高中物理 第六章 万有引力与航天本章整合课件 新人教版必修2.ppt

本章整合 本章知识可分为四个组成部分 第一部分 人类对行星运动规律的认识 第二部分 万有引力定律 第三部分 万有引力定律的应用 第四部分 经典力学的成就和局限性 一 人类对行星运动规律的认识 二 万有引力定律 三 万有引力定律的应用 四 经典力学的成就和局限性 一 二 三 一 解决天体运动问题的思路解决天体运动的基本思路 1 将天体运动视为匀速圆周运动 2 万有引力提供向心力 根据已知条件灵活选择合适的表达式 3 关于地球卫星的问题 有时还会应用gm gr2做代换 一 二 三 例1 我国成功发射的探月卫星嫦娥三号 在环月圆轨道绕行n圈所用的时间为t 月球半径为r0 月球表面处重力加速度为g0 1 请推导出嫦娥三号卫星离月球表面高度的表达式 一 二 三 一 二 三 一 二 三 变式训练1已成为我国首个人造太阳系小行星的嫦娥二号 2014年2月再次刷新我国深空探测最远距离纪录 超过7000万公里 嫦娥二号是我国探月工程二期的先导星 它先在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动 运行周期为t 然后从月球轨道出发飞赴日地拉格朗日l2点 物体在该点受日 地引力平衡 进行科学探测 若以r表示月球的半径 引力常量为g 则 一 二 三 答案 b 一 二 三 二 人造卫星稳定运行时 各运动参量的分析1 卫星稳定运动时各运动参量即随着轨道半径的增大 卫星的向心加速度 线速度 角速度均减小 周期增大 2 两种特殊卫星 1 近地卫星 卫星轨道半径约为地球半径 受到的万有引力近似为重力 故有 2 地球同步卫星 相对于地面静止 它的周期t 24h 所以它只能位于赤道正上方某一确定高度h 故地球上所有同步卫星的轨道均相同 但它们的质量可以不同 一 二 三 例2 静止 在赤道上空的地球同步气象卫星把广阔视野内的气象数据发回地面 为天气预报提供准确 全面和及时的气象资料 设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍 下列说法中正确的是 一 二 三 答案 c 一 二 三 变式训练2嫦娥二号环月飞行的高度为100km 所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的嫦娥一号更加详实 若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动 运行轨道如图所示 则 a 嫦娥二号环月运行的周期比嫦娥一号大b 嫦娥二号环月运行的线速度比嫦娥一号小c 嫦娥二号环月运行的向心加速度比嫦娥一号大d 嫦娥二号环月运行的向心力与嫦娥一号相等 一 二 三 答案 c 一 二 三 三 人造卫星的发射 变轨与对接1 发射问题要发射人造卫星 动力装置在地面处要给卫星以很大的发射初速度 且发射速度v v1 7 9km s 人造卫星做离开地球的运动 当人造卫星进入预定轨道区域后 再调整速度 使f引 f向 即从而使卫星进入预定轨道 2 变轨问题如图所示 一般先把卫星发射到较低轨道1上 然后在p点点火 使卫星加速 让卫星做离心运动 进入轨道2 到达q点后 再使卫星加速 进入预定轨道3 回收过程 与发射过程相反 当卫星到达q点时 使卫星减速 卫星由轨道3进入轨道2 当到达p点时 再让卫星减速进入轨道1 再减速到达地面 一 二 三 3 对接问题如图所示 飞船首先在比空间站低的轨道运行 当运行到适当位置时 再加速运行到一个椭圆轨道 通过控制使飞船跟空间站恰好同时运行到两轨道的相切点 便可实现对接 一 二 三 例3 多选 2016年中国发射天宫二号空间实验室 并发射神舟十一号载人飞船和天舟一号货运飞船 与天宫二号交会对接 天宫二号从酒泉卫星发射中心发射升空 由长征运载火箭将飞船送入近地点为a 远地点为b的椭圆轨道上 b点距离地面的高度为h 地球的中心位于椭圆的一个焦点上 天宫二号飞行几周后进行变轨进入预定圆轨道 如图所示 已知天宫二号在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t 引力常量为g 地球半径为r 则下列说法正确的是 一 二 三 a 天宫二号从b点沿椭圆轨道向a点运行的过程中 引力为动力b 天宫二号在椭圆轨道的b点的向心加速度大于在预定圆轨道上b点的向心加速度c 天宫二号在椭圆轨道的b点的速度大于在预定圆轨道上的b点的速度d 根据题目所给信息 可以计算出地球质量 一 二 三 解析 天宫二号从b点沿椭圆轨道向a点运行的过程中 速度在变大 故受到的地球引力为动力 所以a正确 在b点天宫二号产生的加速度都是由万有引力产生的 因为同在b点万有引力大小相等 故不管在哪个轨道上运动 在b点时万有引力产生的加速度大小