万有引力与航天》复习课件.ppt

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1、泰山中学泰山中学：赵兴旺：赵兴旺万有引力与航天章节复习万有引力与航天章节复习本章主要内容是本章主要内容是（一二三四）（一二三四）万有引力定律万有引力定律天上模型天上模型 人间模型人间模型 第一宇宙速度第一宇宙速度 第二宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度第三宇宙速度一个核心一个核心两种模型两种模型三个速度三个速度四个关系四个关系线速度与半径关系线速度与半径关系 角速度与半径关系角速度与半径关系周期与半径关系周期与半径关系向心加速度速度与半径关系向心加速度速度与半径关系n1、了解开普勒行星三定律，理解万有引力定律、了解开普勒行星三定律，理解万有引力定律n2、熟练应用万有引力定律计算天体相关问题、熟练

2、应用万有引力定律计算天体相关问题n3、会分析人造卫星的运动规律，理解第一宇宙、会分析人造卫星的运动规律，理解第一宇宙速度速度n4、通过回顾万有引力定律的发现过程，会提炼、通过回顾万有引力定律的发现过程，会提炼相关的科学方法相关的科学方法（1）万有引力定律的应用（2）构建物理模型学习重难点学习重难点【牛顿名言】【牛顿名言】“如果说我比别人看得如果说我比别人看得更远些更远些,那是因为我站那是因为我站在了巨人的肩上在了巨人的肩上”你认识他们吗？你认识他们吗？托勒密托勒密 开普勒开普勒 伽利略伽利略 牛顿牛顿 卡文迪许卡文迪许考考你：考考你：简述万有引力定律的发现过程，并总结所简述万有引力定律的发现过

3、程，并总结所用到的科学方法用到的科学方法1.内容内容2.方法方法复习本章教材知识，完成下列内容复习本章教材知识，完成下列内容考考你：考考你：行行星星运运动动开开普普勒勒定定律律引引力力充充当当向向心心力力月月地地检检验验推推及及万万物物构建知识网络构建知识网络构建知识网络构建知识网络 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积所有行星的轨道的半长轴所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。

4、次方的比值都相等。R3/T2=k6.6710-11NmNm2/kg/kg2质点间质点间卡文迪许卡文迪许英英7.9km/s地球地球11.2km/s16.7km/s宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大小与它们的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。小与它们的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。基础自测答案：基础自测答案：1.D1.D2.A2.A3.D3.D4.B4.B【合作解疑】【合作解疑】问题问题1：2013年年4月月26日日12时时13分，我国将分，我国将“高高分一号分一号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。卫星发射升

5、空，卫星顺利进入预定轨道。这是我国重大科技专项高分辨率对地观测系统的首这是我国重大科技专项高分辨率对地观测系统的首发星。此次任务还成功搭载发射了两个荷兰卫星分发星。此次任务还成功搭载发射了两个荷兰卫星分配器和三颗分别由厄瓜多尔、阿根廷和土耳其研制配器和三颗分别由厄瓜多尔、阿根廷和土耳其研制的小卫星。假设的小卫星。假设“高分一号高分一号”卫星绕地球的周期为卫星绕地球的周期为T，轨道半径为，轨道半径为r，引力常量为，引力常量为G，通过这些数据，通过这些数据，你能测出地球的质量吗？请说说你的思路与方法。你能测出地球的质量吗？请说说你的思路与方法。（小组讨论 限时2分钟）探探究究一一：如如何何测测天天

6、体体的的质质量量及及密密度度方法总结方法总结 模型模型1、(“天上天上”模型模型)在环绕天体的运动中，万有引力提供向心力。在环绕天体的运动中，万有引力提供向心力。(2)应用：应用：可用来估算中心天体的质量；可用来估算中心天体的质量；可用来求解不同轨道半径的卫星的线速度、角速度及可用来求解不同轨道半径的卫星的线速度、角速度及周期；周期；(1)(1)探探究究一一：如如何何测测天天体体的的质质量量及及密密度度方法总结方法总结 模型模型2、（“人间人间”模型）模型）天体表面的物体的重力近似等于万有引力天体表面的物体的重力近似等于万有引力(1)方程：方程：，（黄金代（黄金代换换）(2)应用应用可用来估算

7、天体的质量；可用来估算天体的质量；可用来估算天体表面附近的重力加速度；可用来估算天体表面附近的重力加速度；探探究究一一：如如何何测测天天体体的的质质量量及及密密度度例例1、2010年天文学家发现了宇宙中迄今为止最大的中年天文学家发现了宇宙中迄今为止最大的中子星，其质量几乎是太阳的两倍，密度异常高。若已知子星，其质量几乎是太阳的两倍，密度异常高。若已知有一颗围绕该中子星做匀速圆周运动的卫星的轨道半径有一颗围绕该中子星做匀速圆周运动的卫星的轨道半径为为r，周期为，周期为T，求该中子星的质量（引力常量为，求该中子星的质量（引力常量为G，中，中子星的半径为子星的半径为R）。）。【合作解疑】【合作解疑】

8、拓展拓展1：根据上面的情形，你能求出该中子星的密度？根据上面的情形，你能求出该中子星的密度？拓展拓展2：若已知该中子星表面的重力加速度为若已知该中子星表面的重力加速度为g，还有没，还有没有其它的方法可以求出该中子星的密度？有其它的方法可以求出该中子星的密度？探探究究一一：如如何何测测天天体体的的质质量量及及密密度度例例1、2010年天文学家发现了宇宙中迄今为止最大的中子星，其质年天文学家发现了宇宙中迄今为止最大的中子星，其质量几乎是太阳的两倍，密度异常高。若已知有一颗围绕该中子星做量几乎是太阳的两倍，密度异常高。若已知有一颗围绕该中子星做匀速圆周运动的卫星的轨道半径为匀速圆周运动的卫星的轨道半

9、径为r，周期为，周期为T，求该中子星的质量，求该中子星的质量（引力常量为（引力常量为G，中子星的半径为，中子星的半径为R）。）。【合作解疑】【合作解疑】分析：分析：由万有引力提供向心力，得：由万有引力提供向心力，得：探探究究一一：如如何何测测天天体体的的质质量量及及密密度度【合作解疑】【合作解疑】拓展拓展1：根据上面的情形，你能求出该中子星的密度？根据上面的情形，你能求出该中子星的密度？拓展拓展2：若已知该中子星表面的重力加速度为若已知该中子星表面的重力加速度为g，还有没有其它的方法，还有没有其它的方法可以求出该中子星的密度？可以求出该中子星的密度？由密度公式得：由密度公式得：(R为为中子星的

10、半径中子星的半径)分析：分析：当当卫卫星沿中子星表面附近星沿中子星表面附近绕绕天体运天体运动时动时，rR，则则 分析：分析：由由，得MgR2G，所以密度：所以密度：探探究究一一：如如何何测测天天体体的的质质量量及及密密度度针对训练题组一：针对训练题组一：n任务任务:完成完成针对训练题组针对训练题组1、2、3、4n目标：目标：体会应用两种模型解题的思路和方法体会应用两种模型解题的思路和方法探探究究一一：如如何何测测天天体体的的质质量量及及密密度度1.BC1.BC2.B2.B3.3.针对训练题组一针对训练题组一 参考答案：参考答案：提示：轨道半径为提示：轨道半径为R+h；周期；周期T=t/n探探究

11、究一一：如如何何测测天天体体的的质质量量及及密密度度【合作解疑】【合作解疑】问问2：假设高分一号卫星的轨道半径为假设高分一号卫星的轨道半径为r，你能，你能求解该卫星的线速度、角速度、周期和向心加求解该卫星的线速度、角速度、周期和向心加速度吗？（已知地球质量为速度吗？（已知地球质量为M,引力常量为引力常量为G）（小组讨论 限时2分钟）探探究究二二：人人造造卫卫星星的的相相关关问问题题思路：思路：n问题问题1：人造卫星绕地球的运动可视为什么：人造卫星绕地球的运动可视为什么运动类型？运动类型？n问题问题2：人造卫星受力及向心力来源：人造卫星受力及向心力来源n问题问题3：利用牛顿第二定律写出人造卫星：

12、利用牛顿第二定律写出人造卫星 运动的动力学公式？运动的动力学公式？n问题问题4：人造卫星的：人造卫星的v、T、a的表达的表达式是什么式是什么?探探究究二二：人人造造卫卫星星的的相相关关问问题题地球地球构建模型：构建构建模型：构建“天上天上”模型模型探探究究二二：人人造造卫卫星星的的相相关关问问题题探探究究二二：人人造造卫卫星星的的相相关关问问题题地球地球思考：思考：对于绕地球运动的人造卫星：对于绕地球运动的人造卫星：（1 1）离地面越高，向心力越）离地面越高，向心力越_。（2 2）离地面越高，线速度越）离地面越高，线速度越_。（3 3）离地面越高，周期越）离地面越高，周期越_。（4 4）离地面

13、越高，角速度越）离地面越高，角速度越_。（5 5）离地面越高，向心加速度越）离地面越高，向心加速度越_。小小大大小小小小小小探探究究二二：人人造造卫卫星星的的相相关关问问题题答案：CD探探究究二二：人人造造卫卫星星的的相相关关问问题题答案：BC例例3、据报道、据报道,我国数据中继卫星我国数据中继卫星“天链一号天链一号01星星”于于2008年年4月月25日在西昌卫星发射中心发射升空日在西昌卫星发射中心发射升空,经过经过4次变轨次变轨控制后控制后,于于5月月1日成功定点在东经日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道赤道上空的同步轨道.关关于成功定点后的于成功定点后的“天链一号天链一号01星星”,下列

14、说法正确的是（下列说法正确的是（）A.运行速度等于运行速度等于7.9 km/sB.离地面高度一定离地面高度一定,相对地面静止相对地面静止C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D.向心加速度等于地球表面处的重力加速度向心加速度等于地球表面处的重力加速度探探究究二二：人人造造卫卫星星的的相相关关问问题题针对训练题组二：针对训练题组二：n任务任务:完成完成针对训练题组二：针对训练题组二：1、2、3n目标：目标：熟练掌握线速度，角速度，周期及向心加速度与轨熟练掌握线速度，角速度，周期及向心加速度与轨道半径道半径r的关系。的关系。探探究究二二：人人造

15、造卫卫星星的的相相关关问问题题1.BC1.BC2.AC2.AC针对训练题组二针对训练题组二 参考答案：参考答案：探探究究二二：人人造造卫卫星星的的相相关关问问题题1、地球近地卫星：、地球近地卫星：已知地球半径已知地球半径R和地球质量和地球质量M，求近地卫星的线速度和周期。，求近地卫星的线速度和周期。点拨提升点拨提升 探探究究二二：人人造造卫卫星星的的相相关关问问题题2、地球同步卫星：（四个、地球同步卫星：（四个“一定一定”）特点：特点：点拨提升点拨提升 探探究究二二：人人造造卫卫星星的的相相关关问问题题(4)定绕向：自定绕向：自西西向向东东探探究究三三：运运行行速速度度与与发发射射速速度度问题

16、：问题：探探究究三三：运运行行速速度度与与发发射射速速度度问题：问题：探探究究三三：运运行行速速度度与与发发射射速速度度例例4：答案：答案：B题组训练三题组训练三探探究究三三：运运行行速速度度与与发发射射速速度度答案：答案：ADE1.答案：答案：1.975km/s1.975km/s探探究究三三：运运行行速速度度与与发发射射速速度度题组训练三题组训练三2.（1 1）通过这节课我加深理解了：）通过这节课我加深理解了：（2 2）通过这节课我总结的方法是：）通过这节课我总结的方法是：我的收获：我的收获：课下作业：课下作业：n1.写出本章的详细学习总结写出本章的详细学习总结,完善本章知识网络图。完善本章知识网络图。n2.做好课下巩固练习题。做好课下巩固练习题。