万有引力与航天复习教案
高考物理必修专题复习教案万有引力与航天
高考物理必修专题复习教案万有引力与航天课时安排：2课时教学目标：1．深入理解万有引力定律，理解第一宇宙速度的确切含义2．能够应用万有引力定律和牛顿第二定律解决天体运动问题本讲重点：应用万有引力定律和牛顿第二定律解决天体运动问题本讲难点：1．第一宇宙速度2．万有引力定律的应用一、考纲解读本专题涉及的考点有：万有引力定律及其应用；环绕速度；第二宇宙速度和第三宇宙速度。
《大纲》对万有引力定律及其应用，环绕速度等考点均为Ⅱ类要求，对第二宇宙速度和第三宇宙速度等考点为Ⅰ类要求。
天体的运动问题是历年高考的重点和难点，是万有引力定律应用的具体表现。
突破这一难点的关键就是要知道几乎所有万有引力问题都与匀速圆周运动的知识相联系。
基本关系式有222ωmr r v m rMm G ==及mg r Mm G ≈2（地球表面附近），再结合圆周运动的几个基本物理量v 、ω、T 关系及其关系式Tr r v πω2==来讨论，即可顺利解题。
二、命题趋势万有引力定律与天体问题是历年高考必考内容。
考查形式多以选择、计算等题型出现。
本部分内容常以天体问题（如双星、黑洞、恒星的演化等）或人类航天（如卫星发射、空间站、探测器登陆等）为背景，考查向心力、万有引力、圆周运动等知识。
这类以天体运动为背景的题目，是近几年高考命题的热点，特别是近年来我们国家在航天方面的迅猛发展，更会出现各类天体运动方面的题。
三、例题精析【例1】设同步卫星离地心的距离为r ，运行速率为v 1，加速度为a 1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a 2，第一宇宙速度为v 2，地球的半径为R ，则下列比值正确的是 （ ）A ．21v v =R rB ．21a a =R rC ．21a a =22r RD ．21v v =Rr 解析 同步卫星与地球自转的角速度相同，由向心加速度公式r a 2ω=，可得21a a =Rr ，B 选项正确；第一宇宙速度是在地球表面附近做匀速圆周运动的卫星具有的速度，计算方法和同步卫星的运行速率计算方法相同，即万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得r v m r Mm G 212=，R v m RMm G 222=，解得21v v =r R 。
万有引力与航天复习(初中 物理教案)
《万有引力与航天》复习教案一、知识结构开普勒第一定律行星的运动开普勒第二定律开普勒第三定律公式万有引力定律适用条件：理解：计算天体的质量万有引力定律的应用宇宙速度人造卫星二、例题分析例1、两颗人造卫星的质量之比m1:m2=1:2，轨道半径之比R1:R2＝3:1。
求：(1)两颗卫星运行的线速度之比；(2)两颗卫星运行的角速度之比；(3)两颗卫星运行的周期之比；(4)两颗卫星运行的向心加速度之比；1:9(5)两颗卫星运行的向心力之比。
1:18例2、2005年10月12日9时整，我国自行研制的“神舟六号”载人飞船顺利升空，飞行115小时32分绕地球73圈于17日4时33分在内蒙古主着陆场成功着陆，返回舱完好无损，宇航员费俊龙、聂海胜自主出舱，“神舟六号”载人航天飞行圆满成功。
飞船升空后，首先沿椭圆轨道运行，其近地点约为200公里，远地点约为347公里。
在绕地球飞行四圈后，地面发出指令，使飞船上的发动机在飞船到达远地点时自动点火，实施变轨，提高了飞船的速度。
使得飞船在距地面340公里的圆轨道上飞行。
求在圆轨道上飞船的飞行速度v和运行周期T（已知地球表面的重力加速度为g0、地球的半径为R0）。
例3、已知万有引力常量G，地球半径R，月球和地球之间的距离r，同步卫星距地面的高度h，月球绕地球的运转周期T1，地球的自转周期T2，地球表面的重力加速度g。
某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法：同步卫星绕地球作圆周运动，由hTmhMmG222⎪⎭⎫⎝⎛=π得2324GThMπ=⑴请判断上面的结果是否正确，并说明理由。
如不正确，请给出正确的解法和结果。
⑵请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果。
例4、在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来。
假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h ，速度方向是水平的，速度大小为v0，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力。
高一物理《万有引力和航天》综合复习教案
高一物理《万有引力与航天》复习知识复习一、开普勒三大定律开普勒第一定律：每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中。
面积定律(开普勒第二定律)开普勒第二定律：在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的。
这个可以用来比较不同位置行星速度的大小关系。
开普勒第三定律：各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比。
即：。
其中，，M为中心天体的质量。
开普勒第三定律只有在同一中心天体的时候，才可以成立。
例题、如图所示，A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是哪个？（）A．B、C的线速度相等，且大于A的线速度B．B、C的周期相等，且大于A的周期C．B、C的向心加速度相等，且大于A的向心加速度D．若C的速率增大可追上同一轨道上的B规律总结：二、万有引力定律公式表示：（）F: 两个物体之间的引力，G: 万有引力常数，m1:物体1的质量，m2物体2的质量r: 两个物体之间的距离自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体间距离的平方成反比。
那么在天体运动的题目中，经常遇到的重力，万有引力，向心力的区别和联系重力的方向是竖直向下，因为竖着向下这个概念就来源于重力的方向，重力并不是指向地心的。
例题：已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为v 1、向心加速度大小为a 1，近地卫星线速度大小为v 2、向心加速度大小为a 2，地球同步卫星线速度大小为v 3、向心加速度大小为a 3。
设近地卫星距地面高度不计，同步卫星距地面高度约为地球半径的6倍。
则以下结论正确的是（ ）A ．1632=v v B ．7132=v v C ．7131=a a D ．14931=a a如图，地球赤道上山丘e ，近地资源卫星p 和同步通信卫星q 均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。
设e 、p 、q 的圆周运动速率分别为v 1、v 2、v 3，向心加速度分别为a 1、a 2、a 3，则( )A ．v 1＞v 2＞v 3B ．v 1＜v 2＜v 3C ．a 1＞a 2＞a 3D ．a 1＜a 3＜a 2总结：三 航天的知识：挣脱引力，即可拜托束缚，最终需要停留的位置越高，能量需要越大，原因是需要提供更多的(重力）势能。
万有引力与航天复习教学案
第六章万有引力与航天复习一、教学目标熟练利用万有引力定律相关知识点解题二、教研重难点熟练利用万有引力定律相关知识点解题三、教学方法建议先熟悉万有引力定律的三种应用，再解决相关题目四、教学流程与教学方案设计【知识点回顾】【学生展示】（A）问1：开普勒行星运动三定律内容？(1)(2)(3)【学生展示】（A）问2：万有引力定律内容？【学生展示】利用万有引力定律解决相关问题方法（A）问3、利用万有引力定律求中心天体的质量（A）问4、利用万有引力定律求中心天体的密度（A）问5、利用万有引力定律求行星的运动规律（v、w、T、a）（A）问6、利用万有引力定律求天体表面的重力加速度（A）问7、利用万有引力定律求距离天体表面高h出的重力加速度五、问题解决情况检测（一）A 类问题检测1、（2010年江苏）我国与2010年3月5日成功发射了“遥感卫星九号”，在绕地球运行的过程中，该卫星受到地球引力的大小（ ）A 、只与地球的质量有关B 、只与卫星的质量有关C 、与地球和卫星的质量均无关D 、与地球和卫星的质量均有关2、（2010年江苏）在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列叙述符合历史事实的是（ ）A 、伽利略否定了亚里士多德“重物比轻物下落快”的论断B 、牛顿总结出了行星运动三大定律C 、爱因斯坦发现了万有引力定律D 、卡文迪许建立了狭义相对论3、两个大小相等的实心均匀小铁球，紧靠在一起时它们之间的万有引力为F ；若两个半径2倍与小铁球的实心均匀的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为（ ）A 、2FB 、4FC 、8FD 、16F4、（2012年江苏）在地面上发射飞行器，如果发射速度大于7.9km/s ，而小于11.2km/s ，则它将（ ）A 、围绕地球做圆周运动B 、围绕地球做椭圆运动C 、挣脱地球的束缚绕太阳运动D 、挣脱太阳的束缚飞离太阳系(二)B 类问题检测5、某行星的卫星，在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密度，需要测出的物理量是（ ）A 、行星的半径B 、卫星的半径C 、卫星运行的线速度D 、卫星运行的周期6、测得海王星绕太阳公转的轨道半径是地球绕太阳公转轨道半径的30倍，则它的公转周期是（ ）A 、年30B 、30年C 、年3030D 、90年7、如图所示，a 、b 、c正确的是（ ） A 、b 、c 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 的运行周期相等，且小于a 的运行周期D 、b 、c 受到的万有引力相同，且小于a 的万有引力8、在圆轨道上质量为m 的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球的半径R ，地面上的重力加速度为g ，则（1）卫星运行的线速度大小为多少？（2）卫星运行的加速度为多少？b。
《万有引力定律与航天(二)》教学设计
《万有引力定律与航天（二）》教学设计
一、教学目标
1.深入理解万有引力定律在航天领域的应用。
2.掌握卫星轨道参数的分析方法。
3.培养学生的科学思维和探索精神。
二、教学重难点
1.重点：万有引力定律在航天中的应用。
2.难点：分析不同轨道卫星的特点。
三、教学方法
讲授法、实例分析法、多媒体演示法。
四、教学过程
1.复习导入
回顾万有引力定律和航天的基本知识。
2.卫星轨道参数分析
（1）讲解卫星轨道的高度、周期、速度等参数的关系。
（2）分析不同轨道卫星的特点和应用。
3.实例分析
选取实际的航天案例，分析万有引力定律的应用。
4.多媒体演示
利用多媒体展示卫星运动的动画，帮助学生理解。
5.课堂练习
让学生进行万有引力定律与航天问题的练习。
6.课堂小结
总结万有引力定律在航天中的应用和卫星轨道参数的分析方法。
7.作业布置
布置课后作业，包括航天问题的分析和计算。
万有引力与航天教案
万有引力与航天教案一、引言1. 教学目标：a. 让学生了解万有引力的概念及其在航天领域的应用。
b. 培养学生对航天事业的兴趣和热爱。
2. 教学内容：a. 万有引力的定义及其公式。
b. 航天器的基本原理和分类。
二、万有引力1. 教学目标：a. 让学生掌握万有引力的计算方法。
b. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
2. 教学内容：a. 万有引力公式：F=G(m1m2)/r^2。
b. 实例分析：计算地球表面物体受到的万有引力。
三、航天器原理1. 教学目标：a. 让学生了解航天器的工作原理。
b. 培养学生对航天技术发展的关注。
2. 教学内容：a. 航天器的基本组成部分：发动机、推进器、控制系统等。
b. 航天器的分类：卫星、飞船、火箭等。
四、航天器发射与返回1. 教学目标：a. 让学生掌握航天器发射和返回的基本原理。
b. 培养学生运用物理知识分析问题的能力。
2. 教学内容：a. 航天器发射过程：起飞、爬升、轨道转移等。
b. 航天器返回过程：再入大气层、降落等。
五、我国航天事业的发展1. 教学目标：a. 让学生了解我国航天事业的发展历程。
b. 培养学生的民族自豪感。
2. 教学内容：a. 我国航天事业的重要里程碑：东方红一号、嫦娥一号等。
b. 我国航天器的国际合作与交流。
六、万有引力的天体运动应用1. 教学目标：a. 让学生理解万有引力在天体运动中的作用。
b. 培养学生运用物理知识分析天体运动的能力。
2. 教学内容：a. 行星运动的三大定律。
b. 地球卫星的轨道计算。
七、航天器的轨道设计与控制1. 教学目标：a. 让学生掌握航天器轨道设计的基本原理。
b. 培养学生运用数学和物理知识解决轨道控制问题的能力。
2. 教学内容：a. 轨道力学基础。
b. 航天器轨道控制方法。
八、航天器的生命保障系统1. 教学目标：a. 让学生了解航天器生命保障系统的重要性。
b. 培养学生对航天器生命保障系统技术的兴趣。
2. 教学内容：a. 生命保障系统的基本功能。
《万有引力与航天》复习教案
《万有引力与航天》复习教案东平明湖中学 孙刚伟【考纲点击】【复习目标】1、理解并熟练应用万有引力定律求解天体质量和密度2、知道同步卫星运动的特点和三种宇宙速度并能应用解决相关问题3、掌握解决天体运动问题的两种思路教学过程：【考点梳理】知识梳理考点一：万有引力定律一、开普勒行星运动定律1. 开普勒第一定律（轨道定律）:所有的行星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。
2. 开普勒第二定律（面积定律）:对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的相等的面积。
（近日点速率最大，远日点速率最小）3. 开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等。
即2234GM K T a π==（M 为中心天体质量）K 是一个与行星无关的常量，仅与中心天体有关 二、万有引力定律1. 定律内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。
2. 表达式：F=GmM/r 2 G 为万有力恒量：G=6.67×10-11N·m 2/kg 。
考点二、人造卫星运行问题1. 讨论重力加速度g 随离地面高度h 的变化情况： 物体的重力近似为地球对物体的引力，即2)(h R Mm G mg +=。
所以重力加速度2)(h R M G g +=，可见，g 随h 的增大而减小。
2. 估算中心天体的质量的基本思路：(1)从环绕天体出发:通过观测环绕天体运动的周期T 和轨道半径r;就可以求出中心天体的质量M(2)从中心天体本身出发:只要知道中心天体的表面重力加速度g 和半径R 就可以求出中心天体的质量M 。
3. 理解卫星的有关问题：在高考试题中，应用万有引力定律解题的知识常集中于两点： 一是天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力。
即 22222Tr 4m r m r v m ma r Mm G π=ω===向 二是地球对物体的万有引力近似等于物体的重力， 即mg RMm G =2从而得出2gR GM = (黄金代换，不考虑地球自转) 4. 万有引力定律在天文学上的应用主要是万有引力提供星体做圆周运动的向心力.人造地球卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系 ①由r v m rMm G 22=得r GM v = r 越大，v 越小 ②由22ωmr r Mm G =得3rGM =ω r 越大，ω越小 ③由r T m r Mm G 2224π=得GMr T 324π= r 越大，T 越大 行星和卫星的运动可近似视为匀速圆周运动，而万有引力是行星、卫星作匀速圆周运动的向心力。
《万有引力与航天》复习教案
B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度。
C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度。
D．卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度。
解：由 得 ，而 ，
轨道3的半径比1的大，故A错B对，“相切”隐含着切点弯曲程度相同，即卫星在切点时两轨道瞬时运行半径相同，又 ，故C错D对。
（i）由 得
∴r越大，v越小
（ii）由 得
∴r越大， 越小
（iii）由 得
∴r越大，T越大
天体物理中用的最多的代数式： ＝ ＝ ＝ ＝ ＝
④三种宇宙速度
（i）第一宇宙速度（环绕速度）： ，人造卫星的最小发射速度。
第一宇宙速度公式的推导：（r为轨道半径，和中心天体的半径近似相等）
F＝ ＝ 消去m2和一个r，推出 ＝
《万有引力与航天》复习教案
教学目标
一、知识与技能
1．归纳本章基本知识，形成知识网络。
2．巩固综合运用万有引力定律、圆周运动知识解决具体问题的方法。
二、过程与方法
注重基本概念和规律理解，熟悉物理量间的关系，重视物理过程的推导。
三、情感、态度与价值观
掌握万有引力在航天航空以及天文学领域的基本应用，培养学生应用基本知识解决实际问题的能力。
利用开普勒第三定律进行相关计算：
＝ ＝ 推导出 ＝
②万有引力定律公式：
，
③卡文迪许用扭秤实验较准确地测定了引力常量，证明了万有引力定律的正确性。
④万有引力定律适用于一切物体，但用公式计算时，注意有一定的适用条件。
（2）万有引力定律在天文学上的应用。
①基本方法：
（i）把天体的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供：
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《万有引力与航天》复习教案
定了基础。
利用开普勒第三定律进行相关计算：
k ＝2131T R ＝2
2
32T R 推导出
3231R R ＝2
2
21T T
②万有引力定律公式：
122m m F G
r
=，1122
6.6710/G N m kg -=⨯⋅ ③卡文迪许用扭秤实验较准确地测定了引力常量，证明了万有引力定律的正确性。
④万有引力定律适用于一切物体，但用公式计算时，注意有一定的适用条件。
（2）万有引力定律在天文学上的应用。
①基本方法：
（i ）把天体的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供：
2
22Mm v G m m r r r
ω== （ii ）在忽略天体自转影响时，天体表面的重力加速度：2
M g G R =，R 为天体半径。
推导重力加速度公式：
②天体质量，密度的估算。
测出环绕天体作匀速圆周运动的半径r ，周期为T ，
由2224Mm G m r r T π=得被环绕天体的质量为23
2
4r M GT
π=，。