【60天冲刺】2012年高考二轮三轮总复习专题学案课件第1单元-力与运动专题（大纲专用）.pptVIP

专题四 │ 主干知识整合 三、天体问题分析 1．一般情况下，我们将天体的运动简化为匀速圆周运动，且轨道平面的圆心与环绕星球的中心重合，天体运动的向心力由天体所受的万有引力提供：　　　　　　　　　　　　　　 ＝mωv ＝ma. 2．天体运动的模型(以人造地球卫星为例) 当卫星稳定运行时，轨道半径r越大，则卫星环绕速v________、角速度ω______、运行周期T________、所受万有引力________、其向心加速度________；同一圆周轨道内正常运行的所有卫星的速度、角速度、周期、向心加速度均相等． 越小 越小 越大 越小 越小 专题四 │ 主干知识整合 3．三种特殊卫星 (1)近地卫星：沿半径约为地球半径的轨道运行的地球卫星．其发射速度与环绕速度相等，均等于第一宇宙速度，v＝7.9 km/s. (2)同步卫星：运行时相对于地面静止，T＝24 h；同步卫星只有一个运行轨道，它一定位于赤道正上方，且距地面高度为h≈3.6×104 km，运行时的速率v≈3.1 km/s. (3)极地卫星：指轨道经过地球南北极极点的卫星，侦察卫星和气象卫星一般是极地卫星． 要点热点探究 专题四 │ 要点热点探究 ?　探究点一　万有引力定律及其应用 (1)研究重力加速度g随离地面高度h的变化情况：物体的重力近似为地球对物体的引力，即mg＝　　　　　　所以重力加速度g＝　　　　　　可见，g随h的增大而减小． (2)求天体的质量和密度：通过某天体的卫星的运动周期T和轨道半径r就可以求出天体的质量M；通过某天体表面的重力加速度g和天体半径R也可以求出天体的质量M.求得天体质量自然就可以求天体密度． 专题四 │ 要点热点探究 例1　据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55 Cancrie”，该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的　　，母星的体积约为太阳的60倍．假设母星与太阳密度相同，“55 Cancrie”与地球均做匀速圆周运动，则“55 Cancrie”与地球的(　　) A．轨道半径之比约为 B．轨道半径之比约为 专题四 │ 要点热点探究 【点拨】 (1)题中提到的母星质量是太阳质量的多少倍？(2)知道母星质量和周期，能求得哪些信息？ C．向心加速度之比约为 D．向心加速度之比约为 专题四 │ 要点热点探究 专题四 │ 要点热点探究 【点评】　万有引力定律的另一重要应用就是天体估算问题，这是一类常见高考题型．引起估算的原因主要是以下几方面：(1)把天体运动视为匀速圆周运动这一模型化处理引起的估算；(2)忽略星球自转引起的估算；(3)数据处理中进行的估算；(4)题目中给出的近似数据引起的估算等等．例如下面变式题． 专题四 │ 要点热点探究 　　　天文学家发现了太阳系外的一颗行量，这颗行星的体积是地球的5倍，质量是地球的25倍．已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，由此估算该行星的平均密度最接近为(　　) A．2.0×103 kg/m3 B．6.0×103 kg/m3 C．1.0×104 kg/m3 D．3.0×104 kg/m3 专题四 │ 要点热点探究 例1　变式题　D 　【解析】　由近地卫星万有引力提供向心力可知　　　　　　　　(R为地球半径)，　　　　　联立可得：ρ＝　　　解得地球的密度ρ1≈6.0×103 kg/m3，而该行星的体积是地球的5倍，质量是地球的25倍，则该行星的平均密度ρ2＝5ρ1＝3.0×104kg/m3，选项D正确． 专题四 │ 要点热点探究 ?　探究点二　人造地球卫星 研究人造卫星运动时，我们进行了以下近似：地球是不动的，卫星以地球球心为圆心做匀速圆周运动；卫星只受地球的万有引力作用，这个引力提供人造卫星环绕地球做圆周运动的向心力．其动力学方程为：　　　　　　　　　　　　　　 进而得到卫星的线速度、角速度、加速度、周期和轨道半径的关系： 专题四 │ 要点热点探究 专题四 │ 要点热点探究 例2 [2011·课标全国卷] 卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送．如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105 km，运行周期约为27天，地球半径约为6400 km，无线电信号的传播速度为3×108 m/s)(　　) A．0.1 s　　B．0.25 s　　C．0.5 s　　D．1 s 【点拨】　(1)同步卫星到地面的距离为多少？(2)从发出信号到接收信号的过程，无线电信号传播的路程是多少？ 专题四 │ 要点热点探究 例2　B　【解析】　设地球半径为R，月球、同步卫星绕地球运动的轨道半径分别为r1、r2，周期分别