高中物理复习三维一体人教版必修2要点讲解6-1

欢迎进入物理课堂 情景切入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世纪牛顿认为 物体落地是由于地球对物体的吸引 而地球与物体间的引力可能与天体间的引力具有相同性质 如图 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 知识导航本章主要讲述万有引力定律的发现及其在天体运动中的应用 万有引力定律阐明了宇宙万物之间普遍存在的相互作用力的规律 为人们认识天体的运动奠定了基础 万有引力定律是力学中一个独立的基本规律 它在天文学上的应用是利用万有引力定律解决天体运动的实际问题 由于航空航天技术 卫星技术属于现代科技发展的重要领域 所以 万有引力定律的发现过程和该定律的具体应用是本章的重点和难点 本章教材的整体思路是 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 从观察行星运动 描述行星运动规律开始 人类对行星运动规律的认识经历了从 地心说 到 日心说 直到开普勒的行星运动定律 牛顿根据这些已知的运动规律 研究探索运动原因即 太阳与行星之间的引力所遵从的规律 经月 地检验 再将其合理推广到一切物体之间 得到万有引力定律 第二单元 第4节 第5节 展示现在 即列举万有引力理论的巨大成就 一是其理论成就 称量地球的质量 未知天体的发现 等 二是其实践成就 航天事业的发展及其巨大成果 第三单元 第6节 展望未来 指出万有引力定律与任何其他理论一样 有其局限性 从微观到宏观 弱引力到强引力 低速到高速三个方面提出问题 留给学生思考的空间 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 以及物体的向心力由哪些力来提供 从而求出题目所求的结果 切不可不加分析死记硬背 4 航天正改变着我们的日常生活和社会 从气象卫星到天气预报 从卫星定位系统到自动导航的出租车 从地球资源卫星到我国西部开发整体规划 从军用卫星到现代防务 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 浩瀚宇宙 天体运行 开普勒描述了行星的运动规律 许多科学家对运动的原因也提出各种猜想 如图所示 1 在古代 人们对于天体的运动存在着 和 两种对立的看法 经过长期论争 战胜了 最终被接受 2 古代把天体的运动看的很神圣 认为天体的运动必然是最完善 和谐的 运动 后来 仔细研究了第谷的观测资料 经过4年多的刻苦计算 得出所有行星绕太阳运动的轨道都是 太阳处在椭圆的一个焦点上 所有行星轨道的 跟 的比值都相等 3 对任意一个行星来说 它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的 当它离太阳比较近时 运行的速度 而离太阳较远时速度 答案 1 地心说日心说日心说地心说2 匀速圆周 开普勒 椭圆 半长轴的立方 它的公转周期的平方3 面积比较快较慢 1 地心说 地球是宇宙的中心 地球静止不动 太阳 月亮及其他行星都绕地球运动 地心说的代表人物是古希腊的天文学家托勒密 如图所示 2 日心说 太阳是静止不动的 地球和行星都绕太阳运动日心说的代表人物是波兰天文学家哥白尼 如图所示 特别提醒 古代的两种学说都不完善 因为太阳 地球等天体都是运动的 鉴于当时对自然科学的认识能力 日心说比地心说更先进 关于行星运动 下列说法正确的是 A 地球是宇宙的中心 太阳 月亮及其他行星都绕地球运动B 太阳是宇宙的中心 地球是围绕太阳运动的一颗行星C 宇宙每时每刻都是运动的 静止是相对的D 不论是日心说还是地心说 在研究行星运动时都是有局限性的 答案 CD解析 宇宙是一个无限的空间 太阳系只是其中很小的一个星系 日心说的核心是认为太阳是各行星运动的中心 1 开普勒第一定律 又叫椭圆轨道定律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆 太阳处在椭圆的一个焦点上 如图所示 2 开普勒第二定律 又叫面积定律 对任意一个行星来说 它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积 如图所示 说明 如图所示 半长轴是AB间距的一半 不要认为等于太阳到B点的距离 T是公转周期 不要误认为自转周期 如地球的公转周期是一年 不是一天 某行星围绕太阳做椭圆运动 如果不知太阳的位置 但经观测行星在由A到B的过程中 运行速度在变小 图中F1 F2是椭圆的两个焦点 则太阳处在何位置 答案 F2解析 由于vA vB 若经一段足够短的时间 行星与太阳的连线扫过的面积在A点和B点相等 则rA rB 显然A点为近日点 由此可知太阳位于F2 1970年4月24日我国发射了第一颗人造卫星 其近地点是h1 238km高度 远地点h2 439km高度 则近地点与远地点行星运动速率之比v1 v2 已知R地 6400km 用h1 h2 R地表示 不计算 点评 利用开普勒第二定律解题时 求扫过的面积可有多种解法 同学们可根据所学数学知识灵活求解 某行星沿椭圆轨道运行 远日点离太阳的距离为a 近日点离太阳的距离为b 过远日点时行星的速率为va 则过近日点时的速率为 答案 C 冥王星离太阳的距离是地球离太阳的距离的39 6倍 那么冥王星绕太阳的公转周期是多少 冥王星和地球绕太阳公转的轨道可视为圆形轨道 答案 2 18 106h 点评 地球和冥王星绕太阳公转的运动遵循开普勒定律 已知地球绕太阳公转的周期为一年 将冥王星和地球绕太阳公转的周期和公转半径联系起来 利用开普勒第三定律求解 太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道 行星公转周期的平方 与 行星与太阳的平均距离的三次方 成正比 地球与太阳之间平均距离约为1 5亿千米 结合下表可知 火星与太阳之间的平均距离约为 A 1 2亿千米B 2 3亿千米C 4 6亿千米D 6 9亿千米答案 B 一年之内秋冬两季比春夏两季要少几天 为什么 解析 如图所示为地球绕太阳运行示意图 图中椭圆表示地球公转轨道 中国农历节气中的春分 秋分 夏至 冬至时地球所在位置如图所示 地球绕日运行时 对北半球的观察者而言 在冬天经过近日点 夏天经过远日点 由开普勒第二定律可知 地球在冬天比在夏天运动得快一些 因此地球轨道上相当于春夏部分比秋冬部分要长些 从题图看出春分到秋分的春夏两季地日连线所扫过的面积比从秋分到次年春分的秋冬两季地日连线所扫过的面积大 即春夏两季比秋冬两季长一些 一年之内 春夏两季共186天 而秋冬两季只有179天 改编题 2008年9月25日长征二号F运载火箭载着神舟七号飞船 载着中华民族冲击太空新高度的梦想 飞上太空 如图 飞船在地球上空300 700km的高度绕地球飞行 绕地球飞行一周的时间为90min左右 这样 航天飞机里翟志刚 刘伯明 景海鹏三名宇航员 24h内可以见到日落日出的次数应为 A 0 38B 1C 2 7D 16 答案 D 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全