2013版物理全程复习方略配套(沪科版)：4.4万有引力与航天.ppt

(2)考虑①式，卫星受到的万有引力为 F= ③(2分) 由牛顿第二定律F= ④(2分) 联立③④式解得T= (2分) 答案：(1) (2) 【互动探究】在【例证2】中，若题干中再加上“已知月球的半径为R0,月球表面重力加速度为g0，不考虑月球自转的影响.”则月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为多少？ 【解析】设卫星的质量为m，月球的质量为M0 在月球表面附近，由牛顿第二定律有 得GM0=R02g0 ① 卫星做圆周运动，由牛顿第二定律有 ② 联立①②式得到v月= 同理可得v地= 故 答案： 【总结提升】人造卫星问题的解题技巧 (1)利用万有引力提供向心力的不同表述形式： ① ② (2)解决力与运动关系的思想还是动力学思想，解决力与运动的关系的桥梁还是牛顿第二定律. ①卫星的a、v、ω、T是相互联系的，其中一个 量发生变化，其他各量也随之发生变化. ②a、v、ω、T均与卫星的质量无关，只由轨道 半径r和中心天体质量共同决定． 【变式备选】(2011·天津高考)质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动.已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的( ) A.线速度v= B.角速度ω= C.运行周期T= D.向心加速度a= 【解析】选A、C．月球对探月航天器的万有引力提供探月航 天器在月球附近做匀速圆周运动所需要的向心力，根据牛顿第 二定律列方程得 =mRω2=ma，则探月航天器的线 速度为v= ,选项A正确.其加速度a= ,选项D错误.又 知，在月球附近满足 =mg，因此探月航天器的角速度 ω= ，其周期为T= 选项B错误，而选项C正确. 卫星变轨问题 【例证3】北京航天飞行控制中心对“嫦娥一号”卫星实施多次变轨控制并获得成功.首次变轨是在卫星运行到远地点时实施的，紧随其后进行的3次变轨均在近地点实施.“嫦娥一号”卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施，是为了抬高卫星近地点的轨道高度.同样的道理，要抬高远地点的高度就需要在近地点实施变轨.如图为“嫦娥一号”某次在近地点A由轨道1变轨为轨道2的示意图，下列说法中正确的是( ) A.“嫦娥一号”在轨道1的A点处应点火加速 B.“嫦娥一号”在轨道1的A点处的速度比轨道2的A点处的速度大 C.“嫦娥一号”在轨道1的A点处的加速度比在轨道2的A点处的加速度大 D.“嫦娥一号”在轨道1的B点处的机械能比在轨道2的C点处的机械能大 【解题指南】解答本题可按以下思路进行分析和判断： (1)要增大卫星的轨道半径时必须加速. (2)卫星的机械能随轨道半径的增大而增大. 【自主解答】选A.卫星要由轨道1变轨为轨道2在A处需做离心 运动，应加速使其做圆周运动所需向心力 大于地球所能 提供的万有引力 ，故A项正确、B项错误；由 =ma可知，卫星在不同轨道同一点处的加速度大小相等，C项错误；卫星由轨道1变轨到轨道2，反冲发动机的推力对卫星做正功，卫星的机械能增加，所以卫星在轨道1的B点处的机械能比在轨道2的C点处的机械能小，D项错误. 【总结提升】卫星变轨时半径的变化，根据万有引力和所需向 心力的大小关系判断；稳定在新轨道上的运行速度变化由v= 判断.对易错选项及错误原因具体分析如下： 第4讲 万有引力与航天 考点1 万有引力定律 1.内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积________，跟它们的距离的二次方_________ 2.公式：F=_______，其中G为引力常量，G=6.67× 10-11 N·m2/kg2，由卡文迪许扭秤实验测定. 成正比 成反比 3.适用条件：两个_________的相互作用. (1)质量分布均匀的球体间的相互作用，也可用本定律来计 算，其中r为________________. (2)一个质量分布均匀的球体和球外一个质点之间的万有引力 也适用，其中r为____________________. 质点之间 两球心间的距离 质点到球