物理万有引力与宇宙航行

宇宙航行课后练习(4)

1． 在赤道上发射一颗绕地球赤道表面运行的人造地球卫星，卫星运行时的向心力与卫星发射前向心力大小之比约为(地球半径取6．4×10 m) ( ) A．1：1 B．15：1 C．225：1 D．无法确定

2． 亚洲一号是我国发射的通讯卫星，设地球自转角速度一定，则亚洲一号( ) A．绕地球运转的角速度等于地球自转的角速度 B．沿着与赤道成一定角度的轨道运动 C．运行的轨道半径为一确定值 D．如果需要可以固定在北京上空

6

3． 绕地球作匀速圆周运动的人造地球卫星内，其内物体处于完全失重状态，物体 （ ）

A．不受地球引力作用

B．所受引力全部用来产生向心加速度

C．加速度为零 D．物体可在飞行器悬浮

4． 地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，离地球表面高度为R处的重力加速度是______；在轨道上运行的人造卫星的速度比第一宇宙速度_____（大或小）；

5． “探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗天体各有一颗靠近表面飞行的卫星，并测得两颗卫星的周期相等，以

《万有引力定律》

【教学目标】

教 学 设 计 一、知识与技能

1.理解万有引力定律的推导思路和过程。

2.理解掌握万有引力定律的内容及表达公式，知道万有引力定律得出的意义。 3.知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。 二、过程与方法

1.认识科学研究过程中根据事实和分析推理进行猜想、假设和检验的重要性，培养学生的推理能力、概括能力和归纳总结能力。 2.结合“月—地检验”，经历思维程序“提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论”培养学生探究思维能力。 三、情感态度与价值观

1.学习科学家们谦逊的美德，使学生在学习中互相协作、互相借鉴，培养团队精神。

2.认识天文观测、分析推理、归纳总结等科学意识和方法的重要性，培养学生尊重客观事实并透过现象看本质的认识观。

3.学习科学家们坚持不懈、勇往直前和一丝不苟的工作精神，培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质。

【教学重点】

1.万有引力定律的推导思路和过程。 2.万有引力定律的内容及表达公式。

【教学难点】

1.对万有引力定律及物体间距离的理解。

2.对万有引力定律普遍性的理解：任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。

【教学媒体】

1.教室电脑多媒体系统。

2. P

生活的色彩就是学习

强化训练11 万有引力定律及其应用

本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于理解万有引力定律，能运用万有引力定律来分析天体的运动.了解人造地球卫星的有关知识，能进行有关天体质量的估算、轨道平行的计算等一些简单的计算。这些题的特点是把物理基础知识与航空航天技术中的最新成果联系起来，有利于提高学生的学习兴趣，有利于理论联系实际. 一、破解依据 ㈠两个重要定律

⑴开普勒第三定律 a3T2?k.其中，k仅与中心天体的性质有关 ⑵万有引力定律 F?G㈡两种基本思想

m1m2?1122.。 G?6.67?10N?mkg2rMm?mg. r2Mmv2⑵卫星的向心力即中心天体提供的万有引力 G2?m.

rr4?2r33?r3?. ㈢中心天体的质量 M? 和密度??GT2GT2R3⑴地面附近物体的万有引力即重力 G㈣匀速圆运动的人造卫星

⑴线速度、第一、二、三宇宙速度

v?GMGM?g0R?7.9km/s, ；v1?rRv2?11.2km/s,v3?16.7km/s

GMr3⑵角速度??⑶周期T?2?（T0?84min??24h）；⑷加速度3

- 1 - 专题01 万有引力与重力的关系

1．(2016·河北石家庄期末)北京时间2015年7月24日，美国宇航局宣布，可能发现了“另一个地球”——开普勒－452b 。将开普勒－452b 简化成如图所示的模型： MN 为该星球的自转轴，A 、B 是该星球表面的两点，它们与地心O 的连线OA 、OB 与MN 的夹角分别为α＝30°，β＝60°；在A 、B 两点处放置质量分别为m A 、m B 的物体。设该星球的自转周期为T ，半径为R ，引力常量为G 。则下列说法正确的是(

)

A ．该星球的第一宇宙速度为2πR T

B ．若不考虑该星球自转，在A 点用弹簧测力计称量质量为m A 的物体，平衡时示数为F ，则星球的质量为Gm A FR 2

C ．放在A 、B 两点处的物体随星球自转的向心力大小的比值为m A 3m B

D ．放在A 、B 两点处的物体随星球自转的向心力大小的比值为3m A m B

【参考答案】.C

【名师解析】

- 2 - 2．(2016·河北沧州高三月考)如图所示，在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中，牛顿设想，抛出速度很大时，物体就不会落回地面。已知地球半径为R ，月球绕地球公转的轨道半径为n 2

R ，周期为T ，不计空气阻力，为

§7.3 万有引力定律

【学习目标】

1. 了解万有引力定律得出的思路和过程。

2. 理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律。

3. 理解地面上物体所受的重力与天体间的引力是同一性质的力，即服从平方反比定律的万有引力，记住引力常量G并理解其内涵。

【知识梳理】

1.自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成___________，与它们之间距离r的二次方成___________，即___________。

2.两个质量均为50kg的人，相距100m，则他们间的相互吸引力约为___________。每

－11222

人所受重力为___________。（引力常量G＝6.67×10N·m/kg,重力加速度g取10m/s）

3.引力常量是英国物理学家___________在实验室里通过几个___________之间的万有引力的测量，比较准确地得出的。

【小试身手】

1.关于万有引力，下列说法正确的是（ ）

A．牛顿把地球表面的动力学关系应用于天体，发现了万有引力定律

B．开普勒等科学家对天体运动规律的研究为万有引力定律的发现作了准备 C．只有天体之间才有万有引力

D．太阳对行星的引力就是行星绕太阳旋转的向心力

万有引力与航天经典教案

高中物理新课程

第七章 万有引力与航天教学参考教案

一、教材对比分析

1． 总体概述

经典力学的基础是牛顿运动定律，在此基础上诞生的万有引力定律更是树立了人们对物理学的尊敬和兴趣。本章在教材中的地位可说是承前启后，承前是针对本模块第二主题“圆周运动”而言，是其涉及的基本概念和规律在天体运动中的应用，启后是指它是解决后续许多万有引力问题的理论依据。

本章我们将学习万有引力定律及其在天体运动中的应用。万有引力定律是在哥白尼、伽利略、开普勒等人的天文学研究成果的基础上，由牛顿运用动力学原理而发现的重要定律。它不仅能解释重力产生的原因，也能够解释行星和卫星的运动规律。它是天文学上研究各种天体运动规律的依据，它所揭示的万有引力是自然界中四种基本相互作用之一。

要理解和掌握万有引力定律，并能用它解决相关的一些实际问题，注意多结合航天技术、人造地球卫星等现代科技知识来认识万有引力定律的应用，理解天体的运动，掌握其重点公式。人造地球卫星和航天技术属于现代科技发展的重要领域，因而有关人造地球卫星和万有引力定律的考查每年都有相关题目，本章是近年高考的热点。

2．对比分析 参见江苏科学技术出版社《走进高中新课程 物理》P26。 3．课时建议

第一单元

宇宙航行课后练习(1)

1． 2009年10月7日电，美国宇航局（NASA）的斯皮策（Spitzer）太空望远镜近期发现土星外环绕着一个巨大的漫射环。该环比已知的由太空尘埃和冰块组成的土星环要大得多。据悉，这个由细小冰粒及尘埃组成的土星环温度接近-157°C，结构非常松散，难以反射光线，所以此前一直未被发现，而仅能被红外探测仪检测到。这一暗淡的土星环由微小粒子构成，环内侧距土星中心约600万公里，外侧距土星中心约1800万公里。若忽略微粒间的作用力，假设土环上的微粒均绕土星做圆周运动，则土环内侧、外侧微粒的 （ ） A．线速度之比为3:1 B．角速度之比为1：1 C．周期之比为1：1 D．向心加速度之比为9：1

2． 若航天飞机在一段时间内保持绕地球地心做匀速圆周运动则（ ） A．它的速度大小不变

B．它不断地克服地球对它的万有引力做功 C．它的动能不变，重力势能也不变 D．它的速度大小不变，加速度等于零

3． 未发射的卫星放在地球赤道上随地球自转时的线速度为v1、加速度为a1；发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动时的线速度为v2、加速度为a2；实施变轨后，使其在同步卫星轨道上

2 太阳与行星间的引力

3 万有引力定律

对点训练

知识点一 万有引力定律的发现过程

1．太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F′大小相等，其依据是( ) A．牛顿第一定律B．牛顿第二定律 C．牛顿第三定律D．开普勒第三定律

m

2．(多选)根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识得：太阳对行星的引力F∝2，

rM

行星对太阳的引力F′∝2，其中M、m、r分别为太阳的质量、行星的质量和太阳与行星间

r的距离．下列说法正确的是( )

mM

A．由F∝2和F′∝2知F∶F′＝m∶M

rr

B．F和F′大小相等，是作用力与反作用力

C．F和F′大小相等，是同一个力

D．太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力

r

3．把行星的运动近似看作匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T＝，则推得

k

2

3

( )

m

A．太阳对质量为m的行星的引力为F＝k2

rB．太阳对行星的引力都相同

4πkm

C．太阳对质量为m的行星的引力为F＝2 r

D．质量越大的行星，太阳对它的引力一定越大

知识点二 引力常量及对万有引力定律的理解和计算 4．(多选)关于引力常量G，下列说法中正确的是( )

A．在国际单位制中，G在数值

篇一：万有引力定律 复习提纲

万有引力定律 复习提纲

一、本章知识脉络，构建课标知识体系

应用

二、本章要点总结

1、开普勒行星运动定律

第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。 第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。即：

万有引力定律轨道定律

开普勒行星运动定律 面积定律

周期定律

发现

万有引力定律 表述

的测定

天体质量、密度 发现未知天体 人造卫星、宇宙速度

a3

?k比值k是一个与中心天体质量有关的系数 2T

2、万有引力定律

（1）开普勒对行星运动规律的描述（开普勒定律）为万有引力定律的发现奠定了基础。 （2）万有引力定律公式：F?G

m1m2?1122

， G?6.67?10N?m/kg2r

（3）适用条件：只适用于两个质点间相互作用的万有引力的计算 ．．

特殊情况：①一个质量分布均匀的球体和一个质点的相互作用

②两个质量分布均匀的球体间的相互作用

3、物体在地面上所受的万有引力与重力的区别和联系

（1）．考虑地球自转：万有引力分解为一个向心力和一个重力

两极：mg?F引 赤道：mg?F引?F向

（2）．不考虑地球自转：万有引力全部提供为重

国外科技动态1998)4(总345期)

科技简讯p

中微子具有质量的新证据

由恒星内部核聚变产生和大爆炸所遗留下来的中微子在宇宙中既丰富又难以探测。通常认为没有质量的这些难捉摸的亚原子粒子几乎不与其他形式的物质相互作用。1995年,洛斯阿拉莫斯国家实验室使用液体闪烁器中微子探测器的研究人员报告的试验数据表明,中微子实际上有质量,尽管是一个很小的质量。现在该研究组又找到了新的证据支持这一论断。

由于中微子在宇宙粒子中占很大的比例,所以这些发现对了解宇宙的组成和进化有重要意义。

根据标准物理模型,中微子以三种形式出现:电子中微子,L子中微子和S子中微子。每一种都有其对应的反粒子。

洛斯阿拉莫斯实验涉及到向水靶射入高能质子以产生亚原子粒子P介子。P介子衰变成L介子和L子中微子。接着,L介子变成正电子、电子中微子和L子反中微子。一小部分中微子与探测器附近的原子核相碰撞,该探测器由一大缸矿物油组成,矿物油被一个光电探测器阵所环绕。这些罕见的碰撞产生电子和其他带电粒子并在液体中留下光的径迹。

仔细筛选3年得到的数据,研究人员确定出22例未被标准理论预言的涉及电子反中微子的事例。他们的存在/强有力的证明0:L子反中微子能通过一种假设的被理论物理学家称为中微子振荡的过程变