地面高度一定，相对地面静止C．绕地球运营角速度比月球绕地球运营角速度大D．向心加速度与静止在赤道上物体向心加速度大小相等第30页第30页难点三：双星问题宇宙中两颗相距较近天体称为“双星”，它们以两者连线上某一点为圆心做匀速圆周运动，两星之间万有引力提供向心力，两星角速度相同，两星之间距离保持不变。策略：学生明确其情景，优等生侧重第31页第31页一模：海王星是绕太阳运动一颗行星，它有一颗卫星叫海卫1。若将海王星绕太阳运动和海卫1绕海王星运动均看作匀速圆周运动，则要计算海王星质量，需要知道量是（引力常量G为已知量）A.海卫1绕海王星运动周期和半径abABCB.海王星绕太阳运动周期和半径C.海卫1绕海王星运动周期和海卫1质量D.海王星绕太阳运动周期和太阳质量木星四颗卫星问题。第32页第32页一模：图1是人造卫星两条轨道示意图。其中a是地球同时卫星轨道，图b是极地卫星轨道。4月1