2015-2016學(xué)年魯科版必修2：第5章第2、3節(jié)萬有引力定律的應(yīng)用人類對太空的不懈追求課件(39張)

第5章考向一理解教材新知第2、3節(jié)把握熱點考向應(yīng)用創(chuàng)新演練考向二學(xué)問點一學(xué)問點二隨堂基礎(chǔ)鞏固課時跟蹤訓(xùn)練考向三學(xué)問點三拋出速度人造衛(wèi)星與宇宙速度衛(wèi)星萬有引力圖5－2－12．宇宙速度(1)第一宇宙速度大小為，也叫環(huán)繞速度。(2)其次宇宙速度大小為，也叫脫離速度。(3)第三宇宙速度大小為，也叫逃逸速度。7.9km/s11.2km/s16.7km/s1．恒星演化發(fā)展到確定階段，可能成為恒星世界的“侏儒”——中子星，中子星的半徑較小，一般在7～20km，但它的密度大得驚人。若某中子星的密度為1.2×1017kg/m3，半徑為10km，那么該中子星上的第一宇宙速度約為(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預(yù)料未知天體1.海王星的發(fā)覺在觀測天王星時，發(fā)覺其實際軌道與萬有引力計算的軌道不吻合，并由此預(yù)料存在另一行星，這就是后來發(fā)覺的。2．意義鞏固了的地位，呈現(xiàn)了科學(xué)理論超前的預(yù)見性。海王星萬有引力定律2．探測器探測到土星外層上有一個環(huán)。為了推斷它是土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群，可以測量環(huán)中各層的線速度v與該層到土星中心的距離R之間的關(guān)系來確定，下列推斷中正確的是 ()①若v∝R，則該環(huán)是土星的一部分②若v2∝R，則該環(huán)是土星的衛(wèi)星群答案：

DA．①②

B．①③C．②③

D．①④人類對太空的探究

1.兩種學(xué)說內(nèi)容局限性地心說

是宇宙的中心，而且是靜止不動的，太陽、月亮以及其他行星都繞

運(yùn)動都把天體的運(yùn)動看得很神圣，認(rèn)為天體的運(yùn)動必然是最完美、最和諧的

運(yùn)動，而和丹麥天文學(xué)家

的觀測數(shù)據(jù)不符日心說

是宇宙的中心，且是靜止不動的，地球和其他行星都繞

運(yùn)動地球地球太陽太陽勻速圓周第谷2．牛頓的大綜合牛頓在前人探討的基礎(chǔ)上，逐步建立了，是物理學(xué)的第一次大綜合，形成了以為基礎(chǔ)的力學(xué)體系。萬有引力定律牛頓三大運(yùn)動定律3．關(guān)于天體的運(yùn)動，下列說法中正確的是()A．由于地心說符合人們的日常閱歷，所以地心說是正確的B．太陽從東邊升起，從西邊落下，所以太陽繞地球運(yùn)動C．天體運(yùn)動是最完備、和諧的勻速圓周運(yùn)動D．日心說以太陽為中心來考慮天體運(yùn)動，很多問題都可以解決，行星運(yùn)動的描述也變得簡潔了解析：人們由于受主客觀條件的限制，往往會在對自然界的相識中產(chǎn)生片面性、甚至錯誤的相識。地心說由于只是從簡潔的日常閱歷動身因而不能正確描述天體運(yùn)動，故是錯誤的，A、B選項錯；日心說的發(fā)展閱歷了從觀測到理論總結(jié)，再觀測、再總結(jié)的過程，基本上正確地描述了天體的運(yùn)動規(guī)律，故D對；開普勒在前人對行星運(yùn)動的記錄基礎(chǔ)上，經(jīng)過長時間的觀測和分析，在敬重事實的基礎(chǔ)上，提出了行星繞太陽的軌道是橢圓，而不是圓，故C錯。答案：D[例1]如圖5－2－2所示為赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體A、赤道上空的近地衛(wèi)星B和地球同步衛(wèi)星C的運(yùn)動示意圖，若它們的運(yùn)動都可視為勻速圓周運(yùn)動，則比較三個物體的運(yùn)動狀況，以下推斷正確的是 ()衛(wèi)星運(yùn)動中v、ω、T、a與半徑r的關(guān)系圖5－

2－2A．三者的周期關(guān)系為TA<TB<TCB．三者向心加速度大小關(guān)系為aA>aB>aCC．三者角速度的大小關(guān)系為ωA＝ωC<ωBD．三者線速度的大小關(guān)系為vA<vB<vC[思路點撥]明確A、B、C三個探討對象不同的軌道及運(yùn)動規(guī)律，利用限制變量的方式分析。[答案]

C1．上例題中，若地球的平均密度為ρ，萬有引力常量為G，

若要使物體A對地球表面的壓力為零，則地球自轉(zhuǎn)的周期

應(yīng)為多少？衛(wèi)星變軌問題分析[例2]放射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星放射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最終再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點(如圖5－2－3)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時，以下說法正確的是()A．衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B．衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度圖5－2－3C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度大于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度[思路點撥]解答此題時應(yīng)留意以下兩點：(1)地球衛(wèi)星的線速度、角速度由運(yùn)行半徑確定。(2)加速度的大小取決于衛(wèi)星受到的合力。[答案]

B2012年6月17日放射的“神舟”九號飛船要完成與環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道的“天宮”一號空間站對接，則()A．可以從較低軌道上加速B．可以從較高軌道上加速C．可以從與空間站同一高度軌道上加速D．無論在什么軌道上，只要加速都行解析：宇宙飛船加速時，由于飛船受到的萬有引力不足以供應(yīng)飛船須要的向心力，因而飛船就會發(fā)生離心現(xiàn)象。所以，要使飛船與空間站對接，可以從較低軌道上加速。答案：A[例3]如圖5－2－4所示，質(zhì)量分別為m和M的兩個星球A和B在引力作用下都繞O點做勻速圓周運(yùn)動，星球A和B兩者中心之間的距離為L。已知A、B的中心和O三點始終共線，A和B分別在O的兩側(cè)。引力常量為G。圖5－2－4(1)求兩星球做圓周運(yùn)動的周期。(2)在地月系統(tǒng)中，若忽視其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期記雙星模型的分析與計算為T1。但在近似處理問題時，常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動的，這樣算得的運(yùn)行周期記為T2。已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.98×1024kg和7.35×1022kg。求T2與T1兩者平方之比。(結(jié)果保留三位小數(shù))[思路點撥]解此題應(yīng)抓住兩點：(1)正確建立雙星運(yùn)行模型，區(qū)分軌道半徑和距離。(2)雙星間的萬有引力充當(dāng)向心力，而且雙星之間具有相同的周期。[借題發(fā)揮](1)雙星做勻速圓周運(yùn)動的角速度必相等，因此周期也必定相同。(2)由于每顆星球的向心力都是由雙星間相互作用的萬有引力供應(yīng)的，因此向心力大小必定相等。(3)列式時需留意：萬有引力定律表達(dá)式中的r表示雙星間的距離，即兩個圓周的半徑之和，而向心力表達(dá)式中的r表示它們各自做圓周運(yùn)動的半徑，千