一轮--万有引力与航天课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高三物理一轮复习,万有引力与航天,夏邑高中,-,汪领峰,高三物理一轮复习,天体的基本问题,估算天体的质量和密度,求卫星运行的线速度、角速度、周期、卫星表面的重力加速度等等,卫星的发射、变轨、回收问题,双、三、四星问题,万有引力定律,知识网络图,当前的社会热点问题,解决天体问题,的基本方法,星球探测,问题,天体的基本问题估算天体的质量和密度求卫星运行的线速度、角速度,一,.,基础知识点,知识点一,、万有引力定律及其应用,1,内容：,自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量,m,1,和,m,2,的乘积,成正比,，与它们之间距离,r,的平方,成反比,。,2,表达式：,G,为引力常量：,G,6.67,10,11,Nm,2,/kg,2,。,3,适用条件,(1),公式适用于,质点,间的相互作用。当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可视为质点。,(2),质量分布均匀的球体可视为质点，,r,是,两球心间,的距离。,知识点二,、环绕速度,1,第一宇宙速度又叫,环绕速度,。,2,第一宇宙速度是人造地球卫星在,地面附近,绕地球做匀速圆周运动时具有的速度。,3,第一宇宙速度是人造卫星的,最大环绕,速度,，也是人造地球卫星的,最小发射,速度,.,一.基础知识点知识点一、万有引力定律及其应用,知识点三,、第二宇宙速度和第三宇宙速度,知识点三、第二宇宙速度和第三宇宙速度,1.(,多选,),如图所示，三颗质量均为,m,的地球同步卫星等间隔分布在半径为,r,的圆轨道上，设地球质量为,M,，半径为,R,。下列说法正确的是,(BC,),1.(多选)如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布,万有引力基本题型,一.解决天体运动问题的中心思想,1.建模,：,把环绕天体或卫星绕中心天体的运行，理想化为匀速圆周运动.,利用F,万,=F,n,列方程求解,2.两条思路：,（1）物体在天体表面,（不考虑天体的自转,）或天体表面附近,（2）.利用环绕天体的运动参量（v、,、T、n、a,n,）等利用F,万,=F,n,列方程求解,万有引力基本题型一.解决天体运动问题的中心思想1.建模：2.,3.常见的几个关系式,设中心天体质量M，环绕天体质量m，环绕轨道半径r.,环绕天体的运动参量,v、,，T、a,n,均是轨道半径r的函数.,3.常见的几个关系式环绕天体的运动参量,4,卫星的轨道,(1),赤道轨道：卫星的轨道在赤道平面内，同步卫星就是其中的一种。,(2),极地轨道：卫星的轨道过南北两极，即在垂直于赤道的平面内，如极地气象卫星。,(3),其他轨道：除以上两种轨道外的卫星轨道，且轨道平面一定通过地球的球心。,3,同步卫星的六个,“,一定,”,4卫星的轨道,类型一、环绕天体运动参量的比较,1.2016,年,10,月,17,日，我国利用长征二号,FY11,运载火箭成功将“神舟十一号”载人飞船送入,离地面高度约为,393km,的轨道,。已知,地球半径约为,6400km,。若将“神舟十一号”飞船的运行轨道视为圆轨道，则,与地球同步卫星相比，“神舟十一号”飞船的,(,)A,周期大,B,角速度小,C,线速度大,D,向心加速度小,类型一、环绕天体运动参量的比较1.2016年10月17日，我,2,.如图所示为,赤道上随地球自转的物体A,、赤道上空的,近地卫星B,和地球的,同步卫星C,的运动示意图，若它们的运动都可视为匀速圆周运动，则比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是（）,A三者的周期关系为T,B,T,C,=T,A,B三者向心加速度大小关系为a,A,a,B,a,C,C三者角速度的大小关系为,A,=,B,=,C,D三者线速度的大小关系为V,A,V,B,V,C,分析：,1.明确各物体向心力的来源，,向心力的来源不同，遵循的规律不同,.,2.同步卫星是比较,赤道上的物体,和,环绕天体,的,桥梁,.,A,C,B,A,2.如图所示为赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B,C,B,A,CBA,2.知环绕天体的运行参量求中心天体的质量M,以上各式,只能求解中心天体的质量M,而不能求解环绕天体的质量m.,类型二、中心天体质量和密度的估算,2.知环绕天体的运行参量求中心天体的质量M以上各式只能求解中,求中心天体的密度,知近地卫星的运行周期T求中心天体的密度,设中心天体质量M、半径R，近地环绕卫星公转周期T，质量m,求中心天体的密度知近地卫星的运行周期T求中心天体的密度设中心,1.,我国,“,嫦娥二号,”,月球探测器在绕月球成功运行之后，为进一步探测月球的详细情况,，又发射了,一颗绕月球,表面,飞行的科学,试验卫星,假设卫星绕月球做圆周运动，月球绕地球也做圆周运动，且轨道都在同一平面内,已知卫星绕月球运动周期T,0,，地球表面处的,重力加速度g，地球半径R,0,，,月心与地心间的距离r,，引力常量G，试求：,(1)月球的平均密度 (2)月球绕地球运转的周期T.,分析：（1）求月球的密度：把月球视作中心天体，利用绕月卫星的运动参量求解.,分析：（2）求月球的周期：地球为中心天体，月球为环绕天体.,F,万,=F,n,和密度公式的搭配应用,黄金代换式的巧妙搭配应用,1.我国“嫦娥二号”月球探测器在绕月球成功运行之后，为进一步,2.,天文学家新发现了太阳系外的,一颗行星,这颗行星的,体积是地球的,4.7,倍,，,质量是地球的,25,倍,已知某一,近地卫星绕地球运动的周期约为,1.4,小时,，引力常量,G,6.6710,11,N,m,2,/kg,2,，由此估算该行星的平均密度约为,(,),A,1.810,3,kg/m,3,B,5.610,3,kg/m,3,C,1.110,4,kg/m,3,D,2.910,4,kg/m,3,D,2.天文学家新发现了太阳系外的一颗行星这颗行星的体积是地球,ABD,ABD,黄金代换式的应用,黄金代换式的应用,5.,若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近,相同的高度处、以相同的速率平抛,一物体，它们,在水平方向运动的距离之比为,2,，已知该,行星质量约为地球的,7,倍,，地球的半径为,R,。由此可知，该行星的半径约为,(,),5.若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、,6.,如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从,北纬,60,的正上方按图示方向第一次运行到南纬,60,的正上方时所用,时间为,1h,，则下列说法正确的是,(,),A该卫星的运行速度一定大于7.9 km/s,B该卫星与同步卫星的运行速度之比为12,C该卫星与同步卫星的运行半径之比为14,D该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能,6.如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极,7.,据报道，目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器。探测器升空后，先在,近地,轨道上以,线速度,v,环绕地球,飞行，再调整速度进入地火转移轨道，最后再一次调整速度以,线速度,v,在火星表面附近,环绕飞行。若认为地球和火星都是质量分布均匀的球体，,已知火星与地球的半径之比为,1,2,，密度之比为,5,7,，设火星与地球表面重力加速度分别为,g,和,g,，下列结论正确的是,(,),7.据报道，目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器。探测器升,特点：,1.,以相同的角速度，绕同一圆心转动。,2.,二者间距,L=r,1,+r,2,.,3.,向心力由二者之间的万有引力提供,0,m,1,m,2,r,1,r,2,类型三、双星和多星问题,特点：1.以相同的角速度，绕同一圆心转动。0m1m2r1r,1,.宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至于因万有引力的作用吸引到一起.设,二者的质量分别为m和M,，,两者相距为L,，运动情景如图所示.求：,(1)双星的轨道半径之比；,(2)双星的线速度之比；(3)双星的角速度.,三星问题,1.宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线上的,2.银河系的恒星中大约四分之一是双星，某双星由质量不等的星体S,1,和S,2,构成，两星在相互之间的万有引力作用下饶两者连线上,某一点C,做匀速圆周运动，由天文观测得其,周期为T,，S,1,到C点的距离为,R,1,，S,1,和S,2,的距离为,R,已知万有引力常量为G，由此可求出S,2,的质量为（）,S,1,S,2,C,2.银河系的恒星中大约四分之一是双星，某双星由质量不等的星体,再见！,再见！,