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1、高一物理必修2学案（人教版2019） 班级 姓名第七章万有引力与宇宙航行章末复习【学习目标】1、能解决天体运动发展史中的相关物理学史问题2、能应用万有引力定律解决重力加速度的计算，中心天体的质量与密度的计算3、能应用万有引力定律解决人造卫星的运转问题，掌握近地卫星与同步卫星的特点4、能应用万有引力定律解决人造卫星的发射问题，能结合三个宇宙速度解决相关问题。5、能说出人造卫星在不同轨道上切换时的变轨方法，并能说出在不同轨道经过同一点时的线速度，加速度，角速度，动能等的大小关系重点：能应用万有引力定律解决人造卫星的运转问题难点：能说出人造卫星在不同轨道上切换时的变轨方法公式 r为 引力常量 G=
2、（ 国 用 实验测得）黄金代换： 万有引力定律轨道定律： ，中心天体处在 。面积定律： 周期定律： k由 决定。地心说（ ）运行人造卫星发射第一宇宙速度（ 速度）v1 = 是最小 速度，最大的 速度第二宇宙速度（ 速度）v2= 脱离 的引力作用，绕 运动第三宇宙速度（ 速度）v3= 脱离 的引力范围，飞到太阳系以外 近地卫星：r= v= 日心说（ ）开普勒三定律 万有引力定律应用轨道特点：所有人造卫星的运行轨道，圆心在 处变轨正常圆轨道处，内轨速度 外轨速度同步卫星：所有同步卫星具有相同的 轨道切点处，内轨速度 外轨速度、内轨加速度 外轨加速度 = = = = v= = a= T= 天体运动规
3、律距地球表面h的高空的重力加速度= 质量与密度地球表面重力加速度g= 加速度g已知地面的重力加速度为g，地球的质量为 卫星绕中心天体转动的周期为T，轨道半径为r，地球的质量为 卫星近地飞行，周期为T，万有引力常量为G，则其密度为 【学习过程】学习活动一、构建思维导图学习活动二、考点典型题考点1物理学史例1、下列说法正确的是（ ）A开普勒发现了万有引力定律和行星运动规律B牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础C牛顿第一次通过实验测出了万有引力常量D文迪许巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里测出了万有引力常量的数值考点2人造卫星的运转、发射、变轨（近地卫星、同步卫星）abc例2、如图所示，有三
4、颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星a、b、c，它 们的轨道半径之间的关系是ra=rbrc，它们的质量关系是mc=mbma则 下列说法中正确的是（ ） A它们的线速度大小关系是va=vbvc B它们所受到的向心力大小关系是FcFbFaC它们的周期大小关系是TaTba=b变式训练2、气象卫星是用来拍摄云层照片、观测气象资料和测量气象数据的。我国先后自行成功研制和发射了“风云”一号和“风云”二号两颗气象卫星。“风云”一号卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极，每12 h巡视地球一周，称为“极地圆轨道”。“风云二号”气象卫星轨道平面在赤道平面内称为“地球同步轨道”，则“风云一号”卫星比“风云二号”卫星（ ）
5、A发射速度小 B线速度小 C覆盖地面区域大 D向心加速度大例3、两颗人造地球卫星，质量比m1:m2=1:2，线速度比v1:v2=1:2，那么（ ）A它们运行的轨道半径之比为4:1 B它们运行的周期比为8:1C它们运动的向心加速度的比为16: 1D它们所受向心力的比为32:1变式训练3-1、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R，线速度为v，周期为T，要使卫星周期变为2T，可能的办法有（ ）AR不变，使线速度变为v/2 Bv不变，使轨道半径变为2RC轨道半径变为R D速度、轨道半径都加倍变式训练3-2、同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体 随地球自转
6、的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列关系正确的是A B C D 例4、若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球的1.5倍，这颗行星的第一宇宙速度约为（ ）A2 km/s B4 km/s C16 km/s D32 km/s变式训练4、我国将要发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥1号”。设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的,地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为（）A0.4km/s B1.8km/s C11km/s D36km/s例5、2009年5月，
7、航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后， 在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（ ）A在轨道上经过A的速度小于经过B的速度B在轨道上经过A的动能小于在轨道上经过A 的动能C在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期D在轨道上经过A的加速度小于在轨道上经过A的加速度变式训练5、2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是（ ）A飞船变轨前后的机
8、械能相等B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度考点3黄金代换的应用（重力加速度g、中心天体质量与密度计算）例6、某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为R，地面重力加速度为g，下列说法错误的是（ ）A人造卫星的最小周期为2 B卫星在距地面高度R处的绕行速度为C卫星在距地面高度为R处的重力加速度为g/4D地球同步卫星的速率比近地卫星速率小，所以发射同步卫星所需的能量较少变式训练6、一宇航员为了估测某一星球表面的重力加速度和该星球的质量，在该星球的表面做自由落体
9、实验：让小球在离地面h高处自由下落，他测出经时间t小球落地，又已知该星球的半径为R，万有引力常量为G，忽略一切阻力。求：（1）该星球表面的重力加速度g（2）该星球的质量M（3）该星球的第一宇宙速度v例7、组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率。如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动。由此能得到半径为R、密度为、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T。下列表达式中正确的是（ ）AT= BT= CT= DT=变式训练7、为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”。假设探测器在离火星表
10、面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2。火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G。仅利用以上数据，可以计算出（ ）A火星的密度和火星表面的重力加速度 B火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C火星的半径和“萤火一号”的质量D火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力考点4双星问题两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象，叫做双星双星中两颗子星相互绕着旋转看作匀速圆周运动的向心力由两恒星间的万有引力提供由于力的作用是相互的，所以两子星做圆周运动的向心力大小是相等的，因两子星绕着连线上的一点做圆周运动，所以它们的运动周期是相等的，角速度也是相等的
11、，线速度与两子星的轨道半径成正比例8、两颗靠得较近的天体称为双星，它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动，因此不至于由于万有引力而吸引到一起，以下说法中正确的是（ ）A它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比B它们做圆周运动的线速度之比与其质量成反比C它们做圆周运动的半径与其质量成正比D它们做圆周运动的半径与其质量成反比变式训练8、经长期观测，人们在宇宙中发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，如图1所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1m2=32，下列说法中正确的是（ ）m2m1Am1、m2做圆周运动的线速度之比为32Bm1、m2做圆周运动的角速度之比为32Cm1做圆周运动的半径为LDm2做圆周运动的半径为L4