学人教版物理必修二同步导学精品六万有引力与航天节PPT课件

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人教版高一物理必修二第六章 万有引力与航天 61行星的运动(共39张PPT)

人教版高一物理必修二第六章 万有引力与航天 61行星的运动(共39张PPT)
开普勒第三定律:(周期定律)
所有行星的轨道的半长轴的立方和公转周期的平方成正比。 a3/T2=K(开普勒常量k的大小由中心天体决定。)
三大定律不仅适用于行星, 也适用于其他天体。
问题7:实际上行星绕太阳的运动很接近圆,
在中学阶段,可近似看成圆来处理问题,那么 开普勒三定律的形式又如何?
高中阶段三定律的简化
• 哥白尼在16世纪提出了 日心说.
• 日心说认为太阳是静止不 动的,地球和其他行星都 绕太阳运动.
• 1543 年哥白尼的《天体 运行论》 出版,书中详 细描述了日心说理论.
哥 白 尼(波兰)
让我们开始学习、探索天体运动的 奥秘吧!
问题1:古人对天体运动存在哪些看法?
在古代,人们对于天体的运动先后
地球
F1
F2
a
a 3 T2
k
比值k是与行星无关而
的恒量.
需要注意: (1)开普勒定律不仅适用于行星,也适用于卫星,只不过此时
比值 k 是由行星质量所决定的另一恒量. (2)行星的轨道都跟圆近似,因此计算时可以认为行星是做匀速圆
周运动.
(3)开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的 规律,它们每一条都是经验定律,都是从观察行星运动所取 得的资料中总结出来的.
问题4:古人认为天体做什么运动?
丹麦伟大的天文学家第谷连续20年对行星的位置进行 观测并记录了精确的数据。
开普勒(德国)
第 谷(丹麦)
潜心研究
→8分的误差←

二十年的精心观
↓ 四年多的刻苦计算
测 否定19 种假设
↓ 行星轨道为椭圆
问题5:请总结一下椭圆的特点?
阅读课本P32 做一做
将一条绳的两端固定在两个定点

新人教版必修二 第六章 万有引力与航天 复习课件(共35张PPT)

新人教版必修二 第六章 万有引力与航天 复习课件(共35张PPT)

THE END 17、一个人如果不到最高峰,他就没有片刻的安宁,他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/172021/3/172021/3/172021/3/17
谢谢观看
V3=16.7km/s V2=11.2km/s
地球
V1=7.9km/s
11.2km/s>v>7.9km/s
四、同步卫星(通讯卫星)
1.特点:
①定周期(频率、转速)(与地 球自转的周期相同,即T=24h)
②定高度(到地面的距离相同, 即h=3.6×107m)
③定在赤道的正上方某点(相对 于地球静止)。
所有的行星围绕太阳运动的轨 道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的 一个焦点上。
1.地心说和日心说 2.开普勒三定律 ①开普勒第一定律 (轨道定律)
②开普勒第二定律 (面积定律)
对于每一个行星 而言,太阳和行星的 联线在相等的时间内 扫过相等的面积。
1.地心说和日心说 2.开普勒三定律 ①开普勒第一定律 (轨道定律)
(3)第二宇宙速度:当物体的速度大于或 等于11.2km/s时,卫星就会脱离地球的引 力,不在绕地球运行。我们把这个速度叫 第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的物体 还受到太阳的引力。
(4)第三宇宙速度:如果物体的速度等于或
大于16.7km/s,物体就摆脱了太阳引力的束 缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去。我们把 这个速度叫第三宇宙速度。
3.卫星的超重和失重
9、春去春又回,新桃换旧符。在那桃花盛开的地方,在这醉人芬芳的季节,愿你生活像春天一样阳光,心情像桃花一样美丽,日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/172021/3/17Wednesday, March 17, 2021
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021 2:29:36 PM 11、夫学须志也,才须学也,非学无以广才,非志无以成学。2021/3/172021/3/172021/3/17Mar-2117-Mar-21 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/172021/3/172021/3/17Wednesday, March 17, 2021 13、志不立,天下无可成之事。2021/3/172021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021

版人教物理必修二同步配套课件:第六章万有引力与航天+64(共30张PPT)

版人教物理必修二同步配套课件:第六章万有引力与航天+64(共30张PPT)
的轨道。
该公式通常被称为黄金代换式。
(1)
(
:已知地球绕太阳运动的周期和地球到太阳的距离可以计算太阳的质量。
答案:×
天王星是依据万有引力定律计算的轨道而发现的。
解析:人们依据万有引力定律计算的轨道发现的是海王星等,不是天王
星。
答案:×
(3)海王星的发现确立了万有引力定律的地位。 (
)
答案:√
自主阅读
径。若行星或卫星绕近中心天体轨道运行,则有R=r。
探究一
探究二
变式训练1嫦娥一号是我国首次发射的探月卫星,它在距月球表面高度为
200 km的圆形轨道上运行,运行周期为127 min。已知引力常量
G=6.67×10-11 N·
m2/kg2,月球半径约为1.74×103 km。利用以上数据估算
月球的质量约为(
3π 3
2 3
3

π 3
4π 2 3
,将 M=
2
代入上式可

特殊情况,当卫星环绕天体表面运动时,其轨道半径 r 可认为等于

天体半径 R,则 ρ= 2 。
画龙点睛 利用万有引力提供向心力的方法只能求出中心天体的质量而不
能求出做圆周运动的卫星或行星的质量。
探究一
探究二
典例剖析
v=
)
2
=m ,可得
,故地球的速度大;(2)再经过一年,地球回到原来位置,由于火
)
星的周期大于地球的周期,则再经过一年,火星还没有回到原位置。
探究一
探究二
知识归纳
1.一个模型
一般行星或卫星的运动可看作匀速圆周运动。
2.两条思路

(1)万有引力提供向心力:G

人教版必修二第六章第一节万有引力与航天6.1ppt (共18张PPT)

人教版必修二第六章第一节万有引力与航天6.1ppt (共18张PPT)

周期(d)
87.97 224.7 365 687 4333 10759 30660 60148 27.3 1
K(km³ /d² )
2.51×1019 2.51×1019 2.51×1019 2.51×1019 2.51×1019 2.51×1019 2.51×1019 2.51×1019
7.62×1013 7.62×1013
动手计算后,你得到了什么? 所有行星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等, 月球、卫星的比值也相等 K值与环绕天体无关,与中心天体有关
万有引力定律
• 在中学阶段,我们将椭圆轨道按照圆形轨 道处理,则开普勒定律描述为:
1.行星绕太阳运动的轨道 十分接近圆,太阳处在圆 心 2.对于某一行星来说,它绕 太阳做圆周运动的角速度 (或线速度的大小)不变, 即行星做匀速圆周运动 3.所有行星的轨道半径的 三次方跟公转周期的二次 方的比值都相等 即 R³/T²=k
91 90 90
12月22日 12月22日 12月22日
分析数据,你得到了什么? 春天:93天 夏天:94天 秋天:90天 四季的时间是不相等的
冬天:88天
地球绕太阳的运动并不是完美的匀速圆周运动
万有引力定律
一、行星的运动
开普勒
开 普 勒 第 三 定 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟 律 公转周期的二次方的比值(k)都相等
万有引力定律
行星/卫星
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 月球 同步卫星
动手算一算
半长轴(×106km)
57.9 108.2 149.6 228 778 1426 2870 4497 0.3844 0.0424
万有引力定律
一、行星的运动

2018-2019学年人教版物理必修二同步导学精品课件:第六章 万有引力与航天 第1节

2018-2019学年人教版物理必修二同步导学精品课件:第六章 万有引力与航天 第1节

• 〔对点训练2〕 如图所示是“九星连珠”的示意图。若太
阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道,地球与太阳之
间平均距离约为1.5亿千米,结B合下表可知,火星与太阳之
间的平均距离约为(
) 水星 金星 地球 火星 木星 土星
公转周期(年) 0.241 0.615 1.0 1.88 11.86 29.5
• A.1.2亿千米 • C.4.6亿千米
• 〔对点训练1〕 (多选)开普勒关于行星运动的描述,下列 A说D 法中正确的是( )
• A.所有的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
• B.所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆,太阳处在圆心 上
• C.所有的行星公转周期的三次方跟轨道的半长轴的二次 方的比值都相等
• D.不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的
图1 3.对Ta32=k 的认识
图2
图3
在图 3 中,半长轴是 AB 间距的一半,不要认为 a 等于太阳到 A 点的距离;T
是公转周期,不要误认为是自转周期 ,如地球的公转周期是一年,不是一天。
• 特别提醒:(1)开普勒三定律是对行星绕太阳运动的总结, 实践表明该定律也适用于其他天体的运动,如月球绕地球 的运动,卫星(或人造卫星)绕行星的运动。
• 『想一想』 • 如图所示为地球绕太阳运行的示意图,
图中椭圆表示地球的公转轨道,A、B、 C、D分别表示春分、夏至、秋分、冬至 时地球所在的位置,试分析说明一年之 内解秋析:冬地两球季绕比太阳春运夏行两时,季对要于少北半几球天的的观察原者因而言,秋冬季节地球在近地 。
点运动,经过 CDA 这段曲线;在春夏季节地球经过 ABC 这段曲线,根据开普勒
2.在理解和把握本章内容时,要和前一章的圆周运动结合起来,找出物体做 圆周运动的半径,以及物体的向心力。对天体运动的处理方法:一般是把天体的 运动看做匀速圆周运动,所需向心力由万有引力提供,F=GMr2m=mvr2=mrω2=

人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》精品课件(共58张PPT)

人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》精品课件(共58张PPT)
(3)不仅从事运动学研究还从事天体力学的研究
开普勒对天上运动的研究与伽利略对地上运动的研 究一起为牛顿定律及其世界体系的建立奠定了基础。
托勒密 (约90—168) 哥白尼(1473—1543) 第谷(1546—11630) 笛卡尔(1596-1650) 胡克(1635-1703) 牛顿(1643—1727) 哈雷 (1656-1742) 卡文迪许(1731-1810)
物理必修2
第六章 《万有引力与航天》
一、本章教材概述:
(1)从知识结构上看,本章教材是应用牛顿运动定律 和曲线运动的知识研究天体运动。牛顿运动定律和万有引 力定律构成了牛顿力学的核心内容。 本章前三节内容充分展现了万有引力定律发现的科学 过程,也向我们展现了前辈科学家富有创造而又严谨的科 学思维。教学中可以充分利用这些材料进行物理学史及物 理研究方法教育,培养学生的科学素养进而发展学生的科 学思维能力。
似的视为圆运动 (2)规律:根据圆周运动的相关规律写出
动力学方程
v2 F m r
(3)周期:注意到圆周运动线速度与周期间 2r 的关系 v T
(4)向心力表达式: (5)开普勒第三定律 r与T之间的相关性,消T
3 m r 2 F 4 T 2 r2
r3 k 2 T
二、本章知识结构
开普勒三定律 天体运动
天体质量
天体密度
双星 万有引力定律
环绕速度 运行周期
牛顿运动定律
人造地球卫星 宇宙速度
重力加速度 同步卫星
三、教学建议
课时分配建议 第一 第一节 单元 第二节
第三节 行星的运动 太阳与行星间的引力 万有引力定律 万有引力理论的成就 宇宙航行 3课时 1课时 1课时 1课时 万有引力定律的 建立过程。

物理人教版必修2:第六章 万有引力与航天1.行星的运动(同步精美课件)

物理人教版必修2:第六章 万有引力与航天1.行星的运动(同步精美课件)

4.已知两个行星的质量 m1=2m2,公转周期 T1=2T2,则 它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为 a1 1 a1 2 A.a =2 B.a =1 2 2 a1 3 a1 1 C.a = 4 D.a = 2 2 3 4 ( C )
a3 解析 由开普勒第三定律T2=k,分析得 C 项正确.
5.某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为 月球绕地球轨道半径的 1/3,则此卫星运行的周期大 约是 A.1~4 天之间 C.8~16 天之间
解析 由开普勒第二定律知,A 错误,B 正确;加速度由 GMm 万有引力提供,根据 r2 =ma 知,C 正确;由开普勒第 a3 三定律知,T2=k,而 k 与月球的质量无关,故 D 错误.
针对练习 2 是
关于太阳系中各行星的运动, 下列说法正确 ( ACD )
A.所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆 B.所有行星绕太阳运行的轨道都是圆 C.不同行星绕太阳运行的轨道不同 D.不同行星绕太阳运动一周的时间不同
线速度 )不变,即行星做 匀速圆周 运动.
(3)所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方 的比值都相等.
探究归纳
一、关于两种学说的理解 典例 1 16 世纪,哥白尼根据天文观测的大量资料,经过 40 多年 的天文观测和潜心研究,提出“日心说”的如下四个基本论 点,这四个论点就目前看存在缺陷的是 ( )
解析 设太阳质量为 m1,地球运行的轨道半径为 R1,地 球公转速率为 v1,恒星质量为 m2,行星绕恒星运行的轨 道半径为 R2,行星运行速率为 v2,则由万有引力提供向 v2 GMm 4π2R 心公式 R2 =m R =m T2 得: m2 R2 3T1 2 25 m1=R1 3T2 2=36 v2 m2R1 1 = = v1 m1R2 12

人教版高中物理必修二第六章万有引力与航天1.行星的运动(共20张PPT)精编课件

人教版高中物理必修二第六章万有引力与航天1.行星的运动(共20张PPT)精编课件
一、行星的运动
• 复习检测
1.古代人对天体运动存在哪些看法? 2.“地心说”和“日心说”的观点分别是什么? 3.哪种学说统治时间更长?为什么?
地心说:地球是宇宙的中心。地球是静止不动的, 太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。
日心说:太阳是静止不动的,地球和其它行星都绕 太阳转动 。
统治很长时间的原因: ①符合人们的日常经验; ②符合宗教地球是宇宙的中心的说法。
对开普勒定律中学阶段的处理方法 1、行星绕太阳运动的轨道十分接近圆, 太阳处在圆心上。 2、对某一行星来说,做匀速圆周运动。 3、所有行星轨道半径的三次方与它公转 周期的二次方的比值都相等。
学习目标三
合作探究,交流展示
一、合作要求 分析第一题中速度最大的点和最小的点,以 及行星加速或减速的原因。第二题中规范的 解题方式。
哥白尼认为,地球不是宇宙 的中心,而是一颗普通行星,太 阳才是宇宙的中心,一年的周期 是地球每年绕太阳公转一周的反 映。
学习目标一
科学的足迹
3、日心说的进一步完善
(1)天才观察者: 第谷·布拉赫
第 谷(丹麦)
经过20年对行星位置的观测把 天体位置测量的误差由10/ 减少到 2/
学习目标一
科学的足迹
二、展示要求 1、声音清晰洪亮、态度自然大方、思路条 理清楚。 2、同组的同学要及时补充,其他同学有不 同意见举手发言。
扣标小结:
◆开普勒第一定律(轨道定律)
行星轨道接近圆轨道太阳处在圆心
◆开普勒第二定律(面积定律)
匀速圆周运动
◆开普勒第三定律(周期定律) R13/R23=T12/T22
匀速圆周运动
3、日心说的进一步完善
• (2) 开普勒:(德国天文学家)

(人教版)物理必修二:第6章《万有引力与航天》章末整合ppt课件

(人教版)物理必修二:第6章《万有引力与航天》章末整合ppt课件
网络构建
(
)
分类突破
章末整合 答案
解析
C
同步卫星绕地球做圆周运动,由万有引力提供向心 2 2 4 π v Mm 力,则 G 2 =ma=m =mω2r=m 2 r,得同步卫星的运 r r T v GM GM 行速度 v= ,又第一宇宙速度 v1= ,所以 = r R v1 R 1 GM = ,故 A 错误,C 正确;a= 2 , g= r n r GM a R2 1 ,所以 = 2 = 2,故 D 错误;同步卫星与地球自转的 R2 g r n v r 角速度相同,则 v=ωr,v 自=ωR,所以 = =n,故 B v自 R 错误.
网络构建
分类突破
章末整合
【例3】
“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星把广阔视野
内的气象数据发回地面,为天气预报提供准确、全面和及 时的气象资料.设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的
n倍,下列说法中正确的是
1 A.同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的 倍 n B. 同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得 1 的速度的n倍 1 C.同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的 n倍 D.同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的 1 倍 n
2.两类运动——稳定运行和变轨运行
v2 GMm 卫星绕天体稳定运行时, 2 =m .当卫星速度 r r
网络构建
分类突破
章末整合
v2 v2 v 突然变化时,F 万和 m 不再相等.当 F 万>m 时,卫 r r v2 星做近心运动;当 F 万<m r 时,卫星做离心运动. 3.两种特殊卫星 (1)近地卫星:卫星轨道半径约为地球半径,受到的万有引 2 v Mm 力近似为重力,故有 G 2 =m =mg. R R (2)地球同步卫星:相对于地面静止,它的周期 T=24 h, 所以它只能位于赤道正上方某一确定高度 h,故地球上所 有同步卫星的轨道均相同,但它们的质量可以不同.

人教版高一物理必修二第六章 万有引力与航天总结(共16张ppt)

人教版高一物理必修二第六章 万有引力与航天总结(共16张ppt)

8
三、卫星变轨问题
1.发射(离心运动):卫星在轨道Ⅰ上的Q点加速进入Ⅱ轨 道,在Ⅱ轨道上的P点加速进入Ⅲ轨道。
2.回收(近心运动):卫星在轨道Ⅲ上的P点减速进入Ⅱ轨
规 道,在Ⅱ轨道上的Q点减速进入Ⅰ轨道。
律 3.Ⅰ、Ⅱ轨道上Q点,Ⅱ、Ⅲ轨道上P点的速度和加速度的 总 大小关系。

vQ2 > vQ1, vP3 > vP2
C.由A中的表达式可知:C正确
D.由于不知道卫星的质量关系,故无法判断
卫星a的机械能和卫星b的机械能的关系, D不正确
2020/5/16
7

式 2
变式2.同步卫星与地心的距离为r,运行速率为v1向心加速度 为a1,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2,第
一宇宙速度为v2,地球半径为R,则下列比值正确的是( D )
m
m0 v2
2020/5/16 6.狭义相对论:
1 c2
2
一、天体质量和密度的求解方法:
(1)自立更生法:
利用天体表面的重力加速度g和天体的半径R:

由G
Mm R2
m g得:天体质量 M
(2)借助外援法:
gR2 G
天体密度 M 3g 。 V 4RG

利用卫星绕天体做匀速圆周运动的半径r和周期T.
2020/5/16 所以两次经过P点时速度不同, D不正确。
月球 r a
P
10
变 变式3:人造飞船首先进入的是距地面高度近地点为200km,远地点为
式 340km的椭圆轨道,在飞行第5圈的时候,飞船从椭圆轨道运行到以远地 3 点为半径的圆形轨道上,如图所示,试处理下面几个问题(地球的半径R

版人教物理必修二同步配套课件:第六章万有引力与航天+62(共22张PPT)

版人教物理必修二同步配套课件:第六章万有引力与航天+62(共22张PPT)
正确。由上知 D 错误。
答案:C
探究一
探究二
太阳与行星间的引力
情景导引
已知太阳对行星的引力与行星的质量成正比,与行星和太阳间距的二次
方成反比,试分析推导太阳与行星间引力的表达式。





。设比例系数为 G,
2
要点提示由 F∝ 2 、F'∝ 2 且 F=F'得,F∝

则有 F=G 2 ,即太阳与行星间引力的大小,与太阳的质量 M、行星的
速圆周运动的向心力。
2.若行星的质量为 m,行星到太阳的距离为 r,行星运行周期为 T。
4π 2
则行星需要的向心力的大小 F=
3
2

3.结合开普勒第三定律 2 =k,可知行星需要的向心力 F 与 m、r 的
4π 2
关系为 F=
2

,即 F∝ 2 。这表明:太阳对不同行星的引力,与行星
(2)把行星绕太阳的运动看作匀速圆周运动时,匀速圆周运动的规律同样适用于行星运动。
解析:设月球和地球对飞行器的引力的合力为零时,飞行器距地心的距离为r1,距月心的距离为r2,
【例2】 地球的质量是月球质量的n倍,一飞行器处在地球与月球之间,当它受到地球和月球的引力的合力为零时,该飞行器距地心的距离与距月心的
已知太阳对行星的引力与行星的质量成正比,与行星和太阳间距的二次方成反比,试分析推导太阳与行星间引力的表达式。
(4)在推导太阳与行星间的引力表达式时,需要考虑太阳与行星的形状和大小。
太阳对行星的引力是由实验得出的
结论:太阳对不同行星的引力,与行星的质量m成正比,与行星和太阳间距离r的二次方成反比。
三、太阳与行星间的引力
顿结合开普勒行星运动定律和圆周运动规律推导出来的,它不是实验

人教物理必修二同步配套课件:第六章 万有引力与航天+6.3 (共28张PPT)

人教物理必修二同步配套课件:第六章 万有引力与航天+6.3 (共28张PPT)
而减小,重力逐渐增大,直到等于地球对物体的万有引力。
(2)重力、重力加速度与高度的关系。
由于地球的自转角速度很小,所以一般情况下可忽略自转的影响。


①在地球表面:mg=G 2 ,g= 2 ,g 为常数。


②在距地面 h 处:mg'=G(+ℎ)2 ,g'=(+ℎ)2 ,高度 h 越大,重力越小,重力
3.万有引力定律
核心素养培养目标
1.知道地球上的重物下落与
天体运动的统一性,知道万
有引力定律的适用范围。
2.理解万有引力定律的含义,
会用万有引力定律解决ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ单
的引力计算问题。
3.了解引力常量 G 的测定在
科学历史上的重大意义。
核心素养形成脉络
自主阅读
自我检测
一、月—地检验
1.检验目的:维持月球绕地球运动的力与地球上苹果下落的力是
1
减小到原来的8,可采用的方法是(
)
A.使两物体的质量各减小一半,距离保持不变
B.使两物体质量各减小一半,距离增至原来的 2 倍
1
C.使其中一个物体质量减为原来的2,距离增至原来的 2 倍
1
D.使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的2
1 2
解析:根据万有引力定律公式 F=G 2 可知,选项 C 正确。
力又是多少呢?
要点提示两个挨得很近的人,不能看作质点,不能根据万有引力
定律求他们间的万有引力。小球放到地球的中心,万有引力定律已
不适用。地球的各部分对小球的吸引力是对称的,小球受的万有引
力是零。
探究一
探究二
知识归纳

的适用条件
2

2022版人教物理必修二同步配套课件:第六章 万有引力与航天+ (共34张PPT)

2022版人教物理必修二同步配套课件:第六章 万有引力与航天+ (共34张PPT)
2022版人教物理必修二 同步配套课件:第六章 万有引力与航天+ (共34
张PPT)
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一、宇宙速度
1.人造地球卫星的发射原理
(1)牛顿的设想
如图所示,在高山上水平抛出一个物体,当物体的初速度足够大时
,它将会围绕地球旋转而不再落回地球表面,成为一颗绕地球转动
的人造地球卫星。
自主阅读
123
解析:根据
可知,卫星的轨道半径r越大,即距离地面越远,卫
星的环绕速度越小,v1=7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动 的最大运行速度,D正确;实际上,由于人造卫星的轨道半径都大于
地球半径,故卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙
速度,选项A错误;美国发射的凤凰号火星探测卫星,仍在太阳系内,
所以其发射速度小于第三宇宙速度,选项B错误;第二宇宙速度是使
物体挣脱地球束缚而成为太阳的一颗人造小行星的最小发射速度,
选项C正确。
答案:CD
123
2.(多选)有两颗地球卫星甲和乙,其中甲为地球同步卫星,乙的运行 高度低于甲的运行高度,两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正 确的是( ) A.甲的周期大于乙的周期 B.乙的速度大于第一宇宙速度 C.甲的加速度小于乙的加速度 D.甲在运行时能经过北极的正上方 解析:由于卫星运行高度越大,周期越大,速度越小,所以甲的周期大 于乙的周期,乙的速度小于第一宇宙速度,选项A正确,B错误;卫星越 高,加速度越小,甲的加速度小于乙的加速度,选项C正确;同步卫星 只能运行在赤道上方特定轨道上,甲在运行时不能经过北极的正上 方,选项D错误。 答案:AC
大小为多少?(已知地球半径R=6 400 km,地球质量M=5.98×1024
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新课标导学
物理
必修2 ·
第六章
万有引力与航天 第六节 经典力学的局限性

了解经典力学的适用范围

了解相对论和量子力学理论
※ 认识到知识的变化性与无穷性,培养献身于科学的时代精神
1
课前预习
2
课内探究
3
课堂达标
课前预习
从低速到高速
• 1.经典力学的基础是牛顿__运_动__定_律_______,牛顿运动定律和万
• D.通常由于物体的运动速度太小,故质量的变化引不起 我们的感觉,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量 的变化
• 解题指导:深刻理解速度对质量的影响是解题关键。
• 解析:公式中m0是静止质量,m是物体以速度v运动时的质 量,A不对。由公式可知,只有当v接近光速时,物体的质 量变化才明显,一般情况下物体的质量变化十分微小,故 经典力学仍然适用,故B不对,C、D正确。
• 〔对点训练1〕 日常生活中,我们并没有发现物体的质量 随物体运动速度的变B 化而变化,其原因是( )
• A.运动中物体无法称量其质量 • B.物体的速度远小于光速,质量变化极小 • C.物体的质量太大 • D解.析物:体根据的狭质义量相对不论随m速=度的m1-0 变vc22可化知而,变在宏化观物体的运动中,v≪c,所
• 『判一判』
• (1)洲际导弹的速度有时可达到6000 m/s,这一速度属于相 ×对论中的高速。( )
• (2)质量是物体的固有属性,任何时候都不× 会变。( )
• (3)对于高速物体,它的质量随着速度的增加√而变大。(
)
×
• (4)经典力学不适用于高速运动的物体,但适用于微观世界 。(√ )
• (5)对于宏观物体的低速运动问题,相对论、量子力学与经
• 4.经典力学认为位移和时间的测量与参考系__________
从宏观到微观
• 1.电子、质子、中子等微观粒子不仅粒具子性有__________,
同时还具有波动性,它们的运动规律有很多情况量下子力不学能用
经典力学来说明,而__________能够正确地描述微观粒子
的运动规律。
低速
ห้องสมุดไป่ตู้
高速
• 2.经典力学的宏观适用范围:只适用于微观__________运动,不
(2)爱因斯坦的狭义相对论指出,物体的质量随速度的增大而增大,即 m= m1-0 vc22,其中 m0 为物体静止时的质量,m 是物体速度为 v 时的质量,c 是真空 中光速。在高速运动时,质量的测量是与运动状态密切相关的。
3.速度对物理规律的影响 对于低速运动问题,一般用经典力学规律来处理。对于高速运动问题,经典 力学已不再适用,需要用相对论知识来处理。
速运动时,质量将随速度的增大而增大。
• 1.低速与高速的概念 • (1)低速:远小于光速的速度为低速,通常所见物体的运动
,如行驶的汽车、发射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船 等物体的运动皆为低速运动物体。
• (2)高速:有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相 接近,这样的速度称为高速。
• 2.速度对质量的影响 • (1)在经典力学中,物体的质量不随速度而变。
• 特别提醒:(1)狭义相对论中,物体在静止时质量最小,随 着运动速度的增加,它的质量也在不断变大,对于高速运 动物体,牛顿定律已不再适用。
• (2)根据相对论的质速关系,若某物体的运动速度达到光速 c,它的质量应是无穷大,这显然不符合事实,光速c是所 有物体的最大速度。
(多选)对于公式 m=
m1-0 vc22,下列说法中正确的是( CD )
• 『想一想』
• “黑洞”是爱因斯坦广义相对论中预言 的一种特殊天体。它的密度极大,对周 围的物质(包括光)有极强的吸引力,在 研究“黑洞”时,经典力学还适用吗?
• 答案:不适用,经典力学适用于弱引力 问题,而“黑洞”问题属于强引力问题, 经典力学不再适用。
课内探究
探究一 从低速到高速
• 为什么在物体高速运动时,牛顿的经典力学不再适用? • 提示:牛顿的经典力学理论认为质量是不变的,而物体高
A.式中的 m0 是物体以速度 v 运动时的质量 B.当物体的运动速度 v>0 时,物体的质量为 m>m0,即物体质量改变了,故 经典力学不适用,是不正确的
C.当物体以较小的速度运动时,质量变化十分微弱,经典力学理论仍然适用,
只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动,
而不适用于高速运动
适用于__________运动;只适用于__________世界,不适
用于__________世界。
从弱引力到强引力
• 1915年,爱因斯坦创立广了义_相__对_论__________,这是一种新的 时空与引力的理论。在强引力的情况下,牛顿引力理论不 再适用。当物体的运动速度远小于光速c(没3有×1区0别8m/s)时,相 对论物理学与经典物理学的结论__________,当另一个重 没要有常区别数即“普朗克常量”可以忽略不计时,量子力学和经典 力学的结论__________。
• 『选一选』 • 牛顿力学的适用范围A是( ) • A.适用于宏观物体的低速运动(与光速相比) • B.适用于微观粒子的运动 • C.适用于宏观物体的高速(与光速相比)运动 • D.适用于受到很强引力作用的物体 • 解析:牛顿力学属于经典力学,它只适用于低速、宏现物
体的运动以及引力不太强时的情况。故A对,B、C、D错 。
有宏观引力定律低在速__________、__________、天体弱力引学力的广阔领
域,包括__________的研究中,经受了实践的检验,取得
了巨大的成就。
接近光
• 2.狭义相对论阐述物体以__________的速度运动时所遵
从的规律。 增大
远小于
• 3.在经典力学中,物体的质量是不变的,而狭义相对论 指出,质量要随物体运动速度的增大而无_关_________,两者 在速度__________光速的条件有关下是统一的。
以质量变化不大,而不是因为物体的质量太大或无法测量,也不是因为质量不随
速度的变化而变化,正确选项为 B。
探究二 从宏观世界到微观世界,从弱引力到强引力
• 19世纪末和20世纪初,物理学研究深入到微观世界,发现 了电子、质子、中子等微观粒子,而且发现它们不仅具有 粒子性,同时还具有波动性,它们的运动规律能完全用经 典力学来解释吗?
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