萬有引力定律及其應(yīng)用(必修2第三章)

1、萬有引力定律及其應(yīng)用（必修2第三章）一、物理學史 “地心說”的觀點的代表人物是_,“日心說”的觀點是由_提出的，日心說的觀點是_(“正確”或“不正確”)的；提出行星運動三大定律的是_；萬有引力定律是_提出的，_用_實驗測出引力常數(shù)。練習：（05-06）（06-07）在物理學發(fā)展的過程中，許多物理學家的科學發(fā)現(xiàn)推動了人類歷史的進步。在對以下幾位物理學家所作科學貢獻的敘述中，不正確的說法是：（）A哥白尼創(chuàng)立了日心說； B愛因斯坦提出的狹義相對論時空觀是時空觀發(fā)展史上的一次大變革；C伽利略發(fā)現(xiàn)了行星運動定律； D牛頓總結(jié)出牛頓運動定律和萬有引力定律，建立了完整的經(jīng)典力學。練習2：（05-06）下面說

2、法中與事實相符合的是：（ ）海王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的 天王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的天王星的運動軌道偏離根據(jù)萬有引力定律計算出來的軌道，其原因是由于天王星受到軌道外面其它行星的引力作用冥王星也是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的練習3：（07-08）某同學學完萬有引力定律及其應(yīng)用后，得出了以下幾條結(jié)論，你認為其中符合物理事實的是：A.開普勒發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 B.牛頓通過實驗測出了引力常數(shù)C.海王星的發(fā)現(xiàn)充分說明了正確理論對實踐的指導(dǎo)作用 D.天體運動都是最完美和諧的勻速圓周運動二、開普勒三大定律（1）開普勒第一定律（軌道定律）:所有的_圍繞_運動的軌

3、道都是_，太陽位于橢圓的一個_上。（2）開普勒第二定律（面積定律）:行星和太陽之間的_,在_內(nèi)掃過_。（3）開普勒第三定律（周期定律）:行星繞太陽_和_成_。表達式：_ 練習1：從天文望遠鏡中觀察到銀河系中有兩顆行星繞某恒星運動，兩行星的軌道均為橢圓，觀察測量到它們的運轉(zhuǎn)周期之比為8:1，則它們橢圓的半長軸之比為（ ） A.4:1 B.2:1 C.8:1 D.16:1練習2：（05-06）美國天文學家宣布,他們發(fā)現(xiàn)了可能成為太陽系第十大行星的紅色天體，并以女神“塞德娜”為其命名如果把該行星的軌道近似看成圓軌道，則它繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑約為地球繞太陽公轉(zhuǎn)軌道半徑的470倍，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的離太陽

4、最遠的太陽系行星，該天體半徑約為1000 km，約為地球半徑的1/6，估算出它繞太陽公轉(zhuǎn)的周期最接近（ ）15年 60年470年 104年 三、萬有引力定律1、內(nèi)容：_。數(shù)學表達式：_其中G為引力常數(shù)，英國科學家卡文笛許用扭秤實驗測出G=_。練習1：下列說法不正確的是： （ ）A.萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的 B.卡文迪許用扭秤實驗裝置測出了引力常數(shù)C.兩個質(zhì)量為1kg的質(zhì)點相距1m時的萬有引力為6.67N D.萬有引力定律的數(shù)學式只適合計算兩質(zhì)點間的引力練習2：（06-07）假設(shè)地球為一密度均勻的球體，若保持其密度不變，而將半徑縮小為原來的，則地面上的物體所受地球引力將變?yōu)樵瓉淼模?）A2倍 B

5、 C4倍 D 2、應(yīng)用一：計算天體的質(zhì)量：題型一：利用環(huán)繞天體求中心天體的質(zhì)量的解題方程：（1）已知距離r、環(huán)繞天體的公轉(zhuǎn)周期T:_;（2）已知距離r、環(huán)繞天體的線速度v:_;（3）已知距離r、環(huán)繞天體的角速度:_;題型二：利用黃金代換求天體的質(zhì)量：mg =_ AB練習1：（06-07）設(shè)行星繞太陽運動的軌道為圓形，M為太陽的質(zhì)量，m為行星的質(zhì)量，T為行星運動的周期，r為軌道半徑，G為萬有引力常量請你推導(dǎo)出開普勒行星運動規(guī)律：=k中常數(shù)k的表達式。練習2：（05-06）（06-07）如圖所示，A、B均為圍繞太陽運行的兩顆行星，根據(jù)此圖可以得到的結(jié)論是：（ ）A行星A的角速度比行星B的小 B行星

6、A的線速度比行星B的小C行星A的運行周期比行星B的大 D行星A的運行周期比行星B的小練習3：已知金星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期小于地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期，它們繞太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運動，則由此可以判定：（ ）A金星到太陽的距離（即軌道半徑）小于地球到太陽的距離 B金星公轉(zhuǎn)運動的速度小于地球公轉(zhuǎn)運動的速度C金星公轉(zhuǎn)運動的向心加速度小于地球公轉(zhuǎn)運動的向心加速度 D金星的質(zhì)量大于地球的質(zhì)量練習4：（07-08）科學家們預(yù)測，太陽系的第十顆行星可能就在地球的軌道上，從地球上看，它永遠在太陽的背面，人類一直未能發(fā)現(xiàn)它，可以說是“隱居”著的地球的“孿生兄弟”。由以上信息我們可以推知：A.這顆行星公轉(zhuǎn)周期與地球相

7、等 B.這顆行星的自轉(zhuǎn)周期與地球相等C.這顆行星的質(zhì)量等于地球的質(zhì)量D.這顆行星的密度等于地球的密度練習5：（多選）已知一顆靠近地面作勻速圓周運動的近地人造衛(wèi)星的周期，且已知地球表面的重力加速度和萬有引力常量，則下列物理量中可以求出的是（ ）A地球的半徑 B任一顆已知高度的人造衛(wèi)星的周期 C地球的質(zhì)量 D人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量練習6：（05-06）一個登月的宇航員，想用一個彈簧秤和一個已知質(zhì)量為的砝碼，估測出月球的質(zhì)量和密度，運用你所學的知識幫助該宇航員完成估測，請簡要寫出你的做法和理論推導(dǎo)。 (已知月球半徑為，萬有引力常量為)練習7：（07-08）“嫦娥奔月”的過程可以簡化為：“嫦娥一號”升空后

8、，繞地球沿橢圓軌道運行，遠地點A距地面高度為h1，在遠地點的速度為v，然后經(jīng)過變軌被月球捕獲（繞月球運行），再經(jīng)過多次變軌，最終在距離月球表面高為h2的軌道上繞月球做勻速圓周運動。（1）已知地球半徑為R1，表面的重力加速度為g0，求“嫦娥一號”在遠地點A處萬有引力產(chǎn)生的加速度大小a。（2）已知月球質(zhì)量為M，半徑為R2，萬有引力常數(shù)G，求“嫦娥一號”在距離月球表面高為h2的軌道上繞月球做勻速圓周運動的周期T。3、應(yīng)用二：計算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度：第一宇宙速度：人造衛(wèi)星在_繞_做_運動所必須具有的速度，稱為第一宇宙速度，也叫環(huán)繞速度。地球表面的人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度v =_。楊利偉乘坐的飛船繞地飛行速度

9、是7.9km/s。（填“大于，小于或等于”）理解1：求環(huán)繞速度時，衛(wèi)星做圓周運動的半徑約等于。理解2：求環(huán)繞速度時，衛(wèi)星做圓周運動的向心力是由力提供的，列等式。理解3：在地面附近，由黃金代換，向心力可以認為是由衛(wèi)星所受的力，列等式。練習1：（04-05）某星球的半徑為，密度為，萬有引力常量為。試問該星球表面的重力加速度有多大？若在該星球表面發(fā)射衛(wèi)星，其環(huán)繞速度多大？（球的體積公式為：）第二宇宙速度：11.2km/s是物體可以掙脫_引力束縛，成為繞太陽運行的人造行星速度，叫作_速度或者_速度。第三宇宙速度：.16.7km/s是使物體掙脫_引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間去的速度，叫作 _速度

10、或者_速度。練習2：2007年10月24日18時05分左右，嫦娥一號探測器從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長征三號甲運載火箭成功發(fā)射。根據(jù)所學物理知識，你估計下列哪一個速度是該火箭的發(fā)射速度。（ ）A、6.5K/B、8.5K/ C、11.5K/D、17.5K/四、同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星是指與地球_的衛(wèi)星。它繞地球公轉(zhuǎn)的周期是_，它的軌道平面必須與_平面重合，并且它必須位于_的上空，到地面的高度為_。練習1：（05-06）（06-07）我國是世界上能夠發(fā)射地球同步衛(wèi)星的少數(shù)國家之一，關(guān)于同步衛(wèi)星，正確的說法是：（ ）A可以定點在東莞市上空 B運行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同的衛(wèi)星肯定是同步衛(wèi)星C同步衛(wèi)星內(nèi)的儀器處于超重

11、狀態(tài) D同步衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面重合E為避免通信衛(wèi)星在軌道上相撞，應(yīng)使它們運行在不同的軌道上 F同步衛(wèi)星只能運行在赤道上空某一恒定高度上練習2：（04-05）設(shè)地球的質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為，萬有引力常量為G，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為r，地表重力加速度為g，關(guān)于同步衛(wèi)星的速度v的下列關(guān)系式中，正確的是：v=rv=v=v=【仿真練習】1、（07-08）隨著“嫦娥一號”的發(fā)射成功，可以預(yù)見，航天員由于在軌道艙內(nèi)停留時間的增加，體育鍛煉成了一個必不可少的環(huán)節(jié)，下列器材適宜航天員在軌道艙中進行鍛煉的是：（ ） A.啞鈴 B.彈簧拉力器 C.單杠 D.跑步機2、地球?qū)υ虑蚓哂邢喈敶蟮娜f有引力，它們不靠在一起的原因是： （ ） A不僅地球?qū)υ虑蛴腥f有引力，而且月球?qū)Φ厍蛞灿腥f有引力，這兩個力大小相等，方向相反，互相平衡 B地球?qū)υ虑虻囊?/p>