[中学联盟]广东省惠阳区中山中学高中物理粤教版必修二导学案+教案：第三章 第二节 万有引力定律的应用 (3份打包)

第二节 万有引力定律的应用 【自主学习】 1、 学习目标 1. 会用万有引力定律计算天体的质量 2. 会推导人造卫星的环绕速度，计算人造地球卫星运动的相关问题 3. 知道第二宇宙速度和第三宇宙速度的含义和数值 2、 重点难点 1. 天体质量计算 2. 环绕速度计算和理解 3、 自主学习 1. 计算天体的质量 （1）基本思路：行星绕太阳、卫星绕行星做匀速圆周运动的向心力是它们的 提供．测量出环绕 和环绕半径 ． （2）公式： ，可得中心天体的质量 ． 2. 人造卫星 （1）牛顿设想：当 足够大时，物体将会围绕 旋转而不再落回地面，称为一颗环绕地球转动的卫星． （2）原理：卫星绕地球转动时， 提供向心力，即 = ，其中 为卫星到地心的距离，则卫星在轨道上运行的线速度 ，角速度 ，由 得运行周期 3. 三种宇宙速度 （1）第一宇宙速度= ，意义： ； （2）第二宇宙速度= ，意义： ； （3）第三宇宙速度= ，意义： ； 4、 要点透析 问题一已知地球绕太阳做匀速圆周运动的周期为365天，地球到太阳的距离为1.5×1011m，取G＝6.67×10－11N·m2/km，求太阳的质量． 问题延伸： （1） 若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期 ，半径为 ，求地球质量 （2） 若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径 和月球运行的线速度 ，求 （3） 若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度 和周期 ，求 （4） 【选做】若已知地球的半径为 ，月球绕地球运动的轨道半径为 ，周期为 ，求地球的密度 问题二2、（双选）人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有 （ ） A．轨道半径越大，速度越小 B．轨道半径越大，周期越短 C．轨道半径越大，角速度越小 D．轨道半径越小，加速度越大 [来源:学+科+网Z+X+X+K] 总结：（1）由 得 ，即 ，即半径 越大， 越小； （2）由 得 ，即 ，即半径 越大， 越小； （3）由 得 ，即 ， 越大， 越大； （4）由 得 ，即 ，即半径 越大， 越小． 问题三已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T，试求地球同步卫星的向心加速度大小． 总结：（1）地球同步卫星周期、角速度与地球自转周期、角速度相同； （2）轨道是确定的，同步卫星在赤道上空运行；[来源:学科网ZXXK] （3）距离地球表面高度确定， ，解得 第二节 万有引力定律的应用 · 【课堂检测】 计算天体的质量和密度 1. 已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r，运动周期为T， （1） 若中心天体的半径为R，则其平均密度ρ =___________________； （2） 若星体在中心天体表面附近做匀速圆周运动，则其平均密度ρ=______； 人造卫星的特点 2. 关于人造地球卫星所受向心力与轨道半径r的关系，下列说法中正确的（ ） A．由 可知，向心力与r2成反比 B．由 可知，向心力与r成反比 C．由 可知，向心力与r成正比 [来源:Z。xx。k.Com] D．由 可知，向心力与r无关 3. 一颗在地球赤道上空绕地球运转的同步卫星，距地面高度为h，已知地球半径为R，自转周期为T，地面重力加速度为g，则这颗卫星的运转速度的大小是 （ ） A． B． C． D． 4. 如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则不正确是 （ ） A．b所需向心力最小 B．b、c周期相等，且大于a的周期 C．b、c的向心加速度相等，且大于a的向心加速度 D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度 宇宙速度 5. 人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其运行速率 （ ） A．一定等于 B．等于或小于 C．一定大于 D．介于 第二节 万有引力定律的应用 · 【当堂训练】 1. 关于宇宙速度，下列说法正确的是 (　 　) 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