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1、课 前先学案第二节 万有引力定律的应用【自主学习】 一、 学习目标1. 会用万有引力定律计算天体的质量 2. 会推导人造卫星的环绕速度，计算人造地球卫星运动的相关问题 3. 知道第二宇宙速度和第三宇宙速度的含义和数值二、 重点难点1. 天体质量计算 2. 环绕速度计算和理解 三、 自主学习1. 计算天体的质量（1）基本思路：行星绕太阳、卫星绕行星做匀速圆周运动的向心力是它们的 提供测量出环绕 和环绕半径（2）公式：，可得中心天体的质量 2. 人造卫星（1）牛顿设想：当 足够大时，物体将会围绕 旋转而不再落回地面，称为一颗环绕地球转动的卫星（2）原理：卫星绕地球转动时， 提供向心力，即 = ，其
2、中为卫星到地心的距离，则卫星在轨道上运行的线速度 ，角速度 ，由得运行周期 3. 三种宇宙速度（1）第一宇宙速度= ，意义： ；（2）第二宇宙速度= ，意义： ；（3）第三宇宙速度= ，意义： ；四、 要点透析问题一已知地球绕太阳做匀速圆周运动的周期为365天，地球到太阳的距离为1.51011m，取G6.671011Nm2/km，求太阳的质量问题延伸：（1） 若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期，半径为，求地球质量（2） 若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径和月球运行的线速度，求（3） 若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度和周期，求（4） 【选做】若已知地球的半径为，月球绕地球运动的轨道半径
3、为，周期为，求地球的密度问题二2、（双选）人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有 （ ）A轨道半径越大，速度越小 B轨道半径越大，周期越短C轨道半径越大，角速度越小 D轨道半径越小，加速度越大总结：（1）由得 ，即，即半径越大，越小；（2）由得 ，即，即半径越大，越小；（3）由得 ，即，越大，越大；（4）由得 ，即，即半径越大，越小问题三已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T，试求地球同步卫星的向心加速度大小总结：（1）地球同步卫星周期、角速度与地球自转周期、角速度相同；（2）轨道是确定的，同步卫星在赤道上空运行；（3）距离地球表面高度确定，解得课 堂检测案第二节 万
4、有引力定律的应用l 【课堂检测】计算天体的质量和密度1. 已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r，运动周期为T，（1） 若中心天体的半径为R，则其平均密度 =_；（2） 若星体在中心天体表面附近做匀速圆周运动，则其平均密度=_；人造卫星的特点2. 关于人造地球卫星所受向心力与轨道半径r的关系，下列说法中正确的（ ）A由可知，向心力与r2成反比 B由可知，向心力与r成反比C由可知，向心力与r成正比 D由可知，向心力与r无关3. 一颗在地球赤道上空绕地球运转的同步卫星，距地面高度为h，已知地球半径为R，自转周期为T，地面重力加速度为g，则这颗卫星的运转速度的大小是 （ ）A B C D4.
5、 如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则不正确是 （ ）Ab所需向心力最小Bb、c周期相等，且大于a的周期Cb、c的向心加速度相等，且大于a的向心加速度Db、c的线速度大小相等，且小于a的线速度宇宙速度5. 人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其运行速率 （ ）A一定等于 B等于或小于 C一定大于 D介于第二节 万有引力定律的应用l 【当堂训练】课 堂训练案1. 关于宇宙速度，下列说法正确的是 ( )A第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度B第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时的
6、最大速度D第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度2. 探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比 ( )A轨道半径变小 B向心加速度变小C线速度变小 D角速度变小3. 利用下列哪组数据，不可以计算出地球的质量(已知万有引力常数G) ( )A地球的半径R地和地面的重力加速度gB卫星绕地球做匀速圆周运动的周期T和地球的半径R地C卫星绕地球做匀速圆周运动的半径r和线速度vD卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T4. （双选）如图，北斗系列卫星定点于地球同步轨道，它们与近地卫星比较（ ）A. 北斗卫星的线速度较大B. 北斗卫星的周期较大C. 北斗卫
7、星的角速度较大D. 北斗卫星的向心加速度较小课 后拓展案第二节 万有引力定律的应用l 【巩固拓展】课本作业P54 151. 科学家们推测，太阳系的第九大行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”由以上信息我们可以推知 ( )A这颗行星的公转周期与地球相等B这颗行星的自转周期与地球相等C这颗行星的质量与地球相等D这颗行星的密度与地球相等甲乙2. 【2013广东高考】如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是A甲的向心加速度比乙的小B甲的运行周期比乙的小C甲的角速度比乙的大D甲的线速度比乙的大3. （双选）假如一个做匀速圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则（ ）A根据公式v=r，可知卫星的线速度增大到原来的2倍B根据公式F=mv2/r，可知卫星所需的向心力减小到原来的1/2C根据公式F=GMm/r2，可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4D根据上述B和A给出的公式，可知卫星的线速度将减小到原来的2/2
