高三物理第一轮总复习课件四曲线运动 万有引力定律.ppt

⑶第三宇宙速度:当物体的速度等于或大于16.7 km/s时，物体将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间中去，我们把v3=16.7 km/s称为第三宇宙速度，也称逃逸速度。 说明：宇宙速度是指发射速度，不是卫星的运行速度。 我国发射了绕月球运行的探月卫星“嫦娥一号”。设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的1/81，月球的半径约为地球半径的 1/4，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s，则该探月卫星绕月运行的速度约为( )A、0.4 km/s B、1.8 km/sC、11 km/s D、36 km/s 例与练 B 三、万有引力定律的应用例析 基本方法： ⑴天体运动都可以近似地看成匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供 ⑵在地面附近万有引力近似等于物体的重力 ⑴由 可得： r 越大，v 越小。 ⑵由 可得： r 越大，ω越小。 ⑶由 可得： r 越大，T越大。 ⑷由 可得： r 越大，a 向越小。 1、人造卫星的v、ω、T、a与轨道半径r的关系 （09年重庆卷）据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200Km和100Km，运动速率分别为v1和v2，那么v1和v2的比值为（月球半径取1700Km） （ ） A、 B、 C、 D、 C 例与练 同步卫星离地心距离r，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是（ ） A、 B、 C、 D、 AD 例与练 2、天体质量M、密度ρ的估算（以地球为例） ⑴若已知卫星绕地球运行的周期T 和半径 r ⑵若已知卫星绕地球运行的线速度v 和半径 r ①地球的质量： ②地球的密度（设地球半径R已知）： ①地球的质量： ②地球的密度（设地球半径R已知）： ⑶若已知卫星绕地球运行的线速度v 和周期T（或角速度ω） ⑷若已知地球半径R和地球表面的重力加速度g ①地球的质量： ②地球的密度（设地球半径R已知）： ①地球的质量： ②地球的密度（设地球半径R已知）： 某卫星在月球上空绕月球做匀速圆周运动，若已知该卫星绕月球的周期和轨道半径及引力常量，则由已知物理量可以求出（ ） A．月球的质量 B．月球的密度 C．月球对卫星的引力 D．卫星的向心加速度 AD 例与练 中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大，现有一中子星，观测到它的自转周期为T=1/30 s。问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星的稳定，不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。(引力常量 G=6.67×10-11 N·m2/kg2) 解析：设中子星的密度为?，质量为M，半径为R，自转角速度为?，位于赤道处的小物块质量为m，则有： 由以上两式得： 代入数据解得：?=1.27×1014 kg/m3。 例与练 ⑴人造卫星在圆轨道变换时，总是主动或由于其他原因使速度发生变化，导致万有引力与向心力相等的关系被破坏，继而发生近心运动或者离心运动，发生变轨。在变轨过程中，由于动能和势能的相互转化，可能出现万有引力与向心力再次相等，卫星即定位于新的圆轨道。 ⑵轨道半径越大，速度越小，动能越小，重力势能越大，但机械能并不守恒，且总机械能也越大。也就是轨道半径越大的卫星，运行速度虽小，但发射速度越大。 3、卫星变轨和卫星的能量问题 ⑶解卫星变轨问题，可根据其向心力的供求平衡关系进行分析求解 ①若 F供＝F 求，供求平衡——物体做匀速圆周运动． ②若 F 供＜F 求，供不应求——物体做离心运动． ③若 F 供＞F 求，供过于求——物体做向心运动． 卫星要达到由圆轨道变成椭圆轨道或由椭圆轨道变成圆轨道的目的，可以通过加速(离心)或减速(向心)实现． ⑷速率比较：同一点上，外轨道速率大；同一轨道上，离恒星(或行星)越近速率越大