第3章 万有引力定律 章末小结与质量评价（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（教科版2019）

一、知识体系建构——理清物理观念 二、综合考法融会——强化科学思维 天体质量和密度的计算　　 [典例1]　宇航员乘飞船前往A星球，其中有一项任务是测该星球的密度。已知该星球的半径为R，引力常量为G。结合已知量，有同学为宇航员设计了以下几种测量方案，你认为不正确的是(不考虑星球自转的影响) (　　) A．当飞船绕星球在任意高度运动时，测出飞船的运行周期T B．当飞船绕星球在任意高度运行时，测出飞船的运行周期T和飞船到星球表面的距离h C．当飞船靠近星球表面绕星球运行时，测出飞船的运行周期T D．当飞船着陆后，宇航员测出该星球表面的重力加速度g [融会贯通] 　　 计算天体质量和密度的方法 续表 [特别提醒]　计算天体质量和密度时一定要选好模型，是利用一颗环绕卫星“天上”法，还是利用天体表面的物体“地上”法。 　 近地卫星、同步卫星与赤道上物体的比较 [典例2]　西昌卫星发射中心的火箭发射架上，有一待发射的卫星，它随地球自转的线速度为v1、向心加速度为a1；发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动，线速度为v2、向心加速度为a2；实施变轨后，使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动，运动的线速度为v3、向心加速度为a3。则v1、v2、v3的大小关系和a1、a2、a3的大小关系是 (　　) A．v3＞v2＞v1；a3＞a2＞a1 B．v2＞v3＞v1；a2＞a3＞a1 C．v2＞v3＞v1；a2＜a3＜a1 D．v3＞v2＞v1；a2＞a3＞a1 [融会贯通] 近地卫星、同步卫星与赤道上物体的比较 续表 3. 某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地 面静止)。则此卫星的 (　　) A．线速度大于第一宇宙速度 B．周期小于同步卫星的周期 C．角速度大于月球绕地球运行的角速度 D．向心加速度大于地面的重力加速度 [融会贯通] 天体运动中的“追及相遇”问题及处理方法 1．天体运动中的“追及相遇”问题：是指有些星体绕同一中心天体做圆周运动，他们的轨道共面，绕行方向一致，在运行中会出现相距“最近”与“最远”的问题： (1)当它们在中心天体同侧与中心天体共线时相距最近，称为“相遇”； (2)当它们在中心天体异侧与中心天体共线时相距最远。 2．处理方法：绕同一中心天体做圆周运动的两颗星体之间的距离最近或最远时，它们都处在同一条直线上。由于它们的轨道不重合，因此在相距最近和最远的问题上不能通过位移或弧长相等来处理，而是通过星体运动转过的圆心角来比较。 从两个星体的位置在中心天体同侧且与中心天体共线时开始计时，内侧轨道的星体所转过的圆心角与外侧轨道的星体所转过的圆心角之差： (1)等于2π的整数倍时就是相距最近的时刻，即 ω内t－ω外t＝k·2π ，k＝1,2,3，… (2)等于π的奇数倍时就是相距最远的时刻，即 ω内t－ω外t＝(2k－1)·π ，k＝1,2,3，… [对点训练] 3．(多选)天文爱好者熟知的“土星冲日”现象是指土星和太阳正好分别处在地球的两侧，三者几乎成一条直线。该天象每378天发生一次，土星和地球绕太阳公转的方向相同，公转轨道都近似为圆，地球绕太阳公转周期和半径以及引力常量均已知，根据以上信息可求出 (　　) A．土星质量 B．地球质量 C．土星公转周期 D．土星和地球绕太阳公转速度之比 1．(多选)极地卫星是一种特殊的人造地球卫星，其轨道平面与赤道平面的夹角为90°，极地卫星运行时能到达地球南极和北极区域的上空。若某极地卫星从北极正上方运行至赤道正上方的最短时间为3 h，认为卫星做匀速圆周运动，下列说法正确的是 (　　) A．该卫星的加速度小于9.8 m/s2 B．该卫星的环绕速度大于7.9 km/s C．该卫星每隔12 h经过北极的正上方一次 D．该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径相等 三、价值好题精练——培树科学态度和责任 2．我国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空进入高为5.0×102 km的预定轨道。“悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动。已知地球半径R＝6.4×103 km。下列说法正确的是 (　　) A．“悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小 B．“悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小 C．“悟空”卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小 D．“悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小 答案：B　 [解析]　星球的质量M＝ρV＝ρπR3，飞船绕星球在任意高度运行时，万有引力提供向心力，有G＝m·(R＋h)，联立解得ρ＝，由上式可以判定，需测出飞船的运行周期T和飞船到星球表面