春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)課件

1、階段復(fù)習(xí)課第 六 章春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)【答案速填】【答案速填】春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)主題一主題一 天體運動問題的處理天體運動問題的處理【主題訓(xùn)練】【主題訓(xùn)練】(2012(2012浙江高考浙江高考) )如圖所示，如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶。假在火星與木星軌道之間有一小行星帶。假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽的引力，并設(shè)該帶中的小行星只受到太陽的引力，并繞太陽做勻速圓周運動。下列說法正確的是繞太陽做勻速圓周運動。下列說法正確的是( )( )A.A.太陽對各小行星的引力相同太陽對各小行星的引力相同B.B.各小行星繞太陽運動的周期均小于一年各小行星繞太陽

2、運動的周期均小于一年C.C.小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度值大于外側(cè)小行星的向心小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度值大于外側(cè)小行星的向心加速度值加速度值D.D.小行星帶內(nèi)各小行星圓周運動的線速度值大于地球公轉(zhuǎn)的線小行星帶內(nèi)各小行星圓周運動的線速度值大于地球公轉(zhuǎn)的線速度值速度值 春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】選選C C。根據(jù)萬有引力定律。根據(jù)萬有引力定律F= F= 可知，由于各可知，由于各小行星的質(zhì)量和到太陽的距離不同，萬有引力不同，選項小行星的質(zhì)量和到太陽的距離不同，萬有引力不同，選項A A錯錯誤；設(shè)太陽的質(zhì)量為誤；設(shè)太陽的質(zhì)量為M M，小行星的質(zhì)量為，小行星的質(zhì)量

3、為m m，由萬有引力提供向，由萬有引力提供向心力，則心力，則 則各小行星做勻速圓周運動的周期則各小行星做勻速圓周運動的周期T= T= 因為各小行星的軌道半徑因為各小行星的軌道半徑r r大于地球的軌道半徑，大于地球的軌道半徑，所以各小行星繞太陽運動的周期均大于地球的周期一年，選項所以各小行星繞太陽運動的周期均大于地球的周期一年，選項B B錯誤；向心加速度錯誤；向心加速度 內(nèi)側(cè)小行星到太陽的距離內(nèi)側(cè)小行星到太陽的距離小，向心加速度大，選項小，向心加速度大，選項C C正確；由正確；由 得小行星的得小行星的2MmGr222Mm4GmrrT，3r2GM，2FMaG,mr22MmvGmrr春季高中物理人教

4、必修二配套6.階段復(fù)習(xí)線速度線速度v= v= ，小行星做圓周運動的軌道半徑大于地球的，小行星做圓周運動的軌道半徑大于地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑，線速度小于地球繞太陽公轉(zhuǎn)的線速度，選項公轉(zhuǎn)軌道半徑，線速度小于地球繞太陽公轉(zhuǎn)的線速度，選項D D錯誤。錯誤。GMr春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)【主題升華】【主題升華】處理天體運動問題的處理天體運動問題的“一一”“”“二二”“”“三三”分析處理天體運動問題，要抓住分析處理天體運動問題，要抓住“一個模型一個模型”、應(yīng)用、應(yīng)用“兩個思兩個思路路”、區(qū)分、區(qū)分“三個不同三個不同”。1.1.一個模型：無論是自然天體一個模型：無論是自然天體( (如行星、月球等如

5、行星、月球等) )，還是人造天，還是人造天體體( (如人造衛(wèi)星、空間站等如人造衛(wèi)星、空間站等) )，只要天體的運動軌跡為圓形，就，只要天體的運動軌跡為圓形，就可將其簡化為質(zhì)點的勻速圓周運動。可將其簡化為質(zhì)點的勻速圓周運動。春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)2.2.兩個思路兩個思路: :(1)(1)所有做圓周運動的天體，所需的向心力都來自萬有引力。所有做圓周運動的天體，所需的向心力都來自萬有引力。因此，向心力等于萬有引力，據(jù)此所列方程是研究天體運動的因此，向心力等于萬有引力，據(jù)此所列方程是研究天體運動的基本關(guān)系式，即基本關(guān)系式，即(2)(2)不考慮地球或天體自轉(zhuǎn)影響時，物體在地球或天體表面受

6、不考慮地球或天體自轉(zhuǎn)影響時，物體在地球或天體表面受到的萬有引力約等于物體的重力，即到的萬有引力約等于物體的重力，即 =mg,=mg,變形得變形得GM=gRGM=gR2 2，此式通常稱為黃金代換式。，此式通常稱為黃金代換式。22222Mmv4Gmm rmrmarrT 。2MmGR春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)3.3.三個不同三個不同: :(1)(1)不同公式中不同公式中r r的含義不同。在萬有引力定律公式的含義不同。在萬有引力定律公式(F= )(F= )中，中，r r的含義是兩質(zhì)點間的距離；在向心力公式的含義是兩質(zhì)點間的距離；在向心力公式(F= =m(F= =m2 2r)r)中，中，r

7、r的含義是質(zhì)點運動的軌道半徑。當(dāng)一個天體繞另一個天體的含義是質(zhì)點運動的軌道半徑。當(dāng)一個天體繞另一個天體做勻速圓周運動時，兩式中的做勻速圓周運動時，兩式中的r r相等。相等。122mmGr2vmr春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)(2)(2)運行速度、發(fā)射速度和宇宙速度的含義不同。運行速度、發(fā)射速度和宇宙速度的含義不同。以下是三種速度的比較，見下表以下是三種速度的比較，見下表: : 比較項比較項概念概念大小大小影響因素影響因素運行運行速度速度衛(wèi)星繞中心天衛(wèi)星繞中心天體做勻速圓周體做勻速圓周運動的速度運動的速度v=v=軌道半徑軌道半徑r r越大越大,v,v越小越小發(fā)射發(fā)射速度速度在地面上發(fā)射在

8、地面上發(fā)射衛(wèi)星的速度衛(wèi)星的速度大 于 或 等大 于 或 等于于7.9km/s7.9km/s衛(wèi)星的發(fā)射高度越高衛(wèi)星的發(fā)射高度越高, ,發(fā)射速度越大發(fā)射速度越大宇宙宇宙速度速度實現(xiàn)某種效果實現(xiàn)某種效果所需的最小衛(wèi)所需的最小衛(wèi)星發(fā)射速度星發(fā)射速度7.9km/s7.9km/s11.2km/s11.2km/s16.7km/s16.7km/s不同衛(wèi)星發(fā)射要求決不同衛(wèi)星發(fā)射要求決定定GMr春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)(3)(3)衛(wèi)星的向心加速度衛(wèi)星的向心加速度a a、地球表面的重力加速度、地球表面的重力加速度g g、在地球表、在地球表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動的向心加速度面的物體隨地球自轉(zhuǎn)做

9、勻速圓周運動的向心加速度aa的含義的含義不同。不同。春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)表達(dá)式表達(dá)式說明說明a a由由 =ma=ma得得a= ,ra= ,r為衛(wèi)星軌道半徑為衛(wèi)星軌道半徑與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān), ,隨隨r r的的增大而減小增大而減小g g若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響, ,由由 =mg=mg得得g=g=考 慮 地 球 的 自 轉(zhuǎn) 時考 慮 地 球 的 自 轉(zhuǎn) 時 , , 是是g g和和a a的矢量和的矢量和, ,隨緯度隨緯度的增大的增大,a,a減小減小,g,g增大增大aaa=a=2 2Rcos,Rcos,其中其中、R R分別是地球的自轉(zhuǎn)角速度分別是地球的

10、自轉(zhuǎn)角速度和半徑和半徑,是物體所在位是物體所在位置的緯度值置的緯度值2GMmr2GMr2GMmR2GMR2GMR春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】(2013(2013上海高考上海高考) )若兩顆人造地球衛(wèi)星的周期之若兩顆人造地球衛(wèi)星的周期之比為比為T T1 1TT2 2=21,=21,則它們的軌道半徑之比則它們的軌道半徑之比R R1 1RR2 2= =, ,向向心加速度之比心加速度之比a a1 1aa2 2= =。春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)【解析】【解析】由開普勒定律，由開普勒定律，R R1 1RR2 2= = 由牛頓第由牛頓第二定律，二定律， =ma=

11、ma，向心加速度之比，向心加速度之比a a1 1aa2 2=R=R2 22 2RR1 12 2=1=1答案：答案： 1 11 12233312TT41 。2MmGR32 2。32 234春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)主題二主題二 萬有引力定律的應(yīng)用萬有引力定律的應(yīng)用【主題訓(xùn)練】【主題訓(xùn)練】( (多選多選)(2013)(2013浙江高考浙江高考) )如圖所示，三顆質(zhì)量均如圖所示，三顆質(zhì)量均為為m m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r r的圓軌道上，設(shè)地球的圓軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為質(zhì)量為M M，半徑為，半徑為R R。下列說法正確的是。下列說法正確的是( )(

12、)A.A.地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為B.B.一顆衛(wèi)星對地球的引力大小為一顆衛(wèi)星對地球的引力大小為C.C.兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為D.D.三顆衛(wèi)星對地球引力的合力大小為三顆衛(wèi)星對地球引力的合力大小為2GMmr R2GMmr22Gm3r23GMmr春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】選選B B、C C。地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力，利用萬有引力。地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力，利用萬有引力公式計算，兩個質(zhì)點間的距離為公式計算，兩個質(zhì)點間的距離為r r，地球與一顆衛(wèi)星間的引力，地球與一顆衛(wèi)星間的引力大小為大小為 ，A A項錯誤，項錯誤，B B

13、項正確；由幾何知識可得，兩顆項正確；由幾何知識可得，兩顆衛(wèi)星之間的距離為衛(wèi)星之間的距離為 r r，兩顆衛(wèi)星之間利用萬有引力定律可得，兩顆衛(wèi)星之間利用萬有引力定律可得引力大小為引力大小為 ，C C項正確；三顆衛(wèi)星對地球的引力大小相項正確；三顆衛(wèi)星對地球的引力大小相等，方向在同一平面內(nèi)，相鄰兩個力夾角為等，方向在同一平面內(nèi)，相鄰兩個力夾角為120120，所以三顆，所以三顆衛(wèi)星對地球引力的合力等于零，衛(wèi)星對地球引力的合力等于零，D D項錯誤。項錯誤。2GMmr322Gm3r春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)【主題升華】【主題升華】萬有引力定律萬有引力定律F= F= 的適用條件的適用條件1.1.公

14、式適用于質(zhì)點間的相互作用，當(dāng)兩物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于公式適用于質(zhì)點間的相互作用，當(dāng)兩物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時，物體可視為質(zhì)點；物體本身的大小時，物體可視為質(zhì)點；2.2.質(zhì)量分布均勻的球體也適用，質(zhì)量分布均勻的球體也適用，r r為兩球心間的距離。為兩球心間的距離。122mmGr春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】(2012(2012新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷) )假設(shè)地球是一半徑為假設(shè)地球是一半徑為R R、質(zhì)量分布均勻的球體。一礦井深度為質(zhì)量分布均勻的球體。一礦井深度為d d。已知質(zhì)量分布均勻的。已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零。礦井底部和地面處的重力

15、加速度球殼對殼內(nèi)物體的引力為零。礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為大小之比為( )( )22ddR dRA.1 B.1 C.() D.()RRRR d春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)【解析】【解析】選選A A。根據(jù)萬有引力與重力相等可得。根據(jù)萬有引力與重力相等可得，在地面處有在地面處有 在礦井底部有在礦井底部有 故選項故選項A A正確。正確。 324mR3Gmg,R 324mR d3GmgR d，gR dd1gRR 所以。春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)主題三主題三 人造衛(wèi)星的發(fā)射與變軌人造衛(wèi)星的發(fā)射與變軌【主題訓(xùn)練】【主題訓(xùn)練】( (多選多選)2013)2013年年1212月

16、月1010日日2121時時2020分，分，“嫦娥三號嫦娥三號”發(fā)動機(jī)成功點火，開始實施變軌控發(fā)動機(jī)成功點火，開始實施變軌控制，由距月面平均高度制，由距月面平均高度100 km100 km的環(huán)月軌道成功進(jìn)的環(huán)月軌道成功進(jìn)入近月點高度入近月點高度15 km15 km、遠(yuǎn)月點高度、遠(yuǎn)月點高度100 km100 km的橢圓的橢圓軌道。關(guān)于軌道。關(guān)于“嫦娥三號嫦娥三號”，下列說法正確的是，下列說法正確的是( )( )A.“A.“嫦娥三號嫦娥三號”的發(fā)射速度大于的發(fā)射速度大于7.9 km/s7.9 km/sB.“B.“嫦娥三號嫦娥三號”在環(huán)月軌道上的運行周期大于在橢圓軌道上的在環(huán)月軌道上的運行周期大于在橢

17、圓軌道上的運行周期運行周期C.“C.“嫦娥三號嫦娥三號”變軌前沿圓軌道運動的加速度大于變軌后通過變軌前沿圓軌道運動的加速度大于變軌后通過橢圓軌道遠(yuǎn)月點時的加速度橢圓軌道遠(yuǎn)月點時的加速度D.“D.“嫦娥三號嫦娥三號”變軌前需要先點火加速變軌前需要先點火加速春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】選選A A、B B。7.9 km/s7.9 km/s是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，要想往月球發(fā)射人造衛(wèi)星，發(fā)射速度必須大于要想往月球發(fā)射人造衛(wèi)星，發(fā)射速度必須大于7.9 km/s7.9 km/s，A A對；對；“嫦娥三號嫦娥三號”距月面越近運行周期越小，距月面越

18、近運行周期越小，B B對；飛船變軌前沿對；飛船變軌前沿圓軌道運動時只有萬有引力產(chǎn)生加速度，變軌后通過橢圓軌道圓軌道運動時只有萬有引力產(chǎn)生加速度，變軌后通過橢圓軌道遠(yuǎn)月點時也是只有萬有引力產(chǎn)生加速度，所以兩種情況下的加遠(yuǎn)月點時也是只有萬有引力產(chǎn)生加速度，所以兩種情況下的加速度相等，速度相等，C C錯；錯；“嫦娥三號嫦娥三號”變軌前需要先點火減速，才能變軌前需要先點火減速，才能做近心運動，做近心運動，D D錯。錯。春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)【主題升華】【主題升華】人造衛(wèi)星的變軌原理人造衛(wèi)星的變軌原理1.1.衛(wèi)星繞地球穩(wěn)定運行時，萬有引力提供了衛(wèi)星做圓周運動的衛(wèi)星繞地球穩(wěn)定運行時，萬有引

19、力提供了衛(wèi)星做圓周運動的向心力，由向心力，由 由此可知，軌道半徑由此可知，軌道半徑r r越越大，衛(wèi)星的線速度大，衛(wèi)星的線速度v v越小。越小。22MmvMGmvG,rrr得春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)2.2.當(dāng)衛(wèi)星由于某種原因速度當(dāng)衛(wèi)星由于某種原因速度v v突然改變時，受到的萬有引力突然改變時，受到的萬有引力 和需要的向心力和需要的向心力 不再相等，衛(wèi)星將偏離原軌道運動。不再相等，衛(wèi)星將偏離原軌道運動。3.3.當(dāng)當(dāng) 時，衛(wèi)星做近心運動，其軌道半徑時，衛(wèi)星做近心運動，其軌道半徑r r變小，速變小，速度越來越大；反之，當(dāng)度越來越大；反之，當(dāng) 時，衛(wèi)星做離心運動，其時，衛(wèi)星做離心運動，其軌

20、道半徑軌道半徑r r變大，速度越來越小。變大，速度越來越小。2MmGr2vmr22MmvGmrr22MmvGmrr春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】( (多選多選)(2014)(2014邢臺高一檢測邢臺高一檢測) )我國志愿者王躍參我國志愿者王躍參與人類歷史上第一次全過程模擬從地球往返火星的一次試驗與人類歷史上第一次全過程模擬從地球往返火星的一次試驗“火星火星-500”-500”，王躍走出登陸艙，成功踏上模擬火星表面，在，王躍走出登陸艙，成功踏上模擬火星表面，在“火星火星”上首次留下中國人的足跡，目前正處于從上首次留下中國人的足跡，目前正處于從“火星火星”返返回地球途中。假設(shè)將來人類一艘飛船從火星返回地球時，經(jīng)歷回地球途中。假設(shè)將來人類一艘飛船從火星返回地球時，經(jīng)歷如圖所示的變軌過程，則下列說法正確的是如圖所示的變軌過程，則下列說法正確的是( )( )春季高中物理人教必修二配套6.階段復(fù)習(xí)A.A.飛船在軌道飛船在軌道上運動時，在上運動時，在P P點的速度大于在點的速度大