高考物理二轮复习专题天体运动学案

江苏省射阳县第二中学高三物理二轮复习专题五圆周运动和天体运动教学案（无答案）编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（江苏省射阳县第二中学高三物理二轮复习专题五圆周运动和天体运动教学案（无答案））的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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专题五圆周运动和天体运动教学目标：能熟练建立圆周运动模型进行受力分析，并用圆周运动有关规律分析、解决问题教学重点：圆周运动模型的建立及规律应用高考真题回放：(2012.海南）如图，在竖直平面内有一固定光滑轨道，其中AB是长为R的水平直轨道，BCD 是圆心为O、半径为R的3/4圆弧轨道，两轨道相切与B点.在外力作用下,一小球从A点由静止开始做匀加速直线运动，到达B点时撤除外力。

已知小球刚好能沿圆轨道经过最高点C，重力加速度大小为g.求（1）小球在C点的速度的大小; （2）小球在AB段运动的加速度的大小;(3）小球从D点运动到A点所用的时间。

例题分析例1：如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直（绳上张力为零）。

物体和转盘间最大静摩擦力是其下压力的μ倍。

求：⑴当转盘角速度ω1＝错误!时,细绳的拉力T1;⑵当转盘角速度ω2＝错误!时,细绳的拉力T2.r oω例2：如图所示,A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h，已知地球半径为R,地球自转角速度为ω0,地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．(1)求卫星B的运行周期；（2)如果卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上）,则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？例3如图所示，在第二象限和第四象限的正方形区域内分别存在着两匀强磁场，磁感应强度均为B,方向相反，且都垂直于xOy平面．一电子由P(–d，d )点，沿x轴正方向射入磁场区域I．(电子质量为m，电量为e,sin53°= 0.8)(1）求电子能从第三象限射出的入射速度的范围．（2）若电子从（0，d/2 )位置射出，求电子在磁场I中运动的时间t．（3）求第(2）问中电子离开磁场Ⅱ时的位置坐标．反思小结。

专题3 牛顿运动定律与曲线运动从考查方式上来说,在高考的考查中，本专题内容可能单独考查，特别是万有引力与航天部分，常以选择题形式出现；也可能与其他专题相结合，与能量知识综合考查，以计算题形式出现。

从近几年考试命题趋势看,本章内容与实际应用和生产、生活、科技相联系命题，或与其他专题综合考查，曲线运动问题由原来的选择题转变为在计算题中考查，万有引力与航天仍然以选择题出现，单独考查的可能性更大。

高频考点：运动的合成与分解；平抛运动规律的应用；圆周运动问题；天体质量和密度的估算；卫星运行参数的分析；卫星变轨问题。

考点一、 运动的合成与分解例 (2020届高三·苏州五校联考)如图所示，长为L 的轻直棒一端可绕固定轴O 转动，另一端固定一质量为m 的小球，小球搁在水平升降台上，升降台以速度v 匀速上升，下列说法正确的是( )A ．小球做匀速圆周运动B ．当棒与竖直方向的夹角为α时，小球的速度为vLcos αC ．棒的角速度逐渐增大D ．当棒与竖直方向的夹角为α时，棒的角速度为vLsin α【审题立意】找合运动是解答本题的关键，应清楚棒与平台接触点的实际运动即合运动，方向垂直于棒指向左上，竖直方向的速度是它的一个分速度。

把速度分解，根据三角形知识求解。

【解题思路】棒与升降台接触点(即小球)的运动可视为竖直向上的匀速运动和沿平台向左的运动的合成。

小球的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上方，如图所示。

设棒的角速度为ω，则合速度v 实＝ωL，沿竖直方向向上的速度分量等于v ，即ωLsin α＝v ，所以ω＝v Lsin α，小球速度v 实＝ωL＝vsin α，由此可知棒(小球)的角速度随棒与竖直方向的夹角α的增大而减小，小球做角速度越来越小的变速圆周运动，故D 正确，A 、B 、C 错误。

【参考答案】 D【知识建构】 1．解决运动合成与分解的一般思路 (1)明确合运动或分运动的运动性质。

(2)明确是在哪两个方向上的合成或分解。

天体的运动教学案教学目标:知识与技能：1、知道地心说和日心说的基本内容。

2、知道开普勒三大定律的内容3、理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。

过程与方法：通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。

情感态度与价值观：1、澄清对天体运动神秘模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。

2、感悟科学是人类进步不竭的动力。

教学重点：开普勒行星运动定律教学难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用教学过程：引入新课多媒体演示：天体运动的图片浏览。

讲解新课一、两种学说1.地心说⑴代表人物：古希腊学者托勒密⑵代表作：《天文学大成》⑶基本论点：①地球是宇宙的中心，是静止不动的。

②太阳、月亮及其他行星都绕地球运动，并且作匀速圆周运动2.日心说⑴代表人物：波兰天文学家哥白尼⑵代表作：《天球运行论》⑶基本论点：①太阳是宇宙的中心，所有的行星都在绕太阳做匀速圆周运动。

②地球是绕太阳旋转的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳运动。

③天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象。

④与日地距离相比，其他恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多。

二、开普勒三定律1.开普勒第一定律(轨道定律)：____________________________________________________ 说明：（1）________________________________________________（2）__________________________________________________2.开普勒第二定律(面积定律)：____________________________________________________ 说明：行星离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢。

【模块标题】天体运动【模块目标】块讲解】【常规讲解】1：有关公式的运用及表面重力加速度（三星）【授课流程】步骤①复习开普勒三大定律，着重讲解第三定律的定量计算问题【参考讲解】开普勒三大定律涉及的三方面，尤其是第三定律会涉及到定量计算，在高考题目中也曾出现过，所以这部分的复习主要集中在第三定律的讲解上。

配题逻辑：开普勒周期定律的运用例题1．（2010全国新课标卷）太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看做圆轨道。

下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像。

图中坐标系的横轴是lg （T /T 0） ,纵轴是lg （R /R 0）；这里T 和R 分别是行星绕太阳运行周期和相应的圆轨道半径，T 0和R 0 分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。

下列4幅图中正确的是【讲解】BR 、T 、E k 、S 分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有（）A ．T A >TB B ．E k A >E k BC ．S A =S BD ．配题逻辑：星体表面g 值例题2．（2014年 全国卷2）假设地球可视为质量均匀分布的球体。

已知地球表面重力加速度在两极的大小为g ０；在赤道的大小为g ；地球自转的周期为T ；引力常量为G 。

地球的密度为 A ．o g g g GT -23π B ．gg g GT o -23π C. 23GT π D ．g g GT o23π配题逻辑：内部g 值练习2-1．【2012·新课标全国卷】假设地球是一半径为R 、质量分布均匀的球体。

一矿井深度为d 。

已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。

矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为 1d R -1dR +2()R d R - D ．2()R R d -配题逻辑：利用黄金代换式求解天体中运动学问题练习2-2．（2015·海南卷·6）若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2∶7，已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R .由此可知，该行星的半径约为（ ）A ．1RB ．7RC ．2R D.7R=2g g 行行地步骤③天体有关公式的运用中包含涉及有关运动学基本公式的运用，并写出板书【参考讲解】天体运动过程中对于常见的五个公式的考察频率相对较高，而解决这种问题时着重帮助学生去理清各物理的关系，最好画出图形帮助理解。

课题：万有引力定律和天体运动【教学目标】1.掌握万有引力定律的内容、公式及适用条件.
2.学会用万有引力定律解决天体运动问题．
【教学重点】会运用万有引力定律来分析天体的运动
【教学难点】会运用万有引力定律来分析天体的运动
【教具】
自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力
为球心到
考点解读
典例剖析
某物
考点解读
．通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期
知天体的半径
典例剖析
．2.9×10
宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，
供．由于力的作用是相
．要明确双星中两颗子星做匀速圆周运动的运动参量的关系
的，角速度也是相等的，所以线速度与两子星的轨道半径成正比．
M
【教学后记】。

高中物理第三章天体运动复习学案教科版必修2【目标导航】1、理解万有引力定律的内容和公式。

2、掌握万有引力定律的适用条件。

3、掌握对天体运动的分析。

【自主复习】一、开普勒行星运动规律第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是，太阳处在椭圆的一个上第二定律:对任意一个行星而言，它与太阳的在相等的时间内扫过第三定律：所有行星的轨道的与的比值都相等。

公式。

公式中的k是一个与环绕天体无关的量，只与有关。

二、万有引力定律1、公式：F引＝，其中G＝6、6710－11 Nm2/kg2、2、适用条件：严格地说，公式只适用于间的相互作用，当两个物体间的距离物体本身的大小时，公式也可以使用、对于均匀的球体，r是、三、万有引力定律在天文学上的应用（1）把天体的运动看作是匀速圆周运动；（2）万有引力提供天体做匀速圆周运动的向心力、然后，利用牛顿第二定律把这两点联系起来、所以牛顿第二定律是分析天体运动的基本规律，即= man= = = （2）天体质量，密度的估算。

测出环绕天体作匀速圆周运动的半径r，周期为T，由得被环绕天体的质量为，密度为，R为的半径。

当环绕天体在被环绕天体的表面运行时，r＝R，则。

（3）环绕天体的绕行速度，角速度，周期与半径的关系。

①由得∴r越大，v越②由得∴r越大，越③由得∴r越大，T越④由 = man得an = ∴r 越大，an越（4）卫星问题①卫星轨道②地球有很多卫星，离地球越近的卫星，v越ω越 T越 an越③近地卫星1、已知地球半径R和地球表面重力加速度g，求近地卫星速度V列示可得V=2、近地卫星在所有地球卫星中轨道半径最 v最ω最 T最小约为84分钟④同步卫星1、同步卫星在的上方，不可能在我国的上方。

（明白道理）2、所有同步卫星的轨道，离地面的高度h ，v ，ω ，T 为24小时an ，向心力一般，因为各同步卫星质量m不一定相同。

(5)三种宇宙速度1、第一宇宙速度:V1= ，人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动的速度。

A ．线速度 v GR MB ．角速度 gRC ．运行周期T2g RD ．向心加速度 a GM2R 2解析：万有引力提供 卫星 做圆 动的 向心力，Mm GR 22v m ma,vGM R,aMGR2航天器在接近月球表面的轨道上飞行, mgMm G M Rm 22Rm 42 R 代入相关公式T2万有引力与天体运动专题复习近几年来，随着我国载人航天的成功、探月计划的实施、空间站实验的推进及宇宙 探索的进一步深入，以此为题材的试题也成了高考中的热点内容，试题注重把万有 引力定律和圆周运动结合起来进行综合考查，要求考生有较强的运算推理、信息提 取能力和应用物理知识解决实际问题的能力。

一、天体运动问题的处理方法处理天体的运动问题时，一般来说建立这样的物理模型：中心天体不动，环绕 天体以中心天体的球心为圆心做匀速圆周运动；环绕天体只受到的中心天体的万有 引力提供环绕天体做匀速圆周运动的向心力，结合牛顿第二定律与圆周运动规律进 行分析，一般来说有两个思路：一是环绕天体绕中心天体在较高轨道上做匀速圆周 运动，所需要的向心力由万有引力提供，即v 24 2m v2 =m ω2r=m 4 2 r=ma n ，二是物体绕中心天体在中心天体表面附近作近地 r2 T 2运动，物体受到的重力近似等于万有引力， mg G 2 （R 为中心天体的半径 ） 。

R例题：（2020 天津）质量为 m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动 视为匀速圆周运动。

已知月球质量为 M ，月球半径为 R ，月球表面重力加速度为 g ， 引力常量为 G ，不考虑月球自转的影响，则航天器的Mm2r即可，正确答案为AC。

针对练习1：（2020 浙江）为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r 1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。

随后登陆舱脱离飞船，m2则D. 登陆舱在半径为 r 2 轨道上做圆周运动的周期为 T 2解析：根据GMm 12 r 1m1r1T1Mm 2G2 r 2m2r22 r1GT 12A 、D 正确；登陆舱在半径为r 1的圆轨道上运动的向心加速度a r 1 14 2r 1T 12，此加速度与 X 星球表面的重力加速度并不相等，故 C 错误；根据GM m2rv 2 GM v 1 m ，得 v ，则 1rrv 22，故 C 错误。

高中物理《3.1 天体运动》学案教科版必修21、了解地心说和日心说两种不同的观点。

2、理解开普勒行星运动三定律，并能初步运用开普勒行星运动定律解决一些简单问题。

学习重点1、理解开普勒行星运动三定律。

2、能初步运用开普勒行星运动定律解决一些简单问题。

学习难点理解开普勒行星运动三定律。

课前预习使用说明与学法指导1、高一物理必修2第三章第一节。

2、仔细阅读教材，包括小资料部分。

知识准备查阅有关天体运动的资料。

教材助读认识地心说和日心说，理解开普勒行星运动定律。

预习自测1、行星围绕转，卫星围绕转，月球围绕转。

2、地球绕太阳公转周期为，月球绕地球转动周期约为天。

3、日心说波兰天文学家在1543年出版了不朽著作，提出了，即地球和别的行星一样绕运动。

此书的出版，标志着科学开始从各种传统错误观念的束缚中解放出来，哥白尼开辟了科学的新时代，使古代科学走向了近代的。

4、开普勒行星运动定律及其意义(1)定律内容：第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是，太阳处在所有。

第二定律：从太阳到行星的连线在扫过。

第三定律：行星轨道与的比值是一个。

的比值是一个常量、(2)意义：开普勒的重要发现，为人们解决运动学问题提供了依据，澄清了多年来人们对天体运动神秘、模糊的认识，也为牛顿创立他的力学理论奠定了观测基础、开普勒是用数学公式表达物理定律并最早获得成功的人之一、从此，就成为表达物理学定律的基本方式。

课内探究情景导入教材42页讨论交流学始于疑日心说的观点是什么?开普勒的行星三大定律是什么?质疑探究一、探究日心说的观点问题：日心说是谁提出的？主要内容是什么？二、探究开普勒行星运动定律问题1：开普勒行星运动定律的提出经过了怎样的研究过程?问题2:如何理解开普勒三定律?小结：1、开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕的运动。

2、由开普勒第二定律知：当离太阳比较近时，行星运行的速度比较，而离太阳比较远时，行星运行的速度比较。

【模块标题】天体运动【模块目标】块讲解】【常规讲解】1：有关公式的运用及表面重力加速度（三星）【授课流程】步骤①复习开普勒三大定律，着重讲解第三定律的定量计算问题【参考讲解】开普勒三大定律涉及的三方面，尤其是第三定律会涉及到定量计算，在高考题目中也曾出现过，所以这部分的复习主要集中在第三定律的讲解上。

配题逻辑：开普勒周期定律的运用例题1．（2010全国新课标卷）太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看做圆轨道。

下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像。

图中坐标系的横轴是lg （T /T 0） ,纵轴是lg （R /R 0）；这里T 和R 分别是行星绕太阳运行周期和相应的圆轨道半径，T 0和R 0 分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。

下列4幅图中正确的是【讲解】BR 、T 、E k 、S 分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有（）A ．T A >TB B ．E k A >E k BC ．S A =S BD ．配题逻辑：星体表面g 值例题2．（2014年 全国卷2）假设地球可视为质量均匀分布的球体。

已知地球表面重力加速度在两极的大小为g ０；在赤道的大小为g ；地球自转的周期为T ；引力常量为G 。

地球的密度为 A ．o g g g GT -23π B ．gg g GT o -23π C. 23GT π D ．g g GT o23π配题逻辑：内部g 值练习2-1．【2012·新课标全国卷】假设地球是一半径为R 、质量分布均匀的球体。

一矿井深度为d 。

已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。

矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为 1d R -1dR +2()R d R - D ．2()R R d -配题逻辑：利用黄金代换式求解天体中运动学问题练习2-2．（2015·海南卷·6）若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2∶7，已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R .由此可知，该行星的半径约为（ ）A ．1RB ．7RC ．2R D.7R=2g g 行行地步骤③天体有关公式的运用中包含涉及有关运动学基本公式的运用，并写出板书【参考讲解】天体运动过程中对于常见的五个公式的考察频率相对较高，而解决这种问题时着重帮助学生去理清各物理的关系，最好画出图形帮助理解。

专题04 天体运动构建知识网络：考情分析：关于万有引力定律及应用知识的考查，主要表现在两个方面：（1）天体质量和密度的计算：主要考查对万有引力定律、星球表面重力加速度的理解和计算（2）人造卫星的运行和边柜：主要是结合圆周运动的规律、万有引力定律，考查卫星在轨道上运行的线速度、角速度、周期以及有关能量的变化重点知识梳理：一、万有引力定律1.内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比.2.表达式：F ＝Gm 1m 2r2 G 为引力常量：G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2.3.适用条件(1)公式适用于质点间的相互作用.当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时，物体可视为质点. (2)质量分布均匀的球体可视为质点，r 是两球心间的距离. 二、环绕速度 1.三个宇宙速度 (1)第一宇宙速度v 1＝7.9km/s ，卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，又称环绕速度. (2)第二宇宙速度v 2＝11.2km/s ，使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度，又称脱离速度. (3)第三宇宙速度v 3＝16.7km/s ，使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度，也叫逃逸速度. 2.第一宇宙速度的推导 方法一：由G Mm R 2＝m v 21R 得v 1＝GM R＝7.9×103m/s. 方法二：由mg ＝m v 21R 得v 1＝gR ＝7.9×103m/s.第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度，也是人造卫星的最大环绕速度，此时它的运行周期最短，T min ＝2πRg＝5075s≈85min.【名师提醒】掌握“一模”“两路”“三角”，破解天体运动问题(1)一种模型：无论是自然天体(如地球、月亮)还是人造天体(如宇宙飞船、人造卫星)都可以看作质点，围绕中心天体(视为静止)做匀速圆周运动。

高中物理天体题目讲解教案
课题：高中物理天体题目讲解
课时安排：1课时
授课目标：通过讲解天体题目的解题方法和思路，帮助学生掌握相关知识，提高解题能力。

教学重点和难点：重点讲解各种天体题目的解题方法，难点在于帮助学生理解和运用物理
知识解题。

教学准备：教案、课件、天体题目练习题
教学步骤：
一、引入（5分钟）
通过一个简单的天体题目开始引入，让学生了解今天的学习内容是关于天体题目的讲解。

二、讲解题目解题方法（15分钟）
1. 介绍解题方法：首先要明确题目中给出的信息，然后根据题目要求选择合适的物理知识
进行分析。

2. 分类讨论：根据题目所属的天体知识领域进行分类讨论，例如行星运动、恒星演化等。

3. 举例讲解：通过几个经典的天体题目进行详细讲解，帮助学生理解解题思路和方法。

三、学生练习（20分钟）
让学生自行完成几道天体题目，然后互相交流答案，帮助彼此纠正错误，加深对解题方法
的理解。

四、总结（10分钟）
总结今天的学习内容，强调解题方法的重要性，鼓励学生在平时多练习，提高解题能力。

五、作业布置（5分钟）
布置相关的天体题目作业，要求学生在家自行完成，并在下节课上交。

教学反思：通过对天体题目的讲解，学生对相关物理知识有了更深入的理解和掌握，激发
了学生学习物理的兴趣和热情。

下节课可以通过更多实例练习来进一步巩固学生的知识和
技能。

高中物理天体运动教案
教学目标：
1. 了解天体运动的基本概念和规律。

2. 掌握天体运动的相关计算方法。

3. 能够运用天体运动知识分析解释天文现象。

教学重点：
1. 天体运动的基本概念和规律。

2. 天体运动的计算方法。

教学难点：
1. 天体运动中的一些复杂现象的解释和分析。

教学过程：
一、导入（5分钟）
通过展示一些天体运动的图片或视频，引起学生对天体运动的兴趣，然后提出问题：为什么天体会运动？为什么有时候我们可以看到月亮，有时候看不到？
二、讲授（10分钟）
1. 天体运动的基本概念：地球自转、公转等。

2. 天体运动的基本规律：开普勒三定律。

3. 天体运动的计算方法：包括行星轨道、恒星位置等的计算方法。

三、示范与练习（15分钟）
1. 示范如何计算地球自转与公转的速度和轨道。

2. 让学生通过练习题来巩固所学知识，同时引导学生思考如何应用所学知识解释一些天文现象。

四、探究与讨论（15分钟）
展示一些与天体运动相关的实验或观测数据，引导学生探讨其中的规律并进行讨论，如为什么恒星在夜间看上去移动的速度不同。

五、总结与拓展（5分钟）
让学生总结天体运动的基本规律和计算方法，同时拓展讨论天体运动对我们生活的影响和意义。

六、作业布置（5分钟）
布置相关的练习题目和阅读材料，要求学生对天体运动的更深层次知识进行思考和探讨。

七、课堂小结（5分钟）
总结本节课的重点内容，鼓励学生课后深入学习和探索。

高三物理总复习—天体运动经典教案第一部分：平抛运动和圆周运动1. 物体做曲线运动的条件当物体所受的合外力方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。

合运动与分运动具有等时性、独立性和等效性。

2.物体（或带电粒子）做平抛运动或类平抛运动的条件是：①有初速度②初速度方向与加速度方向垂直。

3.物体做匀速圆周运动的条件是：合外力方向始终与物体的运动方向垂直；绳子固定物体通过最高点的条件是：为绳长）L gL v (≥；杆固定通过最高点的条件是：0≥v 。

物体做匀速圆周运动的向心力即物体受到的合外力。

4.描述圆周运动的几个物理量为：角速度ω，线速度v ，向心加速度a ，周期T ，频率f 。

其关系为：22222244rf Tr r r v a ππω==== 5.平抛（类平抛）运动是匀变速曲线运动，物体所受的合外力为恒力，而圆周运动是变速运动，物体所受的合外力为变力，最起码合外力的方向时刻在发生变化。

第二部分：万有引力定律及应用1.在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需要的向心力由万有引力提供，其基本关系式为：rf m T r m r m r v m ma r Mm G 22222244ππω=====向，在天体表面，忽略星球自转的情况下：mg R Mm G =22.卫星的绕行速度、角速度、周期、频率和半径r 的关系：⑴由r v m r Mm G 22=，得rGM v =，所以r 越大，v 越小。

⑵由r m r Mm G 22ω=，得3r GM =ω，所以r 越大，ω越小⑶由r T m r Mm G 222??=π，得GM r T 32π=，所以r 越大，T 越大。

⑷由)(2g ma r Mm G '=向，得2)(r GM g a ='向，所以r 越大，a 向(g/)越小。

3. 三种宇宙速度：第一、第二、第三宇宙速度⑴第一宇宙速度（环绕速度）：是卫星环绕地球表面运行的速度，也是绕地球做匀速圆周运动的最大速度，也是发射卫星的最小速度V 1=7.9Km/s 。

高中物理天体整理教案
教学目标：
1.了解宇宙的起源和发展；
2.理解地球和宇宙中的天体运动规律；
3.掌握有关天体的基本知识和相关计算方法。

教学内容：
1.宇宙的起源和发展
2.地球的形成和结构
3.天体的分类和特征
4.太阳系的组成和运动规律
教学步骤：
1.导入：通过提问和讨论，引导学生思考宇宙的起源和发展；
2.概念讲解：讲解地球的形成和结构、天体的分类和特征；
3.案例分析：以太阳系为例，讲解天体的运动规律，并进行相关计算；
4.练习：让学生进行练习和计算，巩固所学知识；
5.总结：对本节课所学知识进行总结，并提出问题，进行复习。

教学工具：
1.教材
2.投影仪
3.实验设备
教学反馈：
1.课后作业：布置相关的课后作业，加深学生对所学知识的理解；
2.课堂问答：在下节课前对本节课所学内容进行问答，检测学生的掌握情况。

教学延伸：
1.组织参观：组织学生前往天文馆或天文观测活动，增加学生对天体的认识；
2.课外阅读：推荐一些有关宇宙和天体的书籍，扩展学生的知识面。

教学反思：
对本节课的教学效果进行总结和反思，及时调整教学方法和内容，提高教学质量。

高三物理复习教案第三讲天体运动祁东育贤中学 黄美徕 审查 王海文一．考点梳理1．考纲要求：万有引力定律的应用、人造地球卫星的运动〔限于圆轨道〕、动量知识和机械能知识的应用〔包括碰撞、反冲、火箭〕都是Ⅱ类要求；航天技术的发展和宇宙航行、宇宙速度属Ⅰ类要求。

2．命题趋势：本章内容高考年年必考，题型主要有选择题：如2004年某某物理卷第4题、2004某某卷第3题、2005年某某卷第16题、2005年全国卷第3题、2005年物理卷第20题、2005年某某物理卷第5题；计算题：如2001年全国卷第31题、2003年第24题、2004年全国卷第23题、2004年某某物理卷第16题、2005年某某物理卷第18题、2005年某某卷第15题等。

飞船、卫星运行问题与物理知识〔如万有引力定律、匀速圆周运动、牛顿运动定律等〕及地理知识有十分密切的相关性，以此为背景的高考命题立意高、情景新、综合性强，对考生的理解能力、综合分析能力、信息提炼处理能力及空间想象能力提出了极高的要求，是新高考突出学科内及跨学科间综合创新能力考查的命题热点，亦是考生备考应试的难点. 特别是今年10月神州六号飞船再次实现载人航天飞行试验以来，明年高考有很大可能考查与“神六〞相关的天体运动问题。

3．思路及方法：(1).基本方法：把天体运动近似看作圆周运动，它所需要的向心力由万有引力提供，即： Ｇr v m r Mm 22=＝ｍω２ｒ＝ｍr T224π(2).估算天体的质量和密度由G 2rMm＝ｍr T 224π得：Ｍ＝2324Gt r π．即只要测出环绕星体M 运转的一颗卫星运转的半径和周期，就可以计算出中心天体的质量.由ρ＝V M ，Ｖ＝34πＲ３得： ρ＝3233R GT r π．R 为中心天体的星体半径特殊:当ｒ＝Ｒ时，即卫星绕天体M 表面运行时，ρ＝23GT π(2003年高考)，由此可以测量天体的密度.(3)行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题表面重力加速度g 0,由02GMm mg R = 得：02GMg R= 轨道重力加速度g ，由2()GMm mg R h =+ 得：220()()GM R g g R h R h==++ (４)卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系(1)由Ｇr v m rMm 22=得:ｖ＝r GM ． 即轨道半径越大，绕行速度越小(2)由Ｇ2rMm ＝ｍω２ｒ得：ω＝3r GM 即轨道半径越大，绕行角速度越小(3)由2224Mm G m r r T π=得：2T π=.(５)地球同步卫星所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它的周期T ＝24h ．要使卫星同步，同步卫星只能位于赤道正上方某一确定高度h ．由: Ｇ2224()Mm m R h Tπ=+〔Ｒ＋ｈ〕 得：h R ×104ｋｍ=ＲＲ表示地球半径1．把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周。

课时内容： 4.5天体运动(2)总第 课时学生姓名 座号课标（考纲）要求 会分析天体运动规律课型复习学习目标 理解天体运动规律，能处理相关天体运动问题 学习重点 天体运动规律和相关问题分析 学习难点天体运动规律和相关问题分析学 习 过 程随堂笔记【合作探究】分析问题情境，提炼核心问题 命题点一、双星模型和多星模型 【指导】1．双星模型(1)定义：绕公共圆心转动的两个星体组成的系统，我们称之为双星系统，如图所示。

(2)特点：①各自所需的向心力由彼此间的万有引力相互提供，即Gm 1m 2L 2＝m 1ω21r 1＝m 14π2T 21r 1， Gm 1m 2L 2＝m 2ω22r 2＝m 24π2T 22r 2。

②两颗星的周期及角速度都相同，即 T 1＝T 2，ω1＝ω2。

③两颗星的半径与它们之间的距离关系为：r 1＋r 2＝L 。

(3)两颗星到圆心的距离r 1、r 2与星体质量成反比，即m 1m 2＝r 2r 1。

2．多星模型(1)定义：所研究星体的万有引力的合力提供做圆周运动的向心力，除中央星体外，各星体的角速度或周期相同。

(2)三星模型①如图所示，三颗质量相等的行星，一颗行星位于中心位置不动，另外两颗行星围绕它做圆周运动。

这三颗行星始终位于同一直线上，中心行星受力平衡。

运转的行星由其余两颗行星的引力提供向心力：Gm 2r 2＋Gm22r2＝ma 向。

两行星转动的周期、角速度、线速度的大小相等。

②如图所示，三颗质量相等的行星位于一正三角形的顶点处，都绕三角形的中心做圆周运动。

每颗行星运行所需向心力都由其余两颗行星对其万有引力的合力来提供。

Gm2L 2×2×cos 30°＝ma 向，其中L ＝2r cos 30°。

三颗行星转动的方向相同，周期、角速度、线速度的大小相等。

【例1】 ．宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不会因为万有引力的作用而吸引到一起。

万有引力与天体运动【重点知识梳理】 一、开普勒行星运动定律1. 开普勒第一定律（轨道定律）:所有的行星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。

2. 开普勒第二定律（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的相等的面积。

（近日点速率最大，远日点速率最小）3. 开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等。

即2234GMK T a π==（M 为中心天体质量）K 是一个与行星无关的常量，仅与中心天体有关二、万有引力定律1. 定律内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。

2. 表达式：F=GmM/r 2G 为万有力恒量：G=6.67×10-11N·m 2/kg 。

说明：(1)公式适用于质点间的相互作用。

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。

(2)质量分布均匀的球体可视为质点，r 是两球心间的距离。

地球对物体的引力是物体具有重力的根本原因．但重力又不完全等于引力．这是因为地球在不停地自转，地球上的一切物体都随着地球自转而绕地轴做匀速圆周运动，这就需要向心力．这个向心力的方向是垂直指向地轴的，它的大小是2ωr m f =，式中的r 是物体与地轴的距离，ω是地球自转的角速度．这个向心力来自哪里?只能来自地球对物体的引力F ，它是引力F 的一个分力如右图，引力F 的另一个分力才是物体的重力mg ．在不同纬度的地方，物体做匀速圆周运动的角速度ω相同，而圆周的半径r 不同，这个半径在赤道处最大，在两极最小(等于零)．纬度为α处的物体随地球自转所需的向心力αωcos 2R m f = (R 为地球半径)，由公式可见，随着纬度升高，向心力将减小，在两极处Rcos α＝0，f ＝0．作为引力的另一个分量，即重力则随纬度升高而增大．在赤道上，物体的重力等于引力与向心力之差．即.2R MmGmg =．在两极，引力就是重力．但由于地球的角速度很小，仅为10－5rad ／s 数量级，所以mg 与F 的差别并不很大．在不考虑地球自转的条件下，地球表面物体的重力.RMmG mg 2=这是一个很有用的结论．从图1中还可以看出重力mg 一般并不指向地心，只有在南北两极和赤道上重力mg 才能向地心．同样，根据万有引力定律知道，在同一纬度，物体的重力和重力加速度g 的数值，还随着物体离地面高度的增加而减小．若不考虑地球自转，地球表面处有.2R MmGmg =，可以得出地球表面处的重力加速度.2R MGg =． 在距地表高度为h 的高空处，万有引力引起的重力加速度为g ＇，由牛顿第二定律可得：2)(h R Mm G g m +=' 即g h R R h R M G g 222)()(+=+=' 如果在h ＝Ｒ处，则g ＇＝g/4．在月球轨道处，由于r ＝60Ｒ，所以重力加速度g ＇＝ g/3600．重力加速度随高度增加而减小这一结论对其他星球也适用． 二、万有定律的应用1. 讨论重力加速度g 随离地面高度h 的变化情况： 物体的重力近似为地球对物体的引力，即2)(h R Mm G mg +=。