高中物理第5章第2、3节万有引力定律的应用人类对太空的不懈追求.ppt

第 5 章,考向一,理解教材新知,第 2、3 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,考向三,知识点三,抛出速度,人造卫星与宇宙速度,卫星,万有引力,图521,2宇宙速度 (1)第一宇宙速度大小为 ，也叫环绕速度。 (2)第二宇宙速度大小为 ，也叫脱离速度。 (3)第三宇宙速度大小为 ，也叫逃逸速度。,7.9 km/s,11.2 km/s,16.7 km/s,1恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒” 中子星，中子星的半径较小，一般在720 km，但它的密度大得惊人。若某中子星的密度为1.21017 kg/m3，半径为10 km，那么该中子星上的第一宇宙速度约为(G6.671011 Nm2/kg2) ( ) A7.9 km/s B16.7 km/s C2.9104 km/s D5.8104 km/s,答案：D,预测未知天体,1.海王星的发现 在观测天王星时，发现其实际轨道与万有引力计算的轨道不吻合，并由此预测存在另一行星，这就是后来发现的 。 2意义 巩固了 的地位，展现了科学理论超前的预见性。,海王星,万有引力定律,2探测器探测到土星外层上有一个环。为了判断它是土星 的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来确定，下列判断中正确的是 ( ) 若v R，则该环是土星的一部分 若v 2R，则该环是土星的卫星群,答案： D,A B C D,人类对太空的探索,1.两种学说,地球,地球,太阳,太阳,匀速圆周,第谷,2牛顿的大综合 牛顿在前人研究的基础上，逐步建立了 ，是物理学的第一次大综合，形成了以 为基础的力学体系。,万有引力定律,牛顿三大运动定律,3关于天体的运动，下列说法中正确的是 ( ) A由于地心说符合人们的日常经验，所以地心说是正 确的 B太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动 C天体运动是最完美、和谐的匀速圆周运动 D日心说以太阳为中心来考虑天体运动，许多问题都可 以解决，行星运动的描述也变得简单了,解析：人们由于受主客观条件的限制，往往会在对自然界的认识中产生片面性、甚至错误的认识。地心说由于只是从简单的日常经验出发因而不能正确描述天体运动，故是错误的，A、B选项错；日心说的发展经历了从观测到理论总结，再观测、再总结的过程，基本上正确地描述了天体的运动规律，故D对；开普勒在前人对行星运动的记录基础上，经过长时间的观测和分析，在尊重事实的基础上，提出了行星绕太阳的轨道是椭圆，而不是圆，故C错。 答案：D,例1 如图522所示为赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B和地球同步卫星C的运动示意图，若它们的运动都可视为匀速圆周运动，则比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是 ( ),卫星运动中v、T、a与半径r的关系,图5 2 2,A三者的周期关系为TAaBaC 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vA vB vC 思路点拨 明确A、B、C三个研究对象不同的轨道及运动规律，利用控制变量的方式分析。,答案 C,1上例题中，若地球的平均密度为，万有引力常量为G， 若要使物体A对地球表面的压力为零，则地球自转的周期 应为多少？,卫星变轨问题分析,例2 发射地球同步卫星时，先将卫星 发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭 圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同 步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3 相切于P点(如图523)，则当卫星分别在 1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是( ) A卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度,图523,C卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度 思路点拨 解答此题时应注意以下两点： (1)地球卫星的线速度、角速度由运行半径决定。 (2)加速度的大小取决于卫星受到的合力。,答案 B,2012年6月17日发射的“神舟”九号飞船要完成与环绕地球运转的轨道的“天宫”一号空间站对接，则 ( ) A可以从较低轨道上加速 B可以从较高轨道上加速 C可以从与空间站同一高度轨道上加速 D无论在什么轨道上，只要加速都行 解析：宇宙飞船加速时，由于飞船受到的万有引力不足以提供飞船需要的向心力，因而飞船就会发生离心现象。所以，要使飞船与空间站对接，可以从较低轨道上加速。 答案：A,例3 如图524所示，质量分别为 m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O 点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之 间的距离为L。已知A、B的中心和O三点始 终共线，A和B分别在O的两侧。引力常量为G。 图524 (1)求两星球做圆周运动的周期。 (2)在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行的周期记,双星模型的分析与计算,为T1。但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2。已知地球和月球的质量分别为5.981024 kg和7.351022 kg。 求T2与T1两者平方之比。(结果保留三位小数) 思路点拨 解此题应抓住两点： (1)正确建立双星运行模型，区分轨道半径和距离。 (2)双星间的万有引力充当向心力，而且双星之间具 有相同的周期。,借题发挥 (1)双星做匀速圆周运动的角速度必相等，因此周期也必然相同。 (2)由于每颗星球的向心力都是由双星间相互作用的万有引力提供的，因此向心力大小必然相等。 (3)列式时需注意：万有引力定律表达式中的r表示双星间的距离，即两个圆周的半径之和，而向心力表达式中的r表示它们各自做圆周运动的半径，千万不可混淆。,2上例题中，若月球和地球可视为双星系统，它们绕月地 连线上某点O做匀速圆周运动，已知m月M地180，则月球与地球