萬有引力定律及其應(yīng)用復(fù)習(xí)教案(共20頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 學(xué)員 物理 科目第 次個(gè)性化教案學(xué)員年級 高一課題名稱萬有引力定律及其應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)同步教學(xué)知識內(nèi)容萬有引力定律的應(yīng)用,開普勒三大定律教學(xué)重點(diǎn)萬有引力定律教學(xué)難點(diǎn)利用萬有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量通過萬有引力定律和向心力公式計(jì)算環(huán)繞速度教學(xué)過程教師活動(dòng)一、作業(yè)檢查與評講二、回顧與復(fù)習(xí)三、新內(nèi)容講解一、萬有引力定律及其應(yīng)用1內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比、與它們之間距離r的二次方成反比2表達(dá)式：F，G為引力常量：G6.67×1011 N·m2/kg2.3適用條件(1)公式適用于質(zhì)

2、點(diǎn)間的相互作用當(dāng)兩物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí)，物體可視為質(zhì)點(diǎn)(2)質(zhì)量分布均勻的球體可視為質(zhì)點(diǎn)，r是兩球心間的距離二、環(huán)繞速度1第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度推導(dǎo)過程為：由mg得：v1 7.9 km/s.2第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的速度3第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，也是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度特別提醒1.兩種周期自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期的不同2兩種速度環(huán)繞速度與發(fā)射速度的不同，最大環(huán)繞速度等于最小發(fā)射速度3兩個(gè)半徑天體半徑R和衛(wèi)星軌道半徑r的不同三、第二宇宙速度和第三宇宙速度1第二宇宙速度(脫離速度)：v211.2 km/s，使物體掙脫地球引力

3、束縛的最小發(fā)射速度2第三宇宙速度(逃逸速度)：v316.7 km/s，使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度.考點(diǎn)一天體質(zhì)量和密度的計(jì)算1解決天體(衛(wèi)星)運(yùn)動(dòng)問題的基本思路(1)天體運(yùn)動(dòng)的向心力來源于天體之間的萬有引力，即Gmanmm2rm(2)在中心天體表面或附近運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力近似等于重力，即Gmg(g表示天體表面的重力加速度)2天體質(zhì)量和密度的計(jì)算(1)利用天體表面的重力加速度g和天體半徑R.由于Gmg，故天體質(zhì)量M，天體密度.(2)通過觀察衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T和軌道半徑r.由萬有引力等于向心力，即Gmr，得出中心天體質(zhì)量M；若已知天體半徑R，則天體的平均密度；若天體的衛(wèi)星在天

4、體表面附近環(huán)繞天體運(yùn)動(dòng)，可認(rèn)為其軌道半徑r等于天體半徑R，則天體密度.可見，只要測出衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運(yùn)動(dòng)的周期T，就可估算出中心天體的密度例11798年，英國物理學(xué)家卡文迪許測出萬有引力常量G，因此卡文迪許被人們稱為能稱出地球質(zhì)量的人若已知萬有引力常量G，地球表面處的重力加速度g，地球半徑R，地球上一個(gè)晝夜的時(shí)間T1(地球自轉(zhuǎn)周期)，一年的時(shí)間T2(地球公轉(zhuǎn)周期)，地球中心到月球中心的距離L1，地球中心到太陽中心的距離L2.你能計(jì)算出()A地球的質(zhì)量m地B太陽的質(zhì)量m太C月球的質(zhì)量m月D可求月球、地球及太陽的密度解析對地球表面的一個(gè)物體m0來說，應(yīng)有m0g，所以地球質(zhì)量m地，選項(xiàng)A正確對地球繞

5、太陽運(yùn)動(dòng)來說，有m地L2，則m太，B項(xiàng)正確對月球繞地球運(yùn)動(dòng)來說，能求地球質(zhì)量，不知道月球的相關(guān)參量及月球的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)參量，無法求出它的質(zhì)量和密度，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤答案AB突破訓(xùn)練1一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其線速度大小為v.假設(shè)宇航員在該行星表面上用彈簧測力計(jì)測量一質(zhì)量為m的物體重力，物體靜止時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為N.已知引力常量為G，則這顆行星的質(zhì)量為()A. B. C. D.答案B解析設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m由萬有引力提供向心力，得Gmmmg由已知條件：m的重力為N得Nmg由得g，代入得：R代入得M，故B項(xiàng)正確考點(diǎn)二衛(wèi)星運(yùn)行參量的比較與運(yùn)算1衛(wèi)星的各物理量隨軌道半徑變化的規(guī)律2極地衛(wèi)星和近

6、地衛(wèi)星(1)極地衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)每圈都經(jīng)過南北兩極，由于地球自轉(zhuǎn)，極地衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋(2)近地衛(wèi)星是在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，其運(yùn)行的軌道半徑可近似認(rèn)為等于地球的半徑，其運(yùn)行線速度約為7.9 km/s.(3)兩種衛(wèi)星的軌道平面一定通過地球的球心深化拓展(1)衛(wèi)星的a、v、T是相互聯(lián)系的，如果一個(gè)量發(fā)生變化，其他量也隨之發(fā)生變化；這些量與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)，它們由軌道半徑和中心天體的質(zhì)量共同決定(2)衛(wèi)星的能量與軌道半徑的關(guān)系：同一顆衛(wèi)星，軌道半徑越大，動(dòng)能越小，勢能越大，機(jī)械能越大例2“嫦娥四號”，專家稱“四號星”，計(jì)劃在2017年發(fā)射升空，它是嫦娥探月工程計(jì)劃中嫦娥系列的第四顆

7、人造探月衛(wèi)星，主要任務(wù)是更深層次、更加全面的科學(xué)探測月球地貌、資源等方面的信息，完善月球檔案資料已知月球的半徑為R，月球表面的重力加速度為g，月球的平均密度為，“嫦娥四號”離月球中心的距離為r，繞月周期為T.根據(jù)以上信息下列說法正確的是()A月球的第一宇宙速度為B“嫦娥四號”繞月運(yùn)行的速度為 C萬有引力常量可表示為D“嫦娥四號”必須減速運(yùn)動(dòng)才能返回地球解析根據(jù)第一宇宙速度的定義有：mgm，v，A錯(cuò)誤；根據(jù)Gm和Gmg可以得到“嫦娥四號”繞月運(yùn)行的速度為v ，B錯(cuò)誤；根據(jù)Gmr和MR3可以知道萬有引力常量可表示為，C正確；“嫦娥四號”必須先加速離開月球，再減速運(yùn)動(dòng)才能返回地球，D錯(cuò)誤答案C突破訓(xùn)

8、練22013年6月13日，神州十號與天宮一號成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對接對接前神州十號與天宮一號都在各自的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)已知引力常量為G，下列說法正確的是()A由神州十號運(yùn)行的周期和軌道半徑可以求出地球的質(zhì)量B由神州十號運(yùn)行的周期可以求出它離地面的高度C若神州十號的軌道半徑比天宮一號大，則神州十號的周期比天宮一號小D漂浮在天宮一號內(nèi)的宇航員處于平衡狀態(tài)答案A同步衛(wèi)星的六個(gè)“一定”突破訓(xùn)練3已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G.有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是()A衛(wèi)星距地面的高度為 B衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度C衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為GD衛(wèi)星運(yùn)行的

9、向心加速度小于地球表面的重力加速度答案BD解析天體運(yùn)動(dòng)的基本原理為萬有引力提供向心力，地球的引力使衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即F萬F向m.當(dāng)衛(wèi)星在地表運(yùn)行時(shí)，F(xiàn)萬mg(R為地球半徑)，設(shè)同步衛(wèi)星離地面高度為h，則F萬F向ma向<mg，所以C錯(cuò)誤，D正確由得，v < ，B正確由，得Rh ，即h R，A錯(cuò)誤考點(diǎn)三衛(wèi)星變軌問題分析當(dāng)衛(wèi)星由于某種原因速度突然改變時(shí)(開啟或關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)或空氣阻力作用)，萬有引力不再等于向心力，衛(wèi)星將變軌運(yùn)行：(1)當(dāng)衛(wèi)星的速度突然增大時(shí)，G<m，即萬有引力不足以提供向心力，衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng)，脫離原來的圓軌道，軌道半徑變大，當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入新的軌道穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)由v

10、 可知其運(yùn)行速度比原軌道時(shí)減小(2)當(dāng)衛(wèi)星的速度突然減小時(shí)，G>m，即萬有引力大于所需要的向心力，衛(wèi)星將做近心運(yùn)動(dòng)，脫離原來的圓軌道，軌道半徑變小，當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入新的軌道穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)由v 可知其運(yùn)行速度比原軌道時(shí)增大衛(wèi)星的發(fā)射和回收就是利用這一原理例4“嫦娥一號”探月衛(wèi)星繞地運(yùn)行一段時(shí)間后，離開地球飛向月球如圖3所示是繞地飛行的三條軌道，1軌道是近地圓形軌道，2和3是變軌后的橢圓軌道A點(diǎn)是2軌道的近地點(diǎn)，B點(diǎn)是2軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)，衛(wèi)星在軌道1的運(yùn)行速率為7.7 km/s，則下列說法中正確的是()圖3A衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速率一定大于7.7 km/sB衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速率一定小于7.7

11、km/sC衛(wèi)星在3軌道所具有的機(jī)械能小于在2軌道所具有的機(jī)械能D衛(wèi)星在3軌道所具有的最大速率小于在2軌道所具有的最大速率解析衛(wèi)星在1軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬有引力定律和牛頓第二定律得Gm，衛(wèi)星在2軌道A點(diǎn)做離心運(yùn)動(dòng)，則有G<m，故v1<v2A，選項(xiàng)A正確；衛(wèi)星在2軌道B點(diǎn)做近心運(yùn)動(dòng)，則有G>m，若衛(wèi)星在經(jīng)過B點(diǎn)的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，則Gm，由于r<rB，所以v1>vB，故v2B<vB<v17.7 km/s，選項(xiàng)B正確；3軌道的高度大于2軌道的高度，故衛(wèi)星在3軌道所具有的機(jī)械能大于在2軌道所具有的機(jī)械能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；衛(wèi)星在各個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有萬有引力做功，機(jī)

12、械能守恒，在A點(diǎn)時(shí)重力勢能最小，動(dòng)能最大，速率最大，故衛(wèi)星在3軌道所具有的最大速率大于在2 軌道所具有的最大速率，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案AB突破訓(xùn)練42013年2月15日中午12時(shí)30分左右，俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州發(fā)生天體墜落事件如圖4所示，一塊隕石從外太空飛向地球，到A點(diǎn)剛好進(jìn)入大氣層，之后由于受地球引力和大氣層空氣阻力的作用，軌道半徑漸漸變小，則下列說法中正確的是()圖4A隕石正減速飛向A處B隕石繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)角速度漸漸變小C隕石繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)速度漸漸變大D進(jìn)入大氣層后，隕石的機(jī)械能漸漸變大答案C解析由于萬有引力做功，隕石正加速飛向A處，選項(xiàng)A錯(cuò)誤隕石繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因軌道半徑漸漸變小，則角速度漸漸變大，

13、速度漸漸變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確進(jìn)入大氣層后，由于受到空氣阻力的作用，隕石的機(jī)械能漸漸變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤考點(diǎn)四重力加速度和宇宙速度的求解1第一宇宙速度v17.9 km/s，既是發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大環(huán)繞速度2第一宇宙速度的求法：(1)m，所以v1 .(2)mg，所以v1.3第二、第三宇宙速度也都是指發(fā)射速度例5“伽利略”木星探測器，從1989年10月進(jìn)入太空起，歷經(jīng)6年，行程37億千米，終于到達(dá)木星周圍此后在t秒內(nèi)繞木星運(yùn)行N圈后，對木星及其衛(wèi)星進(jìn)行考察，最后墜入木星大氣層燒毀設(shè)這N圈都是繞木星在同一個(gè)圓周上運(yùn)行，其運(yùn)行速率為v，探測器上的照相機(jī)正對木星拍攝整個(gè)木星時(shí)的

14、視角為(如圖5所示)，設(shè)木星為一球體求：圖5(1)木星探測器在上述圓形軌道上運(yùn)行時(shí)的軌道半徑；(2)木星的第一宇宙速度解析(1)設(shè)木星探測器在題述圓形軌道運(yùn)行時(shí)，軌道半徑為r，由v可得：r由題意，T聯(lián)立解得r(2)探測器在圓形軌道上運(yùn)行時(shí)，萬有引力提供向心力，Gm.設(shè)木星的第一宇宙速度為v0，有，Gm聯(lián)立解得：v0 v由題意可知Rrsin ，解得：v0.答案(1)(2)突破訓(xùn)練5隨著我國登月計(jì)劃的實(shí)施，我國宇航員登上月球已不是夢想假如我國宇航員登上月球并在月球表面附近以初速度v0豎直向上拋出一個(gè)小球，經(jīng)時(shí)間t后回到出發(fā)點(diǎn)已知月球的半徑為R，萬有引力常量為G，則下列說法正確的是()A月球表面的重

15、力加速度為B月球的質(zhì)量為C宇航員在月球表面獲得 的速度就可能離開月球表面圍繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)D宇航員在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的繞行周期為 答案B解析根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)可得t，g，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由mgmm()2R可得：M，v ，T2 ，故B項(xiàng)正確，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤20雙星系統(tǒng)模型問題的分析與計(jì)算繞公共圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)星體組成的系統(tǒng)，我們稱之為雙星系統(tǒng)，如圖6所示，雙星系統(tǒng)模型有以下特點(diǎn)：圖6(1)各自需要的向心力由彼此間的萬有引力相互提供，即m1r1，m2r2(2)兩顆星的周期及角速度都相同，即T1T2，12(3)兩顆星的半徑與它們之間的距離關(guān)系為：r1r2L(4)兩顆星到圓心的距離r1、r2與星體

16、質(zhì)量成反比，即(5)雙星的運(yùn)動(dòng)周期T2 (6)雙星的總質(zhì)量公式m1m2例6冥王星與其附近的星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，它們的質(zhì)量比約為71，同時(shí)繞它們連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由此可知卡戎繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的()A角速度大小約為冥王星的7倍B向心力大小約為冥王星的1/7C軌道半徑約為冥王星的7倍D周期與冥王星周期相同答案CD解析對于雙星系統(tǒng)，任意時(shí)刻均在同一條直線上，故轉(zhuǎn)動(dòng)的周期、角速度都相同彼此給對方的萬有引力提供向心力，故向心力大小相同，由m12r1m22r2，得7，故C、D項(xiàng)正確.鞏固練習(xí)11對開普勒三定律的理解火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行，根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知()A太陽位于木星運(yùn)行軌

17、道的中心B火星和木星繞太陽運(yùn)行速度的大小始終相等C火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方D相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積答案C解析火星和木星在各自的橢圓軌道上繞太陽運(yùn)動(dòng)，速度的大小不可能始終相等，因此B錯(cuò)；太陽在這些橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，因此A錯(cuò)； 在相同時(shí)間內(nèi)，某個(gè)確定的行星與太陽連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等，因此D錯(cuò)，本題答案為C.2對萬有引力定律的理解關(guān)于萬有引力公式FG，以下說法中正確的是()A公式只適用于星球之間的引力計(jì)算，不適用于質(zhì)量較小的物體B當(dāng)兩物體間的距離趨近于0時(shí)，萬有引力趨近于無窮大C兩物體間的萬有引力也符合牛頓第三定律D

18、公式中引力常量G的值是牛頓規(guī)定的答案C解析萬有引力公式FG，雖然是牛頓由天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出的，但牛頓又將它推廣到了宇宙中的任何物體，適用于計(jì)算任何兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力當(dāng)兩個(gè)物體間的距離趨近于0時(shí)，兩個(gè)物體就不能視為質(zhì)點(diǎn)了，萬有引力公式不再適用兩物體間的萬有引力也符合牛頓第三定律公式中引力常量G的值是卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室里用實(shí)驗(yàn)測定的，而不是人為規(guī)定的故正確答案為C.3第一宇宙速度的計(jì)算美國宇航局2011年12月5日宣布，他們發(fā)現(xiàn)了太陽系外第一顆類似地球的、可適合居住的行星“開普勒22b”，其直徑約為地球的2.4倍至今其確切質(zhì)量和表面成分仍不清楚，假設(shè)該行星的密度和地球相當(dāng)，根據(jù)以上信息，估算該行星的第

19、一宇宙速度等于()A3.3×103 m/s B7.9×103 m/sC1.2×104 m/s D1.9×104 m/s答案D解析由該行星的密度和地球相當(dāng)可得，地球第一宇宙速度v1 ，該行星的第一宇宙速度v2 ，聯(lián)立解得v22.4v11.9×104 m/s，選項(xiàng)D正確4對人造衛(wèi)星及衛(wèi)星軌道的考查a、b、c、d是在地球大氣層外的圓形軌道上運(yùn)行的四顆人造衛(wèi)星其中a、c的軌道相交于P，b、d在同一個(gè)圓軌道上，b、c軌道在同一平面上某時(shí)刻四顆衛(wèi)星的運(yùn)行方向及位置如圖1所示下列說法中正確的是()圖1Aa、c的加速度大小相等，且大于b的加速度Bb、c的角速度

20、大小相等，且小于a的角速度Ca、c的線速度大小相等，且小于d的線速度Da、c存在在P點(diǎn)相撞的危險(xiǎn)答案A解析由Gmmr2mrma，可知B、C、D錯(cuò)誤，A正確鞏固練習(xí)21雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，經(jīng)過一段時(shí)間演化后，兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋倍，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，則此時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的周期為()A.T B.T C. T D.T答案B解析雙星靠彼此的萬有引力提供向心力，則有Gm1r1Gm2r2并且r1r2L解得T2當(dāng)雙星

21、總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋倍，兩星之間距離變?yōu)樵瓉淼膎倍時(shí)T2·T故選項(xiàng)B正確22012年6月18日，神州九號飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器在離地面343 km的近圓形軌道上成功進(jìn)行了我國首次載人空間交會(huì)對接對接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣，下面說法正確的是()A為實(shí)現(xiàn)對接，兩者運(yùn)行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B如不加干預(yù)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號的動(dòng)能可能會(huì)增加C如不加干預(yù)，天宮一號的軌道高度將緩慢降低D航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用答案BC解析地球所有衛(wèi)星的運(yùn)行速度都小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤軌道處的稀薄大氣會(huì)對天宮一號產(chǎn)生阻力，不加干預(yù)其

22、軌道會(huì)緩慢降低，同時(shí)由于降低軌道，天宮一號的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故天宮一號的動(dòng)能可能會(huì)增加，B、C正確；航天員受到地球引力作用，此時(shí)引力充當(dāng)向心力，產(chǎn)生向心加速度，航天員處于失重狀態(tài)，D錯(cuò)誤3目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是()A衛(wèi)星的動(dòng)能逐漸減小B由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機(jī)械能保持不變D衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小答案BD解析在衛(wèi)星軌道半徑逐漸變小的過程中，地球引力做正功，引力勢

23、能減?。粴怏w阻力做負(fù)功，機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能減小，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)近似看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)Gm得v ，所以衛(wèi)星的速度逐漸增大，動(dòng)能增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤減小的引力勢能一部分用來克服氣體阻力做功，一部分用來增加動(dòng)能，故D正確6據(jù)報(bào)道，嫦娥三號將于近期發(fā)射嫦娥三號接近月球表面的過程可簡化為三個(gè)階段：距離月球表面15 km時(shí)打開反推發(fā)動(dòng)機(jī)減速，下降到距月球表面H100 m高度時(shí)懸停，尋找合適落月點(diǎn)；找到落月點(diǎn)后繼續(xù)下降，距月球表面h4 m時(shí)速度再次減為0；此后，關(guān)閉所有發(fā)動(dòng)機(jī)，使它做自由落體運(yùn)動(dòng)落到月球表面已知嫦娥三號質(zhì)量為140 kg，月球表面重力加速度g約為1.6 m/s2，月

24、球半徑為R，引力常量G.求：(1)月球的質(zhì)量；(用題給字母表示)(2)嫦娥三號懸停在離月球表面100 m處時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)對嫦娥三號的作用力；(3)嫦娥三號從懸停在100 m處到落至月球表面，發(fā)動(dòng)機(jī)對嫦娥三號做的功答案(1)(2)224 N(3)21 504 J解析(1)在月球表面Gmg解得：M(2)因受力平衡，有Fmg解得：F224 N(3)從懸停在高100 m處到達(dá)高4 m處過程由動(dòng)能定理mg(Hh)W10從高4 m處釋放后嫦娥三號機(jī)械能守恒，發(fā)動(dòng)機(jī)不做功W20解得：WW1W221 504 J作業(yè)題組1萬有引力定律及應(yīng)用1假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體一礦井深度為d.已知質(zhì)量分布均勻的球

25、殼對殼內(nèi)物體的引力為零礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為()A1 B1 C()2 D()22如圖1所示，三顆質(zhì)量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為M、半徑為R.下列說法正確的是()圖1A地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為B一顆衛(wèi)星對地球的引力大小為C兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為D三顆衛(wèi)星對地球引力的合力大小為題組2天體質(zhì)量和密度的計(jì)算3有一宇宙飛船到了某行星上(該行星沒有自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))，以速度v貼近行星表面勻速飛行，測出運(yùn)動(dòng)的周期為T，已知引力常量為G，則可得()A該行星的半徑為B該行星的平均密度為C無法求出該行星的質(zhì)量D該行星表面的重力加速度為題組3衛(wèi)星運(yùn)行參量的分析與計(jì)算

26、4已知金星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期小于木星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期，它們繞太陽的公轉(zhuǎn)均可看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則可判定()A金星到太陽的距離大于木星到太陽的距離B金星運(yùn)動(dòng)的速度小于木星運(yùn)動(dòng)的速度C金星的向心加速度大于木星的向心加速度D金星的角速度小于木星的角速度5我國研制并成功發(fā)射的“嫦娥二號”探測衛(wèi)星，在距月球表面高度為h的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行的周期為T.若以R表示月球的半徑，則()A衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的線速度為B衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的向心加速度為C月球的第一宇宙速度為D物體在月球表面自由下落的加速度為 題組4衛(wèi)星變軌問題的分析6如圖4所示，“嫦娥二號”衛(wèi)星由地面發(fā)射后，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)多次變軌最終進(jìn)入半徑為100 k

27、m、周期為118 min的工作軌道，開始對月球進(jìn)行探測，則()圖4A衛(wèi)星在軌道上的運(yùn)動(dòng)速度比月球的第一宇宙速度小B衛(wèi)星在軌道上經(jīng)過P點(diǎn)的速度比在軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)大C衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期比在軌道上短D衛(wèi)星在軌道上的機(jī)械能比在軌道上大題組5雙星問題7天文學(xué)家如果觀察到一個(gè)星球獨(dú)自做圓周運(yùn)動(dòng)，那么就想到在這個(gè)星球附近存在著一個(gè)看不見的星體黑洞星球與黑洞通過萬有引力的作用組成雙星，以兩者連線上某點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么()A它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與其質(zhì)量成反比B它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與其質(zhì)量成反比C它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與其質(zhì)量成反比D它們所受的向心力與其質(zhì)量成反比題組6萬有引力與航天的綜合計(jì)算題8

28、有一探測衛(wèi)星在地球赤道正上方繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，萬有引力常量為G，探測衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T.求：(1)探測衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑；(2)探測衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大??；(3)在距地球表面高度恰好等于地球半徑時(shí)，探測衛(wèi)星上的觀測儀器某一時(shí)刻能觀測到的地球表面赤道的最大弧長(此探測器觀測不受日照影響，不考慮大氣對光的折射)課堂練習(xí)課后作業(yè)教學(xué)反思提交時(shí)間教研組長審批教研主任審批1答案A解析設(shè)地球的密度為，地球的質(zhì)量為M，根據(jù)萬有引力定律可知，地球表面的重力加速度g.地球質(zhì)量可表示為MR3.因質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零，所以礦井下以(Rd)為半徑的地球的質(zhì)量為M(Rd)3，解得M()3M，則礦井底部的重力加速度g，則礦井底部的重力加速度和地面處的重力加速度大小之比