1、高一物理暑假快樂訓練營 萬有引力專題復習學案一、兩種對立的學說1.地心說：_是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽、月亮以及其他行星都繞_運動。2.日心說：_是宇宙的中心，是靜止不動的，地球和其他行星都繞_運動。二、開普勒行星運動定律1、軌道定律：2、面積定律：3、周期定律：練習：1、【判一判】 (1)圍繞太陽運動的行星的速率是一成不變的。( )(2)開普勒定律僅適用于行星繞太陽的運動。( )(3)行星軌道的半長軸越長，行星的周期越長。( )2、兩顆行星的質量分別為m1和m2，繞太陽運行的軌道半長軸分別為r1和r2，則它們的公轉周期之比為( )3、飛船沿半徑為R的圓周繞地球運動的周期為T，地球半徑為

2、R0，若飛船要返回地面，可在軌道上某點A處將速率降到適當的數值，從而使飛船沿著以地心為焦點的橢圓軌道運行，橢圓與地球表面在B點相切，求飛船由A點到B點所需要的時間？三、萬有引力定律：1.內容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在_,引力的大小與物體的質量m1和m2的乘積成_，與它們之間距離r的二次方成_。2.公式：說明：(1)G為引力常量，其數值由英國物理學家_ _測量得出，常取G=_ N·m2/kg2。(2)r為兩個質點間的距離或質量均勻的兩個球體的_間的距離。練習：1、【判一判】 (1)月球繞地球做勻速圓周運動是因為月球受力平衡。( )(2)月球做圓周運動的向心力是由地球

3、對它的引力產生的。( )(3)地球對月球的引力與地面上的物體所受的地球的引力是兩種不同性質的力。3、對于公式理解正確的是( )Am1與m2之間的相互作用力，總是大小相等、方向相反，是一對平衡力Bm1與m2之間的相互作用力，總是大小相等、方向相反，是一對作用力與反作用力C當r趨近于零時，F趨向無窮大 D當r趨近于零時，公式不適用 4、兩球表面間的距離為r，兩球的質量分布均勻，質量分別為m1、m2，兩球的半徑分別為r1、r2，則兩球間的萬有引力大小為( )5、 (2012·宣城高一檢測)兩個大小相同的實心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F。若將兩個用同種材料制成的半徑是小鐵球2倍的

4、實心大鐵球緊靠在一起，則兩大鐵球之間的萬有引力為( )A.2F B.4F C.8F D.16F四、萬有引力和重力的區別和聯系1.萬有引力的效果萬有引力的效果有兩個，一個是重力mg，另一個是物體隨地球自轉需要的向心力Fn=mr2，如圖。所以重力是萬有引力的一個分力。2.重力與緯度的關系地面上物體的重力隨緯度的升高而變大。(1)赤道上：重力和向心力在一條直線上F=F向+mg，即 (2)地球兩極處：向心力為零，所以：(3)其他位置：重力是萬有引力的一個分力，重力的大小 重力的方向偏離地心。3.重力與高度的關系地面附近：若距離地面的高度為h，則 (R為地球半徑，g為離地面h高度處的重力加速度)?！咎貏e

5、提醒】(1)一般計算中，往往不考慮地球的自轉，認為物體受到的萬有引力等于重力，即。(2)相對地面靜止的物體受到的地面給它的支持力與重力是一對平衡力，而不是與萬有引力平衡。練習：1、假如地球自轉角速度增大，關于物體所受的重力，下列說法正確的是( )A.放在赤道地面上物體的萬有引力不變B.放在兩極地面上的物體的重力不變C.放在赤道地面上物體的重力減小D.放在兩極地面上物體的重力增加2、地球表面重力加速度為g，忽略地球自轉的影響，在距地面高度為h的空中重力加速度是地面上重力加速度的幾倍？已知地球半徑為R。3.2012年6月16日,中國“長征二號F”遙九運載火箭起飛,托舉著“神舟九號”飛船飛向太空。當

6、火箭在高空某處所受的引力為它在地面某處所受引力的一半時,火箭離地面的高度與地球半徑之比為()。A.(+1)1B.(-1)1 C.1D.14、(2012·廈門高一檢測)如圖所示，P、Q為質量均為m的兩個質點，分別置于地球表面上的不同緯度上，如果把地球看成一個均勻球體，P、Q兩質點隨地球自轉做勻速圓周運動，則下列說法正確的是( )AP、Q受地球引力大小相等 BP、Q做圓周運動的向心力大小相等CP、Q做圓周運動的角速度大小相等DP受地球引力大于Q所受地球引力5、(2012·新課標全國卷)假設地球是一半徑為R、質量分布均勻的球體。一礦井深度為d。已知質量分布均勻的球殼對殼內物體的引

7、力為零。礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為( ).6、(2012·天津高一檢測)宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球,經過時間t小球落回原處;若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球,需經過時間5t小球落回原處。(取地球表面重力加速度g=10 m/s2,空氣阻力不計)(1)求該星球表面附近的重力加速度g'(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為,求該星球的質量與地球質量之比五、萬有引力與航天 基本公式： F萬=F 向 展開表達： 1、求中心天體質量，密度： 2、求衛星運動數據：1）V=2） 3）4） 5）練習：1、(1)繞地球做圓周運動的人造衛星的速度可以是10

8、 km/s。( )(2)在地面上發射人造衛星的最小速度是7.9 km/s。( )(3)要發射一顆月球人造衛星，在地面的發射速度應大于16.7 km/s。( )2、已知地球和月球的質量之比是81，半徑之比是4，地球的第一宇宙速度大小為7.9 km/s，則在月球上發射月球衛星的第一宇宙速度是多少？3、(2012·天津高考)一人造地球衛星繞地球做勻速圓周運動,假如該衛星變軌后仍做勻速圓周運動,動能減小為原來的不考慮衛星質量的變化,則變軌前后衛星的( )A.向心加速度大小之比為41 B.角速度大小之比為21 C.周期之比為18 D.軌道半徑之比為12 4、2008年9月25日,我國利用“神舟

9、七號”飛船將翟志剛、劉伯明、景海鵬三名宇航員送入太空。設宇航員測出自己繞地球做勻速圓周運動的周期為T,離地高度為H,地球半徑為R,則根據T、H、R和引力常量G，能計算出的物理量是( )A.地球的質量 B.地球的平均密度C.飛船所需的向心力 D.飛船線速度的大小5、(2012·浙江高考)如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶。假設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( )A.太陽對各小行星的引力相同B.各小行星繞太陽運動的周期均小于一年C.小行星帶內側小行星的向心加速度值大于外側小行星的向心加速度值D.小行星帶內各小行星圓周運動的線速度值大于地球

10、公轉的線速度值6.(2011·廣東高考)已知地球質量為M，半徑為R，自轉周期為T，地球同步衛星質量為m，引力常量為G，有關同步衛星，下列表述正確的是( )A.衛星距地面的高度為 B.衛星的運行速度小于第一宇宙速度C.衛星受到的向心力大小為 D.衛星的向心加速度小于地球表面的重力加速度7.(12分)發射地球同步衛星時，先將衛星發射到距地面高度為h1的近地圓軌道上，在衛星經過A點時點火實施變軌進入橢圓軌道，最后在橢圓軌道的遠地點B點再次點火將衛星送入同步軌道，如圖所示。已知同步衛星的運動周期為T，地球的半徑為R，地球表面重力加速度為g，忽略地球自轉的影響。求：(1)衛星在近地點A的加速度

11、大??；(2)遠地點B距地面的高度。六、地球衛星分析：1.人造地球衛星的軌道 地球衛星的軌道平面可以與赤道平面成任意角度，但軌道平面一定過地心。當軌道平面與赤道平面重合時，稱為赤道軌道；當軌道平面與赤道平面垂直時，即通過極點，稱為極地軌道，如圖所示。2、地球同步衛星(1)定義：相對于地面靜止的衛星，又叫靜止衛星。(2)六個“一定”。同步衛星的運行方向與地球自轉方向一致。同步衛星的運轉周期與地球自轉周期相同,T=24 h。同步衛星的運行角速度等于地球自轉的角速度。同步衛星的軌道平面均在赤道平面上,即所有的同步衛星都在赤道的正上方。同步衛星的高度固定不變。3、衛星的變軌問題衛星由一軌道轉移到另一軌道

12、時，衛星的速度、加速度等要發生變化。判斷衛星的速度、加速度的變化情況時，可按以下思路進行。練習：1、2011年11月3日，用于交會對接的目標飛行器“天宮一號”，經過第4圈和第13圈兩次變軌，調整至距地球343 km的近圓軌道上。若地球的質量、半徑和引力常量G均已知，根據以上數據可估算出“天宮一號”飛行器的( )A.運動周期 B.環繞速度 C.角速度 D.所受的向心力2、地球同步衛星離地心的距離為r，運行速度為v1，加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉的加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則以下正確的是( )3.2009年5月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務后，在A點從圓形軌道進入橢圓軌道，B為軌道上的一點，如圖所示。關于航天飛機的運動，下列說法中正確的有( )A.在軌道上經過A的速度小于經過B的速度B.在軌道上經過A的動能小于在軌道上經過A 的動能