《第六章 万有引力与航天》复习学案正式版.pdf

《《第六章 万有引力与航天》复习学案正式版.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《第六章 万有引力与航天》复习学案正式版.pdf（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天复习学案复习学案一、开普勒行星运动定律一、开普勒行星运动定律1开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是_，太阳处于2开普勒第二定律：对任意一个行星来说，在相等的时间内扫过相等面积.从这个定律能得出行星在近日点的速度远日点的速度。3开普勒第三定律：所有行星的轨道的跟它的的比值都相等,用公式 k=来表示；K 与_Mmm(2)2R中心天体质量_有关；若行星做圆周运动则根据公式G2TR可得 K=GM；42例例 1 1:.理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式R2 K

2、，下列说法正确T的是（）A、公式只适用于轨道是椭圆的运动B、式中的 K 值，对于所有行星（或卫星）都相等C、式中的 K 值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关D、若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离例例 2 2.地球公转运行的轨道半径R 1.4910 m，若把地球公转周期称为 1 年，那么土星运行的轨道半径R 1.4310 m，其周期多长？二、万有引力定律：二、万有引力定律：表述：自然界中两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的_成正比，跟它们的成反比，引力的方向。公式：引力常量 G：适用于任何两个物体意义：它在数值上等于两个质量都是1 的

3、物体相距 1m 时的相互作用力 G 的通常取值为 G。适用条件：万有引力定律只适用于质点间或均匀球体间引力大小的计算。当两物体是质量分布均匀的球体时，式中的 r 是指两球心间的距离当研究物体不能看成质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，求出每个质点与另一个物体的所有质点的万有引力，然后求合力。引力常量 G 的测定：用扭秤实验测定。测定引力常量的意义:证12113明了万有引力的存在；使得万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等。如根据地球表面的重力加速度可以测定地球的质量例例 3 3.下列关于万有引力定律说法正确的是()A.万有引力定律是牛顿发现的 B.万有引

4、力定律适用于质点间的相互作用C.F Gm1m2中的G是一个比例常数，没有单位2rD.两个质量分布均匀的球体,r是两球心间的距离例例 4 4如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.行星同时受到太阳的万有引力和向心力B.行星受到太阳的万有引力，行星运动不需要向心力C.行星受到太阳的万有引力与它运动的向心力不等D.行星受到太阳的万有引力，万有引力提供行星圆周运动的向心力三三.万有引力在天文学上的应用万有引力在天文学上的应用天体质量的测定：天体（卫星）的运动可近似看作匀速圆周运动，在任何条件下总满足：万有引力等于向心力，即：（向心力用周期 T 表示，轨道半径为r），得：中心天体质

5、量M=，（假设中心天体的半径为 R），可得中心天体的密度 =（如果是一颗近地卫星 R=r呢？）=。天体表面上的物体所受的万有引力近似等于物体所受到的重力，根据公式_可得中心天体的质量M=，密度=。（中心天体的半径为 R）地球上物体的重力：由于地球的自转，地球对物体的万有引力存在两个效果：A、万有引力的一个分力是垂直指向地轴的，提供物体做圆周运动的向心力B、万有引力的另外一个分力才是物体所受的重力，与支持力N 是一对平衡力。所以地球表面的重力随地理纬度的变化而变化，在两极处最大，在赤道处最小天体上物体的重力和重力加速度：（忽略天体的自转）天体上物体的重力：mg GMm天体表面上物体的重力加速度：

6、g0=R2Mm重力随高度变化而变化：速度 gh=。mg0 G，2Rmgh GMm(R h)2，某高度处的重力加例例 5 5.地球绕地轴自转时，对静止在地面上的某一个物体，下列说法正确的是()A.物体的重力并不等于它随地球自转所需要的向心力B.在地面上的任何位置，物体向心加速度的大小都相等，方向都指向地心C.在地面上的任何位置，物体向心加速度的方向都垂直指向地球的自转轴D.物体随地球自转的向心加速度随着地球纬度的减小而增大例例 6 6利用下列哪组数据，可以计算出地球质量：（引力常量 G 已知）（）A已知地球半径和地面重力加速度B已知卫星绕地球作匀速圆周运动的轨道半径和周期C已知月球绕地球作匀速圆

7、周运动的周期和月球质量D已知同步卫星离地面高度和地球自转周期例例 7 7.月球质量是地球质量的11，月球半径是地球半径的，在距月球表面 56m 高处，813.8有一个质量为 60 千克的物体自由下落。试求:（1）它落到月球表面需要多长时间?（2）它在月球上的“重力”跟在地球上是否相等?四四.人造地球卫星人造地球卫星人造卫星的绕行速度 v设地球质量为 M，卫星质量为 m，轨道半径为 r，由于万有引力提供向心力，则Mmv2G2 m,V=可见：轨道半径越大,卫星运行的线速度。rrvGM2r3角速度和周期与轨道半径的关系由:,得；由:,得T,可 23GMrr见：高轨道上运行的卫星，角速度，周期。同一轨

8、道上的卫星，其上述各量大小是_的。卫星的最小运行周期T=84.6min(1.41h)_人造卫星的发射速度与运行速度发射速度：发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。运行速度：运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星的轨道半径大于地球半径时，运行速度小于第一宇宙速度。高轨道发射卫星比低轨道发射卫星困难。原因是高轨道发射卫星时火箭要克服地球对它引力做更多的功三种宇宙速度第一宇宙速度（环绕速度）：v1=.a、意义：它是人造卫星在地面附近绕地球

9、做匀速圆周运动所必须具备的速度b 推导：方法一：GMmr2 mv2r,解得：V=（轨道半径 r=地球的半径 R）方法二：mg mv2r，解得：V=；第二宇宙速度（脱离速度）：v2=。意义：使卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。第三宇宙速度（逃逸速度）：v3。意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度5同步卫星：-5特点：周期:T=角速度：=7.310 rad/s，线速度大小=_3.08Km/s_同步卫星高度 h，根据GMm224 m()(R h)得 h=_3.610 _km，位置位于_赤道正上方2T(R h)例例 8 8.人造地球卫星在运行中，由于受到稀薄大气的阻力

10、作用，其运动轨道半径会逐渐减小,在此进程中，以下说法中正确的是（）A卫星的速率将增大B卫星的周期将增大C卫星的向心加速度将增大D卫星的向心力将减小例例 9 9.关于人造地球卫星及其中物体的超重,失重问题,下列说法正确的是()A 在发射过程中向上加速时产生超重现象 B 在降落过程中向下减速时产生超重现象C 进入轨道时做匀速圆周运动,产生失重现象D 失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的6近地卫星的特点：运行半径 r=_R_，速度表达式=GM或=R，gR数值为_7.9_km/s，周期T=_84.6min(1.41h)_向心加速度 a=_9.8m/s2其它环绕地球做匀速圆周运动的卫星的速度都_于地表卫星的速度，周期都_于地表卫星的周期。地表卫星与赤道上物体的区别：地表卫星是重力充当向心力，地面物体是重力充当向-5心力吗？_赤道上物体随地球自转的周期T=_,=_7.310 rad/s_,2v=_0.46Km/s,a=_0.034m/s_