万有引力与航天PPT.ppt

第4讲　万有引力与航天;;;二、万有引力定律 1．内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成_____，与它们之间距离r的二次方成______．;质点;热身体验 1.如图所示是行星m绕恒星M运动情况示意图，下列说法正确的是(　　) A．速度最大点是B点 B．速度最小点是C点 C．m从A到B做减速运动 D．m从B到A做减速运动;3－2.已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响，推导第一宇宙速度v1的表达式为 ________________________________________________. 4．在日常生活中我们并没有发现物体的质量随物体的运动的变化而变化，其原因是(　　) A．物体运动无法称质量 B．物体的速度远小于光速，质量变化极小 C．物体质量太大 D．物体的质量不随速度变化而变化;热身体验答案与解析;4．解析：选B.物体的速度接近光速时，质量变化较为明显,速度小时，质量变化不明显，故B正确．;;即时应用1　据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍．不考虑自转效应，该行星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的1.6倍，由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为(　　) A．0.5　　　　　　　　　　B．2 C．3.2 D．4;3．卫星运动中的机械能 (1)只在万有引力作用下卫星绕中心天体做匀速圆周运动和沿椭圆轨道运动，机械能均守恒，这里的机械能包括卫星的动能、卫星(与中心天体)的引力势能． (2)质量相同的卫星，圆轨道半径越大，动能越小，势能越大，机械能越大．;即时应用3　(2012·高考四川卷)今年4月30日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8×107 m．它与另一颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为4.2×107 m)相比(　　) A．向心力较小 B．动能较大 C．发射速度都是第一宇宙速度 D．角速度较小;即时应用4　关于在轨卫星，下列说法正确的是(　　) A．周期T＝24 h的卫星都是同步卫星 B．同步卫星相对地面静止，则它的速度等于赤道上物体的速度 C.近地卫星的速度、加速度都大于同步卫星的速度、加速度 D．所有极地卫星的周期都相同 解析：选C.T＝24 h的卫星不一定在同步轨道上，故A错；同步卫星的角速度与地球自转的角速度相等，由v＝ω·r知同步卫星的速度大，故B错；近地卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以近地卫星的速度、加速度大，故C正确；不同极地卫星的轨道半径不同，周期也不同，故D错．;;【答案】　B;;【答案】　C 【方法总结】　解决卫星运动参量问题必须明确两点：一是卫星绕地球做匀速圆周运动；二是卫星所需向心力是由地球对它的万有引力提供．;考点3　卫星的变轨问题 如图所示，北京飞控中心对“天宫一号”进行轨道调整，使其进入预定的交会对接轨道，等待“神舟九号”到来，要使“神舟九号”与“天宫一号”交会，并最终实施对接，“神舟九号”为了追上“天宫一号”(　　) A．应从较低轨道上加速 B．应从较高轨道上加速 C．应在从同空间站同一轨道上加速 D．无论在什么轨道上只要加速就行;【答案】　A 【规律总结】　卫星从一个稳定轨道变到另一个稳定轨道,称为变轨，即变轨问题，此过程不满足F向＝F万，应结合离心运动和近心运动的知识以及能量守恒定律去解决．当卫星速度减小时F向＜F万，卫星做近心运动而下降，此时F万做正功，使卫星速度增大，变轨成功后可在低轨道上稳定运动；当卫星速度增大时，与此过程相反．;易错辨析　　 混淆同步卫星、近地卫星、地球赤 道上物体的运动特点;【答案】B;思维建模　　　　 双星模型 【范例】　(14分)如图，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动①，星球A和B两者中心之间的距离为L②.已知A、B的中心和O三点始终共线③，A和B分别在O的两侧．引力常量为G. (1)求两星球做圆周运动的周期． (2)在地月系统中，若忽略其他星球的影 响，可以将月球和地球看成上述星球A 和B，月球绕其轨道中心运行的周期记 为T1.但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2.已知地球和月球的质量分别为5.98×1024 kg和7.35×1022 kg.求T2和T1两者平方之比．(结果保留3位小数);寻规探法 批注①：两星球做圆周运动的向心力由它们之间的万有引力提供； 批注②：两星球圆周运动的半径之和为L； 批注③：关键点：两星球的周期(角速度)相等．;【建模感悟】