高中物理 第4單元　萬有引力與航天課件 新人教版必修2.ppt

一、開普勒行星運動定律,第4單元 萬有引力與航天,溫馨提示 (1)開普勒三定律雖然是根據(jù)行星繞太陽的運動總結(jié)出來的，但也適用于衛(wèi)星繞行星的運動 (2)開普勒第三定律中的k是一個與運動天體無關(guān)的量，只與被環(huán)繞的中心天體有關(guān),二、萬有引力定律 1內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的 成正比，與它們之間距離r的 成反比 2公式：F ，其中G6.67×1011N·m2/kg2，稱為引力常量 3計算公式的適用條件：可視為質(zhì)點的物體間的萬有引力的計算 4特殊情況 (1)兩質(zhì)量分布均勻的球體間的相互作用，也可用本定律來計算，其中r為 (2)一個質(zhì)量分布均勻的球體和球外一個質(zhì)點間的萬有引力也適用，其中r為 ,乘積,二次方,兩球心間的距離,質(zhì)點到球心間的距離,三、三種宇宙速度 溫馨提示 (1)三種宇宙速度均指發(fā)射速度，不要誤認為是運行速度 (2)任何星體都有對應的宇宙速度，以上三種宇宙速度是對地球而言的,四、經(jīng)典時空觀和相對論時空觀 1經(jīng)典時空觀 (1)在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量是不隨 而改變的 (2)在經(jīng)典力學中，同一物理過程發(fā)生的位移和對應時間的測量結(jié)果在不同的參考系中是 ,運動狀態(tài),相同的,增大的,不同的,答案：AB,2關(guān)于地球的同步衛(wèi)星下列說法正確的是( ) A所有地球的同步衛(wèi)星一定處于赤道的正上方，但不一定在同一個圓周上 B所有地球的同步衛(wèi)星離地面的高度相同，但不一定位于赤道的正上方 C所有地球的同步衛(wèi)星的向心加速度、線速度、角速度、周期一定相同 D所有地球同步衛(wèi)星的向心加速度大小、線速度大小、角速度和周期一定相等 解析：同步衛(wèi)星高度一定，故A錯；同步衛(wèi)星都在赤道面內(nèi)，故B錯；向心加速度、線速度都是矢量，故C錯、D對 答案：D,3最近，科學家通過望遠鏡看到太陽系外某一恒星有一行星，并測得它圍繞該恒星運行一周所用的時間為1 200年，它與該恒星的距離為地球到太陽距離的100倍假定該行星繞恒星運行的軌道和地球繞太陽運行的軌道都是圓周，僅利用以上兩個數(shù)據(jù)可以求出的量有( ) A恒星質(zhì)量與太陽質(zhì)量之比 B恒星密度與太陽密度之比 C行星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比 D行星運行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比,答案：AD,要點一 應用萬有引力定律分析天體的運動 1天體運動的分析方法,例1 天文學家新發(fā)現(xiàn)了太陽系外的一顆行星這顆行星的體積是地球的4.7倍，質(zhì)量是地球的25倍已知某一近地衛(wèi)星繞地球運動的周期約為1.4小時，引力常量G6.67×1011 N·m2/kg2，由此估算該行星的平均密度最接近( ) A1.8×103 kg/m3 B5.6×103 kg/m3 C1.1×104 kg/m3 D2.9×104 kg/m3,答案 D,答案：B,4雙星問題 天文學家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運行的兩顆恒星稱為雙星雙星運動有以下幾個特點： (1)角速度相同； (2)圓心相同，軌道半徑之和等于兩者間距； (3)彼此之間的萬有引力提供向心力 溫馨提示 人造地球衛(wèi)星繞地球運行時，處于失重狀態(tài)，并不是不受重力作用，是因為重力完全用來提供向心力,例2 (10分)已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響 (1)推導第一宇宙速度v1的表達式； (2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運行周期T.,答案：B,要點三 衛(wèi)星的在軌運行和變軌問題 1衛(wèi)星的軌道,例3 北京航天飛行控制中心對“嫦娥一號”衛(wèi)星實施多次變軌控制并獲得成功首次變軌是在衛(wèi)星運行到遠地點時實施的，緊隨其后進行的3次變軌均在近地點實施“嫦娥一號”衛(wèi)星的首次變軌之所以選擇在遠地點實施，是為了抬高衛(wèi)星近地點的軌道高度同樣的道理，要抬高遠地點的高度就需要在近地點實施變軌如圖為“嫦娥一號”某次在近地點A由軌道1變軌為軌道2的示意圖，下列說法中正確的是( ) A“嫦娥一號”在軌道1的A點處應點火加速 B“嫦娥一號”在軌道1的A點處的速度比軌道2的A點處的速度大,C“嫦娥一號”在軌道1的A點處的加速度比在軌道2的A點處的加速度大 D“嫦娥一號”在軌道1的B點處的機械能比在軌道2的C點處的機械能大 思路點撥 解答本題可按以下思路進行分析和判斷： (1)要增大衛(wèi)星的軌道半徑時必須加速 (2)衛(wèi)星的機械能隨軌道半徑的增大而增大,答案 A,答案：C,