二轮课题：万有引力与航天一、学习目标：1.解卫星的发射运行等情况.2.理解飞船飞入太空的情况.3知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度二、学习重点、难点：1．万有引力定律与牛顿运动定律结合，求天体质量与密度．2．人造卫星问题．3．航天器的变轨问题．三、解题思路：1.用万有引力定律处理天体问题，主要有两条解题思路：（1）在地面附近把万有引力看成等于物体受的重力，即F引=mg，主要用于计算涉及重力加速度的问题；（2）把天体的运动看成是匀速圆周运动，且F引=F向心，主要用于计算天体质量、密度以及讨论卫星的速度、角速度、周期随轨道的变化而变化等问题。2.地面上物体的重力是由于地球对物体的万有引力引起的，但一般情况下这两者并不相等，因为地面上物体随地球自转的向心力也由万有引力的一个分力提供，不过这一分力却较小，实际计算中常常忽略。3.人造卫星中的物体所受地球的万有引力全部提供卫星作圆周运动的向心力，因此卫星内部的物体处于完全失重状态。四、教学过程：课前练习：1．(2011·山东卷·17)甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道．以下判断正确的是（）A．甲的周期大于乙的周期B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的向心加速度小于乙的向心加速度D．甲在运行时能经过北极的正上方2．(2010·山东理综)2008年9月25日至28日，我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟．下列判断正确的是()A．飞船变轨前后的机械能相等B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C．飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度3．(2011·山东理综·)据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（）A．运行速度大于7．9km/sB．离地面高度一定，相对地面静止C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D．与静止在赤道上的物体向心加速度大小相等规律总结：1．在研究人造卫星等天体运动时，可进行以下近似：中心天体是不动的，环绕天体以中心天体的球心为圆心做匀速圆周运动；万有引力完全提供向心力．2．绕行半径r决定其他物理量(1)卫星绕地球运行的v、ω、T、a等与r(或者h)、地球的质量M有关，与卫星质量m无关．卫星所受向心力的大小与卫星质量m有关．(2)在r相等的同一轨道上绕行的各个卫星，其v、ω、T、f、a都相等．(3)卫星离地球越远，其线速度越小、角速度越小、加速度越小、周期越大、频率越小．3．卫星轨道半径的变化是由F需和F供的大小关系决定的，而到达新圆形轨道后的速度是由v＝决定的．对点探究题型一天体质量和密度的估算问题例1(2010·安徽理综·17)为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”．假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2．火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G．仅利用以上数据，可以计算出()A．火星的密度和火星表面的重力加速度B．火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C．火星的半径和“萤火一号”的质量D．火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力[规律总结]：1．由＝m·r可知，已知环绕天体的周期T和半径r，可求中心天体质量M＝，设中心天体半径为R，则其密度为ρ＝＝＝2．若测得中心天体的近表面卫星周期，此时r＝R，上式则变为ρ＝3π/GT2，可见只需测得中心天体的近表面卫星周期，就可得到中心天体的密度．针对训练12010年10月1日18时59分57秒，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭将“嫦娥二号”卫星成功送入太空．已知地球自转周期T0，月球半径R，卫星距离月球表面的高度h，月球表面的重力加速...
