高三物理一轮专题复习 第4讲 万有引力定律及其应用导学案

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1、高三物理一轮专题复习第4讲万有引力定律及其应用导学案【学习目标】1．掌握万有引力定律的内容、公式和适应条件。2．学会用万有引力定律解决天体运动问题。【重点难点】重点：学会用万有引力定律解决天体运动问题。难点：学会用万有引力定律解决天体运动问题。【使用说明及学法指导】①请同学们充分预习；②请同学们利用5分钟完成知识梳理和基础自测题；③请同学们用10分钟完成基础知识反馈卡；④识记基础知识。预习案一、知识梳理1．完成《南方新课堂》P53考点剖析中的填空部分；2．地球同步卫星特点：(1)地球同步卫星只能在上空．(2)地球同步卫星与地球自转具有相同的和．(3)地球同步卫星相对地面．(4)同步卫星的高度是

2、的．3．重力加速度(1)任意星球表面的重力加速度：在星球表面处，由于万有引力近似等于重力，Gmg，g＝.(R为星球半径，M为星球质量)(2)星球上空某一高度h处的重力加速度：G＝mg′，g′＝，随着高度的增加，重力加速度逐渐减小．二、基础自测1．对于质量分别为m1和m2的两个物体间的万有引力的表达式F＝G，下列说法中正确的是：A．公式中的G是引力常量，它不是由实验得出的，而是人为规定的B．当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大C．m1和m2所受引力大小总是相等的D．两个物体间的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力2、完成《基础知识反馈卡》本将题目,将答案填入下表。（在有问题的题目

3、题号前用“☆”标记）题号123456789答案探究案一、合作探究探究一环绕速度与发射速度的比较及地球同步卫星例1．我国成功发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”．设该卫星的运行轨道是圆形的，且贴近月球表面．已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为(　　)A．0.4km/sB．1.8km/sC．11km/sD．36km/s小结：环绕速度与发射速度的比较：1、近地卫星的环绕速度v＝＝＝km/s，通常称为第宇宙速度，它是地球周围所有卫星的环绕速度，是在地面上发射卫星的发射速度．2、不同高度处的人造卫星在圆轨道上的运

4、行速度v＝，其大小随半径的增大而．但是，由于在人造地球卫星发射过程中火箭要克服地球引力做功，所以将卫星发射到离地球越远的轨道，在地面上所需的发射速度就．探究二天体质量和密度的估算例2．已知万有引力常量G，地球半径R，月球和地球之间的距离r，同步卫星距地面的高度h，月球绕地球的运转周期T1，地球的自转周期T2，地球表面的重力加速度g.某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法：同步卫星绕地心做圆周运动，由G＝m()2h得M＝.(1)请判断上面的结果是否正确，并说明理由．如不正确，请给出正确的解法和结果．(2)请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果．小结：利用万有引力定律解决天

5、体运动的一般步骤：(1)两条线索：①万有引力提供向心力F＝Fn.②重力近似等于万有引力提供向心力．(2)两组公式：①G＝m＝mω2r＝mr②mgr＝m＝mω2r＝mr(gr为轨道所在处重力加速度)探究三对人造卫星的认识及变轨问题例3．2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图3所示．关于航天飞机的运动，下列说法中不正确的有(　　)A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B．在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的

6、加速度Ø小结：变轨运行分析：当卫星由于某种原因速度突然改变时(开启或关闭发动机或空气阻力作用)，万有引力就不再等于所需的向心力，卫星将做变轨运行．①当v增大时，所需向心力增大，即万有引力不足以提供，卫星将做运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径，但卫星一旦进入新的轨道运行，由v＝知其运行速度要，但重力势能、机械能均．②当卫星的速度突然减小时，向心力减小，即万有引力卫星所需的向心力，因此卫星将做向心运动，同样会脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，进入新轨道运行时由v＝知其运行速度将，但重力势能、机械能均(卫星的发射和回收就是利用了这一原理)．训练案一、课中训练与检测1．已知万有引力常量为G，现在给出下列各

7、组数据，不可以计算出地球质量的是(　　)A．地球绕太阳运行的周期T和地球离太阳中心的距离RB．月球绕地球运行的周期T和月球离地球中心的距离RC．人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运动周期TD．地球的自转周期T、地球的自转线速度和地球的平均密度ρ2．如图1所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等且小于c的质量，则下列说法错误的是(　　)A．b所需向心力最小B．b、c的