万有引力理论的成就学案--高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.docx

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1、高一物理练习 第七章 万有引力与宇宙航行第七章 万有引力与宇宙航行万有引力理论的成就（学案）（第一课时）一、重力与万有引力产生条件：由于 的吸引而使物体受到的力（地面上或者地球附近）地球对物体的万有引力F表现为两个效果：一是重力mg，二是提供物体随地球自转的向心力F向，如图所示：a、 在赤道上： b、在两极上： c、在一般位置：万有引力F等于 和 的矢量和；越靠近南北两极，由于物体随地球自转所需的向心力变 ，所以g值越大；在南北极，常认为万有引力近似等于 。d、因地球自转角速度很小，故，则一般认为地面上物体的重力等于其所受地球的万有引力，即，忽略地球自转的影响。（1）有了万有引力定律，测得引力

2、常量G之后，就可以称量地球的质量，所以卡文迪许被称为第一个称量地球的人。地面的重力加速度g和地球半径R已知,如何测量地球质量M？利用这些物理量能进一步测得地球的平均密度吗？（2）要登上太阳测量太阳表面的重力加速度，是不可能的，所以用上面的方法并不能称量太阳的质量。神奇的是，人们并不需要登上太阳，只需要知道地球绕太阳的公转周期T,日地间距r，就能测出太阳的质量大M。二、 万有引力定律的应用（各卫星参数&求中心天体质量和密度）1、解题基本方法（1）画出运动情境图，注意中心天体和环绕天体的区别：注意地球（中心天体）的半径R和轨道半径r以及距离地球（中心天体）表面的高度h的区别。（2）明确研究对象：天

3、上环绕的星体或地面（附近）的物体（3）根据研究对象，选择适当的依据列出方程（4）求谁把谁解出来2、解决天体（卫星）运动问题的基本思路思路1：对中心天体表面上任意物体：忽略 时，万有引力=重力。（F引是_和_的合力） 即：mg = （1）黄金代换： （2）计算中心天体质量：（称量地球质量第一人：_）可对任一星球使用！理解各字母含义！g表示天体表面的重力加速度。思路2：对天体（卫星）环绕中心天体做圆周运动，万有引力提供向心力：F引=ma向求中心天体M质量求环绕半径r（求高度h）求运动学参量（1）卫星的v、T、a只与 和 。（2）当中心天体相同时，卫星的v、T、a只与 有关。 且r增大，T ，v 、

4、 、a 、F引 。牢记：越远越慢（F引还与 有关，两个环绕天体作对比时要注意！） （3） 中心天体相同，且环绕半径相同r时，卫星的v、T、a一定 。（4） 求中心天体M平均密度需要用到公式： 、 。【例1】某行星表面附近有一颗卫星，其轨道半径可认为近似等于该行星的球体半径。已测出此卫星运行的周期为T，已知万有引力常量为G，据此求得该行星的平均密度约为多少？ 【例2】登月飞行器关闭发动机后在离月球表面h的空中沿圆形轨道绕月球飞行，周期是T，已知月球半径是R，引力常量为G，根据这些数据计算月球的平均密度是多少？第七章 万有引力与宇宙航行万有引力理论的成就（学案）（第二课时）练习：1.两颗人造卫星绕

5、地球做圆周运动，周期之比为TA: TB = 1: 8，则轨道半径之比和运行速率之比分别为：（ ）ARA : RB = 4 : 1，vA : vB = 1 : 2 BRA : RB = 4 : 1，vA : vB =2: 1CRA : RB = 1 : 4，vA : vB = 1 : 2 DRA : RB =1 : 4，vA : vB =2 : 1 2.土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星，都沿近似为圆周的轨道绕土星运动。其参数如表：卫星半径（m）卫星质量（kg）轨道半径（m）土卫十8.901042.0110181.51108土卫十一5.701045.6010171.51108两卫星相比，土卫十：

6、（ ） A受土星的万有引力较大 B绕土星做圆周运动的周期较大C绕土星做圆周运动的向心加速度较大 D绕土星做圆周运动的线速度较大3.据报道，最近有太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N。由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为： （ ）A0.5 B2 C3.2 D44.地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g0，物体在距地心4R处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则g : g0为：（ ）A 1 B1:9 C1:4 D1:165.一颗小行星绕太阳做圆周运动。轨道半径是地球公转半径的4倍，则它的线速度是地球线速度的 倍，它的环绕周期是 年。5学科网（北京）股份有限公司