人教版高中物理必修二万有引力与航天
高中物理必修二课件：第四章+第五讲 万有引力与航天
2．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律 可知( ) A．太阳位于木星运行轨道的中心 B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的 面积
解析：由开普勒第一定律(轨道定律)可知，太阳位于木星运行轨道 的一个焦点上，A错误；火星和木星绕太阳运行的轨道不同，运行 速度的大小不可能始终相等，B错误；根据开普勒第三定律(周期定 律)知所有行星轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的平方的比值 是一个常数，C正确；对于某一个行星来说，其与太阳连线在相同 的时间内扫过的面积相等，不同行星在相同的时间内扫过的面积不 相等，D错误． 答案：C
题组突破
1．开普勒行星运动定律
(1)行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理．
(2)开普勒行星运动定律也适用于其他天体，例如月球、卫星绕
地球的运动．
(3)开普勒第三定律
a3 T2
＝k中，k值只与中心天体的质量有关，不
同的中心天体k值不同．
考点一
题组突破
2．万有引力定律
公式F＝G
m1m2 r2
适用于质点、均匀介质球体或球壳之间万有引力
答案：A
4．北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信 系统(CNSS)，建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨 道卫星．对于其中的5颗同步卫星，下列说法中正确的是( ) A．它们运行的线速度一定不小于7.9 km/s B．地球对它们的吸引力一定相同 C．一定位于赤道上空同一轨道上 D．它们运行的加速度一定相同
目录 CONTENTS
第五讲 万有引力与 航天
新人教版高中物理必修二第六章第五节宇宙航行课件 (共51张PPT)
4．梦想成真． 1957 年 10 月，苏联成功发射了第一颗人造地球卫星． 1969 年 7 月，美国“阿波罗 11 号”登上月球． 2003 年 10 月 15 日，我国航天员杨利伟踏入太空． 2010 年 10 月 1 日，我国的“嫦娥二号”探月卫星发 射成功． 2013 年 6 月 11 日，我国的“神舟十号”飞船发射成 功．
结合选项 C 知选项 D 错误．本题正确选项为 A、B、 C.
答案：ABC
2．(多选)三颗人造地球卫星 A、B、C 绕地球做匀速 圆周运动，如图所示，已知 mA＝mB＜mC，则对于三颗卫 星，正确的是( )
A．运行线速度关系为 vA＞vB＝vC B．运行周期关系为 TA＜TB＝TC
C．向心力大小关系为 FA＝FB＜FC D．半径与周期关系为RT2A3A＝RT2B3B＝RT2C3C 解析：由 GMr2m＝mvr2得 v＝ GrM，所以 vA＞vB＝
1.第一宇宙速度的理解. 2.人造卫星的线速度、角 速度、周期与半径的关 系.
知识点 宇宙航行
提炼知识 1．牛顿的“卫星设想”． 如图所示，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面，成为 一颗绕地球转动的人造卫星．
2．原理． 一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周 运动，向心力由地球对它的万有引力提供，即 GMr2m＝_m_v_r2，
1．人造卫星的 an、v、ω、T 由地球的质量 M 和卫星 的轨道半径 r 决定，当 r 确定后，卫星的 an、v、ω、T 便 确定了，与卫星的质量、形状等因素无关，当人造卫星的 轨道半径 r 发生变化时，其 an、v、ω、T 都会随之改变．
2．在处理人造卫星的 an、v、ω、T 与半径 r 的关系 问题时，常用公式“gR2＝GM”来替换出地球的质量 M， 会使问题解决起来更方便．
2024-2025学年高中物理第六章万有引力与航天3万有引力定律(2)教案新人教版必修2
4.该物体的质量为：F / G = 10 N / 6.67 * 10^-11 N * m^2 / kg^2 = 1.5 * 10^26 kg。
5.地球和太阳之间的引力为：G * (M * M') / r^2 = 6.67 * 10^-11 N * m^2 / kg^2 * (5.97 * 10^24 kg * 1.99 * 10^30 kg) / (1.496 * 10^11 m)^2 = 4.07 * 10^27 N。
-使用不同的字体或颜色来区分万有引力定律的不同应用领域，如航天、地球物理学等。
课后作业
1.请计算地球和月球之间的引力，假设地球的质量为5.97×10^24千克，月球的质量为7.35×10^22千克，地球和月球之间的平均距离为384400千米。
2.假设一个物体的质量为2千克，距离地球表面100千米，计算该物体受到的地球引力。
教学方法与策略
为了达到本节课的核心素养目标，并适应学生的学情，我们将采用多种教学方法与策略，以提高教学效果。
1.教学方法：
-讲授法：教师将运用讲授法向学生传授万有引力定律的基本概念和数学表达式，以及引力计算的方法。
-案例研究法：通过分析地球与月球之间的引力案例，让学生理解万有引力定律在实际问题中的应用。
4.科学交流：鼓励学生在课堂上积极发言，与他人交流自己的观点和思考，培养学生的科学交流能力。
学情分析
在进入本节课的学习之前，我们需要对学生的学情进行深入分析，以便更好地设计教学活动和指导学生学习。
1.学生层次：本节课面向的是高中一年级的学生，他们在之前的学习中已经掌握了基本的数学运算技能，具备一定的逻辑推理能力。他们对物理学科有一定的兴趣，但可能在实际问题的解决上还缺乏一定的经验。
高中物理必修二人教版2019第7章万有引力与宇宙航行4宇宙航行
度、角速度、周期都跟卫星的轨道半径有关。
归纳提升
1.人造卫星的轨道
卫星绕地球做匀速圆周运动时,由地球对它
的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球
做匀速圆周运动的圆心必与地心重合,而这
样的轨道有多种,其中比较特殊的有与赤道
共面的赤道轨道和通过两极点上空的极地
1.第一宇宙速度:第一宇宙速度是人造卫星近地环绕地球做
匀速圆周运动必须具备的速度,即近地卫星的环绕速度。
2.第一宇宙速度的推导
项目
公式
结果
万有引力提供卫
重力提供卫星
星运动的向心力
运动的向心力
地
G
v=
=m
地
mg=m
v=
3.最小发射速度:向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困
2.地球静止卫星的特点
周期一定
与地球自转周期相同,即 T≈24 h的角速度相同
高度一定
卫星离地面高度 h=r-R≈6R(为恒量)≈3.6×104 km
速度大小一定
向心加速度大
小一定
轨道平面一定
v=
=3.07 km/s(为恒量),环绕方向与地球自转
方向相同
最小地面发射速度
使飞行器挣脱太阳引力的束缚,飞到太
阳系外的最小地面发射速度
二、人造地球卫星
1.人造地球卫星
(1)运动规律:一般情况下可认为人造卫星绕地球做匀速圆
周运动。
(2)向心力来源:人造地球卫星的向心力由地球对它的万有
引力提供。
(3)所有卫星的轨道平面均过地心。
2.地球同步卫星位于地面上方高度约36 000 km处,周期与地
2018_2019高中物理第六章万有引力与航天6.3万有引力定律课件新人教版必修2
G=6.67×10-11 N·m2/kg2,由英国物理学家卡文迪许在 实验室中比较准确地测出。 测定G值的意义: (1)证明了万有引力定律的存在。 (2)使万有引力定律有了真正的实用价值。
2.万有引力定律的适用条件: (1)在以下三种情况下可以直接使用公式F=G m1m2 计
r2
算。
①求两个质点间的万有引力:当两物体间距离远大于物
(1)月—地检验的目的:检验维持月球绕地球运动的力 与使物体下落的力是否为同一种性质的力,是否都遵从 “平方反比”的规律。
(2)推理:月心到地心的距离约为地球半径的60倍,如果 月球绕地球运动的力与地面上使物体下落的力是同一 性质的力,则月球绕地球做圆周运动的向心加速度应该 大约是它在地面附近下落时加速度的 1 。
A.G m1m2
r2
C.G m1m2
（r1 +r2）2
B.G m1m2
r12
D.G m1m2
（r1 +r2 +r）2
【解析】选D。两球质量分布均匀,可认为质量集中于
球心,由万有引力公式可知两球间的万有引力应为 G（r1m+r12m+2r,）故2 选D。
【补偿训练】
1.依据牛顿的理论,两物体之间万有引力的大小,与它
二、万有引力定律
1.内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方 向在_它__们__的__连__线__上__,引力的大小与物体的质量m1和m2 的乘积成_正__比__,与它们之间距离r的二次方成_反__比__。
2.表达式:F=
G
m1m 2 r2
。
3.引力常量G:由英国物理学家卡文迪许测量得出,常取
【解析】选A。地面上的物体所受地球的引力和月球 所受地球的引力是同一种性质的力,选项A正确,B错误。 地面物体所受地球的引力与物体的质量、物体所处的 地理纬度及高度有关,C、D错误。
新教材 人教版高中物理必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 知识点考点重点难点提炼汇总
第七章万有引力与宇宙航行7.1行星的运动 ....................................................................................................................... - 1 -7.2万有引力定律 ................................................................................................................... - 6 -7.3万有引力理论的成就...................................................................................................... - 14 -7.4宇宙航行 ......................................................................................................................... - 21 -7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性.............................................................................. - 30 -7.1行星的运动一、地心说和日心说开普勒定律1．地心说地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他星体都绕地球运动。
2．日心说太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。
[注意]古代两种学说都是不完善的，因为不管是地球还是太阳，它们都在不停地运动，并且行星的轨道是椭圆，其运动也不是匀速率的。
鉴于当时人们对自然科学的认识能力，日心学比地心说更进一步。
必修二第六章《万有引力与航天》知识点归纳与重点题型总结
高中物理必修二第六章万有引力与航天知识点概括与要点题型总结一、行星的运动1、开普勒行星运动三大定律①第必定律（轨道定律）：全部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。
②第二定律（面积定律）：对随意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
推论：近期点速度比较快，远日点速度比较慢。
③第三定律（周期定律）：全部行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。
a3即：T 2k此中k是只与中心天体的质量相关，与做圆周运动的天体的质量没关。
推行：对环绕同一中心天体运动的行星或卫星，上式均成立。
K 取决于中心天体的质量例 . 有两个人造地球卫星，它们绕地球运行的轨道半径之比是1： 2，则它们绕地球运行的周期之比为。
二、万有引力定律1、万有引力定律的成立F G Mm①太阳与行星间引力公式r 2②月—地查验③卡文迪许的扭秤实验——测定引力常量 GG 6.67 10 11N2/ kg22、万有引力定律m①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的乘积成正比，与它们之间的距离 r 的二次方成反比。
即：F G m1m2r 2②合用条件（Ⅰ）可当作质点的两物体间，r 为两个物体质心间的距离。
（Ⅱ）质量散布均匀的两球体间，r 为两个球体球心间的距离。
③运用（1）万有引力与重力的关系：重力是万有引力的一个分力，一般状况下，可以为重力和万有引力相等。
忽视地球自转可得：mg G MmR2例 . 设地球的质量为 M ，赤道半径 R ，自转周期 T ，则地球赤道上质量为 m 的物体所受重力的大小为（式中 G 为万有引力恒量）（2）计算重力加快度G Mm地球表面邻近（ h 《R ） 方法：万有引力≈重力mgMmR 2地球上空距离地心 r=R+h 处 mg ' G2 方法：( R h)在质量为 M ’，半径为 R ’的随意天体表面的重力加快度g ' ' 方法：mg''G M ' ' mR '' 2（3）计算天体的质量和密度Mm利用自己表面的重力加快度：GR 2mgMm v 2 24 2利用环绕天体的公转：G r 2m m rm 2 r 等等rT（注：联合 M4 R 3 获得中心天体的密度）3例 . 宇航员站在一星球表面上的某高处，以初速度 V 0 沿水平方向抛出一个小球，经过时间t ，球落到星球表面，小球落地时的速度大小为 V. 已知该星球的半径为 R ，引力常量为G ，求该星球的质量 M 。
高一物理人教版必修2课件：第六章 万有引力与航天
3．三个不同 (1)不同公式中 r 的含义不同．在万有引力定律公式 m1m2 (F＝G 2 )中，r 的含义是两质点间的距离；在向心力公式 r v2 (F＝m ＝mω2r)中，r 的含义是质点运动的轨道半径．当一 r 个天体绕另一个天体做匀速圆周运动时，两式中的 r 相等． (2)运行速度、发射速度和宇宙速度的含义不同． (3)卫星的向心加速度 a、地球表面的重力加速度 g、在地球 表面的物体随地球自转做匀速圆周运动的向心加速度 a′的含 义不同．
行星表面上的重力加速度满足 Mm′ GM G 2 ＝m′g 行，则 g 行＝ 2 R行 R行 g卫 mR2 行 1 2 所以 ＝ ＝ × (3.6) ＝0.16 2 81 g行 MR卫 即 g 卫＝0.16g 行．
[答案] 见解析
1. 我国绕月探测工程的预先研究和工程实 施已取得重大进展．设地球、月球的质量分别为 m1、m2，半 径分别为 R1、R2，人造地球卫星的第一宇宙速度为 v，对应 的环绕周期为 T，则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器 的速度和周期分别为( A. C. m2R1 v, m1R2 m2R1 v, m1R2
3．对接问题 (1)低轨道飞船与高轨道空间站对接 如图甲所示，飞船首先在比空间站低的轨道运行，当运行到适 当位置时，再加速运行到一个椭圆轨道．通过控制轨道使飞船 跟空间站恰好同时运行到两轨道的相切点，便可实现对接．
(2)同一轨道飞船与空间站对接 如图乙所示， 后面的飞船先减速降低高度， 再加速提升高度， 通过适当控制，使飞船追上空间站时恰好具有相同的速度．
GMm 在卫星所处高度处由万有引力提供向心力，有 2 ＝mg 卫．经 r 过计算得出：卫星表面的重力加速度为行星表面的重力加速度 1 的 .该结果是否正确？若正确，列式证明；若有错误，请 3 600 求出正确结果．
人教版高中物理必修二第六章第五节宇宙航行+测试题+Word版含答案.pptx
上，两卫星到地球中心的距离一定相等．故选C. 答案：C 6．(多选)如图，近地人造卫星和月球绕地球的运行轨道可视为
圆．设卫星、月球绕地球公转周期分别为 T 卫、T 月，地球自转周期为 T地， 则 ()
学无止 境
A．T 卫＜T 月 C．T 卫＜T 地
v2 mR 可得，选项
C
错误．由
F＝34GπRmρ，F＝mR4Tπ22可知，周期之比
为 1∶1，故 D 错误．
答案：A 8．“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、 中轨道卫星和倾斜同步卫星组成．地球静止轨道卫星和中轨道卫星都
在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的 6 倍和 3.4 倍．下列说法正确的是( )
（R＋h静）3
ω静
≈2， ＝
（R＋h中）3
ω中
R＋h中3 R＋h静 ≈
21，
v静 ＝
v中
R＋h中
a静 R＋h中2
≈0.79， ＝
≈0.395，故只有A 正确．
R＋h静
a中 R＋h静
答案：A 9．如图所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星 A、B、C 绕地球做匀速圆周运动，某一时刻它们恰好在同一直线上，下列说法
律可得 Mm0＝m0g， G R2
ρ＝34MπR，3
ρ地 g地R月
ρ月＝
＝1.5. g月R地
答案：(1)2 6 (2)1.5
A. 一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相 等 B. 一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以 不等 ，但应成整数倍
C. 两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等 D. 两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但 应成 整数倍
高中物理第6章《万有引力与航天》教材分析(新人教版必修2)
2010年石家庄市高中物理“套餐式”系列教研活动项目（之八）第六章 万有引力与航天---教材分析（必修二模块）一、教材的整体把握 （一）课程目标1．通过有关事实了解万有引力定律的发现过程。
知道万有引力定律。
认识发现万有引力定律的重要意义，体会科学定律对人类探索未知世界的作用 . 2．会计算人造卫星的环绕速度。
知道第二宇宙速度和第三宇宙速度3．初步了解经典时空观和相对论时空观，知道相对论对人类认识世界的影响。
4．初步了解微观世界中的量子化现象，知道宏观物体和微观粒子能量变化的特点，体会量子论的建立深化了人类对于物质世界的认识5．通过实例，了解经典力学的发展历程和伟大成就，体会经典力学创立的价值与意义，认识经典力学的适用范围和局限性 （二）、教材框架结构的设计经典力学的局万有引力理论宇宙航行行星的运二、新、旧教材对比及分析的变化。
●新教材在“行星的运动”与“万有引力定律”之间增加一节课文“太阳与行星间的引力”，旨在放缓万有引力定律发现历程的展现，为学生学习万有引力定律的发现奠定更充分的知识基础；●“经典力学的局限性”是共同必修模块的最后一节课，在“万有引力理论的成就”后面，用“经典力学的局限性”来作为必修教材牛顿力学的结尾，是对学生所学经典力学的一次总结。
三、新教材的特点●新教材充分展现万有引力定律的发现过程，发展学生的科学思维能力：万有引力定律的发现过程犹如一部壮丽的科学史诗，它歌颂了前辈科学家的科学精神，也发现了科学发展过程中科学家们富有创造而有严谨的科学思想，是发展学生思维能力难得的好材料。
教科书在尊重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺垫，让学生以自己现有的知识基础处身于历史的背景下，经历一次自己发现万有引力定律的过程。
●注重科学文化教育科学意识、科学精神、科学价值观等都是在科学发展的过程中形成的。
牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践。
这些科学发展过程中的事例都是实现“情感、态度、价值观”目标的好材料。
2024秋季人教版高中物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行《万有引力定律》
听课记录：2024秋季人教版高中物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行《万有引力定律》一、教学目标（核心素养）•物理观念：理解万有引力定律的基本概念，掌握其公式及适用条件，认识万有引力是自然界中普遍存在的力。
•科学思维：通过逻辑推理和实验证据，理解万有引力定律的得出过程，培养科学推理和建模能力。
•科学探究：通过案例分析，探究万有引力定律在解释天体运动中的应用，培养科学探究精神。
•科学态度与责任：培养尊重科学、实事求是的态度，认识到万有引力定律在探索宇宙规律中的重要性，激发探索宇宙奥秘的兴趣。
二、导入•教师行为：通过展示一段关于天体运动的视频，如行星绕太阳公转、月球绕地球旋转等，引导学生思考这些天体运动背后的原因。
然后，教师提出问题：“是什么力量使得这些天体能够按照特定的轨道运动？”•学生活动：观看视频，积极思考教师提出的问题，尝试从物理学的角度给出初步的解释或猜想。
•过程点评：视频导入直观生动，有效吸引了学生的注意力，问题设置具有启发性，为后续学习万有引力定律做了良好的铺垫。
三、教学过程3.1 万有引力定律的引入•教师行为：首先，教师简要回顾历史上对天体运动规律的研究，如开普勒行星运动三定律。
然后，介绍牛顿在前人研究基础上提出万有引力定律的过程，强调万有引力定律的普遍性和重要性。
•学生活动：认真听讲，回顾相关知识，理解万有引力定律提出的背景和意义。
•过程点评：教师通过历史回顾，帮助学生构建了知识的连贯性，增强了学生对万有引力定律重要性的认识。
3.2 万有引力定律的内容与公式•教师行为：详细讲解万有引力定律的内容，即任何两个质点之间都存在相互吸引的力，这个力的大小与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。
同时，教师板书万有引力定律的公式F=G(m₁m₁/r²)，并解释各符号的含义。
•学生活动：跟随教师的讲解，认真记录公式和要点，理解万有引力定律的内容及其公式的含义。
•过程点评：教师讲解清晰，板书规范，有助于学生准确掌握万有引力定律的内容及其公式。
【人教版】高中物理必修二全册优秀教案：第六章万有引力与航天第5节宇宙航行
5．宇宙航行三维目标知识与技能1．了解人造卫星的有关知识；2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
过程与方法通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力。
情感、态度与价值观1．通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发学生的爱国热情；2．感知人类探索宇宙的梦想．促使学生树立献身科学的人生价值观。
教学重点第一宇宙速度的推导。
教学难点运行速率与轨道半径之间对应的关系。
教学方法探究、讲授、讨论、练习。
教具准备多媒体课件教学过程［新课导入］1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了人类航天时代的新纪元。
我国在70年代发射第一颗卫星以来，相继发射了多颗不同种类的卫星，掌握了卫星回收技术和“一箭多星”技术，1999年发射了“神舟”号试验飞船。
随着现代科学技术的发展，我们对人造卫星已有所了解，那么地面上的物体在什么条件下才能成为人造卫星呢？人造卫星的轨道半径和它的运动速率之间有什么关系呢？这节课，我们要学习有关人造地球卫星的知识。
［新课教学］一、人造地球卫星1．牛顿的设想在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同吗？它们的落地点不同，速度越大，落地点离山脚越远。
因为在同一座高山上抛出，它们在空中运动的时间相同，速度大的水平位移大，所以落地点也较远。
假设被抛出物体的速度足够大，物体的运动情形又如何呢？如果地面上空有一个相对于地面静止的物体，它只受重力的作用，那么它就做自由落体运动，如果物体在空中具有一定的初速度，且初速度的方向与重力的方向垂直，那么它将做平抛运动，牛顿曾设想过：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也一次比一次离山脚远，如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。
2．人造地球卫星（1）人造地球卫星从地面抛出的物体，在地球引力的作用下绕地球旋转，就成为绕地球运动的人造卫星。
人教版高中物理必修二万有引力与航天
C．v1﹤v2，T1﹥T2D．v1﹥v2，T1﹤T2
3．下列关于地球同步卫星的说法正确的是（）
A．它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小
B．它的周期、高度、速度都是一定的
C．我们国家发射的同步通讯卫பைடு நூலகம்定点在北京上空
D．我国发射的同步通讯卫星也定点在赤道上空
A．预定轨道B比某一轨道A离地面更高，卫星在轨道B上的运行速度比脱离前大
B．预定轨道B比某一轨道A离地面更低，卫星的运行周期变小
C．预定轨道B比某一轨道A离地面更高，卫星的向心加速度变小
D．卫星和火箭仍然在同一轨道上运行，卫星的速度比火箭大
七、卫星的发射与运行中的超、失重现象：
【例题3】飞船以a= 的加速度匀加速上升，在飞船上用弹簧秤测得10kg的物体重为75N，由此可知，飞船距离地面的高度为km。（R=6.4× km,g=10 ）
6．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B.4～8天C.8～16天D.16～20天
7．如图：a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b的质量相等且小于c的质量，则（）
A．b所需向心力最小
B．b、c的周期相同，且大于a的周期
4．假如地球自转速度增大,关于物体重力的下列说法中不正确的是（）
A放在赤道地面上的物体的万有引力不变B.放在两极地面上的物体的重力不变
C赤道上的物体重力减小D放在两极地面上的物体的重力增大
5．在太阳黑子的活动期，地球大气受太阳风的影响而扩张，这样使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，而开始下落。大部分垃圾在落地前烧成灰烬，但体积较大的则会落到地面上给我们造成威胁和危害．那么太空垃圾下落的原因是（）
人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》知识点总结及习题和答案
第六章；万有引力与航天知识点总结一、人类认识天体运动的历史 1、“地心说”的内容及代表人物： 托勒密（欧多克斯、亚里士多德）内容；地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳，月亮以及其他行星都绕地球运动。
2、“日心说”的内容及代表人物：哥白尼（布鲁诺被烧死、伽利略） 内容；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。
二、开普勒行星运动定律的内容开普勒第二定律：v v >远近开普勒第三定律：K —与中心天体质量有关，与环绕星体无关的物理量；必须是同一中心天体的星体才可以列比例，太阳系：333222===......a a a T T T 水火地地水火 三、万有引力定律1、内容及其推导：应用了开普勒第三定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律。
2、表达式：221r m m GF = 3、内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1,m2的乘积成正比，与它们之间的距离r 的二次方成反比。
4.引力常量：G=6.67×10-11N/m 2/kg 2，牛顿发现万有引力定律后的100多年里，卡文迪许在实验室里用扭秤实验测出。
5、适用条件：①适用于两个质点间的万有引力大小的计算。
②对于质量分布均匀的球体，公式中的r 就是它们球心之间的距离。
③一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用，其中r 为球心到质点间的距离。
④两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也近似的适用，其中r 为两物体质心间的距离。
6、推导：2224mM G m R R T π=3224R GMT π=四、万有引力定律的两个重要推论1、在匀质球层的空腔内任意位置处，质点受到地壳万有引力的合力为零。
2、在匀质球体内部距离球心r 处，质点受到的万有引力就等于半径为r 的球体的引力。
五、黄金代换六；双星系统两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象，叫双星。
设双星的两子星的质量分别为M 1和M 2，相距L ，M 1和M 2的线速度分别为v 1和v 2，角速度分别为ω1和ω2，由万有引力定律和牛顿第二定律得：M 1：22121111121M M v G M M r L r ω== M 2：22122222222M M v G M M r L r ω== 相同的有：周期，角速度，向心力 ，因为12F F =，所以221122m r m r ωω=轨道半径之比与双星质量之比相反：1221r m r m = 线速度之比与质量比相反：1221v m v m =七、宇宙航行：1、卫星分类：侦察卫星、通讯卫星、导航卫星、气象卫星……3、卫星轨道：可以是圆轨道，也可以是椭圆轨道。
人教版高中物理必修2第6章万有引力与航天习题含答案
2020春人教版物理必修二第6章万有引力与航天习题含答案必修二第6章万有引力与航天一、选择题1、2017年10月19日，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间实验室在太空成功实现交会对接．若对接前的某段时间内“神舟十一号”和“天宫二号”处在同一圆形轨道上顺时针运行，如图所示，“神舟十一号”要想追上“天宫二号”，并能一起沿原来的圆形轨道继续顺时针运动，下列方法中可行的是()A．沿运动方向喷气B．沿运动方向相反的方向喷气C．先沿运动方向喷气，再沿与运动方向相反的方向喷气D．先沿与运动方向相反的方向喷气，再沿运动方向喷气2、太阳系中的八大行星的轨道均可以近似看成圆轨道．下面的图中4幅图是用来描述这些行星运动所遵循的某一规律的图象．图中坐标系的横轴是lg(TT0)，纵轴是lg(RR0)．这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径．下列4幅图中正确的是()3、地球的半径为R ，地球表面处物体所受的重力为mg ，近似等于物体所受的万有引力．关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是( )A ．离地面高度R 处为mg 2B ．离地面高度R 处为mg 3C ．离地面高度R 处为mg 4D ．以上说法都不对4、随着太空技术的飞速发展,地球上的人们登陆其他星球成为可能。
假设未来的某一天,宇航员登上某一星球后,测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,而该星球的平均密度与地球的差不多,则该星球质量大约是地球质量的 ( )A.0.5倍B.2倍C.4倍D.8倍5、2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h 表示探测器与地球表面的距离,F 表示它所受的地球引力,能够描述F 随h 变化关系的图象是( )6、（多选）如图所示A.B.C 是在地球大气层外,圆形轨道上运行的三颗人造卫星,B.C 离地面的高度小于A 离地面的高度,A.B 的质量相等且大于C 的质量.下列说法中正确的是（ ）A. B.C 的线速度大小相等,且大于A 的线速度B. B.C 的向心加速度大小相等,且小于A 的向心加速度C. B.C 运行周期相同,且小于A 的运行周期D. B 的向心力大于A 和C 的向心力7、20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域。
高中物理必修二人教版2019第7章万有引力与宇宙航行本章整合
,选项 C 正确。卫星速度 v=
地
,a、b、c
三颗卫星的运行速度大小关系为 va= vb=vc,选项 D 错误。
三、卫星变轨问题
1.卫星变轨的原因
(1)由于对接引起的变轨。
(2)由于空气阻力引起的变轨。
2.卫星变轨的实质
地
(1)当卫星的速度突然增加时,G
二、卫星运行参量的分析
1.四个分析
“四个分析”是指分析人造卫星的加速度、线速度、角速度
和周期与轨道半径的关系。
地
(1)由 G
地
=m ,得 v=
,r 越大,v 越小。
地
地
(2)由 G
=mω2r,得 ω=
地
(3)由 G
=m
r,得 T=2π
所需要的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为
ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所需
要的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地
球静止卫星所需要的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为
v3,角速度为ω3。假设三者质量相等,地球表面的重力加速度
地
地
误。根据万有引力提供向心力,G
=mrω2 得出 ω=
,因为
r1<r3,所以 ω1>ω3,故 B 错误。根据万有引力定律和牛顿第二定
地
律,得 G
确。
=ma,可知在同一位置加速度相同,故 C 错误,D 正
科学思维 1.变轨问题综合性较强,其实质是做匀速圆周运
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第六章 万有引力与航天
一、开普勒三定律:
(1)．开普勒第一定律: (2)．开普勒第二定律: (3)．开普勒第三定律:
二、万有引力定律的理解：
(1)．内容： (2)．表达式：
(2)．适用条件：
三、用万有引力判断v 、ω、T 、a 与r 的关系: （1）由 得：g =
（2）由 得：v =
（3）由 得：ω= （4）由 得：T= 四、测中心天体的质量及密度:
（1）忽略中心天体的自转：由 得：M=
由 及M 的表达式得：ρ=
（2）天体运行：由 = 得：M= （提示：向心力表达式用含T 的表示）
由 及M 的表达式得：
ρR =r ）
五、宇宙速度、人造卫星：(R 地＝6400Km ，g 地＝9.8m/s 2) （1）第一宇宙速度：（推导）
第一宇宙速度是最 发射速度；是最 环绕速度，所以人造卫星的最小周期为 min 。
（2）人造卫星：
★ 同步卫星: ①周期为 _____h ； ②角速度与地球的自转角速度____ ； ③轨道和赤道共面同心圆 ④距地面高度h ≈36000km ；
⑤线速度v =
h
R GM
+=3.1Km/s ；
⑥向心加速度g =0.222
s m
★ 极地卫星:贯穿南北两极,轨道圆心（一个焦点）和地心 . ★ 普通卫星:只要轨道圆心（一个焦点）和地心重合即可.
六、卫星的追及和变轨：
【例题1】一艘原来在地球的圆形轨道运行的飞船，若加速后能够与绕地球的另一个圆周轨道上的空间站对接，则飞船一定是（ ）
A ．从低轨道上加速
B ．从高轨道上加速
C ．从任意轨道上加速
D ．从同一轨道上加速
【例题2】卫星在到达预定的圆周轨道之前，运载火箭的最后一节火箭任何卫星连接在一起，卫星在前，火箭在后，先在大气层外某一轨道A 上绕地球做匀速圆周运动，然后启动脱离装置，使卫星加速实现星箭脱离，最后到达预定轨道B ，关于星箭脱离后的说法正确的是（ ） A ．预定轨道B 比某一轨道A 离地面更高，卫星在轨道B 上的运行速度比脱离前大 B ．预定轨道B 比某一轨道A 离地面更低，卫星的运行周期变小 C ．预定轨道B 比某一轨道A 离地面更高，卫星的向心加速度变小 D ．卫星和火箭仍然在同一轨道上运行，卫星的速度比火箭大
七、卫星的发射与运行中的超、失重现象： 【例题3】飞船以a =
2
g
的加速度匀加速上升，在飞船上用弹簧秤测得10kg 的物体重为75N ，由此
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可知，飞船距离地面的高度为 km 。
（R =6.4×3
10km, g =102
s m ）
【例题4】宇宙飞船在离地面高为h =R 的轨道上做匀速圆周运动，飞船内一弹簧秤下悬挂一质量为m 的重物，R 为地球的半径，g 为地面处的重力加速度，则弹簧秤的读数为（ ） A. mg /2 B. mg /4 C. mg D. 0
万有引力与航天练习
1．对于万有引力定律的表述式2
21r
m m G F =，下面说法中正确的是 （ ）
A.公式中G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的
B.当r 趋近于零时，万有引力趋于无穷大
C. m 1与m 2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力
D. m 1与m 2受到的引力总是大小相等的，而与m 1、m 2是否相等无关
2．人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道半径会慢慢减小，在半径缓慢
变化过程中，卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动。
当它在较大的轨道半径r 1上时运行线速度为v 1，周期为T 1，后来在较小的轨道半径r 2上时运行线速度为v 2，周期为T 2，则它们的关系是 （ ） A ．v 1﹤v 2，T 1﹤T 2 B ．v 1﹥v 2，T 1﹥T 2 C ．v 1﹤v 2，T 1﹥T 2
D ．v 1﹥v 2，T 1﹤T 2
3．下列关于地球同步卫星的说法正确的是 （ ） A ．它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小 B ．它的周期、高度、速度都是一定的
C ．我们国家发射的同步通讯卫星定点在北京上空
D ．我国发射的同步通讯卫星也定点在赤道上空
4．假如地球自转速度增大,关于物体重力的下列说法中不正确的是 （ ）
A 放在赤道地面上的物体的万有引力不变 B.放在两极地面上的物体的重力不变 C 赤道上的物体重力减小 D 放在两极地面上的物体的重力增大
5．在太阳黑子的活动期，地球大气受太阳风的影响而扩张，这样使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，而开始下落。
大部分垃圾在落地前烧成灰烬，但体积较大的则会落到地面上给我们造成威胁和危害．那么太空垃圾下落的原因是 （ ） A ．大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致的
B ．太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小，根据牛顿第二定律，向心加速度就会不断增大，所以垃圾落向地面
C ．太空垃圾在大气阻力的作用下速度减小，那么它做圆运动所需的向心力就小于实际受到的万有引力，因此过大的万有引力将垃圾拉向了地面
D ．太空垃圾上表面受到的大气压力大于下表面受到的大气压力，所以是大气的力量将它推向地面的 6．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
B.4～8天
C.8～16天
D.16～20天
7． 如图：a 、b 、c 是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a 和b 的质量相等且小于c 的质量，
则（ ） A ．b 所需向心力最小
B ．b 、c 的周期相同，且大于a 的周期
C ．b 、c 的向心加速度大小相等，且大于a 的向心加速度
D ．b 、c 的线速度大小相等，且小于a 的线速度
8. 某物体在地面上受到的重力为160N,将它放置在卫星中,在卫星以12
a g =的加速度随火箭上升的过程中,当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为90N 时,求卫星距地球的距离。
(地球半径R=6400Km,g 取10m /s 2)
9．行星的平均密度为ρ，靠近行星表面有一颗周期为T 的卫星，试证明ρT 2为一常数
10．在某星球上，宇航员用弹簧秤称得质量m 的砝码重量为F ，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间
飞行，测得其环绕周期为T ，根据这些数据求该星球的质量.(引力常量G 已知)
11．两颗靠得很近的天体称为双星，它们以两者连线上某点为圆心作匀速圆周运动，这样就不至于由于万有引力而吸引在一起，设两双星质量分别为m 和M ，M ＝3m 。
两星间距为L ，在相互万有引力的作用下，绕它们连线上某点O 转动，则；OM 间距为多少?它们运动的周期为多少?
12.如图所示，a 和b 是某天体M 的两个卫星，它们绕天体公转的周期为T a 和
T b，某一时刻两卫星运动至图示位置，且公转方向相同。
(1) 至少经过多长时间，两卫星再次相距最近？
(2) 至少经过多长时间，两卫星相距最远？
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