高三物理一轮精品课件 4.4万有引力与航天课件 新人教版.ppt

第4节万有引力与航天 乘积 二次方 两球心间的距离 质点到球心间的距离 二 三种宇宙速度1 第一宇宙速度 环绕速度 v1 是人造地球卫星的最小速度 也是人造地球卫星绕地球做圆周运动的速度 2 第二宇宙速度 脱离速度 v2 是使物体挣脱引力束缚的最小发射速度 3 第三宇宙速度 逃逸速度 v3 是使物体挣脱引力束缚的最小发射速度 1 三种宇宙速度均指发射速度 不要误认为是环绕速度 2 任何星体都有对应的宇宙速度 以上三种宇宙速度是对地球而言的 7 9km s 11 2km s 发射 最大 地球 16 7km s 太阳 运动状态 相同的 增大的 不同的 1 关于地球的第一宇宙速度 下列表述正确的是 a 第一宇宙速度又叫环绕速度b 第一宇宙速度又叫脱离速度c 第一宇宙速度跟地球的质量无关d 第一宇宙速度跟地球的半径无关 答案 a 2 关于地球的同步卫星下列说法正确的是 a 所有地球的同步卫星一定处于赤道的正上方 但不一定在同一个圆周上b 所有地球的同步卫星离地面的高度相同 但不一定位于赤道的正上方c 所有地球的同步卫星的向心加速度 线速度 角速度 周期一定相同d 所有地球同步卫星的向心加速度大小 线速度大小 角速度和周期一定相等解析 同步卫星高度一定 故a错 同步卫星都在赤道面内 故b错 向心加速度 线速度都是矢量 故c错 d对 答案 d 3 在日常生活中我们并没有发现物体的质量随物体的运动的变化而变化 其原因是 a 运动物体无法称质量b 物体的速度远小于光速 质量变化极小c 物体质量太大d 物体质量不随速度变化而变化 答案 b 4 2011年高考山东理综 甲 乙为两颗地球卫星 其中甲为地球同步卫星 乙的运行高度低于甲的运行高度 两卫星轨道均可视为圆轨道 以下判断正确的是 a 甲的周期大于乙的周期b 乙的速度大于第一宇宙速度c 甲的加速度小于乙的加速度d 甲在运行时能经过北极的正上方 答案 ac 应用万有引力定律分析天体的运动 例1 天文学家新发现了太阳系外的一颗行星 这颗行星的体积是地球的4 7倍 质量是地球的25倍 已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1 4小时 引力常量g 6 67 10 11n m2 kg2 由此估算该行星的平均密度为 a 1 8 103kg m3b 5 6 103kg m3c 1 1 104kg m3d 2 9 104kg m3 答案 d 答案 a 人造卫星与双星问题 1 卫星绕地球运行的最小周期约为85分钟 2 人造地球卫星绕地球运行时 处于失重状态 并不是不受重力作用 是因为重力完全用来提供向心力 例2 土星周围有许多大小不等的岩石颗粒 其绕土星的运动可视为圆周运动 其中有两个岩石颗粒a和b与土星中心的距离分别为ra 8 0 104km和rb 1 2 105km 忽略所有岩石颗粒间的相互作用 结果可用根式表示 1 求岩石颗粒a和b的线速度之比 2 求岩石颗粒a和b的周期之比 3 土星探测器上有一物体 在地球上重为10n 推算出它在距土星中心3 2 105km处受到土星的引力为0 38n 已知地球半径为6 4 103km 请估算土星质量是地球质量的多少倍 思路点拨 根据万有引力提供向心力 向心力公式选择涉及线速度 周期的公式求比可得 1 2 两问 根据万有引力公式及万有引力和重力的关系可得 3 问 答案 bd 卫星的在轨运行和变轨问题 例3 2010年高考江苏卷 2009年5月 航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后 在a点从圆形轨道 进入椭圆轨道 b为轨道 上的一点 如图所示 关于航天飞机的运动 下列说法中正确的有 a 在轨道 上经过a的速度小于经过b的速度b 在轨道 上经过a的动能小于在轨道 上经过a的动能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 思路点拨 解决本题需要注意以下三点 1 由开普勒定律判断卫星在椭圆轨道上运行时的速度变化和周期 2 卫星变轨时 在不同轨道上的机械能不同 轨道半径越大机械能越大 3 加速度大小的判断可根据万有引力大小来确定 答案 abc 3 2011年高考全国卷 我国 嫦娥一号 探月卫星发射后 先在 24小时轨道 上绕地球运行 即绕地球一圈需要24小时 然后 经过两次变轨依次到达 48小时轨道 和 72小时轨道 最后奔向月球 如果按圆形轨道计算 并忽略卫星质量的变化 则在每次变轨完成后与变轨前相比 a 卫星动能增大 引力势能减小b 卫星动能增大 引力势能增大c 卫星动能减小 引力势能减小d 卫星动能减小 引力势能增大 答案 d 答案 ac 答案 acd 3 2011年高考北京理综 由于通信和广播等方面的需要 许多国家发射了地球同步轨道卫星 这些卫星的 a 质量可以不同b 轨道半径可以不同c 轨道平面可以不同d 速率可以不同 答案 a 4 2010年高考新课标全国卷 太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道 下列四幅图是用来描述这些行星运动所遵从