人教版高中物理必修第二册精品课件 第7章 万有引力与宇宙航行 4 宇宙航行 (2).ppt

解析:物体做匀速圆周运动时,物体所受的合力方向一定要指向圆心,对于环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言,就要求所受的万有引力指向地心,所以选项A错误,B、C正确;对于静止卫星来说,由于相对于地球表面静止,所以静止卫星应在赤道的正上方,因此选项D正确。答案:CD3.(多选)如图所示,a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)。下列说法正确的是()4.(多选)如图所示,一飞行器围绕地球沿半径为r的圆轨道1运动。经P点时,启动推进器短时间向前喷气使其变轨,2、3是与轨道1相切于P点的可能轨道。则飞行器()A.相对于变轨前运行周期变长B.变轨后将沿轨道3运动C.变轨前、后在两轨道上经P点的速度大小相等D.变轨前、后在两轨道上经P点的加速度大小相等答案:BD解析:由于在P点推进器向前喷气,故飞行器将做减速运动,v减根据开普勒行星运动定律知,卫星轨道半径减小,则周期减小,选项A错误;因为飞行器做近心运动,轨道半径减小,故将沿轨道3运动,选项B正确;变轨前后经过P点的速度大小不相等,选项C错误;飞行器在轨道P点都是由万有引力产生加速度,因为在同一点P,万有引力产生的加速度大小相等,选项D正确。*世界各国的同步卫星都在同一轨道上吗?它们做圆周运动的向心力一定相同吗?提示:不都在同一轨道上;向心力不一定相同,各国的同步卫星质量不一定相同,受到的万有引力大小不一定相等。典例剖析(多选)如图所示,赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B、地球同步卫星C,它们的运动都可视为匀速圆周运动,比较三个物体的运动情况,以下判断正确的是()A.三者的周期关系为TATBTCB.三者向心加速度大小关系为aAaBaCC.三者角速度的大小关系为ωA=ωCωBD.三者线速度的大小关系为vAvCvB答案:CD解析:因为同步卫星转动周期与地球自转周期相同,故TA=TC,选项A错误。因为同步卫星的周期和地球自转周期相同,故ωA=ωC,根据a=rω2知,A和C的向心加速度大小关系为aAaC,选项B错误。因为A、C的角速度相同,抓住B、C间万有引力规律总结静止卫星、近地卫星和赤道上随地球自转物体的比较(1)近地卫星是轨道半径近似等于地球半径的卫星,卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。静止卫星是在赤道平面内,定点在某一特定高度的卫星,其做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。在赤道上随地球自转做匀速圆周运动的物体是地球的一部分,它不是地球的卫星,充当向心力的是物体所受的万有引力与重力之差。(2)近地卫星与静止卫星的共同点是卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供;静止卫星与赤道上随地球自转的物体的共同点是具有相同的角速度。当比较近地卫星和赤道上物体的运动规律时,往往借助静止卫星这一纽带,这样会使问题迎刃而解。学以致用设地球半径为R,A为静止在地球赤道上的一个物体,B为一颗绕地球做匀速圆周运动的近地人造卫星,C为地球的一颗同步卫星,其轨道半径为r。下列说法正确的是()D三天体的“追及”与“相遇”问题重难归纳2.初始两星在相距最近的位置,两星追上或相距最近时,两星运行的角度之差等于2π的整数倍。相距最远时,两星运行的角度之差等于π的奇数倍。天体的“追及”与“相遇”的问题,实际上是天体间运动到距离最近与最远的问题,若二者开始在相距最近的位置,那么当二者再次距离最近或第一次最远时,二者转动的角度有何特点?提示:转过角度相差2π;转过角度相差π。典例剖析太阳系中某行星A运行的轨道半径为R,周期为T,但天文学家在观测中发现,其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离,且每隔时间t发生一次最大的偏离,形成这种现象的原因可能是A外侧还存在着一颗未知行星B,它对A的万有引力引起行星A轨道的偏离。假设B的运动轨道与A在同一平面内,且与A的绕行方向相同,由此可推测未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为()D解析:由题意可知,A、B相距最近时,B对A的影响最大,每隔时间t发生一次最大的偏离,说明经过时间t后A、B再次相距规律总结轨道在同一平面内的两颗卫星之间的距离有最近和最远之分,但它们和轨道中心都处在同一条直线上。由于它们的轨道不是重合的,因此在最近和最远的相遇问题上不能通过位移或弧长相等来处理,而是通过卫星运动的圆心角来衡量,若它们初始位置和轨道中心在同一直线上,实际上内轨道上卫星所转过的圆心角与外轨道上卫星所转过的圆心角之差为π的整数倍时就是出现最近或最远的时刻。学以致用将火星和地球绕太阳的运动近似看成是同一平面内的同方向绕行的匀速圆周运动,已知火星的轨道半径r1=2.3×1011m,地球的轨道半径r2=1.5×1011m。根据你所掌握的物理