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+6.1 (共25张PPT)
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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+习题课6 (共23张PPT)
������
2
得
������
v=
������������������,可知 b、c 的线速度大小相等,且小于
a 的线速度,选项 A 错误;由������������������2������=ma 得 a=���������������2���,可知 b、c 的向心加速 度大小相等,且小于 a 的向心加速度,选项 B 错误;当卫星 c 加速时,
探究一
探究二
解析:卫星在轨道a上的P点进入轨道b,需加速,使万有引力小于需
要的向心力而做离心运动,选项A错误;在Q点由d轨道转移到c轨道
时,必须减速,使万有引力大于需要的向心力而做近心运动,选项B错
误;根据开普勒第二定律知在b轨道上,P点速度比R点速度大,选项C
正确;根据牛顿第二定律得
������������������ ������2
探究一
探究二
知识归纳 1.双星模型 如图所示,宇宙中相距较近的两个星球,它们离其他星球都较远,因 此其他星球对它们的万有引力可以忽略不计。在这种情况下,它们 将围绕它们连线上的某一固定点做匀速圆周运动,这种结构叫做 “双星”。
探究一
探究二
2.双星模型的特点
(1)两星的运行轨道为同心圆,圆心是它们之间连线上的某一点。
要点提示从绕地球运动的轨道上加速,使飞船做离心运动,飞船转 移到奔月轨道;要进入月球轨道,飞船应减速。
探究一
探究二
知识归纳
1.速度问题
卫星变轨时,先是线速度v发生变化导致需要的向心力发生变化,进
而使轨道半径r发生变化。 (1)当卫星减速时,卫星所需的向心力 F 向=m������������2减小,万有引力大于
习题课:天体运动
新人教版物理必修二：第6章《万有引力与航天》章末整合课件(共20张PPT)
mg0＝GRM20m，GM＝g0R02.因此 F 万＝（Rm0R＋20gh0）2，B 项对；选 项 C 的特点是有 g0、ω0 两个量，两式 G 重＝mg，F 向＝mrω2 中的量统一到了一个表达式中，没有距离 h、R0 量，因此结 果中设法消去(R0＋h)一项． m(R0＋h)ω20＝（Rm0R＋20gh0）2，
高中物理·必修2·人教版
第6章万有引力与航天 章末整合
万
大
有
引
力
与
航
天
万 有 引 力 与 航 天
一、处理天体问题的基本思路及规律
1．天体问题的两步求解法 (1)建立一个模型：天体绕中心天体做匀速圆周运动，万有 引力提供向心力，即：F万＝F向． (2)写出两组式子：①GMr2 m＝mvr2＝mω2r＝m2Tπ2r＝ma； ②代换关系：天体表面GRM2m＝mg，空间轨道上GMr2 m＝ma.
受的万有引力小于所需要的向心力，即 GMRm21 ＜mRv221，而在圆 轨道时万有引力等于向心力，即 GMRm12 ＝mRv211，所以 v2＞v1； 同理，由于卫星在转移轨道上 Q 点做近心运动，可知 v3＜v4；
又由人造卫星的线速度 v＝
GM可知 r
v1＞v4，由以上所述可
知选项 D 正确；由于轨道半径 R1＜R2＜R3，因开普勒第三定
图1
A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”大
B．“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小
C．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大
D．“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号”相等
答案 C
解析 根据万有引力提供向心力 GMr2m＝mvr2＝m4Tπ2 2r＝ma 可 得，v＝ GrM，T＝ 4GπM2r3，a＝GrM2 ，又嫦娥一号的轨道半 径大于嫦娥二号的，所以“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦
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第6章万有引力与航天 章末整合
万
大
有
引
力
与
航
天
万 有 引 力 与 航 天
一、处理天体问题的基本思路及规律
1．天体问题的两步求解法 (1)建立一个模型：天体绕中心天体做匀速圆周运动，万有 引力提供向心力，即：F万＝F向． (2)写出两组式子：①GMr2 m＝mvr2＝mω2r＝m2Tπ2r＝ma； ②代换关系：天体表面GRM2m＝mg，空间轨道上GMr2 m＝ma.
受的万有引力小于所需要的向心力，即 GMRm21 ＜mRv221，而在圆 轨道时万有引力等于向心力，即 GMRm12 ＝mRv211，所以 v2＞v1； 同理，由于卫星在转移轨道上 Q 点做近心运动，可知 v3＜v4；
又由人造卫星的线速度 v＝
GM可知 r
v1＞v4，由以上所述可
知选项 D 正确；由于轨道半径 R1＜R2＜R3，因开普勒第三定
图1
A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”大
B．“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小
C．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大
D．“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号”相等
答案 C
解析 根据万有引力提供向心力 GMr2m＝mvr2＝m4Tπ2 2r＝ma 可 得，v＝ GrM，T＝ 4GπM2r3，a＝GrM2 ，又嫦娥一号的轨道半 径大于嫦娥二号的，所以“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦
2019人教版物理必修二：第六章 本章整合 万有引力与航天
一
二
A.天宫二号从B点沿椭圆轨道向A点运行的过程中,引力为动力 B.天宫二号在椭圆轨道的B点的向心加速度大于在预定圆轨道 上B点的向心加速度 C.天宫二号在椭圆轨道的B点的速度大于在预定圆轨道上的B点 的速度 D.根据题目所给信息,可以计算出地球质量
一
二
解析:天宫二号从B点沿椭圆轨道向A点运行的过程中,速度在变 大,故受到的地球引力为动力,所以A正确。在B点天宫二号产生的 加速度都是由万有引力产生的,因为同在B点万有引力大小相等,故 不管在哪个轨道上运动,在B点时万有引力产生的加速度大小相等, 故B错误。天宫二号在椭圆轨道的B点加速后做离心运动才能进入 预定圆轨道,故天宫二号在椭圆轨道的B点的速度小于在预定圆轨 道的B点的速度,故C错误。天宫二号在预定圆轨道上飞行n圈所用
1 ������ 1 ������
D.同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的
一
二
解析:同步卫星绕地球做圆周运动,由万有引力提供向心力,则 G
������������ ������ 2
=ma=m
������ 2 ������
4π 2 =mω r=m ������������ ������ 1 ������
时间为 t,故周期为 T=������ ,根据万有引力提供向心力 G(������ +ℎ )2 =m 得地球的质量 M=
答案:AD
4π 2 (������+ℎ )3 ������
4π 2 (������+ℎ ) ������ 2
,
=
4 π 2 ������ 2 (������+ℎ )3 ������������ 2
������������������ ������2 4 π2 2 由 ������2 =ma=m ������ =mω r=m 2 r ������
高中物理 第六章 万有引力与航天章末总结课件 新人教版必修2
(1)双星的轨道半径之比； (2)双星的线速度之比； (3)双星的角速度．
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18
[解析] 设二者轨迹圆的圆心为O.圆半径分别为R1和R2. 由万有引力提供向心力有： GmL1m2 2＝m1ω2R1 ①
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19
GmL1m2 2＝m2ω2R2 ②
(1)①②两式相除，得RR12＝mm21. (2)因为v＝ωR，所以vv12＝RR12＝mm21. (3)由几何关系知：R1＋R2＝L ③
m1＋m2＝4GπT2L23，其中L为双星间的距离．
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21
2．冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量 比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动．由此 可知，冥王星绕O点运动的( )
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22
A．轨道半径约为卡戎的17 B．角速度大小约为卡戎的17 C．线速度大小约为卡戎的7倍 D．向心力大小约为卡戎的7倍
第三宇宙速度：16.7 km/s 经典力学的局限性：只适用于低速运动，宏观物体，弱相互作用.
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3
专题1 开普勒定律与万有引力定律的应用 1．开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫 星绕行星的运动．我们可以从以下三方面应用开普勒定律迅速 解决天体运动问题． (1)利用开普勒第二定律比较线速度的大小或求线速度． (2)利用开普勒第三定律估算天体间的距离或天体运动的轨 道半径． (3)利用开普勒第三定律求周期．
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24
专题3 人造卫星的相关问题 1．发射速度与环绕速度 (1)发射速度：发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置 的初速度，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫 星，发射速度不能小于第一宇宙速度．前面所说的第一宇宙速 度、第二宇宙速度和第三宇宙速度都指的是发射速度．
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18
[解析] 设二者轨迹圆的圆心为O.圆半径分别为R1和R2. 由万有引力提供向心力有： GmL1m2 2＝m1ω2R1 ①
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19
GmL1m2 2＝m2ω2R2 ②
(1)①②两式相除，得RR12＝mm21. (2)因为v＝ωR，所以vv12＝RR12＝mm21. (3)由几何关系知：R1＋R2＝L ③
m1＋m2＝4GπT2L23，其中L为双星间的距离．
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21
2．冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量 比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动．由此 可知，冥王星绕O点运动的( )
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22
A．轨道半径约为卡戎的17 B．角速度大小约为卡戎的17 C．线速度大小约为卡戎的7倍 D．向心力大小约为卡戎的7倍
第三宇宙速度：16.7 km/s 经典力学的局限性：只适用于低速运动，宏观物体，弱相互作用.
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3
专题1 开普勒定律与万有引力定律的应用 1．开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫 星绕行星的运动．我们可以从以下三方面应用开普勒定律迅速 解决天体运动问题． (1)利用开普勒第二定律比较线速度的大小或求线速度． (2)利用开普勒第三定律估算天体间的距离或天体运动的轨 道半径． (3)利用开普勒第三定律求周期．
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专题3 人造卫星的相关问题 1．发射速度与环绕速度 (1)发射速度：发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置 的初速度，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫 星，发射速度不能小于第一宇宙速度．前面所说的第一宇宙速 度、第二宇宙速度和第三宇宙速度都指的是发射速度．
2019版高中物理第六章万有引力与航天本章整合同步配套课件新人教版必修2ppt版本
一
二
A.天宫二号从B点沿椭圆轨道向A点运行的过程中,引力为动力 B.天宫二号在椭圆轨道的B点的向心加速度大于在预定圆轨道 上B点的向心加速度 C.天宫二号在椭圆轨道的B点的速度大于在预定圆轨道上的B 点的速度 D.根据题目所给信息,可以计算出地球质量
一
二
解析:天宫二号从B点沿椭圆轨道向A点运行的过程中,速度在变
一
二
【例2】(多选)我国成功发射空间实验室“天宫二号”的过程如 下:由长征运载火箭将实验室送入近地点为A、远地点为B的椭圆 轨道上,B点距离地面的高度为h,地球的中心位于椭圆的一个焦点 上。天宫二号飞行几周后进行变轨进入预定圆轨道,如图所示。 已知天宫二号在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t,引力常量为G, 地球半径为R。则下列说法正确的是( )
时用间为
t,故周期为
T=������������
,根据万有引力提供向心力
G(���������+������ℎ���)2
=m4π
2 (������+ℎ ������ 2
),
得地球的质量
M=4π
2 (������+ℎ ������ ������ 2
)3
=
4π
2
������ 2 (������+ℎ ������������ 2
宇宙速度 v1= ������������������,所以������������1 =
������ =
������
1,故
������
A
错误,C
正确;a=���������������2���,g=���������������2���,
所以������
������
人教物理必修二第6章万有引力与航天课件
在天体运动中起着决定作用的万有引力定律， 并了解它的发现历程和在人类开拓太空中的 作用。
●知识导航 本章主要讲述了人们对天体运动规律的认识
历程及自然界普遍遵循的规律之一——万有引 力定律。 本章内容可分为三个单元： 第一单元(第1节～第3节)：回顾过去，即介 绍万有引力定律的建立过程。
Ⅰ
日出日落，斗转星移，神秘的宇宙壮丽璀璨…… 当我们远古的祖先惊叹星空的玄妙时，他们就开
始试图破译日月星辰等天文现象的奥秘……到了 17世纪牛顿以他伟大的工作把天空中的现象与地 面上的现象统一起来，成功地解释了天体运动的 规律。
本章我们将学习对人类智慧影响极为深远、
3．航天正改变着我们的日常生活，从气象卫星到天气预 报，从卫星定位系统到自动导航，从失重现象到微重力实验， 从太空辐射到太空育种……，认真关注科学跟生活、社会的紧 密联系，体会物理学就在我们身边。
●考纲须知
内容
要求 Ⅱ Ⅱ
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 经典时空观和相对论时空观
●学法指导 1．在本章学习中，要充分感悟前辈科学家们
探索自然奥秘不屈不挠的精神和对待科学研 究一丝不苟的态度，感悟到科学的结论总是 在顽强曲折的科学实践中悄悄地来临。
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 v2 Mm 动，所需向心力由万有引力提供， F ＝ G 2 ＝ m r ＝ mrω2 ＝ r 2π 2 mr( T ) 。 应用时可根据具体情况选用适当的关系式进行分析或 计算。
第二单元(第4节、第5节)：展示现在，即列
版人教物理必修二同步配套课件：第六章万有引力与航天+62(共22张PPT)
正确。由上知 D 错误。
答案:C
探究一
探究二
太阳与行星间的引力
情景导引
已知太阳对行星的引力与行星的质量成正比,与行星和太阳间距的二次
方成反比,试分析推导太阳与行星间引力的表达式。
。设比例系数为 G,
2
要点提示由 F∝ 2 、F'∝ 2 且 F=F'得,F∝
则有 F=G 2 ,即太阳与行星间引力的大小,与太阳的质量 M、行星的
速圆周运动的向心力。
2.若行星的质量为 m,行星到太阳的距离为 r,行星运行周期为 T。
4π 2
则行星需要的向心力的大小 F=
3
2
。
3.结合开普勒第三定律 2 =k,可知行星需要的向心力 F 与 m、r 的
4π 2
关系为 F=
2
,即 F∝ 2 。这表明:太阳对不同行星的引力,与行星
(2)把行星绕太阳的运动看作匀速圆周运动时,匀速圆周运动的规律同样适用于行星运动。
解析:设月球和地球对飞行器的引力的合力为零时,飞行器距地心的距离为r1,距月心的距离为r2,
【例2】 地球的质量是月球质量的n倍,一飞行器处在地球与月球之间,当它受到地球和月球的引力的合力为零时,该飞行器距地心的距离与距月心的
已知太阳对行星的引力与行星的质量成正比,与行星和太阳间距的二次方成反比,试分析推导太阳与行星间引力的表达式。
(4)在推导太阳与行星间的引力表达式时,需要考虑太阳与行星的形状和大小。
太阳对行星的引力是由实验得出的
结论:太阳对不同行星的引力,与行星的质量m成正比,与行星和太阳间距离r的二次方成反比。
三、太阳与行星间的引力
顿结合开普勒行星运动定律和圆周运动规律推导出来的,它不是实验
答案:C
探究一
探究二
太阳与行星间的引力
情景导引
已知太阳对行星的引力与行星的质量成正比,与行星和太阳间距的二次
方成反比,试分析推导太阳与行星间引力的表达式。
。设比例系数为 G,
2
要点提示由 F∝ 2 、F'∝ 2 且 F=F'得,F∝
则有 F=G 2 ,即太阳与行星间引力的大小,与太阳的质量 M、行星的
速圆周运动的向心力。
2.若行星的质量为 m,行星到太阳的距离为 r,行星运行周期为 T。
4π 2
则行星需要的向心力的大小 F=
3
2
。
3.结合开普勒第三定律 2 =k,可知行星需要的向心力 F 与 m、r 的
4π 2
关系为 F=
2
,即 F∝ 2 。这表明:太阳对不同行星的引力,与行星
(2)把行星绕太阳的运动看作匀速圆周运动时,匀速圆周运动的规律同样适用于行星运动。
解析:设月球和地球对飞行器的引力的合力为零时,飞行器距地心的距离为r1,距月心的距离为r2,
【例2】 地球的质量是月球质量的n倍,一飞行器处在地球与月球之间,当它受到地球和月球的引力的合力为零时,该飞行器距地心的距离与距月心的
已知太阳对行星的引力与行星的质量成正比,与行星和太阳间距的二次方成反比,试分析推导太阳与行星间引力的表达式。
(4)在推导太阳与行星间的引力表达式时,需要考虑太阳与行星的形状和大小。
太阳对行星的引力是由实验得出的
结论:太阳对不同行星的引力,与行星的质量m成正比,与行星和太阳间距离r的二次方成反比。
三、太阳与行星间的引力
顿结合开普勒行星运动定律和圆周运动规律推导出来的,它不是实验
人教版高一物理必修二第六章 万有引力与航天总结(共16张ppt)
m
解得：L 3 12 R
D正确
5
2020/5/16
15
变 变式4：（2019河北石家庄质检）太空中存在一些离其他恒星
式 很远的，由三颗星组成的三星系统，可忽略其他星体对它们
4
的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成 形式：一种是直线三星系统——三颗星始终在一条直线上；
另一种是三角形三星系统——三颗星位于等边三角形的三个
就可估算中心天体的密度。
3
典
例 1
典例1：（2019安徽合肥质检）已知地球和月球的
半径之比为4:1，其表面重力加速度之比为6:1，则
地球和月球的密度之比为（ B ）
A.2:3， B.3:2， C.4:1， D.6:1
解析: 在星球表面的物体，重力和万有引力相等， 即：
G
Mm R2
mg
解得质量为： M gR2
解 A.“嫦娥四号”没有挣脱地球的引力， ： 发射速度小于第一宇宙速度；A错100km环月轨道
B.引力相同，a相同；B正确
C.100km环月轨道半径为r，
椭圆环月轨道
椭圆轨道的半长轴为a，
根据开普勒第三定律得：
r3 T12
a3 地月转移轨道 T22
由于r > a 所以 T1> T2
D.在地月转移轨道上的P点减速进入100km环月轨道，
顶点上。已知某直线三星系统A每颗星体的质量均为m，相邻
两颗星中心间的距离都为R，某三角形三星系统B的每颗星体
的质量恰好也均为m，且三星系统A外侧的两颗星做匀速圆周
运动的周期和三星系统B每颗星做匀速圆周运动的周期相等。
引力常量为G，则( )
BCD
A.三星系统A外侧两颗星运动的线速度大小为
人教版高一物理必修二第六章 万有引力与航天总结(共16张ppt)
8
三、卫星变轨问题
1.发射（离心运动）：卫星在轨道Ⅰ上的Q点加速进入Ⅱ轨 道，在Ⅱ轨道上的P点加速进入Ⅲ轨道。
2.回收（近心运动）：卫星在轨道Ⅲ上的P点减速进入Ⅱ轨
规 道，在Ⅱ轨道上的Q点减速进入Ⅰ轨道。
律 3.Ⅰ、Ⅱ轨道上Q点，Ⅱ、Ⅲ轨道上P点的速度和加速度的 总 大小关系。
结
vQ2 > vQ1, vP3 > vP2
C.由A中的表达式可知：C正确
D.由于不知道卫星的质量关系，故无法判断
卫星a的机械能和卫星b的机械能的关系， D不正确
2020/5/16
7
变
式 2
变式2.同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v1向心加速度 为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第
一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是( D )
m
m0 v2
2020/5/16 6.狭义相对论：
1 c2
2
一、天体质量和密度的求解方法：
（1）自立更生法：
利用天体表面的重力加速度g和天体的半径R：
规
由G
Mm R2
m g得：天体质量 M
（2）借助外援法：
gR2 G
天体密度 M 3g 。 V 4RG
律
利用卫星绕天体做匀速圆周运动的半径r和周期T.
2020/5/16 所以两次经过P点时速度不同， D不正确。
月球 r a
P
10
变 变式3：人造飞船首先进入的是距地面高度近地点为200km，远地点为
式 340km的椭圆轨道，在飞行第5圈的时候，飞船从椭圆轨道运行到以远地 3 点为半径的圆形轨道上，如图所示，试处理下面几个问题（地球的半径R