（人教版）物理必修二：第6章《万有引力与航天》章末整合课件（共20张PPT）

1、第第6章万有引力与航天章万有引力与航天 章末整合章末整合高中物理高中物理必修必修2人教版人教版哈尔滨师范大学附属中学哈尔滨师范大学附属中学 物理组物理组万万有有引引力力与与航航天天大大“我能算出天体运行的轨道，却算不出人性的贪婪。我能算出天体运行的轨道，却算不出人性的贪婪。” 万万有有引引力力与与航航天天马克斯马克斯普朗克普朗克 阿尔伯特阿尔伯特爱因斯坦爱因斯坦物理学家，哲学家，数学家，政治家 一、处理天体问题的基本思路及规律一、处理天体问题的基本思路及规律1天体问题的两步求解法天体问题的两步求解法(1)建立一个模型：天体绕中心天体做匀速圆周运动，万有建立一个模型：天体绕中心天体做匀速圆周运动

2、，万有引力提供向心力，即：引力提供向心力，即：F万万F向向2人造卫星的向心加速度、线速度、角速度、周期与半径的人造卫星的向心加速度、线速度、角速度、周期与半径的关系关系【例例1】“嫦娥二号嫦娥二号”环月飞行的高度环月飞行的高度为为100 km，所探测到的有关月球的，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为数据将比环月飞行高度为200 km的的“嫦娥一号嫦娥一号”更加详实若两颗卫星更加详实若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图运行轨道如图1所示则所示则()图图1A“嫦娥二号嫦娥二号”环月运行的周期比环月运行的周期比“嫦娥一号嫦娥一号”大大B“嫦娥

3、二号嫦娥二号”环月运行的线速度比环月运行的线速度比“嫦娥一号嫦娥一号”小小C“嫦娥二号嫦娥二号”环月运行的向心加速度比环月运行的向心加速度比“嫦娥一号嫦娥一号”大大D“嫦娥二号嫦娥二号”环月运行的向心力与环月运行的向心力与“嫦娥一号嫦娥一号”相等相等答案答案C征服月球二、人造卫星的有关问题二、人造卫星的有关问题1发射速度与环绕速度发射速度与环绕速度2两类运动两类运动稳定运行和变轨运行稳定运行和变轨运行3两种特殊卫星两种特殊卫星(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 GMmR2mv2Rmg.(2)地球同步卫星：相对于地面静止，它的周期 T24 h，所以它只能位于

4、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同步卫星1同步卫星2【例例2】用用m表示地球通讯卫星表示地球通讯卫星(同步卫星同步卫星)的质量，的质量，h表示它表示它离地面的高度，离地面的高度，R0表示地球的半径，表示地球的半径，g0表示地球表面处的表示地球表面处的重力加速度，重力加速度，0表示地球自转角速度，则通讯卫星所受地表示地球自转角速度，则通讯卫星所受地球对它的万有引力的大小为球对它的万有引力的大小为 ()答案答案BC【例例3】“静止静止”在赤道上空的地球同步气象卫星把广阔视野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

5、、全面和及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倍，下列说法中正确的是 ()答案答案C【例例4】如图如图2所示，发射同步卫星的所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在的圆轨道，然后在P点变轨，进入椭点变轨，进入椭圆形转移轨道圆形转移轨道(该椭圆轨道的近地点该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的为近地圆轨道上的P，远地点为同步，远地点为同步圆轨道上的圆轨道上的Q)，到达远地点，到达远地点Q时再次时再次图图2变轨

6、，进入同步轨道设卫星在近地圆轨道上运行的速率变轨，进入同步轨道设卫星在近地圆轨道上运行的速率为为v1，在椭圆形转移轨道的近地点，在椭圆形转移轨道的近地点P点的速率为点的速率为v2，沿转，沿转移轨道刚到达远地点移轨道刚到达远地点Q时的速率为时的速率为v3，在同步轨道上的速，在同步轨道上的速率为率为v4，三个轨道上运动的周期分别为，三个轨道上运动的周期分别为T1、T2、T3，则下列说法正确的是则下列说法正确的是 ()A在在P点变轨时需要加速，点变轨时需要加速，Q点变轨时要减速点变轨时要减速B在在P点变轨时需要减速，点变轨时需要减速，Q点变轨时要加速点变轨时要加速CT1T2T3Dv2v1v4v3答案答案CD三、双星系统问题三、双星系统问题两颗靠的很近的恒星称为双星，这两颗星必定以相同的角两颗靠的很近的恒星称为双星，这两颗星必定以相同的角速度绕两者连线上的某一点转动才不至于由于万有引力的速度绕两者连线上的某一点转动才不至于由于万有引力的作用而吸引在一起特点：作用而吸引在一起特点：做圆周运动所需向心力相等做圆周运动所需向心力相等(等于相互的万有引力等于相互的万有引力)；角速度相等；角速度相等；半径之和等于半径之和等于它们之间的距离，它们之间的距离，r1r2l.【例例5】冥王星与其附近的星体卡戎可视为双星系统，质量冥王星