《山东省2020届高三物理万有引力定律复习导学案 新课标 人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东省2020届高三物理万有引力定律复习导学案 新课标 人教版（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、山东省滕州一中2020届高三物理万有引力定律复习导学案 【知识回顾】问题1：地心处的物体与地球间的万有引力能用公式计算吗？问题2：万有引力与重力是同一个力吗？问题3：处理天体运动的基本方法是怎样的？问题4：测出天体表面运动的卫星的周期，能否计算该天体的密度？问题5：同步卫星为什么必须定位于赤道上空且高度一定?问题6：随地球自转的向心加速度和环绕运行的向心加速度有什么不同？问题7：卫星的轨道半径越大运行速度越小，为什么发射速度却越大？【知识总结】一、万有引力定律的理解：公式：内容：适用条件：理解：万有引力的普遍性；万有引力的相互性；万有引力的客观性例题1：（2000年北京春季高考）地核的体积约为
2、整个地球体积的16%，地核的质量约为地球质量的34%经估算，地核的平均密度为 kg/m2（结果取两位有效数字，引力常量G6.71011 Nm2/kg2、地球半径R6.4106m）例题2：在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”，这种学说认为万有引力常量G在缓慢地减小，根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比（ ）A公转半径R较大 B公转周期T较大C公转速率v较大D公转角速度较小例题3：（2000年高考科研）设想人类开发月球，不断地把月球上的矿藏搬运到地球上假如经过长时间开采后，地球仍可看成均匀球体，月球仍沿开采前的圆轨道运动，则与开采前比较A地球与月球间的
3、万有引力将变大B地球与月球间的万有引力将变小C月球绕地球运动的周期将变长D月球绕地球运动的周期将变短练习1：1998年1月发射的“月球勘探者号”空间探测器，运用最新科技手段对月球进行近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定等方面取得了最新成果探测器在一些环形山中发现了质量密集区，当飞越这些质量密集区时，通过地面的大口径射电望远镜观察，“月球勘探者号”的轨道参数发生了微小的变化，这些变化是（ ）A、半径变小B、半径变大C、速率变小D、速率变大练习2：（选做题）天文学上，太阳的半径、体积、质量和密度都是常用的物理量，利用小孔成像原理和万有引力定律，可以简捷地估算出太阳的密度。在地面上某处，取
4、一个长l80cm的圆筒，在其一端封上厚纸，中间扎一直径为1mm的圆孔，另一端封上一张画有同心圆的薄白纸，最小圆的半径为2.0mm，相邻同心圆的半径相差0.5mm，当作测量尺度，再用目镜（放大镜）进行观察。把小孔正对着太阳，调整圆筒的方向，使在另一端的薄白纸上可以看到一个圆形光斑，这就是太阳的实像，为了使观察效果明显，可在圆筒的观测端蒙上遮光布，形成暗室。若测得光斑的半径为，试根据以上数据估算太阳的密度（G6.671011m3/kgs2，一年约为）。二、天体运动的分析专题基本方法：解题技巧（一）：“单值对应的关系”题型一：关系(重力加速度类)题型二：关系（环绕速度类）题型三：T关系（运行周期类）
5、例题1：（2020年上海）火星有两颗卫星，分别为火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆，已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（ ）A火卫一距火星表面较近 B火卫二的角速度较大C火卫一的运动速度较大 D火卫二的向心加速度较大例题2：如图所示，在同一轨道平面上，绕地球做圆周运动的卫星A、B和C，某时刻恰好在同一直线上，当卫星B运转一周时，下列说法正确的有（ ）A因为各卫星的角速度ABC，所以各卫星仍在原位置上B因为各卫星运转周期TATBTC，所以卫星A超前于卫星B，卫星C滞后于卫星BC因为各卫星运转频率fAfBfC，所以卫星A滞后于卫星B，卫星C超前于卫星BD因
6、为各卫星的线速度vAvBvC，所以卫星A超前于卫星B，卫星C滞后于卫星B练习1：（1999年上海）把太阳系各行星的运动近似看做匀速圆周运动，则离太阳越远的行星（ ）A周期越小 B线速度越小 C角速度越小 D加速度越小练习2：太阳系中的第二大行星土星的卫星众多，目前已发现达数十颗。下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些参数。则两卫星相比较，下列判断正确的是（ ） 卫星距土星的距离半径/km质量/kg发现者发现日期土卫五5270007652.491021卡西尼1672土卫六122200025751.351023惠更斯1655A土卫五的公转周期更小 B土星对土卫六的万有引力更小 C土卫六表面的重力加
7、速度小 D土卫五的公转速度小练习3：2020年8月29 日，火星、地球和太阳三点处于同一线上，出现“火星冲日”的天文奇观这是6万年来火星距地球最近的一次，与地球之间的距离只有5 576万千米，为人类研究火星提供了最佳时机图为美国宇航局最新公布的“火星冲日”虚拟图，则（ ）A2020年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度 B2020年8月29日，火星的加速度大于地球的加速度 C2020年8月29日，必将产生下一个“火星冲日”D下一个“火星冲日”必在2020年8月29日之后的某天发生练习4：2020年6月8日金灿灿的太阳上冒出粒“黑痣”，沉默了122年的天象奇观“金星凌日”准时开演了，所谓“金
8、星凌日”是指当金星运动到地球与太阳之间，三者成一条直线时，金星挡住了太阳射向地球的光线，人们就会看到一个小黑点慢慢从太阳表面移过。表面上，虽然金星被称为地球的“孪生姐妹”，金星的半径是地球半径的0.95倍，金星的质量是地球质量的0.82倍，但金星与地球有许多不同之处，如金星自转周期略大于公转周期，在金星上可谓“度日如年”。下面是金星、地球、火星的有关情况比较。星球金星地球火星公转半径1.0108km1.5108km2.25108km公转周期225日365.26日687日自转周期243日23时56分24时37分表面温度480151000大气主要成分约95的CO278的N2，21的O2约95的CO
9、2根据以上信息，关于地球及地球的两个邻居金星和火星（行星的运动可看作圆周运动），下列判断正确的是（ ）A金星运行的线速度最小，火星运行的线速度最大B金星公转的向心加速度大于地球公转的向心加速度C金星表面温度高，最主要原因是它距太阳最近D金星的主要大气成分是由CO2组成，所以可以判断气压一定很大解题技巧（二）：“黄金搭档公式”黄金代换：架起“天”与“地”的桥梁开普勒第三定律：求解天体运动的利器例题：（1997年高考）已知地球的半径为，又知月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动，则可估算从月球到地心的距离为 m。（结果保留一位有效数字）练习1：（2020年高考）在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着
10、陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来。假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h，速度方向是水平的，速度大小为0，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计大气阻力。已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T。火星可视为半径为r0的均匀球体。练习2：（2020年春季高考）神舟五号载人飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度h=342km的圆形轨道。已知地球半径R=6.37103km，地面处的重力加速度g=10m/s2。试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期T的公式（用h、R、g表示），然后计算周期T的数值（保留两位有效数字）。解题技巧（三）：“
11、天体质量的估算”方法：“”法（动力学质量法）计算方程：天体质量：方法：“”法（分光质量法）计算方程：天体质量：例题：（2020年天津）土星周围有美丽壮观的“光环”，组成环的颗粒是大小不等、线度从1m到10m的岩石、尘埃，类似于卫星，它们与土星中心的距离从7.3104km延伸到1.4105km。已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h，引力常量为6.6710-11Nm2/kg2，则土星的质量约为（估算时不考虑环中颗粒间的相互作用）（ ）A 9.01016kg B 6.41017kg C 9.01025kg D 6.41026kg例题2：（1998年全国）宇航员站在一星球表面上的某高处，沿
12、水平方向抛出一个小球，经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L.若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为L.已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数为G，求该星球的质量M.练习1：（2001年高考理综）为了研究太阳的演化进程, 需要知道太阳的质量M. 已知地球的半径, 地球的质量, 日、地间距离，地球表面的重力加速度, 1年约为。 试估算太阳的质量.练习2：一宇航员抵达一半径为R的星球表面后，为了测定该星球的质量M，做如下的实验，取一根细线穿过光滑的细直管，细线一端拴一质量为m的砝码，另一端连接在一固定的测力计上，手握细直管抡动砝码，使它
13、在竖直平面内作完整的圆周运动后，停止抡动细直管，砝码可继续在同一竖直平面内作完整的圆周运动，如图所示，此时观察测力计得知当砝码运动到圆周的最低点和最高点两位置时测力计的读数差为F，已知引力常量为G，根据题中所提供的条件和测量结果，求出该星球的质量M。练习3：（05广东）已知万有引力常量G，地球半径R，月球和地球之间的距离r，同步卫星距地面的高度h，月球绕地球的运转周期T1，地球的自转周期T2，地球表面的重力加速度g。某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法： 同步卫星绕地球作圆周运动，由得请判断上面的结果是否正确，并说明理由。如不正确，请给出正确的解法和结果。请根据已知条件再提出两种估
14、算地球质量的方法并解得结果。练习4：如图为宇宙中某一个恒星系的示意图。A为星系的一颗行星，它绕中央恒星O运行的轨道近似为圆。天文学家观测得到A行星运动的轨道半径为、周期为。（1）中央恒星O的质量为多大？（2）经长期观测发现，A行星实际运动的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔时间发生一次最大的偏离。天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B（假设其运行轨道与A在同一水平面内，且与A的绕行方向相同），它对A行星的万有引力引起A轨道的偏离。根据上述现象及假设，你能对未知行星B的运动得到哪些定量的预测？解题技巧（四）：“的妙用”例题1：一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在该行星上。飞船上备有以下实验器材（）A精确秒表一只 B已知质量为m的物体一个C弹簧秤一个 D天平一台（附砝码）已知宇航员在绕行时及着陆后各作了一次测量，依据测量
