2018-2019学年高中物理必修二(人教版)课件：第6章 万有引力与航天 第5节
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第六章 万有引力与航天
预习反馈
『判一判』
(1)第一宇宙速度是发射卫星的最小速度。( √
)
(2)无论从哪个星球上发射卫星，发射速度都要大于7.9 km/s。( × ) (3)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s。( × ) (4)人造地球卫星离地面越高，运动速度越小。( √
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第六章 万有引力与航天
知识导图
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1
课 前 预 习
2
3 4 5
课 内 探 究
素 养 提 升
课 堂ห้องสมุดไป่ตู้达 标
课 时 作 业
第六章 万有引力与航天
课
物 理 必 修 ② · 人 教 版
前
预
习
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第六章 万有引力与航天
知识点 1
人造地球卫星
1．牛顿的设想 初速度 足够大时，它将会围绕地球旋转而不再落回 如图所示，当物体的_________ 人造地球卫星 。 地球表面，成为一颗绕地球转动的_______________
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)
(5) 如果在地面发射卫星的速度大于 11.2 km/s ，卫星会永远离开地球。
(√
)
第六章 万有引力与航天
『选一选』 2013 年 6 月 11 日，“神舟十号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，航天 员王亚平进行了首次太空授课。在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速 度大小 导学号 66904290 ( C ) A．等于 7.9km/s B．介于 7.9km/s 和 11.2km/s 之间 C．小于 7.9km/s D．介于 7.9km/s 和 16.7km/s 之间
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＝2π
3R地 ＝2π 2g地
环月卫星最小周期约为 1.72h，故该报道是则假新闻。
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第六章 万有引力与航天
课
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内
探
究
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第六章 万有引力与航天
探究一 人造地球卫星
在地球的周围， 有许多的卫星在不同的轨道上绕地球 转动，请思考： 导学号 66904292 (1)这些卫星的轨道平面有什么特点？ (2)这些卫星的线速度、角速度、周期跟什么因素有 关呢？ 提示： (1)卫星的向心力是由地球的万有引力提供， 故所有卫星的轨道平面都 2 v2 Mm 4π 经过地心；(2)由 G 2 ＝m r ＝mω2r＝m 2 r 可知，卫星的线速度、角速度、周 r T 期等与其轨道半径有关。
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GM r 。
第六章 万有引力与航天
知识点 2
宇宙速度 数值 意义 卫星在地球表面附近绕地球做 匀速圆周运动 的速度 ________________
第一宇 宙速度 第二宇 宙速度
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7.9 _______km/s
11.2 _______km/s _______km/s 16.7
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第六章 万有引力与航天
1．卫星的轨道
(1)卫星绕地球运动的轨道可以是椭圆轨道，也可以是圆轨道。
(2)卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心是椭圆的一个焦点，其周期和半长 轴的关系遵循开普勒第三定律。 (3)卫星绕地球沿圆轨道运行时，由于地球对卫星的万有引力提供了卫星绕 地球运动的向心力，而万有引力指向地心，所以地心必须是卫星圆轨道的圆
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物
理
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第六章
万有引力与航天
第五节 宇宙航行
第六章 万有引力与航天
学习目标
※ ※ ※
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知道三个宇宙速度的涵义，会推导第一宇宙速度 能运用万有引力定律及匀速圆周运动的规律解决卫星运动的有关 问题 感知人类探索宇宙的梦想，培养献身科学的人生价值观
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解析：卫星在圆形轨道上运动的速度 v＝ ＝7.9km/s，C 正确。
M G r 。由于 r>R，所以 v<
M GR
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第六章 万有引力与航天
『想一想』 某小报登载：×年×月×日，×国发射了一颗质量为 100kg，周期为 1h 的 1 人造环月球卫星。一位同学记得月球半径约为地球的 ，月球表面重力加速度约 4 1 为地球的 ，经过推理，他认定该报道是则假新闻，他的判断正确吗？(地球半径 6 约为 6.4×103km) 导学号 66904291
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答案：正确。
第六章 万有引力与航天
Mm 4π2 解析：万有引力提供向心力 G 2 ＝m 2 R R T Mm 又 G 2 ＝mg 得 R Tmin＝2π R月 ＝2π g月 1 R 4 地 1 g 6 地 3×6.4×106 s＝6.2×103s≈1.72h。 2×9.8
地球 引力束缚的最小地 使卫星挣脱________
面发射速度 使卫星挣脱_______ 太阳 引力束缚的_______ 最小 地面发射速度
第三宇 宙速度
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第六章 万有引力与航天
知识点 3
梦想成真
前苏联 成功发射了第一颗人造卫星； 1957年10月__________ 月球 ； 1969年7月美国“阿波罗11号”登上________ 杨利伟 踏入太空。 2003年10月15日我国航天员__________ 翟志刚 太空行走； 2008年9月27日我国航天员__________ 王亚平 首次太空授课。 2013年6月20日我国航天员__________
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心。
第六章 万有引力与航天
(4)三类人造地球卫星轨道：
A．赤道轨道，卫星轨道在赤道所在平面上，卫星始终处于赤道上方；
B．极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星经过两极上空； C．一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。如图所示。
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第六章 万有引力与航天
2．原理
匀速圆周 运动， 一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做__________ 向心力由地球对
v2 Mm mr 万有引力 它的__________提供，即 G 2 ＝__________，则卫星在轨道上运行的线速度 v r
＝
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特别提醒： 不管卫星沿一个什么样的轨道运动，地心一定处于卫星轨道所在的平面 上。
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『判一判』
(1)第一宇宙速度是发射卫星的最小速度。( √
)
(2)无论从哪个星球上发射卫星，发射速度都要大于7.9 km/s。( × ) (3)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s。( × ) (4)人造地球卫星离地面越高，运动速度越小。( √
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知识点 1
人造地球卫星
1．牛顿的设想 初速度 足够大时，它将会围绕地球旋转而不再落回 如图所示，当物体的_________ 人造地球卫星 。 地球表面，成为一颗绕地球转动的_______________
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)
(5) 如果在地面发射卫星的速度大于 11.2 km/s ，卫星会永远离开地球。
(√
)
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『选一选』 2013 年 6 月 11 日，“神舟十号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，航天 员王亚平进行了首次太空授课。在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速 度大小 导学号 66904290 ( C ) A．等于 7.9km/s B．介于 7.9km/s 和 11.2km/s 之间 C．小于 7.9km/s D．介于 7.9km/s 和 16.7km/s 之间
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＝2π
3R地 ＝2π 2g地
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探究一 人造地球卫星
在地球的周围， 有许多的卫星在不同的轨道上绕地球 转动，请思考： 导学号 66904292 (1)这些卫星的轨道平面有什么特点？ (2)这些卫星的线速度、角速度、周期跟什么因素有 关呢？ 提示： (1)卫星的向心力是由地球的万有引力提供， 故所有卫星的轨道平面都 2 v2 Mm 4π 经过地心；(2)由 G 2 ＝m r ＝mω2r＝m 2 r 可知，卫星的线速度、角速度、周 r T 期等与其轨道半径有关。
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知识点 2
宇宙速度 数值 意义 卫星在地球表面附近绕地球做 匀速圆周运动 的速度 ________________
第一宇 宙速度 第二宇 宙速度
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11.2 _______km/s _______km/s 16.7
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1．卫星的轨道
(1)卫星绕地球运动的轨道可以是椭圆轨道，也可以是圆轨道。
(2)卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心是椭圆的一个焦点，其周期和半长 轴的关系遵循开普勒第三定律。 (3)卫星绕地球沿圆轨道运行时，由于地球对卫星的万有引力提供了卫星绕 地球运动的向心力，而万有引力指向地心，所以地心必须是卫星圆轨道的圆
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第六章
万有引力与航天
第五节 宇宙航行
第六章 万有引力与航天
学习目标
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解析：卫星在圆形轨道上运动的速度 v＝ ＝7.9km/s，C 正确。
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第六章 万有引力与航天
『想一想』 某小报登载：×年×月×日，×国发射了一颗质量为 100kg，周期为 1h 的 1 人造环月球卫星。一位同学记得月球半径约为地球的 ，月球表面重力加速度约 4 1 为地球的 ，经过推理，他认定该报道是则假新闻，他的判断正确吗？(地球半径 6 约为 6.4×103km) 导学号 66904291
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答案：正确。
第六章 万有引力与航天
Mm 4π2 解析：万有引力提供向心力 G 2 ＝m 2 R R T Mm 又 G 2 ＝mg 得 R Tmin＝2π R月 ＝2π g月 1 R 4 地 1 g 6 地 3×6.4×106 s＝6.2×103s≈1.72h。 2×9.8
地球 引力束缚的最小地 使卫星挣脱________
面发射速度 使卫星挣脱_______ 太阳 引力束缚的_______ 最小 地面发射速度
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第六章 万有引力与航天
知识点 3
梦想成真
前苏联 成功发射了第一颗人造卫星； 1957年10月__________ 月球 ； 1969年7月美国“阿波罗11号”登上________ 杨利伟 踏入太空。 2003年10月15日我国航天员__________ 翟志刚 太空行走； 2008年9月27日我国航天员__________ 王亚平 首次太空授课。 2013年6月20日我国航天员__________
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心。
第六章 万有引力与航天
(4)三类人造地球卫星轨道：
A．赤道轨道，卫星轨道在赤道所在平面上，卫星始终处于赤道上方；
B．极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星经过两极上空； C．一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。如图所示。
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第六章 万有引力与航天
2．原理
匀速圆周 运动， 一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做__________ 向心力由地球对
v2 Mm mr 万有引力 它的__________提供，即 G 2 ＝__________，则卫星在轨道上运行的线速度 v r
＝
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特别提醒： 不管卫星沿一个什么样的轨道运动，地心一定处于卫星轨道所在的平面 上。
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2018-2019学年高中物理 第六章 万有引力与航天 1 行星的运动优质课件 新人教版必修2
[答案] C
[解析] 由开普勒第二定律 恒星的连线在相同时间内 的面积；A离恒星较近，要 间内扫过相同的面积，则 的弧长，所以在A点的速度 在B点的速度是最小的，故 错误．所以从A到B是减速 是加速运动，选项C正确，
自我检测
3．(开普勒第三定律的理解)理论和实践证明， 开普勒行星运动定律不仅适用于太阳系中的天 体运动，而且对一切天体(包括卫星绕行星的运 动)都适用．关于开普勒第三定律的公式a2/T2＝ k，下列说法正确的是( ) A．公式只适用于轨道是椭圆的运动 B．式中的k值，对于所有行星(或卫星)都相等 C．式中的k值，只与中心天体有关，与绕中心 天体旋转的行星(或卫星)无关 D．若已知月球与地球之间的距离，根据公式可 求出地球与太阳之间的距离
学习互动
a3 例 2 (多选)关于开普勒第三定律的公式T2＝k，以下理解正确的是( A．研究行星绕太阳的运转时，k 是一个与行星无关的量 B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为 a，周期为 T，月球绕地球运转轨道的
a3 a′3 周期为 T′，则T2＝T′2 C．T 表示行星运动的自转周期 D．T 表示行星运动的公转周期
【导入二】 在浩瀚的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球
星星……日出日落，斗转星移，各种天体都在不停地运动，我们知道：月 球绕着太阳转，地球在公转的同时还在自转，天体的运动遵循着什么样的 星体的运动，有地心说和日心说，我们知道地心说是错误的，那么日心说 呢？行星是否在做完美的匀速圆周运动呢？“坐地日行八万里，巡天遥看 些无数天体组成的广袤无垠的宇宙始终是人们渴望了解、不断探索的领域 们沿着先辈们的足迹去了解行星的运动特点.
新课导入
【导入一】 我们与无数生灵生活在地球上，白天我们沐浴着太阳的光辉．夜晚
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。
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）
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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。
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
r2
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。
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。
2018年高中物理第六章万有引力与航天本章整合课件新人教版必修2
A. 嫦娥二号卫星绕月运行时的线速度为 B. 月球的质量为
4π 2 ( ������+ℎ) ������������ 2
3
2���� ������
C. 物体在月球表面自由下落的加速度为
4π 2 ������ ������ 2
D. 嫦娥二号卫星在月球轨道经过减速才能飞赴日地拉格朗日 L2 点
一
������������������ ������2 4π2 2 =m ������ =mω r=m 2 r。 ������2 ������
(3)关于地球卫星的问题,有时还会应用GM=gR2做代换。
一
二
三
【例1】我国成功发射的探月卫星嫦娥三号,在环月圆轨道绕行n 圈所用的时间为t,月球半径为R0,月球表面处重力加速度为g0。 (1)请推导出嫦娥三号卫星离月球表面高度的表达式;
二
三
解析:卫星运行的线速度 v= 力提供向心力 等于重力, 即
2���� ������
=
2π (������+ℎ) , 故 A 错误;根据万有引 ������
3
������������ 4 π 2������ 4π 2 (������+ℎ) G ������2 =m 2 得, M= ������ ������������ 2
即随着轨道半径的增大,卫星的向心加速度、线速度、角速度均 减小,周期增大。 2.两种特殊卫星
������2 为重力,故有G ������2 =m ������ =mg。 ������������
(1)近地卫星:卫星轨道半径约为地球半径,受到的万有引力近似
(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。
2018-2019学年高中人教物理必修二课件：第六章 万有引力与航天 6.1
【解析】选C。太阳位于木星运行轨道的一个焦点上,A 项错误;火星与木星轨道不同,在运行时速度不可能始终 相等,B项错误;“在相等的时间内,行星与太阳连线扫过 的面积相等”是对于同一颗行星而言的,不同的行星,则 不具有可比性,D项错误;根据开普勒第三定律,对同一中 心天体来说,行星公转半长轴的三次方与其周期的平方 的比值为一定值,C项正确。
(3)根据开普勒第三定律
r13 T12
r23 T22
k
列式求解。
【易错提醒】
(1)行星运行轨道虽是椭圆,但计算时一般按圆周运处
理。
(2)
a3 T2
中k 的常数k仅由中心天体的质量决定,与做
圆周运动天体的质量、运动快慢等因素无关。
【过关训练】
1.(2018·全国卷Ⅲ)为了探测引力波,“天琴计划”预
一 对开普勒定律的认识 【典例】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
第六章 万有引力与航天 1.行星的运动
一、两种对立的学说
1.地心说: (1)内容:_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)代表人物:_托__勒__密__。
2.日心说: (1)内容:_太__阳__是静止不动的,地球和其他行星都绕 _太__阳__运动。 (2)代表人物:_哥__白__尼__。
(2)意义:比例常数k与行星无关,只与太阳有关,因此定 律具有普遍性,即不同星系具有不同的常数,且常数是 由中心天体决定的。
2018人教版高中物理必修二第6章《万有引力与航天》ppt复习课件
3．(多选)如图所示，在发射地球同步卫星的过程中 ，卫星 首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在 Q 点通过改变卫星速度，让卫星 进入地球同步轨道Ⅱ，则( ) A．该卫星的发射速度必定大于 11.2 km/s B．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于 7.9 km/s C．在椭圆轨道上，卫星在 P 点的速度大于在 Q 点的速度 D．卫星在 Q 点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
2．三种速度——运行速度、发射速度和宇宙速度 三种速度的比较，见下表：
比较 项 运行 速度 发射 速度 宇宙 速度 概念 卫星绕中心天体 做匀速圆周运动 的速度 在地面上发射卫 星的速度 实现某种效果所 需的最小卫星发 射速度 大小 v＝ GM r 影响因素 轨道半径 r 越 大，v 越小 卫星的发射高 度越高，发射 速度越大 不同卫星发射 要求决定
大于或等于 7.9 km/s 7.9 km/s 11.2 km/s 16.7 km/s
3.两种周期——自转周期和公转周期 (1)自转周期：是天体绕自身某轴线转动一周所用的时间 ， 取决于天体自身转动的快慢． (2)公转周期：是天体绕中心天体做圆周运动一周的时间 ， 3 2π r GMm 由 r2 ＝m T 2r 得 T＝2π GM，取决于中心天体的质量和运 行天体到中心天体的距离，与运行天体自身质量无关．
规律方法, (1)变轨问题综合性较强，其实质是做匀速圆周运动的卫星 受到某种外力或其他原因而突然加速或减速， 做“离心”或“近 心”运动，轨迹偏离原来的运行轨道． (2)比较变轨前后在不同轨道上的同一点的加速度大小，通 过受力分析依据牛顿第二定律确定．由于都只受万有引力，故加 速度相同． (3)比较变轨前后在不同轨道上的同一点的速度大小，可以 结合离心运动和向心运动条件分析．
第六章 万有引力与航天
2018-2019学年高中物理(人教版)必修二课件：第六章 万有引力与航天 第一节
人教版物理必修二第六章 万有引力与航天
第六章
万有引力与航天
第一节
行星的运动
1．了解地心说和日心说的主要内容和代表人物。 2．知道人类对行星运动的认识过程。 3．理解并应用开普勒行星运动定律分析一些简单 问题。
1.两种对立的学说 (1)地心说 01 地球 ① □ 是宇宙的中心，是静止不动的。 02 地球 运动。 ②太阳、月亮以及其他行星都绕 □
03 托勒密 。 ③地心说的代表人物是古希腊科学家 □
是宇宙的中心，是静止不动的，所 05 匀速圆周运动 。 有行星都绕太阳做 □
(2)日心说 04 太阳 ① □
06 太阳 ②地球是绕 □ 07 地球 旋转的卫星。 □
旋转的行星；月球是绕
③太阳静止不动，因为地球每天自西向东自转一周， 造成太阳每天东升西落的现象。
课堂任务
开普勒行星运动定律
仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动 1：图甲中行星绕太阳运动的轨迹是圆吗？
提示：近似圆，但实际轨迹是椭圆。
活动 2：图乙表述的是什么，能看出些什么结论？
提示：图乙是行星绕着太阳运动的示意图。从图可 以看面积相等，即行星与太阳的连线 在相等时间扫过相等的面积。
14 半长轴 (3)开普勒第三定律：所有行星的轨道的 □ 15 公转周期的二次方 的三次方 跟它的 □ 的比值都相
等。其表达式为
17 无关 □
a3 16 2＝k □ T
，其中 a 是椭圆轨道的
半长轴，T 是行星绕太阳公转的周期，k 是一个与行星 (填“有关”或“无关”)的常量。
想一想 地心说和日心说是两种截然不同的观点，现在看来 这两种观点哪一种是正确的？
3
例 1
某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1 )
第六章
万有引力与航天
第一节
行星的运动
1．了解地心说和日心说的主要内容和代表人物。 2．知道人类对行星运动的认识过程。 3．理解并应用开普勒行星运动定律分析一些简单 问题。
1.两种对立的学说 (1)地心说 01 地球 ① □ 是宇宙的中心，是静止不动的。 02 地球 运动。 ②太阳、月亮以及其他行星都绕 □
03 托勒密 。 ③地心说的代表人物是古希腊科学家 □
是宇宙的中心，是静止不动的，所 05 匀速圆周运动 。 有行星都绕太阳做 □
(2)日心说 04 太阳 ① □
06 太阳 ②地球是绕 □ 07 地球 旋转的卫星。 □
旋转的行星；月球是绕
③太阳静止不动，因为地球每天自西向东自转一周， 造成太阳每天东升西落的现象。
课堂任务
开普勒行星运动定律
仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动 1：图甲中行星绕太阳运动的轨迹是圆吗？
提示：近似圆，但实际轨迹是椭圆。
活动 2：图乙表述的是什么，能看出些什么结论？
提示：图乙是行星绕着太阳运动的示意图。从图可 以看面积相等，即行星与太阳的连线 在相等时间扫过相等的面积。
14 半长轴 (3)开普勒第三定律：所有行星的轨道的 □ 15 公转周期的二次方 的三次方 跟它的 □ 的比值都相
等。其表达式为
17 无关 □
a3 16 2＝k □ T
，其中 a 是椭圆轨道的
半长轴，T 是行星绕太阳公转的周期，k 是一个与行星 (填“有关”或“无关”)的常量。
想一想 地心说和日心说是两种截然不同的观点，现在看来 这两种观点哪一种是正确的？
3
例 1
某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1 )
2018-2019学年下学期高一物理(人教版)必修二课件：第六章 万有引力与航天 6.1.行星的运动
第六章
万有引力与航天
1.行星的运动
1.古代对行星运动规律的认知:
地球 是宇宙的中心,是_________ 静止不动 的,太 (1)地心说:_____ 地球 运动。 阳、月亮以及其他行星都绕_____ 太阳 是静止不动的,地球和其他行星都绕 (2)日心说:_____ 太阳 运动。 _____
(3)局限性:都把天体的运动看得很神圣,认为天体的运
)
A.k是一个与行星无关的常量 B.a代表行星运动的轨道半径 C.T代表行星运动的自转周期 D.T代表行星运动的公转周期
【解析】选A、D。由开普勒第三定律可知,行星运动公
a3 式 2 =k中的各个量a、T、k分别表示行星绕太阳做椭 T
圆运动轨道的半长轴、行星绕太阳做椭圆运动的公转
周期、太阳系中的一个常量,k是一个与行星无关的常 量,因此,正确选项为A、D。
(3)“日心说”和“地心说”哪个更正确呢?试举例说
明。
提示:“日心说”更正确。“日心说”之所以能够战胜
“地心说”是因为很多“地心说”不能解释的现象而
“日心说”能说明,就是说“日心说”比“地心说”更
科学、更接近事实。例如,若地球不运动,昼夜交替是
太阳绕地球运动形成的,那么每天的情况就应是相同的,
而事实上,每天白天的长短不同,冷暖不同。“日心说”
2.开普勒第三定律中的k值与什么有关?
提示:k值是由中心天体本身决定的常量,也就是说,在
中心天体不同的系统里k值是不同的,在中心天体相同
的系统里k值是相同的。
3.实际上,行星的轨道与圆十分接近,在中学阶段的研 究中我们按圆轨道处理,试结合下表,分析行星运动的 相似情况。
描述也变得简单了
C.地球是围绕太阳运动的
万有引力与航天
1.行星的运动
1.古代对行星运动规律的认知:
地球 是宇宙的中心,是_________ 静止不动 的,太 (1)地心说:_____ 地球 运动。 阳、月亮以及其他行星都绕_____ 太阳 是静止不动的,地球和其他行星都绕 (2)日心说:_____ 太阳 运动。 _____
(3)局限性:都把天体的运动看得很神圣,认为天体的运
)
A.k是一个与行星无关的常量 B.a代表行星运动的轨道半径 C.T代表行星运动的自转周期 D.T代表行星运动的公转周期
【解析】选A、D。由开普勒第三定律可知,行星运动公
a3 式 2 =k中的各个量a、T、k分别表示行星绕太阳做椭 T
圆运动轨道的半长轴、行星绕太阳做椭圆运动的公转
周期、太阳系中的一个常量,k是一个与行星无关的常 量,因此,正确选项为A、D。
(3)“日心说”和“地心说”哪个更正确呢?试举例说
明。
提示:“日心说”更正确。“日心说”之所以能够战胜
“地心说”是因为很多“地心说”不能解释的现象而
“日心说”能说明,就是说“日心说”比“地心说”更
科学、更接近事实。例如,若地球不运动,昼夜交替是
太阳绕地球运动形成的,那么每天的情况就应是相同的,
而事实上,每天白天的长短不同,冷暖不同。“日心说”
2.开普勒第三定律中的k值与什么有关?
提示:k值是由中心天体本身决定的常量,也就是说,在
中心天体不同的系统里k值是不同的,在中心天体相同
的系统里k值是相同的。
3.实际上,行星的轨道与圆十分接近,在中学阶段的研 究中我们按圆轨道处理,试结合下表,分析行星运动的 相似情况。
描述也变得简单了
C.地球是围绕太阳运动的
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＝
2018-2019学年高中人教版物理必修二课件：第六章 万有引力与航天 第二节 第三节
应用万有引力注意事项 (1)理解万有引力定律的内容和适用范围。 (2)知道万有引力不是什么特殊的一种力，它同样满 足牛顿运动定律。 (3)明确公式中各物理量的含义及公式的使用方法。
[变式训练2] (多选)下列说法正确的是( ) A．万有引力定律 F＝Gmr1m2 2适用于两质点间的作用 力计算 B．据 F＝Gmr1m2 2，当 r→0 时，物体 m1、m2 间引力 F 趋于无穷大
②对于两个不能看成质点的物体间的万有引力，不 能直接用万有引力公式求解，切不可依据 F＝Gmr1m2 2得出 r→0 时 F→∞的结论，违背公式的物理含义。
例 2 关于万有引力定律的数学表达式 F＝Gmr1m2 2， 下列说法中正确的是( )
A．公式中 G 为引力常量，是人为规定的 B．当 r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C．m1、m2 受到的万有引力总是大小相等，是一对 作用力与反作用力 D．m1、m2 受到的万有引力总是大小相等，方向相 反，是一对平衡力
(2)对于两个不能看成质点的物体，怎么计算它们间 的万有引力？
提示：对于两个质量分布均匀的球体，它们之间的 万有引力可以用 F＝GmR12m2求解，其中 R 为两球心间的 距离；对于两个不能看成质点的一般物体，不能直接用 万有引力公式求解。
活动 3：如何验证上述猜想是否正确？
提示：假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下 落的力真的是同一种力，同样遵从“平方反比”的规律， 那么，由于月球轨道半径约为地球半径(苹果到地心的距 离)的 60 倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力，比它 在地面附近时受到的引力要小，前者只有后者的6102。根 据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度(月
提示：行星只受到太阳对它的引力而做匀速圆周运 动，由牛顿第二定律可知，其向心加速度为 a＝mF。