第4章 第2节 万有引力定律的应用 第3节 人类对太空的不懈探索(作业本)-（配套课件）【顶尖课课练】2025-2026学年高中物理必修第二册(鲁科版)

该高中物理课件聚焦万有引力定律的应用及人类对太空的探索，通过“称量地球质量”“卫星向心力来源”等问题导入，引导学生从生活现象过渡到天体运动，搭建从地表到太空的知识支架，衔接万有引力定律与卫星运动规律。 其亮点在于以问题驱动培养科学探究能力，通过天体质量计算、宇宙速度理解等例题及原创题，渗透科学思维中的模型建构与科学推理。学生在分析卫星周期、线速度等参数中提升问题解决能力，教师可借助结构化内容高效开展教学。

1 第4章 万有引力定律及航天 第2节 万有引力定律 的应用 第3节 人类 对太空的不懈探索 《顶尖课课练·物理（必修 第二册）（鲁科版）》配套课件 2 思考与梳理 【想一想】 以上三图都是称量物体质量的仪器，能用它们称量地球的质量吗？我们 如何“称量”地球的质量？ 答案 略 3 【想一想】 在地球的周围,有许多的卫星在不同的轨道上绕地球转动。请思考: （1）这些卫星运动的向心力都是由什么力提供?这些卫星的轨道平面有 什么特点? （2）这些卫星的线速度、角速度、周期跟什么因素有关呢? 4 随堂自测 1.（天体质量的计算）已知某行星的一颗卫星绕其运转的轨道半径为 , 周期为,引力常量为 ,则可求得( ) B A. 该卫星的质量 B. 行星的质量 C. 该卫星的平均密度 D. 行星的平均密度 5 2.（对三个宇宙速度的理解）关于宇宙速度，下列说法正确的是( ) A 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最大速度 D. 第三宇宙速度是离开地球的最小发射速度 6 3.（天体的运行规律）假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知 地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么( ) D A. 地球公转的周期大于火星公转的周期 B. 地球公转的线速度小于火星公转的线速度 C. 地球公转的加速度小于火星公转的加速度 D. 地球公转的角速度大于火星公转的角速度 7 4.已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2 倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( ) A A. B. C. D. 8 5.（双选）北斗卫星导航系统是我 国自行研制的全球卫星导航系统， 由地球静止轨道卫星（轨道高度 约 ）、倾斜地球同步 轨道卫星（轨道高度约为 ，轨道平面与赤道平面的夹角为 ）和中圆地球轨道卫 星（轨道高度约为 ）三种轨道卫星组成混合导航星座，所有 卫星运动均可视为匀速圆周运动。根据题中所给条件，下列判断正确的 是 ( ) 9 A. 地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星绕地球运行的周期相同 B. 地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星都始终位于地面上某点 的正上方 C. 中圆地球轨道卫星的线速度大小介于和 之间 D. 倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度小于中圆地球轨道卫星的向心 加速度 √ √ 10 6.（原创题）科学家在研究太阳系中某行星运行轨道时发现每隔 时间 该行星就偏离轨道最大一次，他根据天体运动知识判断可能在该行星外 侧还有一颗绕太阳运行的小行星。已知该行星绕太阳公转的半径为 ， 周期是 ，设该行星和小行星都是圆轨道，求小行星与太阳的距离。 答案 设小行星绕太阳运行的周期为，则 ，该行星和小行星每 隔时间相距最近一次， 时间内该行星比小行星多运动一周，则有 。 设小行星绕太阳轨道半径为，由开普勒第三定律 。 由以上两式解得 。 11 $