6.5 万有引力定律的应用（三）导学案-2023-2024学年高一下学期物理人教版必修2

日喀则上海实验学校 高一物理学案 序号6—5 班级__________ 姓名____________ 学号_____ 第六章 万有引力与航天 C 万有引力定律的应用（三） 【知识要点】 1．卫星绕行速度、角速度、周期与半径的关系： （1）由 ＝m 得：v＝___________ 即： v ∝ （r 越大，v 越小） （2）由 ＝mω2r 得：ω＝___________ 即： ω ∝ （r 越大，ω 越小） （3）由 ＝m()2r 得：T＝___________ 即： T ∝ （r 越大，T 越大） 2．宇宙速度： （1）第一宇宙速度(环绕速度)v1=7.9km／s，是人造地球卫星绕地球运行必须具有的最小速度，也叫环绕速度。 （2）第二宇宙速度(脱离速度)v2=11.2km／s，使物体挣脱地球引力绕太阳运行必须具有的最小速度。 （3）第三宇宙速度(逃逸速度)v3=16.7km／s，脱离太阳引力飞向星际空间的最小速度。 3．牛顿定律适用范围：______________________。 【例题精讲】 例1．已知地球半径R=6400km，试计算国际同步通讯卫星的运行高度。 练．若一人造地球卫星运行周期为T，地球质量为M，半径为R，求卫星离地高度。 练．已知地球半径6400千米，地球质量6×1024kg，求： （1）人造地球卫星最短的运行周期。（2）它的线速度大小。 例2．地球的半径为R，地面附近的重力加速度为g，人造卫星在离地面高h处的轨道上做匀速圆周运动，求：（1）人造卫星的线速度。（2）人造卫星的周期。 【基础训练】 1．（多选）关于万有引力定律公式F＝G中的r，下列说法中正确的是（ ） A．对于均匀球体，就是指两球球心间的距离 B．对于相距很远的两物体，就是指两物体间的距离 C．对于人造地球卫星，就是指卫星离地的高度 D．对于人造地球卫星，就是指地球的半径 2．在圆形轨道上运行的人造卫星,由于阻力作用,使轨道半径减小,则下列说法中正确的是（ ） A．环绕速度和运行周期都不变 B．环绕速度和运行周期都减小 C．环绕速度增大,运行周期减小 D．环绕速度减小,运行周期增大 3．关于地球同步通讯卫星，下述说法正确的是（ ） A．已知它的质量为1t，若增为2t，其同步轨道半径将变为原来的2倍 B．它的运行速度应为第一宇宙速度 C．地球同步通讯卫星的轨道是唯一的，在赤道上方一定高度处 D．它可以通过北京的正上方 4．由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（ ） A．质量可以不同 B．轨道半径可以不同 C．轨道平面可以不同 D．速度大小可以不同 5．如图所示，2015年12月，我国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空进入高为5.0×102km的轨道。“悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动，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”卫星的运动周期比同步卫星的运动周期小 D．“悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小 6．“天舟一号”货运飞船在与“天宫二号”空间实验室对接前，在距离地面约380km的圆轨道上飞行，已知地球同步卫星轨道离地高度约为3.6×104km，则“天舟一号” （ ） A．线速度小于第一宇宙速度 B．周期大于地球同步卫星周期 C．角速度小于地球自转角速度 D．向心加速度小于地球同步卫星向心加速度 7．绕地球作匀速圆周运动的人造地球卫星离地面越高,其线速度越________，角速度越________，运动周期越________(选填“大”、“小”)。 8．已知地球的质量为M，万有引力常量为G，卫星离地面的高为3R(R为地球半径)，则卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为____________，做匀速圆周运动的周期为____________。 9．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，则甲乙两卫星的向心加速度之比为____________，甲乙两卫星的周期之比为____________。 10．两颗绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星的质量之比为m1:m2=1:2，它们的轨道半径之比为R1:R2=1:3，那么它们所受到的向心力大小之比为____________，它们的角速度之比为____________。 11．根据下列已知条件分别求地球同步卫星离地面的高度。 （1）地球质量为M，地球半径为R，自转角速度为ω； （2）地表重力