高考物理一轮复习 4.5万有引力教学案.doc

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1、4.5万有引力定律及其应用一、知识要点1.开普勒行星运动定律（1）第一定律(轨道定律)：.（2）第二定律(面积定律)：.（3）第三定律(周期定律)：.2.万有引力定律（1）内容：.（2）公式：F＝，其中G＝N•m2/kg2，叫引力常量.3.宇宙速度（1）第一宇宙速度：是人造地球卫星在环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度.也是人造地球卫星的发射速度，v1＝　　km/s.（2）第二宇宙速度：使物体挣脱引力束缚的最小发射速度，v2＝km/s.（3）第三宇宙速度：使物体挣脱引力束缚的最小发射速度，v3＝km/s.4.同步卫星运行时相对地面静止，T＝.同步卫星只有一条运行轨道，它一定

2、位于赤道，且距离地面高度h≈3.6×104km，运行时的速率v≈3.1km/s.二、疑点分析1.行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题：（重力近似等于万有引力）2.解决天体(包括卫星)运动问题的基本思路三、典题互动例1.火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（）A．太阳位于木星运行轨道的中心B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积例2．若有一星球密度与地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，则该星球

3、质量是地球质量的（）A.0.5倍B.2倍C.4倍D.8倍例3.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．写出三种估算地球质量的方法并解得结果．例4.如图所示，a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径).下列说法中正确的是()A．a、b的线速度大小之比是B．a、b的周期之比是C．a、b的角速度大小之比是D．a、b的向心加速度大小之比是四、随堂演练1．已知以下哪组数据，可以计算地球的质量（）A.地球绕太阳运行的周期及地球离

4、太阳中心的距离B.月球绕地球运行的周期及月球离地球中心的距离C.人造地球卫星在地面附近绕行时的速度和运行周期D.若不考虑地球的自转，已知地球的半径和地球表面重力加速度2．科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一卫星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍.假定该卫星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周.仅利用以上两个数据可以求出的量有（）A.恒星质量与太阳质量之比B.恒星密度与太阳密度之比C.卫星质量与地球质量之比D.卫星运行速度与地球公转速度之比3.地球半径为R，地面重力加速度为g，地球自转周期为T，地球同

5、步卫星离地面的高度为h，则地球同步卫星的线速度大小为（）A.B.C.D.无法确定4.嫦娥一号于2007年10月24日，在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空。嫦娥一号发射成功，中国成为世界上第五个发射月球探测器的国家。已知月球半径为R，若“嫦娥一号”到达距月球表面高为R处时，地面控制中心将其速度调整为v时恰能绕月匀速飞行。将月球视为质量分布均匀的球，则月球表面的重力加速度为（）A．v2/RB．2v2/RC．v2/2RD．4v2/R5.美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星——“开普勒一22b”，其直径约为地球的

6、2．4倍．至今其确切质量和表面成分仍不清楚，根据以上信息，假设该行星的密度和地球相当，估算该行星的第一宇宙速度等于（）A．3．3×103m／sB．7．9×103m／sC．1．2×104m／sD．1．9×104m／s