高中美術(shù)萬能教案

高一物理萬有引力與航天單元復(fù)習(xí)資料及答案。

俗話說，居安思危，思則有備，有備無患。高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生們充分體會到學(xué)習(xí)的快樂，幫助高中教師掌握上課時的教學(xué)節(jié)奏。高中教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？以下是小編為大家精心整理的“高一物理萬有引力與航天單元復(fù)習(xí)資料及答案”，僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。

高一物理《萬有引力與航天》單元復(fù)習(xí)
知識回顧
一、行星運(yùn)動的三大定律
二、萬有引力定律及其應(yīng)用
1萬有引力定律
1）基本方法：
①把天體的運(yùn)動看成運(yùn)動，其所需向心力由萬有引力提供：
（寫出方程）
②在忽略天體自轉(zhuǎn)影響時，天體表面的重力加速度：。（寫出方程
2應(yīng)用
（1）求重力加速度
（2）估算天體的質(zhì)量
天體密度
（3）求環(huán)繞天體的V、、T
3宇宙速度和人造衛(wèi)星
(1)第一宇宙速度是指：
求V1的方法：
第二宇宙速度是指：
第三宇宙速度是指：
(2)衛(wèi)星軌道的特點(diǎn)
人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的圓心落在上。
同步衛(wèi)星的特點(diǎn)：定周期定高度定軌道
衛(wèi)星的變軌分析：抓住萬有引力與向心力的大小關(guān)系去分析。向心、離心運(yùn)動。
典型例題
1一顆質(zhì)量為m的人造衛(wèi)星，在距地面高度為h的圓軌道上運(yùn)動，已知地球的質(zhì)量為M，地球半徑為R，引力常量為G，求：
（1）衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的向心加速度；
（2）衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的周期；
（3）衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的動能
2、宇航員站在一個星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一個小球，經(jīng)過時間T小球落到星球表面，測得拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)間的距離為L．若拋出時的初速度增大到原來的2倍，則拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)間距離為L，已知兩落地點(diǎn)在同一水平面上，該星球半徑為R，萬有引力常數(shù)為C，求該星球的質(zhì)量．

3、宇航員在月球表面完成下面實(shí)驗(yàn)：在一固定的豎直光滑圓弧軌道內(nèi)部的最低點(diǎn)，靜止一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）如圖所示，當(dāng)給小球水平初速度v0時，剛好能使小球在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動.已知圓弧軌道半徑為r，月球的半徑為R，萬有引力常量為G.若在月球表面上發(fā)射一顆環(huán)月衛(wèi)星，所需最小發(fā)射速度為多大？

強(qiáng)化訓(xùn)練
1．關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是（）
A、地球同步衛(wèi)星只是依靠慣性運(yùn)動；
B．質(zhì)量不同的地球同步衛(wèi)星軌道高度不同
C．質(zhì)量不同的地球同步衛(wèi)星線速度不同
D．所有地球同步衛(wèi)星的加速度大小相同
2．對人造地球衛(wèi)星，下列說法正確的是（）
A．由v=rω，衛(wèi)星軌道半徑增大到原來的2倍時，速度增大到原來的2倍；
B．由，衛(wèi)星軌道半徑增大到原來的2倍時，速度增大到原來倍
C、由，衛(wèi)星軌道半徑增大到原來的2倍時，向心力減為原來的
D．由，衛(wèi)星軌道半徑增大到原來的2倍時，向心力減為原來的
3.關(guān)于第一宇宙速度，下面說法中正確的是（）
A．它是人造衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度；
B．它是近地圓軌道上人造衛(wèi)星的運(yùn)行速度；
C．它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時在近地點(diǎn)的速度；
D．它又叫環(huán)繞速度，即繞地球做圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星的速度都是第一宇宙速度。
4、兩顆人造衛(wèi)星A、B繞地球作圓周運(yùn)動，周期之比為TA：TB=1：8，則軌道半徑之比和運(yùn)動速率之比分別為：
A、RA：RB=4：1；VA：VB=1：2。B、RA：RB=4：1；VA：VB=2：1
C、RA：RB=1：4；VA：VB=1：2。D、RA：RB=1：4；VA：VB=2：1
5、宇宙飛船在近地軌道繞地球作圓周運(yùn)動，說法正確的有：
A.宇宙飛船運(yùn)行的速度不變，速率僅由軌道半徑確定
B.放在飛船地板上的物體對地板的壓力為零
C.在飛船里面不能用彈簧秤測量拉力
D.在飛船里面不能用天平測量質(zhì)量
6、氣象衛(wèi)星是用來拍攝云層照片、觀測氣象資料和測量氣象數(shù)據(jù)的.我國先后自行成功研制和發(fā)射了“風(fēng)云”一號和“風(fēng)云”二號兩顆氣象衛(wèi)星,“風(fēng)云”一號衛(wèi)星軌道與赤道平面垂直并且通過兩極,每12h巡視地球一周,稱為“極地圓軌道”.“風(fēng)云二號”氣象衛(wèi)星軌道平面在赤道平面內(nèi)稱為“地球同步軌道”,則“風(fēng)云一號”衛(wèi)星比“風(fēng)云二號”衛(wèi)星
A.角速度小B.線速度大C.覆蓋地面區(qū)域小D.向心加速度大
7、如圖２所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道l，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，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l上的角速度
C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時的加速度
D．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時的加速度
8、“神舟十號”順利發(fā)射升空后，在離地面340km的圓軌道上運(yùn)行了15天。運(yùn)行中需要多次進(jìn)行“軌道維持”。所謂“軌道維持”就是通過控制飛船上發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火時間和推力的大小方向，使飛船能保持在預(yù)定軌道上穩(wěn)定運(yùn)行。如果不進(jìn)行軌道維持，由于飛船受軌道上稀薄空氣的摩擦阻力，軌道高度會逐漸降低，在這種情況下飛船的動能、重力勢能和機(jī)械能變化情況將會是
A.動能、重力勢能和機(jī)械能都逐漸減小
B.重力勢能逐漸減小，動能逐漸增大，機(jī)械能不變
C.重力勢能逐漸增大，動能逐漸減小，機(jī)械能不變
D.重力勢能逐漸減小，動能逐漸增大，機(jī)械能逐漸減小
9、現(xiàn)代觀測表明，由于引力作用，恒星有“聚集”的特點(diǎn)。眾多的恒星組成不同層次的恒星系統(tǒng)，最簡單的恒星系統(tǒng)是兩顆互相繞轉(zhuǎn)的雙星，如圖7－12所示，兩星各以一定速率繞其連線上某一點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動，這樣才不至于因萬有引力作用而吸引在一起。已知雙星質(zhì)量分別為m1、m2，它們間的距離始終為L，引力常量為G，求：
(1)雙星旋轉(zhuǎn)的中心O到m1的距離；
(2)雙星的轉(zhuǎn)動周期。

10、已知萬有引力常量G，地球半徑R，同步衛(wèi)星距地面的高度h，月球繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期T1，地球的自轉(zhuǎn)周期T2，地球表面的重力加速度g.某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球質(zhì)量M的方法：同步衛(wèi)星繞地心作圓周運(yùn)動，由得：
（1）請判斷上面的結(jié)果是否正確，并說明理由．如不正確，請給出正確的解法和結(jié)果.
（2）請根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果．
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11、神舟十號載人飛船，在經(jīng)歷15天的太空飛行后順利返回。已知地球半徑為R，地球表面附近重力加速度為g。
（1）飛船在豎直發(fā)射升空的加速過程中，宇航員處于超重狀態(tài)。設(shè)點(diǎn)火后不久儀器顯示宇航員對座艙的壓力等于他體重的5倍，求此時飛船的加速度。
（2）設(shè)飛船變軌后沿圓形軌道環(huán)繞地球運(yùn)行，運(yùn)行周期為T，求飛船離地面的高度。

答案：
例題1
（1）萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的向心力①
所以衛(wèi)星的加速度②
（2）由于③
故由②③得衛(wèi)星的周期④
（3）由于⑤
由①⑤得衛(wèi)星的動能EK=⑥

2解析：所得結(jié)果是錯誤的
Ｇ＝mg中的g并不是衛(wèi)星表面的重力加速度，而是衛(wèi)星繞行星做勻速圓周運(yùn)動的向心加速度．正確解法是：
衛(wèi)星表面Ｇ＝g，行星表面Ｇ＝g，
()＝，即g＝０．１６g．
3解析設(shè)拋出點(diǎn)的高度為h，第一次平拋的水平射程為x，則有：
x＋h＝Ｌ
由平拋運(yùn)動規(guī)律得知，當(dāng)初速度增大到２倍時，其水平射程也增大到２x．
∴(2x)＋h＝(L)
由以上兩式解得
設(shè)該星球上的重力加速度為g，由平拋運(yùn)動的規(guī)律得：
由萬有引力定律與牛頓第二定律得：
聯(lián)立上述各式解得：
．

4設(shè)月球表面重力加速度為g，月球質(zhì)量為M.
∵球剛好完成圓周運(yùn)動，∴小球在最高點(diǎn)有…………2分
從最低點(diǎn)至最高低點(diǎn)有……2分
由①②可得2分
∵在月球表面發(fā)射衛(wèi)星的最小速度為月球第一宇宙速度
∴3分
5、設(shè)該星球表面的重力加速度為g。該星球半徑為r
由向心力公式得①（8分）
而②（2分）
由①、②得③（6分）

練習(xí)
1D2C3B4D5BD6A7C8BD9BD10D
11解析設(shè)雙星旋轉(zhuǎn)的中心O到m1的距離為x，由F引=F向知
G，G。
聯(lián)立以上兩式求解得：
雙星旋轉(zhuǎn)的中心到m1的距離為x=。
雙星的轉(zhuǎn)動周期為T=2πL。

12證明：由G=mr(2π/T)2得=，即對于同一天體的所有衛(wèi)星來說，均相等。

13解：（1）上面的結(jié)果是錯誤的．地球的半徑在計算過程中不能忽略．
正確的解法和結(jié)果是：
得：
（2）方法一：對月球繞地球做圓周運(yùn)動有：
得：
方法二：在地球表面重力近似等于萬有引力：
得：

14(1)物體在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動：
①
得v＝②
＝＝1.7×m/s③
④⑤⑥①②③④⑤⑥
(2)由于：v＝1.7×m/s2.0×m/s④
月球表面的水蒸氣分子將脫離月球表面，所以月球表面不存在水。
評分標(biāo)準(zhǔn)：本題16分．(1)問12分，①、②、③式各4分；(2)問4分，④式2分，得出月球表面沒有水2分．
15（1）由牛頓第二定律得5mg－mg=ma①
解得a=4g，方向豎直向上②
（2）設(shè)地球質(zhì)量為M，飛船質(zhì)量為m，由萬有引力定律和牛頓第二定律，有
③
④
⑤
評分標(biāo)準(zhǔn)：本題共8分，其中①②③各2分，④⑤各1分
16解析(1)脈沖星的脈沖周期即為自轉(zhuǎn)周期，脈沖星高速自轉(zhuǎn)但不瓦解的臨界條件是：該星球表面的某塊物質(zhì)m所受星體的萬有引力恰等于向心力。由
，
又，
故脈沖星的最小密度為
。
(2)由，得脈沖星的最大半徑為
。
聯(lián)想本題討論的是有關(guān)脈沖星密度和半徑的臨界問題。分析臨界問題要抓住臨界狀態(tài)，對脈沖星而言，其臨界狀態(tài)是即將瓦解的狀態(tài)，此時星球表面的某塊物質(zhì)所受星體的萬有引力恰等于向心力，明白了這一點(diǎn)，問題就迎刃而解了。

精選閱讀

20xx高考物理復(fù)習(xí)資料：萬有引力

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1.開普勒第三定律：T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑，T:周期，K:常量(與行星質(zhì)量無關(guān)，取決于中心天體的質(zhì)量)｝2.萬有引力定律：F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/kg2，方向在它們的連線上)3.天體上的重力和重力加速度：GMm/R2=mg;g=GM/R2{R:天體半徑(m)，M：天體質(zhì)量(kg)｝4.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期：V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M：中心天體質(zhì)量｝5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s6.地球同步衛(wèi)星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km，h:距地球表面的高度，r地:地球的半徑｝注:(1)天體運(yùn)動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;(2)應(yīng)用萬有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等;(3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空，運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同;(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三反);(5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9km/s。勻速圓周運(yùn)動公式總結(jié)1.線速度V=s/t=2πr/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合5.周期與頻率：T=1/f6.角速度與線速度的關(guān)系：V=ωr7.角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系ω=2πn(此處頻率與轉(zhuǎn)速意義相同)8.主要物理量及單位：弧長(s):米(m);角度(Φ)：弧度(rad);頻率(f)：赫(Hz);周期(T)：秒(s);轉(zhuǎn)速(n)：r/s;半徑(r):米(m);線速度(V)：m/s;角速度(ω)：rad/s;向心加速度：m/s2。注：(1)向心力可以由某個具體力提供，也可以由合力提供，還可以由分力提供，方向始終與速度方向垂直，指向圓心;(2)做勻速圓周運(yùn)動的物體，其向心力等于合力，并且向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小，因此物體的動能保持不變，向心力不做功，但動量不斷改變。平拋運(yùn)動公式總結(jié)1.水平方向速度：Vx=Vo2.豎直方向速度：Vy=gt3.水平方向位移：x=Vot4.豎直方向位移：y=gt2/25.運(yùn)動時間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2，合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V07.合位移：s=(x2+y2)1/2,位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo8.水平方向加速度：ax=0;豎直方向加速度：ay=g注：(1)平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動，加速度為g，通常可看作是水平方向的勻速直線運(yùn)與豎直方向的自由落體運(yùn)動的合成;(2)運(yùn)動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關(guān);(3)θ與β的關(guān)系為tgβ=2tgα;(4)在平拋運(yùn)動中時間t是解題關(guān)鍵;(5)做曲線運(yùn)動的物體必有加速度，當(dāng)速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時，物體做曲線運(yùn)動。

高三物理《萬有引力與航天》教材分析

高三物理《萬有引力與航天》教材分析

考點(diǎn)16萬有引力與航天
考點(diǎn)名片
考點(diǎn)細(xì)研究：要點(diǎn)：以萬有引力定律為基礎(chǔ)的行星、衛(wèi)星勻速圓周運(yùn)動模型及其應(yīng)用；雙星模型、估算天體的質(zhì)量和密度等；以開普勒三定律為基礎(chǔ)的橢圓運(yùn)行軌道及衛(wèi)星的發(fā)射與變軌、能量等相關(guān)內(nèi)容；萬有引力定律與地理、數(shù)學(xué)、航天等知識的綜合應(yīng)用。
備考正能量：高考對本考點(diǎn)的命題比較固定，基本是一個選擇題，個別省份有填空題和計算題出現(xiàn)?？键c(diǎn)內(nèi)容與人造衛(wèi)星、載人航天、探月計劃等熱點(diǎn)話題密切聯(lián)系，考查的頻率也越來越高，應(yīng)密切關(guān)注。

一、基礎(chǔ)與經(jīng)典
1．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)動定律可知()
A．太陽位于木星運(yùn)行軌道的中心
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
解析由開普勒第一定律(軌道定律)可知，太陽位于木星運(yùn)行軌道的一個焦點(diǎn)上，A錯誤。火星和木星繞太陽運(yùn)行的軌道不同，運(yùn)行速度的大小不可能始終相等，B錯誤。根據(jù)開普勒第三定律(周期定律)知所有行星軌道的半長軸的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期的平方的比值是一個常數(shù)，C正確。對于某一個行星來說，其與太陽連線在相同的時間內(nèi)掃過的面積相等，不同行星在相同的時間內(nèi)掃過的面積不相等，D錯誤。
2．關(guān)于萬有引力定律，下列說法正確的是()
A．牛頓提出了萬有引力定律，并測定了引力常量的數(shù)值
B．萬有引力定律只適用于天體之間
C．萬有引力的發(fā)現(xiàn)，揭示了自然界一種基本相互作用的規(guī)律
D．地球繞太陽在橢圓軌道上運(yùn)行，在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)受到太陽的萬有引力大小是相同的
答案C
解析萬有引力存在于一切物體間，B錯誤；牛頓提出萬有引力定律，卡文迪許測定了萬有引力恒量，A錯誤；萬有引力是自然界的一種基本相互作用，它與距離的平方成反比，故C正確，D錯誤。
3．a(chǎn)、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在同一個圓軌道上，b、c軌道在同一平面上。某時刻四顆衛(wèi)星的運(yùn)行方向及位置如圖所示。下列說法中正確的是()

A．a(chǎn)、c的加速度大小相等，且大于b的加速度
B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度
C．a(chǎn)、c的線速度大小相等，且小于d的線速度
D．a(chǎn)、c存在在P點(diǎn)相撞的危險
答案A
解析由圖可知：ra＝rcab，A正確。G＝m＝mω2r＝ma，可知，B、C錯誤；a、c周期相同，故不可能同時到達(dá)同一位置，D錯誤。
4.(多選)如圖所示，近地人造衛(wèi)星和月球繞地球的運(yùn)行軌道可視為圓。設(shè)衛(wèi)星、月球繞地球運(yùn)行周期分別為T衛(wèi)、T月，地球自轉(zhuǎn)周期為T地，則()

A．T衛(wèi)T月
C．T衛(wèi)r同r衛(wèi)，由開普勒第三定律＝k可知，T月T同T衛(wèi)，又同步衛(wèi)星的周期T同＝T地，故有T月T地T衛(wèi)，選項(xiàng)A、C正確。
5．研究表明，地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢，3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時。假設(shè)這種趨勢會持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，未來人類發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比()
A．距地面的高度變大B．向心加速度變大
C．線速度變大D．角速度變大
答案A
解析根據(jù)G＝m2r可知r＝，若T增大，r增大，h＝r－R，故A正確。根據(jù)a＝可知，r增大，a減小，B錯誤。根據(jù)G＝可得v＝，r增大，v減小，C錯誤。ω＝，T增大，ω減小，D錯誤。
6.某行星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓，每過N年，該行星會運(yùn)行到日地連線的延長線上，如圖所示。該行星與地球的公轉(zhuǎn)半徑之比為()

A.B.
C.D.
答案B
解析地球公轉(zhuǎn)周期T1＝1年，設(shè)T2為行星的公轉(zhuǎn)周期，每過N年，行星會運(yùn)行到日地連線的延長線上，即地球比該行星多轉(zhuǎn)一圈，有N－N＝2π，解得：T2＝年，故行星與地球的公轉(zhuǎn)周期之比為；由G＝mr得：＝，即rT，故行星與地球的公轉(zhuǎn)半徑之比為，B正確。
7.(多選)“神舟九號”飛船與“天宮一號”成功對接，在飛船完成任務(wù)后返回地面，要在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“神舟九號”的運(yùn)動，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的速度小于在軌道上經(jīng)過A的速度
C．在軌道上運(yùn)動的周期小于在軌道上運(yùn)動的周期
D．在軌道上經(jīng)過A的加速度小于在軌道上經(jīng)過A的加速度
答案ABC
解析“神舟九號”飛船在軌道上經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn)A的速度小于經(jīng)過近地點(diǎn)B的速度，選項(xiàng)A正確；飛船從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道，需要在A點(diǎn)減速，選項(xiàng)B正確；由開普勒第三定律＝k可知，軌道半長軸越長周期越長，軌道上的周期小于軌道上的運(yùn)動周期，選項(xiàng)C正確；a＝可知，rA不變，所以在軌道上經(jīng)過A的加速度等于在軌道上經(jīng)過A的加速度，選項(xiàng)D錯誤。
8．(多選)設(shè)同步衛(wèi)星離地心的距離為r，運(yùn)行速率為v1，加速度為a1；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球的半徑為R，則下列比值正確的是()
A.＝B.＝C.＝D.＝
答案BD
解析地球同步衛(wèi)星的角速度和地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，由a1＝ω2r，a2＝ω2R可得，＝，B項(xiàng)正確；對于地球同步衛(wèi)星和以第一宇宙速度運(yùn)動的近地衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力，即m＝；m＝，得＝，D項(xiàng)正確。
9．(多選)宇宙中，兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉(zhuǎn)，稱為雙星系統(tǒng)。在浩瀚的銀河系中，多數(shù)恒星都是雙星系統(tǒng)。設(shè)某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，如圖所示。若，則()

A．星球A的質(zhì)量一定大于B的質(zhì)量
B．星球A的線速度一定大于B的線速度
C．雙星間距離一定，雙星的質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動周期越大
D．雙星的質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動周期越大
答案BD
解析設(shè)雙星質(zhì)量分別為mA、mB，軌道半徑為RA、RB，兩者間距為L，周期為T，角速度為ω，由萬有引力定律可知：＝mAω2RA，＝mBω2RB，又有RA＋RB＝L，可得＝，G(mA＋mB)＝ω2L3。由知，mAvB，B正確。由T＝及G(mA＋mB)＝ω2L3可知C錯誤，D正確。
10．(多選)在太陽系中有一顆半徑為R的行星，若在該行星表面以初速度v0豎直向上拋出一物體，上升的最大高度為H，已知該物體所受的其他力與行星對它的萬有引力相比較可忽略不計。根據(jù)這些條件，可以求出的物理量是()
A．太陽的密度
B．該行星的第一宇宙速度
C．該行星繞太陽運(yùn)行的周期
D．衛(wèi)星繞該行星運(yùn)行的最小周期
答案BD
解析由v＝2gH，得該行星表面的重力加速度g＝
根據(jù)mg＝m＝mR，解得該行星的第一宇宙速度v＝，衛(wèi)星繞該行星運(yùn)行的最小周期T＝，所以B、D正確；因不知道行星繞太陽運(yùn)動的任何量，故不能算太陽的密度和該行星繞太陽運(yùn)動的周期，所以A、C錯誤。
二、真題與模擬
11．20xx·全國卷]關(guān)于行星運(yùn)動的規(guī)律，下列說法符合史實(shí)的是()
A．開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了行星運(yùn)動的規(guī)律
B．開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運(yùn)動的規(guī)律
C．開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運(yùn)動的原因
D．開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律
答案B
解析行星運(yùn)動的規(guī)律是開普勒在第谷長期觀察行星運(yùn)動數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納出來的，并不是在牛頓運(yùn)動定律的基礎(chǔ)上導(dǎo)出的，但他并沒有找出行星按這些規(guī)律運(yùn)動的原因，A、C錯誤，B正確。牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，D錯誤。
12．20xx·江蘇高考](多選)如圖所示，兩質(zhì)量相等的衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運(yùn)動，用R、T、Ek、S分別表示衛(wèi)星的軌道半徑、周期、動能、與地心連線在單位時間內(nèi)掃過的面積。下列關(guān)系式正確的有()

A．TATBB．EkAEkB
C．SA＝SBD.＝
答案AD
解析衛(wèi)星做圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，即G＝m＝mR2，得v＝，T＝2π，由于RARB可知，TATB，vAa1a3B．a(chǎn)3a2a1
C．a(chǎn)3a1a2D．a(chǎn)1a2a3
答案D
解析對于東方紅一號衛(wèi)星，在遠(yuǎn)地點(diǎn)由牛頓第二定律可知＝m1a1，即a1＝(r1＝2060km)。對于東方紅二號衛(wèi)星，由牛頓第二定律可知＝m2a2，即a2＝(r2＝35786km)。因?yàn)閞1a2，由圓周運(yùn)動規(guī)律可知，對東方紅二號衛(wèi)星：a2＝r2，對地球赤道上的物體：a3＝R，因?yàn)閞2R，所以a2a3，綜上可得a1a2a3，D正確。
15．20xx·天津高考]我國即將發(fā)射“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室，之后發(fā)射“神舟十一號”飛船與“天宮二號”對接。假設(shè)“天宮二號”與“神舟十一號”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動，為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對接，下列措施可行的是()

A．使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對接
B．使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對接
C．飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時實(shí)現(xiàn)對接
D．飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時實(shí)現(xiàn)對接
答案C
解析衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動，滿足G＝。若加速，則會造成G，衛(wèi)星將做離心運(yùn)動，向外躍遷。因此要想使兩衛(wèi)星對接絕不能同軌道加速或減速，只能從低軌道加速或從高軌道減速，C正確，A、B、D錯誤。
16．20xx·廣東高考](多選)在星球表面發(fā)射探測器，當(dāng)發(fā)射速度為v時，探測器可繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動；當(dāng)發(fā)射速度達(dá)到v時，可擺脫星球引力束縛脫離該星球。已知地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為101，半徑比約為21。下列說法正確的有()
A．探測器的質(zhì)量越大，脫離星球所需要的發(fā)射速度越大
B．探測器在地球表面受到的引力比在火星表面的大
C．探測器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等
D．探測器脫離星球的過程中，勢能逐漸增大
答案BD
解析由G＝m得，v＝，則有v＝，由此可知探測器脫離星球所需要的發(fā)射速度與探測器的質(zhì)量無關(guān)，A項(xiàng)錯誤；由F＝G及地球、火星的質(zhì)量、半徑之比可知，探測器在地球表面受到的引力比在火星表面的大，B項(xiàng)正確；由v＝可知，探測器脫離兩星球所需的發(fā)射速度不同，C項(xiàng)錯誤；探測器在脫離兩星球的過程中，引力做負(fù)功，引力勢能是逐漸增大的，D項(xiàng)正確。
17．20xx·重慶高考]宇航員王亞平在“天宮1號”飛船內(nèi)進(jìn)行了我國首次太空授課，演示了一些完全失重狀態(tài)下的物理現(xiàn)象。若飛船質(zhì)量為m，距地面高度為h，地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，則飛船所在處的重力加速度大小為()
A．0B.C.D.
答案B
解析對飛船進(jìn)行受力分析，可得G＝mg，得g＝，B項(xiàng)正確。
18．20xx·江蘇高考]過去幾千年來，人類對行星的認(rèn)識與研究僅限于太陽系內(nèi)，行星“51pegb”的發(fā)現(xiàn)拉開了研究太陽系外行星的序幕?！?1pegb”繞其中心恒星做勻速圓周運(yùn)動，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽運(yùn)動半徑的。該中心恒星與太陽的質(zhì)量比約為()
A.B．1C．5D．10
答案B
解析行星繞恒星做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，由G＝mr2，得M＝，則該中心恒星的質(zhì)量與太陽的質(zhì)量之比＝·＝3×＝1.04，B項(xiàng)正確。
19．20xx·全國卷](多選)我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運(yùn)行；然后經(jīng)過一系列過程，在離月面4m高處做一次懸停(可認(rèn)為是相對于月球靜止)；最后關(guān)閉發(fā)動機(jī)，探測器自由下落。已知探測器的質(zhì)量約為1.3×103kg，地球質(zhì)量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8m/s2。則此探測器()
A．在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9m/s
B．懸停時受到的反沖作用力約為2×103N
C．從離開近月圓軌道到著陸這段時間內(nèi)，機(jī)械能守恒
D．在近月圓軌道上運(yùn)行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的線速度
答案BD
解析由題述地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約為月球半徑的3.7倍，由公式G＝mg，可得月球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的，即g月＝1.6m/s2，由v2＝2g月h，解得此探測器在著陸瞬間的速度v≈3.6m/s，選項(xiàng)A錯誤；由平衡條件可得懸停時受到的反沖作用力約為F＝mg月＝1.3×103×1.6N≈2×103N，選項(xiàng)B正確；從離開近月圓軌道到著陸這段時間，由于受到了反沖作用力，且反沖作用力對探測器做負(fù)功，所以探測器機(jī)械能減小，選項(xiàng)C錯誤；由G＝m，G＝mg，解得v＝，由于地球半徑和地球表面的重力加速度均大于月球，所以探測器在近月軌道上運(yùn)行的線速度要小于人造衛(wèi)星在近地軌道上運(yùn)行的線速度，選項(xiàng)D正確。
20．20xx·山東高考]如圖，拉格朗日點(diǎn)L1位于地球和月球連線上，處在該點(diǎn)的物體在地球和月球引力的共同作用下，可與月球一起以相同的周期繞地球運(yùn)動。據(jù)此，科學(xué)家設(shè)想在拉格朗日點(diǎn)L1建立空間站，使其與月球同周期繞地球運(yùn)動。以a1、a2分別表示該空間站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步衛(wèi)星向心加速度的大小。以下判斷正確的是()

A．a(chǎn)2a3a1B．a(chǎn)2a1a3
C．a(chǎn)3a1a2D．a(chǎn)3a2a1
答案D
解析因空間站建在拉格朗日點(diǎn)，所以月球與空間站繞地球轉(zhuǎn)動的周期相同，空間站半徑小，由a＝ω2r得a1a2a1，選項(xiàng)D正確。

一、基礎(chǔ)與經(jīng)典
21．宇航員駕駛宇宙飛船到達(dá)月球表面，關(guān)閉動力，飛船在近月圓形軌道繞月運(yùn)行的周期為T；接著，宇航員調(diào)整飛船動力，安全著陸，宇航員在月球表面離地某一高度處將一質(zhì)量為m的小球以初速度v0水平拋出，其水平射程為s。已知月球的半徑為R，引力常量為G，求：
(1)月球的質(zhì)量M；
(2)小球開始拋出時離地的高度；
(3)小球落地時重力的瞬時功率。
答案(1)(2)(3)
解析(1)飛船在近月圓形軌道上運(yùn)動時，月球?qū)︼w船的萬有引力提供向心力，有G＝mR2，
解得月球的質(zhì)量M＝。
(2)小球做平拋運(yùn)動，水平方向做勻速直線運(yùn)動，有s＝v0t，
豎直方向做自由落體運(yùn)動，有h＝gt2，
在月球表面，小球受到月球的萬有引力近似等于重力，有
G＝mR2＝mg，
聯(lián)立解得小球開始拋出時離地的高度為h＝。
(3)小球落地時速度的豎直分量為v＝gt＝，
重力的瞬時功率為P＝mgv＝m·＝。
22.如圖所示，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(diǎn)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點(diǎn)始終共線，A和B分別在O點(diǎn)的兩側(cè)。引力常量為G。

(1)求兩星球做圓周運(yùn)動的周期。
(2)在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，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T1兩者的平方之比。(結(jié)果保留3位小數(shù))
答案(1)2π(2)1.012
解析(1)A和B繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，它們之間的萬有引力提供向心力，則A和B的向心力相等，且A、B的中心和O點(diǎn)始終共線，說明A和B組成雙星系統(tǒng)且有相同的角速度和周期。設(shè)A、B做圓周運(yùn)動的半徑分別為r、R，則有
mω2r＝Mω2R，r＋R＝L，
聯(lián)立解得R＝L，r＝L，
對A，根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得
＝m2L，
解得T＝2π。
(2)由題意，可以將地月系統(tǒng)看成雙星系統(tǒng)，由(1)得
T1＝2π，
若認(rèn)為月球繞地心做圓周運(yùn)動，則根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得
＝m2L，
解得T2＝2π，
所以T2與T1的平方之比為
＝＝＝1.012。
二、真題與模擬
23．20xx·天津高考]萬有引力定律揭示了天體運(yùn)行規(guī)律與地上物體運(yùn)動規(guī)律具有內(nèi)在的一致性。
(1)用彈簧秤稱量一個相對于地球靜止的小物體的重量，隨稱量位置的變化可能會有不同的結(jié)果。已知地球質(zhì)量為M，自轉(zhuǎn)周期為T，萬有引力常量為G。將地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體，不考慮空氣的影響。設(shè)在地球北極地面稱量時，彈簧秤的讀數(shù)為F0。
a．若在北極上空高出地面h處稱量，彈簧秤讀數(shù)為F1，求比值的表達(dá)式，并就h＝1.0%R的情形算出具體數(shù)值(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)；
b．若在赤道地面稱量，彈簧秤讀數(shù)為F2，求比值的表達(dá)式。
(2)設(shè)想地球繞太陽公轉(zhuǎn)的圓周軌道半徑r、太陽的半徑為RS和地球的半徑R三者均減小為現(xiàn)在的1.0%，而太陽和地球的密度均勻且不變，僅考慮太陽和地球之間的相互作用，以現(xiàn)實(shí)地球的1年為標(biāo)準(zhǔn)，計算“設(shè)想地球”的1年將變?yōu)槎嚅L？
答案(1)a.＝0.98b.＝1－
(2)與現(xiàn)實(shí)地球的1年時間相同
解析(1)設(shè)小物體質(zhì)量為m。
a．在北極地面G＝F0，在北極上空高出地面h處
G＝F1，
得＝，h＝1.0%R時，＝≈0.98。
b．在赤道地面，小物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動，受到萬有引力和彈簧秤的作用力，有G－F2＝mR，
得＝1－。
(2)地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動，受到太陽的萬有引力。設(shè)太陽質(zhì)量為MS，地球質(zhì)量為M，地球公轉(zhuǎn)周期為TE，有G＝M，得TE＝＝，其中ρS為太陽的密度。
由上式可知，地球公轉(zhuǎn)周期TE僅與太陽的密度、地球公轉(zhuǎn)軌道半徑與太陽半徑之比有關(guān)。因此“設(shè)想地球”的1年與現(xiàn)實(shí)地球的1年時間相同。
24．20xx·云南重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考]有一質(zhì)量為m的航天器靠近地球表面繞地球做勻速圓周運(yùn)動(軌道半徑等于地球半徑)，某時刻航天器啟動發(fā)動機(jī)，向后噴氣，在很短的時間內(nèi)動能變?yōu)樵瓉淼?，此后軌道變?yōu)闄E圓，遠(yuǎn)地點(diǎn)與近地點(diǎn)距地心的距離之比是21，經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn)和經(jīng)過近地點(diǎn)的速度之比為12。已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g。
(1)求航天器在靠近地球表面繞地球做圓周運(yùn)動時的周期T；
(2)求航天器靠近地球表面繞地球做圓周運(yùn)動時的動能；
(3)在從近地點(diǎn)運(yùn)動到遠(yuǎn)地點(diǎn)的過程中航天器克服地球引力所做的功為多少？
答案(1)2π(2)mgR(3)mgR
解析(1)由牛頓第二定律mg＝m2R，
解得T＝2π。
(2)設(shè)航天器靠近地球表面繞地球做圓周運(yùn)動時的速度為v1，由mg＝m，解得Ek1＝mv＝mgR。
(3)由題意，噴氣后航天器在近地點(diǎn)的動能為Ek2＝Ek1＝mgR，
航天器在遠(yuǎn)地點(diǎn)的動能為Ek3＝Ek2＝mgR。
由動能定理得航天器克服地球引力所做的功為
W＝Ek2－Ek3＝mgR。

高一物理萬有引力定律的應(yīng)用

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，成功是留給有準(zhǔn)備的人。作為教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以保證學(xué)生們在上課時能夠更好的聽課，幫助教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。我們要如何寫好一份值得稱贊的教案呢？小編收集并整理了“高一物理萬有引力定律的應(yīng)用”，希望對您的工作和生活有所幫助。

高一物理下冊《萬有引力定律》說課稿

高一物理下冊《萬有引力定律》說課稿

現(xiàn)在開始我的說課，我說課的題目是《萬有引力定律》，接下來我將從教材、學(xué)情、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程等幾個方面來闡述我對于本節(jié)課的理解及我的教學(xué)設(shè)計。

一、說教材

(過渡句：首先來分析一下教材)

本節(jié)課選自人教版必修2第六章第3節(jié)。從內(nèi)容性質(zhì)和地位來看，本節(jié)內(nèi)容是上一節(jié)《太陽與行星間引力》的進(jìn)一步外推，是下一節(jié)《萬有引力理論的成就》的基礎(chǔ);是猜想、假設(shè)與驗(yàn)證相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容。所以本節(jié)內(nèi)容處于本章的核心地位。

二、說學(xué)情

(過渡句：學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況組織教材內(nèi)容，因此接下來再分析一下我所面對的學(xué)生)

高中生的抽象思維能力和邏輯推理能力已經(jīng)達(dá)到了比較高的水平，能夠在一定的基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展知識。且在學(xué)習(xí)本章之前，學(xué)生已經(jīng)在上一節(jié)《太陽與行星間引力》知道了天體間的引力公式，這為本節(jié)課進(jìn)一步拓展這一理論奠定了知識基礎(chǔ)。同時，萬有引力這一概念對于學(xué)生來說是耳熟能詳?shù)?，但是對于萬有引力定律卻沒有一個清晰的認(rèn)識，所以教師在授課時應(yīng)該注意對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，以便學(xué)生能夠找到問題的關(guān)鍵，緊跟課堂進(jìn)度。

三、說教學(xué)目標(biāo)

(過渡句：經(jīng)過以上對于教材和學(xué)生情況的分析，我確定了如下的教學(xué)目標(biāo))

【知識與技能】

了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)思路和過程;知道什么是萬有引力定律;知道萬有引力常量以及它的測量方法。

【過程與方法】

通過逐步建立萬有引力定律的過程，提高演繹思維能力與歸納概括能力，學(xué)習(xí)物理規(guī)律“提出猜想--理論推導(dǎo)--實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)”的科學(xué)研究方法。

【情感態(tài)度與價值觀】

感受物理學(xué)的科學(xué)魅力，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式。

四、說教學(xué)重難點(diǎn)

(過渡句：教學(xué)目標(biāo)確定之后，教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)也就顯而易見了)

【重點(diǎn)】

月--地檢驗(yàn)，萬有引力定律，引力常量。

【難點(diǎn)】

月--地檢驗(yàn)的思路。

五、說教法學(xué)法

(過渡句：根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容及學(xué)生的特點(diǎn))

我打算采用以下教學(xué)方法：講授法、問答法、討論法、練習(xí)法等，以這幾種教學(xué)方法相結(jié)合的形式進(jìn)行本節(jié)課的教學(xué)，力圖能夠達(dá)既讓學(xué)生理解萬有引力定律，又能掌握“提出猜想--理論推導(dǎo)--實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)”的科學(xué)研究方法。

六、說教學(xué)過程

(過渡句：接下來的教學(xué)過程是我本節(jié)課的核心部分，我將著重闡述我的設(shè)計思路。)

環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入

(過渡句：首先是導(dǎo)入環(huán)節(jié))

因?yàn)楸竟?jié)課其實(shí)是在前兩節(jié)課的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因此最合適的導(dǎo)入方式就是復(fù)習(xí)導(dǎo)入，既可以了解學(xué)生對于已學(xué)知識的掌握情況，又可以引出本節(jié)課的內(nèi)容，自然過渡。所以在開課前我會帶領(lǐng)學(xué)生回顧太陽與行星的引力公式。學(xué)生回答后進(jìn)一步追問：行星與太陽間的引力能使行星不能飛離太陽，那是什么力使地面的物體不能離開地球，總要落回地面呢?通過這個問題，引入本節(jié)課題——萬有引力定律。

環(huán)節(jié)二：新課講授

(過渡句：導(dǎo)入新課之后就順勢進(jìn)入到了新課講授環(huán)節(jié))

本課主要是通過對萬有引力的猜想，進(jìn)一步通過月--地檢驗(yàn)，加上思維拓展，得出萬有引力定律，在詳細(xì)介紹萬有引力定律，最后通過引力常量的測定檢驗(yàn)萬有引力定律。

(一)萬有引力的猜想

所以在新課講授時首先我引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想，了解本節(jié)課的探究方向。我采取的方式是先講述牛頓對蘋果思考的故事，根據(jù)這個故事引出猜想：拉住月球使它繞地球運(yùn)動的力，與拉著蘋果下落的力是否是同種力?