高中物理竞赛讲座万有引力定律.

1、1巧用万有引力定律估测天体质量和密度一、考点突破：考点 课程目标 备注估测天体质量和密度1. 掌握估测天体质量天体运动模型2. 掌握估测天体质量和密度需要已知的物理量高考重点，每年必考，重点考查利用天体运动模型估测中心天体的质量和密度要知道哪些物理量二、重难点提示：重点：掌握估测天体质量和密度需要已知的物理量。难点：天体运动模型的建立。一、解决天体（卫星）运动问题的基本思路（1）天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即 2222 4TrmrvmarMGn。（2）在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即 2RMmG 。

2、 高中物理万有引力定律的应用易错剖析 一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用 1 一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验：在离地面 h 高处让小球以某一初速度 水平抛出，他测出小球落地点与抛出点的水平距离为x 和落地时间 为 R，己知万有引力常量为G，求： t，又已知该星球的半径 （ 1）小球抛出的初速度 vo （ 2）该星球表面的重力加速度g （ 3）该星球的质量 M 。

3、 高中物理万有引力定律的应用解析版汇编 一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用 1 一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v0 抛出一个小球，测 得小球经时间 t 落回抛出点，已知该星球半径为 ，引力常量为 ，求： R G (1)该星球表面的重力加速度； (2)该星球的密度； (3)该星球的 “第一宇宙速度 ” 【答案】 (1) g 2v0 (2) 3v0 (3) v 。

4、万有引力定律,1.了解万有引力定律得出的思路和过程。,2.理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律。,学习目标,预习检查： 1.古代人们认为天体做圆周运动的动力学原因是什么？2.伽利略认为的原因是什么？3.开普勒认为的原因是什么？4.笛卡尔的观点又是什么？5.牛顿时代的人又持什么观点？,天体做的是完美而又神圣的圆周运动，无需什么动因,一切物体都有合并的趋势，正是这种趋势导致了天体做圆周运动,行星绕太阳运动，一定是受到了来自太阳的类似于磁力的作用,在行星的周围存在一种旋转的物质（以太）作用在行星上,行星受到了太阳对它的。

5、第5课时 万有引力定律与天体运动,第5课时,本课栏目开关,基础再现深度思考,一、开普勒三定律,开普勒第三定律中的k值有什么特点？,第5课时,本课栏目开关,二、万有引力定律,1内容 任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小_成正比，与这两个物体之间_成反比 2公式_，通常取G_ Nm2/kg2，G是比例系数，叫引力常量 3适用条件 公式适用于_间的相互作用当两物体间的距离远大于物体本身的大小时，物体可视为质点；均匀的球体可视为质点，r是_间的距离；对一个均匀球体与球外一个质点的万有引力的求解也适用，其中r为球心到_间的距离,物体。

6、第 5 章,专题归纳例析,章 末 小 结,专题一 运用万有引力定律的思路和方法万有引力定律的发现对天文学的发展起到了巨大的推动作用。同学们在运用这一规律解题时应抓住以下三点。1建立两种模型确定研究对象的物理模型是解题的首要环节，运用万有引力定律也不例外，无论是自然天体(如月球、地球、太阳)，还是人造天体(如宇宙飞船、卫星、空间站)，也不管它多么大，首先应把它们抽象为质点模型。人造天体可直接看做质点，自然天体可看做质量集中在球心的质点。这样，它们之间的运动就抽象为一个质点绕另一个质点的匀速圆周运动。,例证1 某星球。

7、 高中物理总复习 - 物理万有引力定律的应用 一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用 1a、 b 两颗卫星均在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，a 为近地卫星，b 卫星离地面高 度为 3R，己知地球半径为R，表面的重力加速度为g，试求： （ 1） a、 b 两颗卫星周期分别是多少？ （ 2） a、 b 两颗卫星速度之比是多少？ （ 3）若某吋刻两卫星正好同时通过赤道同 -点的正上方，则至。

8、第 5 章,考向一,理解教材新知,第 1 节,把握热点考向,应用创新演练,考向二,知识点一,知识点二,随堂基础巩固,课时跟踪训练,知识点三,知识点四,焦点,行星运行的规律,相等,1开普勒第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个 上。2开普勒第二定律太阳与任何一个行星的连线(矢径)在 的时间内扫过的面积相等。3开普勒第三定律行星绕太阳运行轨道 的立方与其 的平方成正比，即 k。,半长轴r,公转周期T,1关于行星的运动，下列说法中正确的是 ( ) A行星轨道的半长轴越大，自转周期就越长 B行星轨道的半长轴越大，公转周期就越长 。

9、万有引力定律的应用,将物体在行星表面所受到的万有引力近似看作等于物体的重力。行星表面的加速度近似看作是由万有引力产生的。,宇宙间一切物体都是相互吸引着的，通常两个物体间的万有引力非常微小，人们无法觉察到它，但在天体系统中，由于天体的质量均很大，万有引力就起着决定性的作用。,此作用集中体现在如下两个方面：,天体运动视为圆周运动，万有引力充当着向心力的作用。,应用时根据实际情况选用相应的公式进行分析。,万有引力定律的应用,【注意】 某一高度的重力加速度g与在此高度绕行的向心加速度a的值相同。,在中学阶段，一般。

10、 高中物理万有引力定律的应用提高训练 一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用 1 如图轨道为地球同步卫星轨道，发射同步卫星的过程可以筒化为以下模型：先让卫星 进入一个近地圆轨道（离地高度可忽略不计），经过轨道上 P 点时点火加速，进入椭圆 形转移轨道该椭圆轨道的近地点为圆轨道上的 P 点，远地点为同步圆轨道上的 Q 点到达远地点 Q 时再次点火加速，进入同步轨道已知引力常量为 G ，地球质。

11、1万有引力定律的应用【教育目标】一、知识目标 1了解万有引力定律的重要应用。2会用万有引力定律计算天体的质量。3掌握综合运用万有引力定律和圆周运动等知识分析具体问题的基本方法。二、能力目标 通过求解太阳、地球的质量，培养学生理论联系实际的能力。三、德育目标 利用万有引力定律可以发现未知天体，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。【重点、难点】一、教学重点 对天体运动的向心力是由万有引力提供的理解二、教学难点 如何根据已有条件求中心天体的质量【教具准备】太阳系行星运动的挂图和 FL。

12、 高中物理万有引力定律的应用模拟试题 一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用 1 载人登月计划是我国的“探月工程 ”计划中实质性的目标假设宇航员登上月球后，以初 速度 v0 竖直向上抛出一小球，测出小球从抛出到落回原处所需的时间为 t. 已知引力常量为 G，月球的半径为 R，不考虑月球自转的影响，求： (1)月球表面的重力加速度大小 g月 ； (2)月球的质量 M； (3)飞船贴近月球。

13、1第2节 万有引力定律 巧用万有引力定律条件解题（答题时间：30分钟）1. 两个物体之间的万有引力大小为 1F，若两物之间的距离减小x，两物体仍 可视为质点，此时两个物体之间的万有引力大小为 2，根据上述条件可以计算（ ）A. 两物体之间的距离 B. 两物体的质量C. 万有引力常数D. 条件不足，无法计算上述选项中的任何一个物理量2. 围绕地球旋转的人造卫星，在万有引力的作用下做匀速圆周运动。 v和R为人造卫星的线速度和相应的轨道半径， v0和R 0为近地卫星的线速度和相应的轨道半径。则下列关系正确的是（ ）A. )lg(21)l(00B. tvan20C. Rv 。

14、第 1 页 共 21 页万有引力定律近几年的高考题2008 年高考题1.已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为 390，月球绕地球旋转的周期约为 27 天.利用上述数据以及日常的天文知识，可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为A.0.2 B.2 C.20 D.200【答案】B【解析】设太阳质量 M，地球质量 m，月球质量 m0，日地间距离为 R，月地间距离为 r，日月之间距离近似等于 R，地球绕太阳的周期为 T 约为 360 天，月球绕地球的周期为 t=27 天。对地球绕着太阳转动，由万有引力定律： G =m ，同理对月球绕着地球转动： G =m0MmR2 4 2RT2 mm。

15、万有引力定律的应用,一.学习目标,1.了解应用万有引力定律解决问 题的基本思路.,3.会根据条件计算天体的密度.,2.掌握两种算天体质量的方法,4.会比较两个行星个物理量的大小,5.了解发现未知天体的基本思路,二.基本思路,1.将行星（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动.万有引力充当向心力F引=F向.适用于运动的物体与中心体有一段距离，没接触或刚好接触的情景,题中出现“匀速圆周运动,周期,角速度，线速度”时用。,2.在球体表面附近F引=G重，适用于物体运动缓慢，向心力可以忽略，物体位于中心体表面和空中的情景,题中出现“重力加速度，星体表。

16、1巧用万有引力定律条件解题一、考点突破：二、重难点提示：重点：会利用万有引力定律计算物体之间的引力；难点：万有引力定律使用条件的理解。一、万有引力定律的理论推证设某一行星的质量为m，行星的运行轨道近似圆（由于行星椭圆轨道的偏心率很小，如地球为0.0167，因而其轨道可近似看作圆），根据开普勒第二定律，可将行星视为匀速圆周运动，由牛顿第二定律：Fmam 2224)(TmRRv式中m行星质量， T行星运行周期，R圆周轨道半径，再由开普勒第二定律. T2k= R3 代入上式得4km令 k24得2F式中是一个与行星无关而只与太阳的性质有关的量，称为。

17、容山中学张超 一 行星的运动 一 天体运行模型 1 托勒密的九重天模型 地心说 2 哥白尼的太阳系模型 日心说 中间 地球九重天 月球水星金星太阳火星木星土星恒星天原动天 哥白尼 开普勒第一定律 几何定律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆 太阳处在所有椭圆的一个焦点上 开普勒第二定律 面积定律 对于每一个行星而言 太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积 开普勒第三定律 周期定律 公转周期。

18、 专题五万有引力定律 【扩展知识】 1均匀球壳的引力公式 由万有引力定律可以推出，质量为M、半径为 R 的质量均匀分布的球壳，对距离球心为r、质 量为 m 的质点的万有引力为 F=0（ rR) r 2开普勒三定律 【典型例题】 例题 1：若地球为均匀的球体，在地球内部距地心距离为 r 的一物体 m 受地球的万有引力为多 大？（已知地球的质量为M ，半径为R） 。

19、高中物理竞赛讲座：万有引力定律一、开普勒三定律二、万有引力定律假设月亮绕地球运动轨迹是一个圆轨道，试利用开普勒定律导出牛顿万有引力定律。分析与解：由于地球质量远大于月亮质量，暂且认为地球不动，月亮绕地球作圆周运动，由开普勒第二定律，月亮必作匀速圆周运动。向心加速度 2Var其中 是月亮的速率， 是圆轨道半径。根据开普勒第三定律，月亮运动周期 满足r T32T2/3又注意到： VT所以： 123r2/1/3r代入向心加速度公式可得： 2a2或 2mFr月月 2rF 为月亮的质量，取比例系数为 ，写成等式月 k2kr月 地 月显然， 应取决于地球的性质。

20、高 中 物 理 竞 赛 讲 座 ： 万 有 引 力 定 律一 、 开 普 勒 三 定 律二 、 万 有 引 力 定 律假 设 月 亮 绕 地 球 运 动 轨 迹 是 一 个 圆 轨 道 ， 试 利 用 开 普 勒 定 律 导 出 牛 顿 万 有 引 力 定 律 。分 析 与 解 ： 由 于 地 球 质 量 远 大 于 月 亮 质 量 ， 暂 且 认 为 地 球 不 动 ， 月 亮 绕 地 球 作 圆 周 运 动 ，由 开 普 勒 第 二 定 律 ， 月 亮 必 作 匀 速 圆 周 运 动 。 向 心 加 速 度2Va r其 中 V 是 月 亮 的 速 率 ， r 是 圆 轨 道 半 径 。 根 据 开 普 勒 第 三 定 律 ， 月 亮 运 动 周 期 T 满 。