《（教科版）高中物理必修二 第3章《万有引力定律》整合课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（教科版）高中物理必修二 第3章《万有引力定律》整合课件（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本章整合 人类对行星运动规律的认识历程托勒密 : 地心说哥白尼 : 日心说开普勒三定律第一定律 ( 轨道定律 ): 椭圆轨道第二定律 ( 面积定律 ): 相等的时间内扫过相等的面积第三定律 ( 周期定律 ): 万有引力定律万有引力定律 表达式 : = = 6 . 67 1 0- 11N k 算彗星回归周期计算天体的质量 M =g 22 M =4 23 v = 2r = 4 22 T = 2 3 宇宙速度第一宇宙速度 : 7 . 9 s = = 第二宇宙速度 : 11 . 2 16 . 7 混内容辨析 天体半径和卫星轨道半径的区别 : 天体半径 (R) 反映天体大小 , 而卫星轨道半径 (r)
2、是卫星绕天体做圆周运动的半径 . 一般地说 r= R+ h , h 为卫星距天体表面的高度 , 只有卫星贴近天体表面运行时 , 才可近似认为卫星轨道半径等于天体半径 赤道上物体的向心加速度与卫星的向心加速度的区别 : 赤道上物体受地 球的万有引力作用 , 其中一个分力提供物体随地球自转做圆周运动的向心力 , 产生向心加速度 a 物 , 另一个分力为重力 , 即m g = m a 物 (R 为地球半径 ). 而卫星的向心加速度 a 卫 完全由万有引力产生 , 即 m a 卫 发射速度与环绕速度的区别 : 发射速度 : 指卫星脱离最后一级火箭时的速度 ( 相当于炮弹脱离炮口时的速度 ) 环绕速度
3、( 轨道速度 ): 人造卫星在高空沿着圆轨道或椭圆轨道运行时的速度 . 若沿圆轨道运行 , 此时 F 引 =F 向 , 即 所以 v= 7 . 9 k m /s ) 是指人造卫星的最小发射速度和最大环绕速度 稳定运行和变轨运行的区别 : 卫星绕天体稳定运行时 , 万有引力提供了卫星做圆周运动的向心力 , 由得 v= 由此可知 , 轨道半径 r 越大 , 卫星的速度越小 当卫星由于某种原因 , 其速度 v 突然变化时 ,F 引 和 因此就不能再根据 v= r 的大小 . 当 F 引 卫星做近心运动 , 卫星轨道半径 r 减小 , 线速度 v 增大 ; 当 F 引 m2, 它将偏离原轨道 , 而离
4、圆心越来越近 . 所以无论如何 c 也追不上 b , c , 故 C 选项错 . 对于 C 选项 , 不能用 v= 来分析 b 、 c 轨道半径的变化情况 . 对 a 卫星 , 当它的轨道半径缓慢减小时 , 在运行的一段较短时间内 , 可近 似认为它的轨道半径未变 , 视作稳定运行 , 由 v= 可知 , r 减小时 故 D 选项对 . 答案 : D 1 ( 2 0 1 4 浙江理综 ) 长期以来 “ 卡戎星 ( C h ar o n ) ” 被认为是冥王星唯一的卫星 ,它的公转轨道半径 r 1 = 1 9 6 0 0 k m , 公转周期 T 1 = 6 . 3 9 天 . 2 0 0 6
5、年 3 月 , 天文学家新发现两颗冥王星的小卫星 , 其中一颗的公转轨道半径 r 2 = 4 8 0 0 0 k m , 则它的公转周期 T 2 最接近于 ( ) 天 B . 2 5 天 C . 3 5 天 天 解析 : 由 开普勒第三定律 13 12= 23 22, 代入数据解得 T 2 最接近于 25 天 ,本题只有选项 B 正确 . 答案 : B 1 2 3 4 5 6 72 ( 2 0 1 4 福建理综 ) 若有一颗 “ 宜居 ” 行星 , 其质量为地球的 p 倍 , 半径为地球的q 倍 , 则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的 ( ) A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 3倍
6、解析 : 由万有引力提供向心力有 2=m2, 解得 v= , 所以该行星卫星的环绕速度是地球卫星的环绕速度的 倍 , 本题只有选项 C 正确 . 答案 : C 1 2 3 4 5 6 73 ( 2 0 1 4 课标全国 ) 假设地球可视为质量均匀分布的球体 , 已知地球表面重力加速度在两极的大小为 在赤道的大小为 g ; 地球自转的周期为 T , 引力常量为 G. 地球的密度为 ( ) T2g 0 0解析 : 在两极时有 2= 得地球质量 M=02; 在赤道时有 22R ,得地球半径 R=( g ) 2, 所以地球密度 =43 3=3 0g, 选项 B 正确 . 答案 : B 1 2 3 4
7、5 6 74 ( 2 0 1 4 广东理综 ) 如图所示 , 飞行器 P 绕某星球做匀速圆周运动 . 星球相对飞行器的张角为 . 下列说法正确 的是 ( ) A. 轨道半径越大 , 周期越长 B. 轨道半径越大 , 速度越大 C. 若测得周期和张角 , 可得到星球的平均密度 D. 若测得周期和轨道半径 , 可得到星球的平均密度 1 2 3 4 5 6 7解析 : 根据星球对飞行器的万有引力提供向心力 , 有 2=22r = m2, 解得 , T = 2 3 , v= , 半径越大 , 周期越长 , 速度越小 , A 项正确 , B 项错误 ; 设星球的半径为 R , 由几何关系得 ,= s 2
8、, 若测得周期 和张角 , 则星球的平均密度 =43 3=3 2, C 项正确 ; 若测得周期和轨道半径 , 则星球质量 M=4 23 由于星球的半径未知 , 因此不能求出星球的平均密度 , D 项错误 . 答案 : 1 2 3 4 5 6 75 ( 2 0 1 3 四川理综 ) 迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住 ,绕恒星 “ 1 ” 运行的行星 “ 581c ” 却很值得我们期待 . 该行星的温度在 0 到 40 之间、质量是地球的 6 倍、直径是地球的 1 . 5 倍、公转周期为 13 个地球日 .“ 1 ” 的质量是太阳质量的 0 . 31 倍 . 设该行星与地球均视为质
9、量分布均匀的球体 , 绕其中心天体做匀速圆周运动 , 则 ( ) A. 在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同 B. 如果人到了该行星 , 其体重是地球上的 223倍 C. 该行星与 “ 1 ” 的距离是日地距离的 13365倍 D. 由于该行星公转速率比地球大 , 地球上的米尺如果被带上该行星 , 其长度一定会变短 1 2 3 4 5 6 7解析 : 在地球上发射卫星的第一宇宙速度 v= , 在该行星上发射卫星的第一宇宙速度 v= = 6 1 . 5 = 2 v , A 错 ; 由于星球表面的重力等于万有引力 ,地球表面 m g = 2, 该行星表面 = 6 ( 1 . 5 )2, 两式
10、相比得 , 该行星上同一物体的重力是地球上的83倍 , B 对 ; 由 2=4 22m R 得 ,3 3= 2M , 所以该行星离“ 1 ” 的距离和地球离太阳的距离之比为 1 32 0 . 3136 523, C 错 ; 若米尺与运动方向垂直时 , 米尺的长度不变 , D 错 . 答案 : B 1 2 3 4 5 6 76 ( 2 0 1 2 浙江理综 ) 如图所示 , 在火星与木星轨道之间有一小行星带 . 假设该带中的小行星只受到太阳的引力 , 并绕太阳做匀速圆周运动 . 下列说法正确的是 ( ) A. 太阳对各小行星的引力相同 B. 各小行星绕太阳运动的周期均小于一年 C. 小行星带内侧
11、小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值 D. 小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值 1 2 3 4 5 6 7解析 : 各小行星距太阳远近不同 , 质量各异 , 太阳对小行星的引 力不同 , A 错 ;地球绕日的轨道半径小于小行星绕日的轨道半径 , 由 2=22r 得T = 2 3 , 显然轨道半径 r 越大 , 绕日周期 T 也越大 , 地球绕日周期 T 地 =1 年 ,所以小行星绕日周期大于 1 年 , B 错 ; 由 2= a= 2, 可见 , 内侧小行星向心加速度大于外侧小行星向心加速度 , 选项 C 正确 ; 由 2=m2, v= , 小行星轨道半径
12、r 小 大 于地球绕日轨道半径 r 地 , v 地 v 小 , 选项 D 错 . 答案 : C 1 2 3 4 5 6 77 ( 2 0 1 3 山东理综 ) 双星系统由两颗恒星组成 , 两恒星在相互引力的作用下 ,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现 , 双星系统演化过程中 , 两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为 T , 经过一段时间演化后 , 两星总质量变为原来的 k 倍 , 两星之间的距离变为原来的 n 倍 , 则此时圆周运动的周期为 ( ) A. 32T B. 3T C. 2T D. T 1 2 3 4 5 6 7解析 : 设双星的质量分别为 m 1 、 m 2 , 两星做圆周运动的半径分别为 r 1 、 r 2 , 则总质量 M=m 1
