高中物理 第4章 万有引力定律及航天 第2节 万有引力定律的应用和第3节 人类对太空的不懈探索学案 鲁科版必修第二册-鲁科版高一第二册物理学案VIP专享

第 2 节 万有引力定律的应用 第 3 节 人类对太空的不懈探索核心素养物理观念科学探究科学思维科学态度与责任1.会用万有引力定律计算天体质量，掌握天体质量求解的基本思路。2.了解卫星的发射、运行等情况。3.知道三个宇宙速度的含义，会计算第一宇宙速度。4.了解海王星的发现过程，掌握研究天体(或卫星)运动的基本方法，并能用万有引力定律解决相关问题。人造卫星的发射过程。人 造 卫 星 的运 行 规 律 及其 参 量 的 比较。了解人类探索太空的历史、现状及其未来发展的方向。知识点一 天体质量的计算[观图助学]以上三图都是称量物体质量的仪器，能过用它们称量地球的质量吗？我们如何“称量”地球的质量？1.天体质量的计算(1)在地球的表面，如果不考虑地球自转的影响，重力近似等于万有引力，mg＝G，若已知地球的半径即可求得地球的质量，M＝。(2)假设质量为 m 的天体围绕质量为 M 的天体近似做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，G＝mr，则 M＝。2.重力与万有引力的关系考虑地球的自转，如图所示，万有引力的一个分力 F1为物体随地球自转做圆周运动的向心力，另一个分力 F2就是物体的重力 mg ，故一般情况 mg＜G。[思考判断](1)在地球表面，物体受到的地球的万有引力就是重力。(×)(2)若已知天体 m 绕天体 M 做圆周运动的周期和轨道半径，可以求出 m 的质量。(×)(3)在地球的两极，物体的重力等于物体受到地球的万有引力。(√)我们无法应用称量工具直接称出地球的质量，但是如果我们已知地球表面的重力加速度、地球的半径和万有引力常量，则可应用 mg＝G 计算出地球的质量。M＝中，M 是地球的质量，R 是地球的半径，g 是地球表面的重力加速度，这个等量关系恒成立。对于赤道上的物体 C 有 G－mg＝mR。知识点二 人造卫星与宇宙速度1.人造卫星(1)牛顿的设想：如图所示，当抛出速度足够大时，物体将会围绕地球旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动的卫星。(2)原理：卫星绕地球转动时，万有引力提供向心力，即＝m＝mrω2，其中 r 为卫星到地心的距离。2.宇宙速度(1)第一宇宙速度大小为 7.9__km/s，也叫环绕速度。(2)第二宇宙速度大小为 11.2__km/s，也叫脱离速度。(3)第三宇宙速度大小为 16.7__km/s，也叫逃逸速度。[思考判断](1)人造地球卫星的最小运转半径是地球半径。(√)(2)第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度。(√)(3)当发射速度 v＞7.9 km/s 时，卫星将脱离地球的吸引，不再绕地...