1、用心 爱心 专心 - 1 -课题：4.6 万有引力定律与航天一、万有引力定律的内容、公式及适用条件1内容：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 ，与它们之间的距离 r的 成反比2公式： F ，其中 G Nm2/kg2叫引力常量3适用条件：公式适用于 间的相互作用也适用于两个质量分布均匀的球体间的相互作用，但此时 r是 间的距离，一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用，其中 r为球心到 间的距离要点深化1万有引力和重力的关系：万有引力对物体的作用效果可以等效为两个力的作用，一个是重力 mg， 另一个是物体随地球自转需要的向心力 F向，如图所示， 2万有
2、引力定律的基本应用(1)基本方法：把天体(或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由 提供(2)“万能”连等式其中 gr为距天体中心 r处的重力加速度针对训练1 假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的 2倍，仍做圆周运动，则 （ ） A根据公式 v r 可知卫星运动的线速度将增大到原来的 2倍B根据公式 F 可知卫星所需的向心力将减小到原来的 1/2C根据公式 F 可知地球提供的向心力将减小到原来的 1/4D根据上述 B和 C中给出的公式可知，卫星运行的线速度将减小到原来的二、人造卫星1应用万有引力定律分析天体运动的方法把天体运动看成是 运动，其所需的向心力由天体间的万
3、有引力提供应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析和计算提醒：三个近似近地卫星贴近地球表面运行，可近似认为做匀速圆周运动的半径等于地球半径；在地球表面随地球一起自转的物体可近似认为其重力等于地球对它的万有引力；天体的运动轨道可近似看作圆轨道2关于同步卫星的五个“一定”(1)轨道平面一定； (2)周期一定；(3)角速度一定；(4)高度一定；(5)速度一定针对训练22009 年 2月 11日，俄罗斯的“宇宙 2251”卫星和美国的“铱 33”卫星在西伯利亚上空约 805 km处发生碰撞这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境假定有甲、乙两块碎片，绕地球运
4、动的轨道都是圆，甲的运动速率比乙的大，则下列说法中正确的是( )A甲的运动周期一定比乙的长 B甲距地面的高度一定比乙的高C甲的向心力一定比乙的小 D甲的加速度一定比乙的大三三种宇宙速度用心 爱心 专心 - 2 -宇宙速度 数值(km/s) 意 义第一宇宙速度 7.9 这是发射绕地球做圆周运动卫星的最小发射速度，若 7.9 km/s v11.2 km/s，物体绕 运行(环绕速度)第二宇宙速度 11.2 这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，若 11.2 km/s v16.7 km/s，物体绕 运行(脱离速度)第三宇宙速度 16.7这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，若 v16.7 km/s
5、，物体将脱离 在宇宙空间运行(逃逸速度)提醒：(1)三种宇宙速度均指的是发射速度，不能理解为环绕速度(2)第一宇宙速度既是最小发射速度，又是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度四开普勒行星运动定律1.2.3.针对训练32009 年 3月 7日(北京时间)世界首个用于探测太阳系外类地行星的“开普勒”号太空望远镜发射升空，在银河僻远处寻找宇宙生命假设该望远镜沿半径为 R的圆轨道环绕太阳运行，运行的周期为 T，万有引力恒量为 G.仅由这些信息可知 ( )A “开普勒”号太空望远镜的发射速度要大于第三宇宙速度B “开普勒”号太空望远镜的发射速度要大于第二宇宙速度C太阳的平均密度 D “开普勒”号太空望远
6、镜的质量4已知地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g，不考虑地球自转的影响(1)推导第一宇宙速度 v1的表达式； (2)若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为 h，求卫星的运行周期 T.。用心 爱心 专心 - 3 -张甸中学高三物理一轮复习作业课题：4.6 万有引力定律与航天 编制：胡光磊 审核：金龙峰 班级 姓名 1可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道 ( )A与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆B与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的
7、2据报道，2009 年 4月 29日，美国亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太阳系其他行星逆向运行的小行星，代号为 2009HC82.该小行星绕太阳一周的时间为 T年，直径 23 千米，而地球与太阳之间的距离为 R0.如果该行星与地球一样，绕太阳运动可近似看做匀速圆周运动，则小行星绕太阳运动的半径约为 ( )A R0 B R0 C R0 D R03T231T 31T2 3T3一宇宙飞船绕地心做半径为 r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为 m的人站在可称体重的台秤上用 R表示地球的半径， g表示地球表面处的重力加速度， g表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度， FN表示人对秤的压力，下列说法中正确
8、的是 ( )A g0 B g g C FN0 D FN m gR2r2 Rr42008 年 9月 25日 21时 10分，载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员的“神舟七号”飞船在中国酒泉卫星发射中心发射成功.9 月 27日翟志刚成功实施了太空行走如果“神舟七号”飞船在离地球表面 h高处的轨道上做周期为 T的匀速圆周运动，已知地球的半径 R，万有引力常量为 G.在该轨道上，“神舟七号”航天飞船 ( )A运行的线速度大小为2 hTB运行的线速度小于第一宇宙速度C运行时的向心加速度大小为4 2(R h)T2D地球表面的重力加速度大小可表示为4 2(R h)3T2R25.如图，是“嫦娥一号”奔月示意图
9、，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测下列说法正确的( )A发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关C卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力6宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间 t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间 5t小球落回原地(取地球表面重力加速度 g10 m/s 2，阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度 g；(2)已知该星球的半径与地球半径之比为 R 星 R 地 14，求该星球的质量与地球质量之比 M 星 M 地
