高三物理一轮复习（考情解读+知识通关+题型突破+能力提升）专题5 万有引力与航天课件.ppt

目录contents 考情精解读 考点1 考点2 考点3 a 知识全通关 b 题型全突破 考法1 考法2 考法3 考法4 c 能力大提升 方法 模型 考法5 考法6 考点7 考情精解读 考纲解读 命题趋势 命题规律 物理专题五万有引力与航天 知识体系构建 考试大纲 1 2 3 万有引力定律及其应用 经典时空观和相对论时空观 环绕速度 4 第二宇宙速度和第三宇宙速度 考纲解读 命题规律 命题趋势 知识体系构建 近三年同类题型高考实况 物理专题五万有引力与航天 考纲解读 命题规律 继续学习 1 热点预测天体匀速圆周运动模型 双星模型 卫星发射与变轨问题等是高考对本专题考查的热点 题型以选择题为主 分值为6分 2 趋势分析专题内容与人造卫星 载人航天 探月计划等热点话题密切相关 考查频率也越来越高 考生要引起注意 命题趋势 知识体系构建 物理专题五万有引力与航天 考纲解读 命题规律 命题趋势 知识体系构建 返回目录 物理专题五万有引力与航天 知识全通关 考点1万有引力定律的理解 继续学习 一 开普勒行星运动定律 物理专题五万有引力与航天 继续学习 二 万有引力定律1 万有引力定律 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 2 引力常量 继续学习 物理专题五万有引力与航天 返回目录 3 对万有引力定律的理解 物理专题五万有引力与航天 继续学习 考点2万有引力定律的应用 物理专题五万有引力与航天 返回目录 物理专题五万有引力与航天 继续学习 考点3卫星运行参量的分析与比较 物理专题五万有引力与航天 继续学习 2 极地卫星和近地卫星 1 极地卫星运行时每圈都经过南北两极 由于地球自转 极地卫星可以实现全球覆盖 2 近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星 其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径 其运行线速度约为7 9km s 3 两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心 物理专题五万有引力与航天 继续学习 3 同步卫星的六个 一定 物理专题五万有引力与航天 继续学习 4 三种宇宙速度 物理专题五万有引力与航天 返回目录 物理专题五万有引力与航天 题型全突破 继续学习 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 继续学习 考法示例1 考法示例1继美国发射可重复使用的运载火箭之后 印度称其正在设计可重复使用的宇宙飞船 预计在2030年发射 这项技术将使印度在太空领域占有优势 假设某飞船沿半径为r的圆周轨道绕地球运行 其周期为t 地球半径为r0 该飞船要返回地面时 可在轨道上某点a处将速率降到适当数值 从而沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行 椭圆与地球表面的b点相切 如图所示 求该飞船由a点运行到b点所需的时间 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 返回目录 涉及椭圆轨道运动周期的问题 在中学物理中 常用开普勒第三定律求解 但该定律只能用在同一中心天体的两星体之间 如绕太阳运行的两行星之间或绕地球运行的两卫星之间 而对于一颗行星和一颗卫星比较时不能用开普勒第三定律 开普勒第三定律不仅适用于天体沿椭圆轨道运动 也适用于天体沿圆轨道运动 突破攻略 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 考法示例2 继续学习 物理专题五万有引力与航天 返回目录 突破攻略 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 继续学习 3 人造卫星的发射速度与运行速度之间的大小关系 11 2km s v发 7 9km s v运 4 距地面越高的卫星运行速度越小 向距地面越高的轨道发射卫星越困难 向越高的轨道发射卫星时 火箭克服地球对它的引力所做的功越多 因此所需的发射速度越大 二 两个半径 天体半径和轨道半径有何区别 1 在中学物理中通常把天体看成球体 天体半径就是对应的球体的半径 反映了天体的大小 2 轨道半径是指围绕中心天体运行的天体做圆周运动时的圆形轨道的半径 说明 天体运行的轨道半径总大于中心天体的半径 当天体贴近中心天体表面运动时 可近似认为轨道半径等于中心天体的半径 物理专题五万有引力与航天 继续学习 三 两个向心加速度 物体随地球自转的向心加速度和卫星绕地球运行的向心加速度有何区别 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 继续学习 考法示例3 物理专题五万有引力与航天 返回目录 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 继续学习 考法示例4 物理专题五万有引力与航天 返回目录 物理专题五万有引力与航天 继续学习 考法透析5卫星变轨及对接问题一 变轨人造地球卫星发射过程要经过多次变轨 如图所示 我们从以下几个方面讨论 1 变轨原理及过程 1 为了节省能量 在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道 上 2 卫星在a点点火加速 由于速度变大 万有引力不足以提供卫星在轨道 上做圆周运动的向心力 卫星做离心运动进入椭圆轨道 3 在b点 远地点 再次点火加速进入圆形轨道 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 继续学习 二 对接航天器与宇宙空间站的 对接 实际上就是两个做匀速圆周运动的物体的追赶问题 本质仍然是卫星的变轨运行问题 要使航天器与宇宙空间站成功 对接 必须让航天器在较低轨道上加速 通过 速度v的增大 所需向心力增大 航天器做离心运动 轨道半径r增大 升高轨道 的系列变速 从而完成航天器与宇宙空间站的对接 物理专题五万有引力与航天 继续学习 考法示例5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和2相切于q点 轨道2和3相切于p点 设卫星在轨道1和轨道3上正常运行的速度和加速度分别为v1 v3和a1 a3 在轨道2上经过p点时的速度和加速度分别为v2和a2 且卫星分别在1 2 3轨道上正常运行时的周期分别为t1 t2 t3 以下说法正确的是a v1 v2 v3b v1 v3 v2c a1 a2 a3d t1 t2 t3 考法示例5 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 突破攻略 返回目录 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 继续学习 考法示例6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 0 地球表面的重力加速度为g o为地心 1 求卫星b的运行周期 2 如卫星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 考法示例6 物理专题五万有引力与航天 返回目录 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 继续学习 考法示例7 物理专题五万有引力与航天 返回目录 物理专题五万有引力与航天 能力大提升 继续学习 方法等效思想在解题中的应用 物理专题五万有引力与航天 继续学习 示例8 示例8如图所示 在半径为r的铅球中挖出一个球形空穴 空穴直径为r且与铅球相切 并通过铅球的球心 在未挖出空穴前铅球质量为m 求挖出空穴后的铅球与距铅球球心距离为d 质量为m的小球 可视为质点 间的万有引力 思路分析由于题目中没有告知距离d与球的半径r之间的关系 因此不能把挖出球形空穴后的铅球看成质点 故不能直接利用万有引力定律公式来计算引力的大小 但是 可以用填补法求解 即先把挖去的部分 补 上 使其成为半径为r的完整球体 再根据万有引力定律公式 分别计算出半径为r的球体和补上的球体对小球的万有引力 最后两引力相减即可得到答案 物理专题五万有引力与航天 返回目录 物理专题五万有引力与航天 继续学习 模型双星和多星问题 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物理专题五万有引力与航天 继续学习 示例9如图所示 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点始终共线 a和b分别在o点的两侧 引力常量为g 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为t2 已知地球和月球的质量分别为5 98 1024kg和7 35 1022kg 求t2与t1两者的平方之比 结果保留3位小数 示例9 物理专题五万有引力与航天 继续学习 物