万有引力定律在天体运动中应用.ppt

高三物理二轮复习课时教学案 万有引力定律在天体运动中的应用 万有引力定律及其应用 Ⅱ 环绕速度 Ⅱ 第二宇宙速度和第三宇宙速度 Ⅰ 【考题规律剖析】 演变趋势： 环绕模型——变轨模型 圆轨道——椭圆轨道 定量计算——定性判断 【知识网络】 例1、设地球的半径为R0 ，质量为m的卫星在距地面R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g0，则以下说法错误的是（ ） A.卫星的线速度为 B.卫星的角速度为 C.卫星的加速度为 D.卫星的周期 归纳总结： 例2．发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是（ ） A．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 B．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 C．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 D．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 当 时,卫星做向心运动,其轨道半径r变小,由于万有引力做正功,因而速度越来越大。 当 时,卫星做离心运动,其轨道半径r变大,由于万有引力做负功,因而速度越来越小. 针对训练2：（2011聊城一中高三期末）我国于2010年10月1日成功发射了月球探测卫生“嫦娥二号”CE-2，CE-2在椭圆轨道近月点Q完成近月拍摄任务后，到达椭圆轨道的远月点P变轨成圆形轨道，如图所示，忽略地球对CE-2的影响，则CE-2 （ ） A．在由椭圆轨道变成圆形轨道过程中机械能不变 B．在由椭圆轨道变成圆形轨道过程中线速度增大 C．在Q点的线速度比沿圆轨道运动的线速度大 D．在Q点的加速度比沿圆轨道运动的加速度大 考点三：与机械能相结合的综合问题 2、（2011年临沂一模）火星表面特征非常接近地球，适合人类居住．近期，我国宇航员王跃正与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动．已知火星半径是地球半径的 ，质量是地球质量的 ，自转周期也基本相同．地球表面重力加速度是 g ,若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是:（ ） A．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受的万有引力的 倍 B．火星表面的重力加速度是 C．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的 倍 D．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是 3、（2011年济南一模）2010年1月17日，我国成功发射北斗COMPASS—G1地球同步卫星.据了解这已是北斗卫星导航系统发射的第三颗地球同步卫星.则对于这三颗已发射的同步卫星，下列说法中正确的是 （ ） A. 它们的运行速度大小相等，且都小于7.9 km/s B. 它们运行周期可能不同 C. 它们离地心的距离可能不同 D. 它们的向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 4、随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点．假设深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的l/2．则下述判断正确的有( ) A．在地面上所受重力为G的物体，在该外星球表面上所受重力变为2 G B．该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍 C．该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期 D．该外星球上从某高处自由落地时间是地面上同一高处自由落地时间的 倍 * * * * * * * * * * * * * 命题特点： 以实际卫星为背景，变轨+环绕模型，多角度设问，定性分析为主 考点一：卫星线速度、角速度、周期与轨道半径的关系问题 拓展延伸：1、速度、角速度、周期、加速度与轨道半径的关系？ C 2、若G已知，能否求出地球的质量? 卫星呢？如能，密度呢？ 针对训练1、两颗质量之比 的人造地球卫星，只在万有引力的作用之下环绕地球运转.如果它们的轨道半径之比 ，那么它们的动能之比 为（ ） A. 8：1 B. 1：8 C. 2：1 D. 1：2 B 考点二：人造天体的发射与变轨问题 BD 拓展延伸：如何