高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力 第4讲 万有引力与航天课件 新人教版.ppt

走向高考 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 曲线运动万有引力 第四章 第4讲万有引力与航天 第四章 1 掌握万有引力定律的内容 公式及应用 2 理解环绕速度的含义并会求解 3 了解第二和第三宇宙速度 开普勒三定律 椭圆 扫过的面积 公转周期的二次方 焦点 万有引力定律 6 67 10 11n m2 kg2 人造卫星 匀速圆周 1 第一宇宙速度 环绕速度 指人造卫星近地环绕速度 它是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度 是人造卫星的最小发射速度 其大小为v1 km s 宇宙速度 7 9 2 第二宇宙速度在地面上发射物体 使之能够脱离地球的引力作用 成为绕太阳运动的人造行星或飞到其他行星上去所必需的最小发射速度 其大小为v2 km s 3 第三宇宙速度在地面上发射物体 使之能够脱离太阳的引力范围 飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度 其大小为v3 km s 11 2 16 7 概念 相对地面 的卫星为同步卫星 基本特征 周期为地球自转周期t 轨道在赤道平面内 运动的角速度与地球的自转角速度 高度h一定 轨道和地球赤道为共面同心圆 卫星运行速率一定 同步卫星 静止 24h 相同 4 在地球上 若汽车的速度达到7 9km s 则汽车将飞离地面 5 嫦娥三号 探测器绕月球做匀速圆周运动 变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动 则周期较小的轨道半径一定较小 答案 c 答案 c 解析 牛顿提出了万有引力定律 卡文迪许测定了引力常量的数值 万有引力定律适用于任何物体之间 万有引力的发现 揭示了自然界一种基本相互作用的规律 选项a b错误c正确 地球绕太阳在椭圆轨道上运行 在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是不相同的 选项d错误 答案 a 解决天体圆周运动问题的基本思路 思路引导 1 卫星的向心力由什么力提供 2 物体所受的重力与万有引力的大小关系是怎样的 答案 1 卫星的向心力由万有引力提供 2 物体所受的重力与万有引力大小近似相等 答案 bcd 答案 b 卫星运行参量的比较与计算 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 答案 c 答案 a 航天器的变轨问题 2 卫星轨道的突变 由于技术上的需要 有时要在适当的位置短时间内启动飞行器上的发动机 使飞行器轨道发生突变 使其进入预定的轨道 如图所示 发射同步卫星时 可以分多步过程完成 1 先将卫星发送到近地轨道 2 使其绕地球做匀速圆周运动 速率为v1 变轨时在p点点火加速 短时间内将速率由v1增加到v2 使卫星进入椭圆形的转移轨道 3 卫星运行到远地点q时的速率为v3 此时进行第二次点火加速 在短时间内将速率由v3增加到v4 使卫星进入同步轨道 绕地球做匀速圆周运动 c 在轨道 上运动的周期小于在轨道 上运动的周期d 在轨道 上经过a的加速度小于在轨道 上经过a的加速度思路引导 1 如何比较周期大小 2 如何比较加速度大小 答案 abc c 如不加干预 天宫一号的轨道高度将缓慢降低d 航天员在天宫一号中处于失重状态 说明航天员不受地球引力作用答案 bc 分不清楚公转和自转 解析 本题中涉及三个物体 其已知量排列如下地球同步卫星 轨道半径r 运行速率v1 加速度a1地球赤道上的物体 轨道半径r 随地球自转的向心加速度a2 答案 ad 误区警示 地球赤道上的物体随地球自转时 受到两个力的作用 一个是地球的万有引力 另一个是地面的支持力 这两个力的合力提供物体做圆周运动的向心力 在赤道上 地球的万有引力绝大部分用来提供重力 少部分用来提供向心力 地球的卫星只受到万有引力一个力 万有引力提供卫星做圆周运动的向心力 答案 d 双星或多星模型 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 双星系统模型有以下特点 答案 b 答案 b 答案 bd a 在着陆前的瞬间 速度大小约为8 9m sb 悬停