高三物理一轮复习教案万有引力定律及其应用课时安排：2课时教学目标：1．掌握万有引力定律的内容2．理解宇宙速度的概念3．会用万有引力定律和牛顿运动定律解决天体的运动问题本讲重点：1．宇宙速度2．用万有引力定律和牛顿运动定律解决天体的运动问题本讲难点：宇宙速度、人造卫星的运动考点点拨：1．测天体的质量及密度2．行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题3．人造卫星、宇宙速度4．双星问题第一课时一、考点扫描（一）知识整合1．万有引力定律（1）内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力的大小跟它们的_______成正比，跟它们的成反比。（2）公式：F=，其中G=6.67×10-11Nm2/kg2，叫。（3）适用条件：公式适用于。当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可视为质点。均匀的球体也可以视为质点，r是。2．万有引力定律的应用（1）地球、行星表面的重力加速度及在轨道上的重力加速度问题表面重力加速度：=mg，所以轨道上的重力加速度：，所以（2）天体的质量M，密度ρ的估算测出卫星绕天体做匀速圆周运动的半径R和周期T，由=可得天体质量为：1该天体密度为：（R0为天体的半径）。当卫星沿天体表面绕天体运行时，R=R0，则ρ=。（3）卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系由得，v=，所以R越大，v。由=mω2r得，ω=，所以R越大，ω。=得，T=，所以R越大，T。（4）三种宇宙速度第一宇宙速度：v1=7.9km/s2，是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度。第二宇宙速度：v2=11.2km/s2，在地面附近发射飞行器，使其克服地球引力永远离开地球所需的最小速度。第三宇宙速度：v3=16.7km/s2，在地面附近发射飞行器，能够挣脱太阳引力的束缚飞到太阳系外的最小速度。（5）地球同步卫星所谓地球同步卫星，是相对于地面的、和地球自转具有相同周期的卫星，T=24h。同步卫星必须位于赤道上空且距离地面的高度是一定的。（6）卫星的超重和失重（1）卫星进入轨道前加速过程，卫星上的物体处于超重状态。（2）卫星进入轨道后正运转时，卫星上的物体处于完全失重状态。（二）重难点阐释本章的重点是万有引力定律在天体运动中的应用及人造地球卫星的发射和运行问题，难点是万有引力定律、牛顿第二定律以及匀速圆周运动知识的综合应用，在复习过程中应抓住以下两点：1、牢固掌握解决天体（卫星）运动问题的基本思路：（1）把天体（或人造卫星）的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供，关系式：（2）在地球表面或地面附近的物体所受的重力等于地球对物体的引力，即∴在不知地球质量的情况下可用其半径和表面的重力加速度来表示，此式在天体运动问题中经常应用，称为黄金代换式。2、注意挖掘隐含条件，熟记有关数据，有助于我们分析问题2（1）地球的公转周期为1年，其自转周期为1天（24小时），地球的表面半径约为6.4×103km，表面重力加速度g=9.8m/s2（2）月球的公转周期为1月（约27.3天，在一般估算中常取27天）（3）地球同步卫星的周期为1天（24小时），离地高度约为3.6×104km，运行速度约为3×103m/s=3km/s，其轨道位于地球赤道的正上方，所有通讯卫星及一些气象卫星都是地球的同步卫星。（4）人造地球卫星的运行半径最小为r=6.4×103km，运行周期最小为T=84.8分钟，运行速度最大为v=7.9km/s。二、高考要点精析（一）测天体的质量及密度☆考点点拨行星绕恒星、卫星绕行星作圆周运动时，万有引力全部提供向心力由得又得【例1】中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为T=s。问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星的稳定，不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。(引力常数G=6.6710m/kg.s)解析：设想中子星赤道处一小块物质，只有当它受到的万有引力大于或等于它随星体所需的向心力时，中子星才不会瓦解。设中子星的密度为，质量为M，半径为R，自转角速度为，位于赤道处的小物块质量为m，则有由以上各式得，代入数据解得：。点评：在应用万有引力定律解题时，经常需要像本题一样先假设某处存在一个物体再分析求解是应用万有引力定律解题惯用的一种方法。☆考点精炼1．一飞船在某行星...
