高一物理培优人教版必修2课件 第六章本章《万有引力与航天》优化总结

欢迎进入物理课堂 本章优化总结 知识网络构建 专题归纳整合 处理天体运动问题的基本思路有两条 1 利用天体做圆周运动的向心力由万有引力提供 天体的运动遵循牛顿第二定律求解 即 其中 该组公式可称为 天上 公式 2 利用天体表面的物体的重力约等于万有引力来求解 即 该式可称为 人间 公式 合起来称为 天上人间 公式 2009年高考全国卷 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 67 10 11N m2 kg2 由此估算该行星的平均密度为 A 1 8 103kg m3B 5 6 103kg m3C 1 1 104kg m3D 2 9 104kg m3 解析 近地卫星绕地球运动的向心力由万有引力提供 即 则地球的质量 又 可得地球密度为 由题意知 故 答案 D 1 第一宇宙速度 环绕速度 是指地球卫星的最小发射速度 在地面附近 卫星绕地球做圆周运动 万有引力提供向心力 而万有引力近似等于重力 所以有 即环绕速度为 R为地球半径 g是地面附近的重力加速度 此式仅适用于紧靠地面的圆轨道上运行的卫星 将g R值代入可得v1 7 9km s 且v1恒定 即发射速度为7 9km s时 卫星刚好紧靠地面的圆轨道运行 且其环绕速度为7 9km s 2 第二宇宙速度 11 2km s是指使物体挣脱地球引力的束缚 成为绕太阳运行的人造卫星 或飞到其他行星上去 的最小发射速度 3 第三宇宙速度 16 7km s是指使物体挣脱太阳引力的束缚 飞到太阳系以外的宇宙空间去的最小发射速度 4 轨道速度 人造卫星在高空沿着圆轨道或椭圆轨道运行的速度 若沿圆轨道运行 此时F向 F引 即 所以 式中M为地球质量 r为卫星与地心之间的距离 v就是卫星绕地球运行的速率 解析 设人造地球卫星的质量为m 环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为v 和T 则由万有引力提供向心力得 答案 A 卫星绕天体稳定运行时 万有引力提供了卫星做圆周运动的向心力 即 当卫星由于某种原因 其速度v突然变化时 F万和不再相等 因此不能再根据来确定v的大小 当F万 时 卫星做近心运动 当F万 时 卫星做离心运动 半径变大而v变小 当在合适位置满足时 卫星在新的轨道上又稳定运行 2010年金华十校联考 发射地球同步卫星时 先将卫星发射至近地圆轨道1 然后经点火 使其沿椭圆轨道2运行 最后再次点火 将卫星送入同步圆轨道3 轨道1 2相切于Q点 轨道2 3相切于P点 如图6 1所示 当卫星分别在1 2 3轨道上正常运行时 以下说法正确的是 A 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 解析 由得因为r3 r1 所以v3r1 所以 3 1 卫星在轨道1上经Q点时的加速度为地球引力产生的加速度 而在轨道2上经过Q点时 也只有地球引力产生的加速度 故应相等 同理 卫星在轨道2上经P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 答案 BD 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全