2013届高三物理一轮复习课件(粤教版)：第4章第4节万有引力定律及其应用.pptVIP

1.(单选)(2011?全国卷Ⅰ)我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球．如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比( ) A．卫星动能增大，引力势能减小 B．卫星动能增大，引力势能增大 C．卫星动能减小，引力势能减小 D．卫星动能减小，引力势能增大 D 【解析】 周期变长，表明轨道半径变大，速度减小，动能减小，引力做负功故引力势能增大，选D. * 第4节 万有引力定律及其应用 【例1】地球同步卫星在现代民用和国防建设中有着重要的作用，同步卫星都位于地球赤道上空的同一轨道上，高度为h=3.6×104km处，神舟七号在距地面高度为341km高度绕地轨道飞行时，翟志刚成功地完成了出舱活动，已知地球半径为R=6.4×103km，试求神舟七号此时的绕地飞行周期． 对开普勒定律的理解 【点评】 根据开普勒定律，所有行星运行轨道都是在以太阳为焦点的椭圆轨道上，但在某些题目的运算中，我们可以近似地认为这些天体运行轨道是圆．这是一个突出主要因素，忽略次要因素的理想方法．理想方法是物理学习中常用的一种方法．本题另一个特点就是有些隐含信息如同步卫星的周期为24h，这是从生活实践中提取信息的命题，高考此类命题较多． 【例2】地球是人类的摇篮，但人类不能永远生活在摇篮之中，火星成了近年人类探索的星球之一，火星和地球都是球体，假设火星的质量M1与地球的质量为M2之比为M1/M2=p，火星的半径和地球的半径之比R1/R2=q，求它们表面的重力加速度之比． 万有引力定律的理解和应用 【点评】 在应用万有引力定律求解问题时经常用到比例的形式，这种方法可以最大限度减少计算量、提高解题速度，另外，历史上在没有测出引力常数之前，求解相关问题都是运用比例的形式来实现． 5．不会比较不同卫星的线速度、角速度、周期、加速度等，利用表达式判定某两个量间的关系时，应保证其他量不变． 6．不理解第一宇宙速度是近地卫星的线速度，也是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，而发射这样的卫星耗能最小． 【例3】如图4-4-1所示，一颗轨道位于赤道所在平面、运行方向与地球自转方向相同的人造卫星，其圆形轨道半径为地球半径R的两倍，设地球自转的角速度为ω0，若某时刻卫星通过地面上A点的正上方，求从这时刻起到它下一次到达A点正上方所需要的时间．(已知地球表面的重力加速度为g) 图4-4-1 出现上述错误判断的根本原因在于，误认为物体随地球自转的角速度与物体绕地球表面做圆周运动时(近地卫星)的角速度相等．事实上，地面上的物体随地球自转时，万有引力的一个分力提供向心力，另一分力产生重力；而绕地球表面做圆周运动时则万有引力完全提供向心力，故绕地球表面做圆周运动时的向心力远远大于随地球自转的情况，其角速度也大于地球自转的角速度．因此，不能直接比较卫星角速度与地球自转角速度的大小，而可转换研究对象，比较卫星与地球同步卫星的角速度大小，则可知该卫星角速度比地球大． 【纠错心得】 此题在考试中的出错率极高，少数做对的同学也是碰巧．此题用到了“黄金代换”，而正是未透彻把握“代换”的条件才极易导致错误．可见，加强对概念规律的辨析、弄清适用的条件及范围是拿高分的前提． 题型一　估算天体的质量和密度 (1)请判断上面的结果是否正确，并说明理由．如不正确，请给出正确的解法和结果； (2)请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果． 【解析】 本题的条件分为三组：(1)月球：周期T1轨道半径r，(2)同步卫星：周期T2，轨道半径R+h，(3)地球表面上的物体：重力加速度为g，地球半径R，自转周期T2. 跟踪训练1　(单选)下列哪组数据不可以计算出地球质量( ) A．已知地球的半径R和地球的重力加速度g B．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和周期T C．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的周期T D．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T C 题型二　有关卫星轨道问题 【切入点】本题考查对第一宇宙速度的理解及推导过程． 【答案】B 【思维拓展】对于一些估算题题目中已知条件一般较少(如本题可以不给出地球表面的第一宇宙速度7.9km/s)，那就要求充分利用一些已知常量，如地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，地球的半径R=6.4×103km，地球自转周期T=24h，月球绕地球运转的周期为27.3d等． 跟踪训练2　(单选)(广东卷)如图4-4-2是“嫦娥一号”奔月示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力