高考复习：万有引力定律.ppt

一轮复习： 万有引力定律复习课件,万有引力定律,天体运动,从地心说到日心说,开普勒定律,第一定律（轨道定律）,第二定律（面积定律）,第三定律（周期定律）,万有引力定律,发现：,内容：,G值：,太阳对行星的引力,地球对月球的引力,对地面物体的引力,自然界任何两个物体之间的引力,卡文迪许测量：G=6.6710-11Nm2/kg2,应用,预言彗星回归、发现未知天体,计算天体质量和密度,宇宙速度,人造卫星,V1=7.9km/s,V2=11.2km/s,V3=16.7km/s,1、应用万有引力定律的两条基本思路,、把卫星绕天体的运动理想化为匀速圆周运动，向心力由万有引力提供。在解题中常用的关系式为：,、在地面附近的物体受的重力近似等于万有引力。即：,2地球引力和地球表面物体的重力,极地：,赤道：,纬度为：,忽略地球自转的影响重力等于引力,3求天体质量、密度,方法一：行星运动的向心力由万有引力提供,方法二：天体对其表面物体的引力近似等于物体的重力。,4卫星的运动规律,、运行速度：,、角速度：,、周期：,、向心加速度：,随半径增大而减小,均与半径成一一对应关系,5、运行速度与发射速度,第一宇宙速度是卫星的最小发射速度又是卫星的最大环绕运行速度,运行速度：指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。,发射速度：若卫星发射后再无能量补充，卫星在离开发射装置时的初速度。,、同步卫星特点,6、人造卫星的相关问题,、人造地球卫星的轨道,与地球自转周期相同,周期一定：,轨道一定：,轨道平面与赤道平面重合,高度一定：,方向一定：,与地球自转方向相同,变轨问题,低轨变高轨：,向后喷 气、加速，最终v低v高,高轨变低轨：,向前喷气、减速，最终v低v高,、赤道上物体（A）、近地轨道卫星（B）、同步卫星（C）运动参数比较,A,B,C,1、如图所示，一个质量为m1,半径为r的均匀球体，在其中挖去一个半径为r/2的球形空穴，其表面与球面相切。在球心和空穴的中心连线上，距球心d处有一个质量为m2的质点，求剩余部分对质点的万有引力。,2、如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点已知A、B、C绕地心运动的周期相同下列说法中正确的是 ( ),A物体A和卫星C具有相同大小的加速度 B卫星C的运行速度大于物体A的速度 C可能出现：在每天的某一时刻卫星B在A的正上方 D卫星B在P点的加速度大小与卫星C在该点加速度相等,BCD,3、我国于2010年1月17日凌晨在西昌成功发射第三颗北斗导航卫星，这是一颗地球同步卫星。如图所示，假若第三颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点P处点火加速，由椭圆轨道1变成地球同步圆轨道2。下列说法正确的是：( ),A. 卫星在轨道2运行时的速度大于7.9km/s B. 卫星在轨道2运行时不受重力作用 C. 卫星在轨道2运行时的向心加速度比在赤道上静止的物体的向心加速度小 D. 卫星在轨道1上的P点和轨道2上的P点的加速度大小相等,D,4、英国新科学家杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650500双星系统中发现的最小黑洞位列其中若某黑洞的半径R约45 km，质量M和半径R的关系满足 (其中c为光速，G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为( ) A108 m/s2 B1010 m/s2 C1012 m/s2 D1014 m/s2,C,5、若A是赤道上随地球自转的物体、B是赤道上空的近地卫星、C是地球同步卫星，它们的运动都可视为匀速圆周运动，以下是对A、B、C三个物体的运动中的物理量的大小关系的判断，其中正确的是( ) A三者周期的大小关系为TATBTC B三者向心加速度的大小关系为aAaBaC C三者角速度的大小关系为ACB D三者线速度的大小关系为vAvCvB,D,6、宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L.若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为 L.已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常量为G，求该星球的质量M.,7、我国于2007年10月24日，在西昌卫星发射中心，将第一颗探月卫星“嫦娥一号”成功发射升空，在经历14天的飞行后，“嫦娥一号“卫星接近月球，实施首次“制动变轨”，进入月球椭圆轨道，又经历两次“制动变轨”，最终进入离月球200km的环月预定工作轨道，开展拍摄三维影像等工作，其运动的示意图如图11所示试问：,图11,（1）“嫦娥一号”卫星在靠近月球的“制动变轨”是在预定点处启动卫星上的喷气推进器的喷气来实现的，为使“嫦娥一号”卫星从较高的椭圆轨道进入环月飞行的近月圆轨道，推进器是向前喷气还是向后喷气?,解答： 由于“嫦娥一号“从高轨道向低轨道运动是向心运动，则所需的向心力就要小于万有引力，而万有引力不变，那么速率就要减小，故推进器是向前喷气来减小速率。,（2）“嫦娥一号”卫星在环月圆轨道绕行n圈。飞行时间为t已知月球半径为R0，月球表面处重力加速度为g0试推导卫星在环月圆轨道上运行时离月球表面高度h的表达式,卫星在环月轨道上：,若卫星在月