2019-2020年高三物理“曲线运动”行星的运动、万有引力定律复习学案.doc

2019-2020年高三物理“曲线运动”行星的运动、万有引力定律复习学案【基础知识梳理】开普勒行星运动定律定律内容图示开普勒第一定律（轨道定律）所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在所有椭圆的 上开普勒第二定律（面积定律）对于每一个行星而言，它与_的连线在相等的时间内扫过相等的_开普勒第三定律（周期定律）所有行星的轨道的半长轴的 次方跟公转周期的 次方的比值都相等。即 【典型例题】例1、（03年广东卷）据美联社2002年10月7日报道，天文学家在太阳系的9大行星之外，又发现了一颗比地球小得多的新行星，而且还测得它绕太阳公转的周期约为288年. 若把它和地球绕太阳公转的轨道都看作圆，问它与太阳的距离约是地球与太阳距离的多少倍。（最后结果可用根式表示）例2、地球公转接近圆，彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆；天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗慧星，他算出这颗慧星轨道的半长轴轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗慧星将每隔一定的时间就会出现，哈雷的预言得到证实，该慧星被命名为哈雷慧星，哈雷慧星最近出现的时间是1986年，请你根据开普勒行星运动第三定律估算，它下次飞近地球是哪一年？二、万有引力定律(发现历程：阅读教材)例3、开普勒1609年1619年发表了著名的开普勒行星运行三定律，其中第三定律的内容是：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，它于1687年发表在牛顿的自然哲学的数学原理中。（1）请从开普勒行星运动定律等推导万有引力定律(设行星绕太阳的运动为匀速圆周运动)；（2）万有引力定律的正确性可以通过“月地检验”来证明：如果重力与星体间的引力是同种性质的力，都与距离的二次方成反比关系，那么，由于月心到地心的距离是地球半径的60倍，月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应该是重力加速度的1/3600。试根据上述思路并通过计算证明：重力和星体间的引力是同一性质的力 (已知地球半径为6.4106m，月球绕地球运动的周期为28天，地球表面的重力加速度为9.8m/s2) 。总结：1、内容：自然界中任何两个物体都是 的，引力的大小与它们的 成正比，与它们之间的 成反比2、公式： （其中G= ，叫做引力常量；是 利用 实验测出的）例4、把物体放到地球的中心，则此物体与地球间的万有引力是（ ）A0 B无穷大 C为一有限值 D无法确定分析:例4、如图所示，铅球A的半径为R，质量为M，另一质量为m的小球B，两球球心的距离为d，若在铅球内挖去一个半径为的球形空腔，空腔的表面与铅球球面相切，则A、B之间的万有引力多大？3、适用条件：公式只适用于 间的相互作用.当两个物体的距离 每物体本身的大小时，公式也适用；当两个物体的质量均匀分布的球体时，它们间的引力也可直接用公式计算，但式中r是指 距离；当研究物体不能看成质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，求出两个物体上每个质点与另一物体上所有质点的万有引力，再求其合力4、对万有引力定律的理解 性：万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量的物体（大到天体小到粒子）间的相互吸引力。它是自然界物体间的基本相互作用之一 性：两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力，符合牛顿第三定律 _性：通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观物理意义。在微观世界中,万有引力可以忽略不计【课后巩固】1、把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周，由火星和地球绕太阳运动的周期之比可求得（）、火星和地球的质量之比、火星和太阳的质量之比、火星和地球到太阳的距离之比、火星和地球绕太阳运行的速度之比2、（09年上海）牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中，牛顿（）A接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想B根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即Fm的结论C根据Fm和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出Fm1m2D根据大量实验数据得出了比例系数G的大小、（09年海南）在下面选项中列举的科学家中，对发现和完善万有引力定律有贡献的是 、安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第、对于万有引力定律的数学表达式F=G，下列说法中正确的是（）、公式中的为引力常量，是认为规定的、r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C、m1、m2之间的万有引力总是大小相等，与两者的质量是否相等无关D、m1、m2之间的万有引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力5、两个半径均为r的实心铁球靠在一起时，彼此之间的万有引力大小为F，若两个半径为2r的实心铁球靠在一起时，它们之间的万有引力大小为 （ ）A、2F B、4F C、8F D、16F6、（09年浙江）在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是（ ）A太阳引力远大于月球引力B太阳引力与月球引力相差不大C月球对不同区域海水的吸引力大小相等D月球对不同区域海水的吸引力大小有差异7、地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，这飞行器距月球球心的距离与月球球心距地球球心之间的距离之比为 （ ）A19 B91C110 D1018、关于万有引力及其应用，下列表述正确的是 （ ）A人造地球卫星运行时不受地球引力作用B两物体间的万有引力跟它们质量的乘积成反比C两物体间的万有引力跟它们的距离成反比D人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，称为第一宇宙速度9、（xx广东高考）人造卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星所受万有引力F与轨道半径r的关系是（ ）A.F与r成正比 B.F与r成反比 C.F与r2成正比 D.F与r2成反比10、由于万有定律和库仑定律都满足平方反比规律，因此引力场和电场之间有许多相似的性质，在处理有关问题时可以将它们类比， 例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度，其定义式为E=F/q. 在引力场中可以有一个类似的物理量用来反映各点引力场的强弱，设地球的质量为M，半径为R，引力常量为G，如果一个质量为m的物体位于距地心2R处的某点，则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是 ( )A . GM/ (2R)2 B. Gm/(2R)2 C. GMm/ (2R)2 D. GM/ (2R)11、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是 （ ）A、所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B、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C、离太阳越近的行星运动周期越大D、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处