河北省高考物理一轮复习（万有引力定律）5.3 人造卫星 宇宙速度课件 新人教版.ppt

导 李仕才 导 5 3人造卫星宇宙速度 本节任务 宇宙速度 区分发射速度和环绕速度 双星问题 导 三种宇宙速度 1 三种宇宙速度 发射速度 导 区别发射速度和环绕速度 1 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 被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度 进入运动轨道 2 环绕速度 是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度 当卫星 贴着 地面运行时 运行速度等于第一宇宙速度 导 注意 卫星的实际环绕速度一定小于发射速度 牛顿的设想过程 导 3min 1 组成星球的物质靠引力吸引在一起随星球自转 如果某质量分布均匀的星球自转周期为t 万有引力常量为g 为使该星球不至于瓦解 该星球的密度至少是 2 双星系统中 o点离质量较大的星体较远 若在o点放一物体 则物体受两星体的万有引力合力为零 双星的质量一定 双星间距离越大 其转动周期越大 3 例 此双星系统中体积较小成员能 吸食 另一颗体积较大星体的表面物质 假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变 判断 它们做圆周运动的万有引力保持不变 它们做圆周运动的角速度不断变小 质量较大星体圆周运动轨迹的半径变大 线速度变大 议 自由展示 展 1 能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星 2 将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个更容易 为什么 所需要的发射速度 哪一个更大 为什么 3 发射速度和卫星绕地旋转的速度是不是同一速度 发射速度大说明什么 卫星运行速度大又说明什么 4 发射探月卫星和火星探测器 发射速度为多大 5 关于第一宇宙速度 判断 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度 1 组成星球的物质靠引力吸引在一起随星球自转 如果某质量分布均匀的星球自转周期为t 万有引力常量为g 为使该星球不至于瓦解 该星球的密度至少是 2 双星系统中 o点离质量较大的星体较远 若在o点放一物体 则物体受两星体的万有引力合力为零 双星的质量一定 双星间距离越大 其转动周期越大 3 例 此双星系统中体积较小成员能 吸食 另一颗体积较大星体的表面物质 假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变 判断 它们做圆周运动的万有引力保持不变 它们做圆周运动的角速度不断变小 质量较大星体圆周运动轨迹的半径变大 线速度变大 评 2 冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统 同时绕它们连线上的o点做匀速圆周运动 o点到冥王星的距离为两者连线距离的八分之一 关于冥王星与卡戎的 a 质量之比为8 1b 向心力大小之比为1 7c 角速度大小之比为1 7d 线速度大小之比为1 7 1 某星球第一 二宇宙速度的关系 半径为r的星球 宇航员在该星球上以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的物体 不计空气阻力 经t秒后物体落回手中 在该星球表面上至少以多大的初速度水平抛出一个物体 物体将不再落回星球表面 在该星球表面上至少以多大的初速度竖直抛出一个物体 物体将不再落回星球表面 展 d 区别发射速度和环绕速度 1 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 被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度 进入运动轨道 2 环绕速度 是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度 当卫星 贴着 地面运行时 运行速度等于第一宇宙速度 评 注意 卫星的实际环绕速度一定小于发射速度 一 宇宙速度 评 8min 1 宇宙速度与运动轨迹的关系 1 v发 km s时 卫星绕地球做匀速圆周运动 2 7 9km s v发 km s 卫星绕地球运动的轨迹为椭圆 3 11 2km s v发 km s 卫星绕太阳做椭圆运动 4 v发 16 7km s 卫星将挣脱太阳引力的束缚 飞到太阳系以外的空间 7 9 11 2 16 7 评 8min p1 p2为两颗行星 距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1 s2做匀速圆周运动 图2中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a 横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方 两条曲线分别表示p1 p2周围的a与r2的反比关系 它们左端点横坐标相同 则 a p1的平均密度比p2的大b p1的 第一宇宙速度 比p2的小c s1的向心加速度比s2的大d s1的公转周期比s2的大 ac 评 展 检 整理本节内容 练一练 我国成功发射了 神舟九号 载人飞船 假设飞船绕地球做匀速圆周运动 下列正确的是 a 飞船的运行速度小于地球的第一宇宙速度b 若知道飞船运动的周期和轨道半径 再利用引力常量 就