【配套K12】[学习]2018-2019学年高中物理 第六章 万有引力与航天章末总结学案 新人教版必
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2018-2019学年高中物理 第六章 万有引力与航天 4 万有引力理论的成就优质课件 新人教版必修
[答案] C [解析] 根据万有引力提供向 ＝m2Tπ2r，代入数值可 M≈6.0×1024 kg，选项 C
学习互动
[点评] 本题为应用万有引力定律计算中心天体质量的基本计算题，解题时 值计算的准确性，尤其是代入数据时要统一成国际单位．
学习互动
考点二 计算计算天体的密度
[想一想] 不知道天体体积，如何计算天体密度呢？
地面上重力加速度的4倍，
则该星球的质量是地球
质量的( )
A. 1/4
B．4倍
C．16倍 D．64倍
[答案] D
GMm
gR2
M
[解析] 由 R2 ＝mg 得 M＝ G ，ρ＝ V ＝
3g R 3g 4πGρ地 g 故 R＝4πGρ，R地＝4πGρ· 3g地 ＝g地＝4
gR2 星球半径是地球半径的 4 倍．根据 M＝ G ， ＝64.
教学建议
这节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解：通常物体之间的万 觉察不出来，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定 的发展起了很大的推动作用，其中一个重要的应用就是计算天体的质量． 在讲课时，应用万有引力定律有两条思路要交待清楚．
1．把天体(或卫星)的运动看成是匀速圆周运动，即F引＝F向，用于计算天体
【导入一】 同学们经常收看卫星电视节目，卫星电视信号就是通过通信卫星进行转 么能高高悬挂在天上呢？这节课我们重点研究人造卫星问题． 【导入二】 同学们都知道月球是地球的卫星，而且地球只有一个天然卫星，但是月 类迄今为止已经给月球发射了很多小伙伴——人造地球卫星．这节课我 卫星问题.
新课导入
运动，它比直线运动复杂，为研究复杂的运动，就需要把复杂的运动分为 节课我们就来学习一种常用的一种方法——运动的合成与分解． 【导入二】 播放课件：蜡块在竖直方向做速度为v1的匀速直线运动，水平方向做速 运动，实际运动轨迹为斜向上的匀速直线运动． 思考：轨迹真的是直线吗？用什么方法可以搞清楚这个问题？ 尝试：建立直角坐标系；求出蜡块在坐标系中的轨迹方程，就可以知道该
高中物理必修二第六章《万有引力与航天》知识点归纳与习题练习(K12教育文档)
高中物理必修二第六章《万有引力与航天》知识点归纳与习题练习(word版可编辑修改)编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理必修二第六章《万有引力与航天》知识点归纳与习题练习(word版可编辑修改)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为高中物理必修二第六章《万有引力与航天》知识点归纳与习题练习(word版可编辑修改)的全部内容。
高中物理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一、行星的运动1、 开普勒行星运动三大定律①第一定律（轨道定律）:所有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）:对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积.推论：近日点速度比较快，远日点速度比较慢。
③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二次方的比值都相等。
即： 其中k 是只与中心天体的质量有关，与做圆周运动的天体的质量无关.推广：对围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，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为 。
二、万有引力定律1、万有引力定律的建立①太阳与行星间引力公式 ②月-地检验③卡文迪许的扭秤实验--测定引力常量G 2、万有引力定律①内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量1m 和2m 的乘积成正比,与它们之间的距离r 的二次方成反比。
即： ②适用条件(Ⅰ)可看成质点的两物体间，r 为两个物体质心间的距离。
（Ⅱ）质量分布均匀的两球体间，r 为两个球体球心间的距离。
人教版高中物理必修二第六章万有引力与航天第三节万有引力定律(28张ppt)
② r ---两物体间的距离
③ G ---比例系数，叫引力常量，适用于任何物体，G的国
际单位： N·m2/kg2
3.关于万有引力的理解 ① 具有普遍性：任何两个物体之间都存在引力（大到天体小到微
观粒子），万有引力是自然界中物体间的基本相互作用之一。
②具有相互性：万有引力也具有相互性，符合牛顿第三定律
一、月---地检验
1、理论推导：
假定地球对月球的引力,也同样满足：
F
m1m 2 r2
∵月球轨道半径:R月=60R地
∴地球对月球的引力:F月=
1 60
2
g
F地
∴ 由牛顿第二定律得 ：
月球绕地球公转的加速度：a月
1 60 2
g
2.710 3m/s2
一、月---地检验
2、实际测量计算
即：月球公转轨道半径 r=3.8×108m
【思考三】
为什么树上熟透的苹果会掉 下来落到地面上？
对此，牛顿认为： 是地球对地面上苹果的引力， 才使苹果下落。
牛顿对引力的猜想
牛顿发现
引起牛顿猜想
太阳对行星的引力 地球对月球的引力 地球对地面上苹果的引力
它们是同一种性质的力
吗？都遵从相同的规律
吗？
F
m1m 2 r2
但这需要理论和实际检验
下面请看课本中介绍的（月— 地检验）
③ 具有宏观性：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的意义。在微观世界中， 万有引力可以忽略不计。
4.关于公式
F
G
m1m2 r2
的适用条件：
F
①（理想情况）
万有引力与航天PPT课件
A．每颗星做圆周运动的角速度为 3
Gm L3
B．每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关
C．若距离 L 和每颗星的质量 m 都变为原来的 2 倍，则周期变为原来的 2 倍
D．若距离 L 和每颗星的质量 m 都变为原来的 2 倍，则线速度变为原来的 4 倍
物 理 第六章 万有引力与航天
必修2
网络构建
第六章 万有引力与航天
网络构建
专题突破
体验高考
章末自测
两种特殊卫星 1．近地卫星 沿半径约为地球半径的轨道运行的地球卫星，其发射速度与环绕速度相等， 均等于第一宇宙速度 7.9 km/s。 2．同步卫星 运行时相对地面静止，T＝24 h；同步卫星只有一条运行轨道，它一定位于赤 道正上方，且距离地面高度约为 h＝3.6×104 km，运行时的速率 v≈3.1 km/s。
D．由上述
B
和
C
中给出的公式，知卫星运行的线速度将减小到原来的
2 2
物理 必修2
第六章 万有引力与航天
网络构建
专题突破
体验高考
章末自测
解析： 对于不同轨道上的人造地球卫星，其角速度 ω＝ GrM3 不同，所以
由公式 v＝ωr，不能得到卫星线速度 v 跟 r 成正比关系的结论，它的决定式为 v
＝
GrM，A 错误；同理，F＝mvr2中卫星运行速度 v 是变量，向心力 F 跟 r 成
日”。1970 年 4 月 24 日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在
椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为 440 km，远地点高度约为 2 060 km；1984
年 4 月 8 日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空 35 786 km 的地球同步轨
2018_2019学年高中物理第六章万有引力与航天章末总结课件新人教版
知识网络
第一定律( 轨道 定律) 万 有 引 力 与 航 天 内容 公式：F＝
G
开普勒行星运动定律
第二定律( 面积 定律) 第三定律( 周期 定律)
m1m2 r2 ，G为引力常量，由卡文迪许 在实验室
万有引
中测定 (2) 两个质量分布均匀 的球体间的相互作用 (3)质点与 质量分布均匀 的球体间的相互作用
的成
就
计算
天体的
M 4 3 R 密度：ρ＝_____ ⇒ 3
3r 3 2 3 GT R ——高空测量 ρ＝______
3 GT 2 ——表面测量 ρ＝_____
万 有 引 力 与 航 天
万有 引力
Mm G 2 ＝ 理论 人造地球卫星： r
的成 就
3 r 2 4 m 2 r ⇒T＝_______ GM T GM v r m ⇒v＝_____ r GM r3 mω2r⇒ω＝_____ GM r2 man⇒an＝____
第一宇宙速度： 7.9 /s 第三宇宙速度： 16.7 km/s
力定律 适用条件：(1) 质点 间的相互作用
万 有 引 力 与 航 天 万有
GMm gR 2 2 R G 计算地球的质量(mg＝F万)：mg＝ ⇒M＝_____
(忽略地球自转影响)
GMm 4 质量(F万＝Fn)： r 2 ＝m 2 r⇒ T
引力
理论
4 r 3 M＝ GT 2 4 R 3 GT 2 r＝R，M＝_____
第一定律( 轨道 定律) 万 有 引 力 与 航 天 内容 公式：F＝
G
开普勒行星运动定律
第二定律( 面积 定律) 第三定律( 周期 定律)
m1m2 r2 ，G为引力常量，由卡文迪许 在实验室
万有引
中测定 (2) 两个质量分布均匀 的球体间的相互作用 (3)质点与 质量分布均匀 的球体间的相互作用
的成
就
计算
天体的
M 4 3 R 密度：ρ＝_____ ⇒ 3
3r 3 2 3 GT R ——高空测量 ρ＝______
3 GT 2 ——表面测量 ρ＝_____
万 有 引 力 与 航 天
万有 引力
Mm G 2 ＝ 理论 人造地球卫星： r
的成 就
3 r 2 4 m 2 r ⇒T＝_______ GM T GM v r m ⇒v＝_____ r GM r3 mω2r⇒ω＝_____ GM r2 man⇒an＝____
第一宇宙速度： 7.9 /s 第三宇宙速度： 16.7 km/s
力定律 适用条件：(1) 质点 间的相互作用
万 有 引 力 与 航 天 万有
GMm gR 2 2 R G 计算地球的质量(mg＝F万)：mg＝ ⇒M＝_____
(忽略地球自转影响)
GMm 4 质量(F万＝Fn)： r 2 ＝m 2 r⇒ T
引力
理论
4 r 3 M＝ GT 2 4 R 3 GT 2 r＝R，M＝_____
2019版人教物理必修二同步配套课件：第六章 万有引力与航天 6.4
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( )
A.8.1×1010 kg B.7.4×1013 kg C.5.4×1019 kg D.7.4×1022 kg
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自我检测
1.正误辨析 (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地球 的质量。 ( ) 解析: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:×
(2)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。
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 【例1】 (多选)要计算地球的质量,除已知的一些常数外还需知 道某些数据,现给出下列各组数据,可以计算出地球质量的有( ) A.已知地球半径R B.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度v C.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T D.已知地球公转的周期T'及运转半径r'
答案:×ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(3)海王星的发现确立了万有引力定律的地位。 ( ) 答案:√
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(4)牛顿根据万有引力定律计算出了海王星的轨道。( ) 解析:计算出海王星轨道的是亚当斯和勒维耶。
答案:×
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自我检测
2.(多选)已知引力常量G,利用下列数据,可以计算出地球质量的是
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
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 专题二
[完美答案]
(1)2π
R＋h3 (2) 2 gR
2π gR2 3－ω0 R＋h
本例中第1问的解答就是用了前面图中的 2、3 等式 组合而成，在万有引力的解题过程中，首先考虑的就是 图中几个表达式之间的关系。2问是第五、六节导学案 里的“相遇问题”。
[变式训练1] 量如下表所示：
课堂任务
万有引力与“抛体”相结合的问题
万有引力与“抛体”类知识的结合问题，涉及的 “抛体”往往是平抛、竖直上抛，也可以是自由落体运 动。解决这类问题很简单，就是要以重力加速度为中间 桥梁。
1．解决各物理量与轨道半径 r 之间关系的问题
2 v Mm (1)环绕速度：由 G 2 ＝m 得到 v＝ r r
GM 。(利 r GM 。(利用 r3
用了图中 1 的等式) Mm 2 (2)角速度：由 G 2 ＝mω r 得到 ω＝ r 了图中 2 的等式)
4π2 Mm (3)公转周期：由G 2 ＝m 2 r得到T＝ r T
行星名称 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
太阳系八大行星绕太阳运动的轨道
可粗略地认为是圆，各行星的星球半径、日星距离和质
星球半径/106 m 2.44 6.05 6.38 3.40 71.49 60.27 25.56 24.79 日星距离/1011 m 0.58 1.08 1.50 2.28 7.78 14.29 28.70 45.04 质量/1024 kg 0.33 4.87 5.97 0.64 1900 568 86.8 102
2 v Mm 我们把本章解题常用的四个表达式 G 2 ， mg， m ， r r
mω2r 按照如图所示进行组合， 可以看出有 6 种方式(虚线 的部分是圆周运动常用的，本章基本不直接用，所以没
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6节
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第六章 万有引力与航天
预习反馈
『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。( √
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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
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力不太强时的情况。故A对，B、C、D错。
第六章 万有引力与航天
『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？ 导学号 66904316
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第六章 万有引力与航天
知识点 3
从弱引力到强引力
广义相对论 ，这是一种新的时空与引力的理 1915年，爱因斯坦创立了 ______________ 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 没有区别 ，当另一个重 速c(3×108m/s)时，相对论物理学与经典物理学的结论 __________ 要常数即“普朗克常量”可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论 没有区别 __________。
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第六章 万有引力与航天
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。 (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＝ m0 v 1－ 2 c
2，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
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第六章 万有引力与航天
预习反馈
『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。( √
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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
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力不太强时的情况。故A对，B、C、D错。
第六章 万有引力与航天
『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？ 导学号 66904316
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第六章 万有引力与航天
知识点 3
从弱引力到强引力
广义相对论 ，这是一种新的时空与引力的理 1915年，爱因斯坦创立了 ______________ 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 没有区别 ，当另一个重 速c(3×108m/s)时，相对论物理学与经典物理学的结论 __________ 要常数即“普朗克常量”可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论 没有区别 __________。
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第六章 万有引力与航天
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。 (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＝ m0 v 1－ 2 c
2，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
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
������������������ ������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;
答案:B
一
二
三
二、人造卫星稳定运行时,各运动参量的分析 1.卫星稳定运动时各运动参量
������������������ ������2 4 π2 2 由 ������2 =ma=m ������ =mω r=m 2 r ������
得
������������ ������������ ������������ ������3 a= ������2 ,v= ������ ,ω= ������3 ,T=2π ������������,
(2)地球和月球的半径之比为 =4,表面重力加速度之比为 =6, 试求地球和月球的密度之比。
������ ������0
������ ������0
一
二
三
解析:(1)由题意知, 嫦娥三号卫星的周期为 T=
������������ 2π
������ ������
设卫星离月球表面的高度为 h, 由万有引力提供向心力得 G
一
二
三
【例2】 “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
(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;
答案:B
一
二
三
二、人造卫星稳定运行时,各运动参量的分析 1.卫星稳定运动时各运动参量
������������������ ������2 4 π2 2 由 ������2 =ma=m ������ =mω r=m 2 r ������
得
������������ ������������ ������������ ������3 a= ������2 ,v= ������ ,ω= ������3 ,T=2π ������������,
(2)地球和月球的半径之比为 =4,表面重力加速度之比为 =6, 试求地球和月球的密度之比。
������ ������0
������ ������0
一
二
三
解析:(1)由题意知, 嫦娥三号卫星的周期为 T=
������������ 2π
������ ������
设卫星离月球表面的高度为 h, 由万有引力提供向心力得 G
一
二
三
【例2】 “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