(精品课件)万有引力与航天单元复习课

1、万有引力与航天 单元复习讲师：荆老师考点透视1天体运动的基本处理方法；考点透视知识梳理2.1.1 天体运动处理的两条基本思路（1）“天上”：万有引力提供向心力（2）“地上”：万有引力近似等于重力联系“天上”和“地下”的桥梁GF向F万一条龙：方法一：天体对其表面物体的引力近似等于物体的重力。方法二：行星运动的向心力由万有引力提供（1）运行速度：（3）向心加速度：（2）角速度：r ，减小（4）周期：r ，增大半径和轨道参量的一一对应关系2.2.1 三种宇宙速度区分：发射速度和环绕速度第一宇宙速度特点：最大的环绕速度，最小的发射速度公式第二宇宙速度（脱离速度）：11.2km/s第三宇宙速度（逃逸速度

2、）：16.7km/s7.9km/s均指发射速度（1）轨道问题：所有卫星的轨道平面圆心和地心重合（2）动力学方程：F万=F向（3）轨道参量和半径的关系：（1）特点轨道一定：轨道平面与赤道平面重合周期一定：与地球自转周期相同高度一定：角速度一定：与地球的角速度相同方向一定：与地球自转方向相同ABC（2）赤道物体（A）近地轨道卫星（B）同步卫星（C）轨道参量大小关系 项目 关系 抓住它们的联系和区别：A与C：角速度相同；B与C：由万有引力提供向心力，而A不是。 周 期 TA=TCTB 线速度 vBvCvA 角速度 A=cB 向心加速 aAaCv高高轨道到低轨道：向前喷气使卫星在该点减速，最终v低v高

3、（1）变轨实质：（2）速度分析和加速度分析：同一点上加速度相等；同一点上外轨道速度比内轨道速度大（3）同一轨道上对接：飞船先减速到低轨道再加速回原轨道“追上”空间站中的r指的是两天体之间距离中的r指的是环绕天体的轨道半径（1）（2）两r不同具体应用双星模型特点：周期、角速度相等、向心力相等.动力学方程：运动特点：半径之比等于质量的反比；速度之比等于质量的反比方法技巧3.1 天体运动问题的基本处理方法典题精析例1一卫星绕某行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v，假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N已知引力常量为G，则这颗行星的质量为

4、（）A. B. C.D.【分析】已知环绕天体的运动情况，F万=F向；已知物体二力平衡，可以联立F万=G【解析】设行星的质量为M，半径为R；卫星的质量为m1对于卫星有：静止：mg星=N 在星球表面：解得：BR易错警示：只能求解中心天体的质量，不能求环绕天体的质量规律方法技巧3.2 卫星问题典题精析例2关于人造地球卫星，下列说法正确的是（）A卫星距离地面越高，卫星的速度就越大B卫星距离地面越高，卫星的周期就越大C卫星做匀速圆周运动的速度大于第一宇宙速度D地球同步卫星只能在赤道的正上方，但离地心的距离可以按需要选择不同的值【分析】本题考查了卫星的轨道参量和半径的关系；第一宇宙速度的理解；同步卫星的五

5、个“一定”.【解析】由万有引力提供向心力可知：半径越大，速度、角速度、向心加速度越小；周期越大.可知A项错误，B项正确.由第一宇宙速度是最大的环绕速度，最小的发射速度可知C项错误.由同步卫星轨道半径，离地面高度等五个量一定，可知D项错误B3.2 卫星问题典题精析例32008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟下列判断正确的是（）A飞船变轨前后的机械能相等B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C飞船在此圆轨道上运动的

6、角度速度大于同步卫星运动的角速度D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度BC【分析】抓住变轨问题的速度分析，加速度分析.【解析】轨道越高，机械能越大，可知A项错；在圆轨道上F万=F向，处于完全失重状态，B项正确；半径越大，角速度越小，可知C项正确；同一点加速度相同可知D项错误.处理卫星运动问题抓住中心思想：F万=F向，灵活选择向心力的表达式是关键在讨论T和r关系时还可以使用开普勒第三定律.规律方法技巧小试身手1地球同步卫星离地心距离为r1，环绕速率为v1 ，加速度大小为a1 ，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a2，第一宇宙速度为v，地球半径为R，则下列关系正确的是（）ABC. D.BD2冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7:1，同时绕它们连线上某点0点做匀速圆周运动由此可知，冥王星绕0点运动的（）A备考指津类型1：行星绕恒星运动类型2：卫星绕行星运动类型3：探月卫