萬有引力專題復(fù)習(xí)學(xué)案6月12

1、高一物理暑假快樂訓(xùn)練營 萬有引力專題復(fù)習(xí)學(xué)案一、兩種對(duì)立的學(xué)說1.地心說：_是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽、月亮以及其他行星都繞_運(yùn)動(dòng)。2.日心說：_是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞_運(yùn)動(dòng)。二、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律1、軌道定律：2、面積定律：3、周期定律：練習(xí)：1、【判一判】 (1)圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的行星的速率是一成不變的。( )(2)開普勒定律僅適用于行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)。( )(3)行星軌道的半長軸越長，行星的周期越長。( )2、兩顆行星的質(zhì)量分別為m1和m2，繞太陽運(yùn)行的軌道半長軸分別為r1和r2，則它們的公轉(zhuǎn)周期之比為( )3、飛船沿半徑為R的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T，地球半徑為

2、R0，若飛船要返回地面，可在軌道上某點(diǎn)A處將速率降到適當(dāng)?shù)臄?shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點(diǎn)的橢圓軌道運(yùn)行，橢圓與地球表面在B點(diǎn)相切，求飛船由A點(diǎn)到B點(diǎn)所需要的時(shí)間？三、萬有引力定律：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_,引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成_，與它們之間距離r的二次方成_。2.公式：說明：(1)G為引力常量，其數(shù)值由英國物理學(xué)家_ _測(cè)量得出，常取G=_ N·m2/kg2。(2)r為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離或質(zhì)量均勻的兩個(gè)球體的_間的距離。練習(xí)：1、【判一判】 (1)月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樵虑蚴芰ζ胶狻? )(2)月球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由地球

3、對(duì)它的引力產(chǎn)生的。( )(3)地球?qū)υ虑虻囊εc地面上的物體所受的地球的引力是兩種不同性質(zhì)的力。3、對(duì)于公式理解正確的是( )Am1與m2之間的相互作用力，總是大小相等、方向相反，是一對(duì)平衡力Bm1與m2之間的相互作用力，總是大小相等、方向相反，是一對(duì)作用力與反作用力C當(dāng)r趨近于零時(shí)，F(xiàn)趨向無窮大 D當(dāng)r趨近于零時(shí)，公式不適用 4、兩球表面間的距離為r，兩球的質(zhì)量分布均勻，質(zhì)量分別為m1、m2，兩球的半徑分別為r1、r2，則兩球間的萬有引力大小為( )5、 (2012·宣城高一檢測(cè))兩個(gè)大小相同的實(shí)心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F。若將兩個(gè)用同種材料制成的半徑是小鐵球2倍的

4、實(shí)心大鐵球緊靠在一起，則兩大鐵球之間的萬有引力為( )A.2F B.4F C.8F D.16F四、萬有引力和重力的區(qū)別和聯(lián)系1.萬有引力的效果萬有引力的效果有兩個(gè)，一個(gè)是重力mg，另一個(gè)是物體隨地球自轉(zhuǎn)需要的向心力Fn=mr2，如圖。所以重力是萬有引力的一個(gè)分力。2.重力與緯度的關(guān)系地面上物體的重力隨緯度的升高而變大。(1)赤道上：重力和向心力在一條直線上F=F向+mg，即 (2)地球兩極處：向心力為零，所以：(3)其他位置：重力是萬有引力的一個(gè)分力，重力的大小 重力的方向偏離地心。3.重力與高度的關(guān)系地面附近：若距離地面的高度為h，則 (R為地球半徑，g為離地面h高度處的重力加速度)?！咎貏e

5、提醒】(1)一般計(jì)算中，往往不考慮地球的自轉(zhuǎn)，認(rèn)為物體受到的萬有引力等于重力，即。(2)相對(duì)地面靜止的物體受到的地面給它的支持力與重力是一對(duì)平衡力，而不是與萬有引力平衡。練習(xí)：1、假如地球自轉(zhuǎn)角速度增大，關(guān)于物體所受的重力，下列說法正確的是( )A.放在赤道地面上物體的萬有引力不變B.放在兩極地面上的物體的重力不變C.放在赤道地面上物體的重力減小D.放在兩極地面上物體的重力增加2、地球表面重力加速度為g，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，在距地面高度為h的空中重力加速度是地面上重力加速度的幾倍？已知地球半徑為R。3.2012年6月16日,中國“長征二號(hào)F”遙九運(yùn)載火箭起飛,托舉著“神舟九號(hào)”飛船飛向太空。當(dāng)

6、火箭在高空某處所受的引力為它在地面某處所受引力的一半時(shí),火箭離地面的高度與地球半徑之比為()。A.(+1)1B.(-1)1 C.1D.14、(2012·廈門高一檢測(cè))如圖所示，P、Q為質(zhì)量均為m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，分別置于地球表面上的不同緯度上，如果把地球看成一個(gè)均勻球體，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是( )AP、Q受地球引力大小相等 BP、Q做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小相等CP、Q做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小相等DP受地球引力大于Q所受地球引力5、(2012·新課標(biāo)全國卷)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)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引

7、力為零。礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為( ).6、(2012·天津高一檢測(cè))宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球,經(jīng)過時(shí)間t小球落回原處;若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球,需經(jīng)過時(shí)間5t小球落回原處。(取地球表面重力加速度g=10 m/s2,空氣阻力不計(jì))(1)求該星球表面附近的重力加速度g'(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為,求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比五、萬有引力與航天 基本公式： F萬=F 向 展開表達(dá)： 1、求中心天體質(zhì)量，密度： 2、求衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)：1）V=2） 3）4） 5）練習(xí)：1、(1)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星的速度可以是10

8、 km/s。( )(2)在地面上發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度是7.9 km/s。( )(3)要發(fā)射一顆月球人造衛(wèi)星，在地面的發(fā)射速度應(yīng)大于16.7 km/s。( )2、已知地球和月球的質(zhì)量之比是81，半徑之比是4，地球的第一宇宙速度大小為7.9 km/s，則在月球上發(fā)射月球衛(wèi)星的第一宇宙速度是多少？3、(2012·天津高考)一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng),動(dòng)能減小為原來的不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化,則變軌前后衛(wèi)星的( )A.向心加速度大小之比為41 B.角速度大小之比為21 C.周期之比為18 D.軌道半徑之比為12 4、2008年9月25日,我國利用“神舟

9、七號(hào)”飛船將翟志剛、劉伯明、景海鵬三名宇航員送入太空。設(shè)宇航員測(cè)出自己繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,離地高度為H,地球半徑為R,則根據(jù)T、H、R和引力常量G，能計(jì)算出的物理量是( )A.地球的質(zhì)量 B.地球的平均密度C.飛船所需的向心力 D.飛船線速度的大小5、(2012·浙江高考)如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶。假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽的引力，并繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是( )A.太陽對(duì)各小行星的引力相同B.各小行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期均小于一年C.小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度值大于外側(cè)小行星的向心加速度值D.小行星帶內(nèi)各小行星圓周運(yùn)動(dòng)的線速度值大于地球

10、公轉(zhuǎn)的線速度值6.(2011·廣東高考)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)星受到的向心力大小為 D.衛(wèi)星的向心加速度小于地球表面的重力加速度7.(12分)發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射到距地面高度為h1的近地圓軌道上，在衛(wèi)星經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火實(shí)施變軌進(jìn)入橢圓軌道，最后在橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)B點(diǎn)再次點(diǎn)火將衛(wèi)星送入同步軌道，如圖所示。已知同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為T，地球的半徑為R，地球表面重力加速度為g，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響。求：(1)衛(wèi)星在近地點(diǎn)A的加速度

11、大?。?2)遠(yuǎn)地點(diǎn)B距地面的高度。六、地球衛(wèi)星分析：1.人造地球衛(wèi)星的軌道 地球衛(wèi)星的軌道平面可以與赤道平面成任意角度，但軌道平面一定過地心。當(dāng)軌道平面與赤道平面重合時(shí)，稱為赤道軌道；當(dāng)軌道平面與赤道平面垂直時(shí)，即通過極點(diǎn)，稱為極地軌道，如圖所示。2、地球同步衛(wèi)星(1)定義：相對(duì)于地面靜止的衛(wèi)星，又叫靜止衛(wèi)星。(2)六個(gè)“一定”。同步衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致。同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,T=24 h。同步衛(wèi)星的運(yùn)行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度。同步衛(wèi)星的軌道平面均在赤道平面上,即所有的同步衛(wèi)星都在赤道的正上方。同步衛(wèi)星的高度固定不變。3、衛(wèi)星的變軌問題衛(wèi)星由一軌道轉(zhuǎn)移到另一軌道

12、時(shí)，衛(wèi)星的速度、加速度等要發(fā)生變化。判斷衛(wèi)星的速度、加速度的變化情況時(shí)，可按以下思路進(jìn)行。練習(xí)：1、2011年11月3日，用于交會(huì)對(duì)接的目標(biāo)飛行器“天宮一號(hào)”，經(jīng)過第4圈和第13圈兩次變軌，調(diào)整至距地球343 km的近圓軌道上。若地球的質(zhì)量、半徑和引力常量G均已知，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可估算出“天宮一號(hào)”飛行器的( )A.運(yùn)動(dòng)周期 B.環(huán)繞速度 C.角速度 D.所受的向心力2、地球同步衛(wèi)星離地心的距離為r，運(yùn)行速度為v1，加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則以下正確的是( )3.2009年5月，航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道，B為軌道上的一點(diǎn)，如圖所示。關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的有( )A.在軌道上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度B.在軌道上經(jīng)過A的動(dòng)能小于在軌道上經(jīng)過A 的動(dòng)能