鲁科版必修二 万有引力定律的应用 课件（42张）.pptx

人类的飞天梦想 嫦娥奔月 敦煌壁画 飞天 外国人的 飞天 梦 300年前的设想 300多年前 牛顿提出设想 地球 探究一 以多大的速度抛出一个物体 它才会绕地球表面运动不会落下来 已知 6 67 10 11n m2 kg2 地球质量m 5 98 1024kg 地球半径r 6400km 300年前的设想 法一 万有引力提供向心力 法二 重力提供向心力 一 宇宙速度 第一宇宙速度 环绕速度 由此可见 v1 7 9km s这就是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的最小速度 中心天体 地球 如果发射速度大于7 9km s 而小于11 2km s 那么它绕地球运动的轨道是什么呢 地球 一 宇宙速度 v1 7 9km s 一 宇宙速度 第二宇宙速度 脱离速度 如果速度继续增加 v2 11 2km s时 它就会克服地球的引力 永远离开地球 成为绕太阳运动的一颗人造行星 中心天体 太阳 一 宇宙速度 第三宇宙速度 逃逸速度 如果速度增加到v3 16 7km s 物体就会挣脱太阳引力的束缚 飞到太阳系外 中心天体 银河 人造卫星的发射速度与环绕速度是两个不同的概念 环绕速度 是指卫星在进入环绕轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度 发射速度 指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度 并且一旦发射后就再无能量补充 一 宇宙速度 1 多选 关于第一宇宙速度 下列说法哪些是正确的 a 第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小速度b 第一宇宙速度是近地圆轨道上人造卫星的最大运行速度c 第一宇宙速度是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度d 卫星环绕地球的角速度与地球半径r成反比 bc 二 梦想成真 1 人造卫星运行的动力学方程 a v t r 地球 思考 对于绕地球运动的人造卫星 1 离地面越高 向心加速度越 2 离地面越高 线速度越 3 离地面越高 周期越 4 离地面越高 角速度越 小 大 小 小 二 梦想成真 rv ta 全部固定 t 1天 86400sh 36000kmv 3 07km s 所谓地球同步卫星 是相对于地面静止的和地球具有相同周期 角速度的卫星 同步卫星必须位于赤道平面内 且到地面的高度一定 二 梦想成真 地球同步卫星 通讯卫星 2 2013年4月26日12时13分04秒 酒泉卫星发射中心成功发射了 高分一号 卫星 高分一号 卫星是高分辨率对地观测系统的首发星 也是我国第一颗设计 考核寿命要求大于5年的低轨遥感卫星 关于 高分一号 卫星 下列说法正确的是 a 卫星的发射速度一定小于7 9km sb 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大c 绕地球运行的向心加速度比月球绕地球运行的向心加速度小d 卫星在预定轨道上没有加速度 b 3 2014 天津卷 研究表明 地球自转在逐渐变慢 3亿年前地球自转的周期约为22小时 假设这种趋势会持续下去 地球的其他条件都不变 未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比 a 距地面的高度变大b 向心加速度变大c 线速度变大d 角速度变大 a 人造卫星的运行规律 卫星绕着天体行 运行快慢距离定 距离越近它越快 距离越远越慢行 轨道圆心皆地心 同步卫星速度定 定点赤道上空行 二 梦想成真 二 梦想成真 1969年7月20日 阿波罗11号将人类送上了月球 当时 上亿人通过电视注视着走出登月舱的阿姆斯特朗 他在月球上迈出了一小步 却是人类迈出的一大步 2003年2月1日美国哥伦比亚号返仓时在大气层中解体 七名航天员全部遇难 1992年载人航天工程正式启动2003年10月15日9时 神州5号宇宙飞船在酒泉卫星中心成功发射 将第一位航天员杨利伟送入太空绕行14圈 10月16日6时23分降落在内蒙古主着陆场中国成为世界上第三个独立开展载人航天活动的国家 中国航天事业 神舟十号 神十宇航员 神舟九号 神九宇航员 内蒙古酒泉卫星发射中心 山西太原卫星发射中心 四川西昌卫星发射中心 海南文昌卫星发射中心 善于总结善于思考 5 2宇宙航行 一 宇宙速度 1 第一宇宙速度 环绕速度 v 7 9km s 中心天体 地球 2 第二宇宙速度 脱离速度 v 11 2km s 中心天体 太阳 3 第三宇宙速度 逃逸速度 v 16 7km s 中心天体 银河 注 绕地球飞行所需的最小发射速度 却是绕地球的最大飞行速度 4 多选 如图所示的圆a b c 其圆心均在地球自转轴线上 b c的圆心与地心重合 圆b的平面与地球自转轴垂直 对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言 a 卫星的轨道可能为ab 卫星的轨道可能为bc 卫星的轨道可能为cd 同步卫星的轨道一定为与b在同一平面内的b的同心圆 bcd 5 2013 天津卷 嫦娥一号 和 嫦娥二号 卫星相继完成了对月球的环月飞行 标志着我国探月工程的第一阶段已经完成 设 嫦娥二号 卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动 它距月球表面的高度为h 已知月球的质量为m 半径为r 引力常量为g 则卫星绕月球运动的向心加速度a 线速度v 6 若假定 神舟十号 飞船绕地球做匀速圆周运动 它离地球表面的高度为h 运行周期为t 地球的半径为r 自转周期为t0 由此可推知地球的第一宇宙速度为 a b c d b 7 2012 安徽卷 我国发射的 天宫一号 和 神州八号 在对接前 天宫一号 的运行轨道高度为350km 神州八号 的运行轨道高度为343km 它们的运行轨道均视为圆周 则 a 天宫一号 比 神州八号 速度大b 天宫一号 比 神州八号 周期长c 天宫一号 比 神州八号 角速度大d 天宫一号 比 神州八号 加速度大 b 8 2012 山东卷 2011年11月3日 神州八号 飞船与 天宫一号 目标飞行器成功实施了首次交会对接 任务完成后 天宫一号 经变轨升到更高的轨道 等待与 神州九号 交会对接 变轨前和变轨完成后 天宫一号 的运行轨道均可视为圆轨道 对应的轨道半径分别为r1 r2 线速度大小分别为 则等于 a b c d b 9 2007年10月24日 嫦娥一号 卫星星箭分离 卫星进入绕地球轨道 在绕地运行时 要经过三次近地变轨 12小时椭圆轨道 24小时椭圆轨道 48小时椭圆轨道 地月转移轨道 11月5日11时 当卫星经过距月球表面高度为h的a点时 再一次实施变轨 进入12小时椭圆轨道 后又经过两次变轨 最后进入周期为t的月球极月圆轨道 如图所示 已知月球半径为r 1 请回答 嫦娥一号 从轨道1变到轨道2时需要加速还是减速 从轨道iii到轨道ii呢 2 写出月球表面重力加速度的表达式 1 2 3 静力学 描述静止物体 运动学 描述物体运动 动力学 描述物体受力作用下的运动 经典力学 牛顿力学 经典力学模块分类 一 经典力学的基础 1 牛顿运动定律2 万有引力定律 二 经典力学适用条件 宏观低速 经典力学 1905年 出生于德国的美籍物理学家阿尔伯特 爱因斯坦 1879 1955 发表了狭义相对论 这个理论指出在宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度 其它任何事物 速度 长度 质量 时间 都随观察者的参考系 特定观察 而变化 相对论 一 从低速到高速 在经典力学中 物体的质量是不随运动状态改变的 但是 按照20世纪初著名物理学家爱因斯坦建立的狭义相对论 质量要随物体运动速度的增大而增大 物体的质量与运动速度的关系 式中m0是物体静止