2012高一物理课件 5.2 万有引力定律的应用 10（鲁科版必修2）.pptVIP

万有引力定律的应用 发射卫星的条件 关于第一宇宙速度 第一宇宙速度（环绕速度） v1=7.9 km/s 第一宇宙速度是理想情况下地面上成功发射卫星的最小速度 根据能量守恒定律可知，发射卫星时卫星能量越大，轨道越高 在地球引力范围内 当发射速度 卫星的变轨问题 卫星的变轨问题 卫星的变轨问题 卫星的变轨问题 宇宙速度 第一宇宙速度（环绕速度） v1=7.9 km/s，是人造地球卫星的最小发射速度，也是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大速度. 第二宇宙速度（脱离速度） v2=11.2 km/s，是使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度. 第三宇宙速度（逃逸速度） v3=16.7 km/s，是使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度. * * 人造卫星系列问题 地球上的物体要达到多大的速度才能发射成为地球的卫星？ v1 F引 在地球表面上的物体所受的万有引力大小可以认为和重力大小相等 v=7.9km/s v7.9km/s v7.9km/s 例1、在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，求卫星运动的线速度，周期，加速度。 卫星所受万有引力提供向心力 某同学给出了如下的解题过程 试分析同学的解答是否正确？如果错误，请做出正确解答，并指出造成错误的原因。 用M、m分别表示地球和卫星的质量，用R表示地球半径，r表示人造卫星的轨道半径，可以得到： 得出几个重要的结论 如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星，a和b的质量相同而小于c的质量，下列说法中正确的是（ 　 ） A．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度 B．b、c的周期相等，且大于a的周期 C．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 D．b所需的向心力最小 ABD P Q 卫星在近地轨道上的P点开启发动机，向高轨道变轨，卫星应该采取什么措施？ 在P点变轨后能否直接进入更高的圆轨道？ 变轨瞬间，万有引力不变 变高轨——离心运动 “供不应求” 变低轨——向心运动 “供过于求” v3 v1 P 1 v2 Q 2 v4 3 试比较卫星在1，2，3三处轨道上变轨前后，机械能，势能和动能的大小关系 例2、设卫星在近地轨道上的动能为Ek1，势能Ep1，机械能E1；在轨道2上的P点的动能为Ek2，势能Ep2，机械能E2；在轨道2上的Q点的动能为Ek3，势能Ep3，机械能E3；在同步轨道上的动能为Ek4，势能Ep4，机械能E4 v3 v1 P 1 v2 Q 2 v4 3 轨道1：Ek1，Ep1，E1； P 点：Ek2，Ep2，E2； Q 点：Ek3，Ep3，E3； 轨道3：Ek4，Ep4，E4 总能量：E4E3=E2E1 势 能：Ep4=Ep3Ep2=Ep1 动 能：Ek2Ek1Ek4Ek3 思考： 随着r变大，an ，T ，v，ω，Ep ，Ek ，E的变化情况 归纳： 随着r变大， T， Ep，E 增大 an，v，ω，Ek 减小 【巩固】“神舟六号”顺利发射升空后，在离地面345km的圆轨道上运行了108圈。运行中需要进行多次“轨道维持”。所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定运行。如果不进行轨道维持，由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力，轨道高度会逐渐降低，在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能变化情况将会是 ( )　 A.动能、重力势能和机械能都逐渐减小 B.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能不变 C.重力势能逐渐增大,动能逐渐减小,机械能不变 D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐减小 D 例3、已知质量为m的物体在质量为M的星球上的万有引力势能 (以无穷远处势能为零，G为引力常量， ，r表示物体到该星球中心的距离)．只要物体在星球表面具有足够大的速度，就可以脱离该星球的万有引力而飞离星球(即到达势能为零的地方)．这个速度叫做第二宇宙速度． 解： 由于只有重力做功, 所以其机械能守恒．设物体刚 好能离开星球,就是说它到达势能为零点时的速度 刚好也是零.由动能的减少等于势能的增加，可得 （1）试求该星球的第二宇宙速度 例3、已知质量为m的物体在质量为M的星球上的万有引力势能 (以无穷远处势能为零，G为引力常量， ，r表示物体到该星球中心的距离)．只要物体在星球表面具有足够大的速度，就可以脱离该星球的万有引力而飞离星球(即到达势能为零的地方)．这个速度叫做第二宇宙速度． （2）一旦第二宇宙速度的大小超过了光速，则该星球上的任何物体(