万有引力与航天单元复习.ppt

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1、会计学1万有引力万有引力(wn yu ynl)与航天单元复习与航天单元复习第一页，共22页。考点考点(ko din)(ko din)透视透视第1页/共21页第二页，共22页。1天体运动的基本处理天体运动的基本处理(chl)方法；方法；考点考点(ko(ko din)din)透视透视第2页/共21页第三页，共22页。知识知识(zh shi)(zh shi)梳理梳理第3页/共21页第四页，共22页。2.1.1 天体天体(tint)运动处理的两条基本思路运动处理的两条基本思路（1）“天上天上(tinshng)”：万有引力提供向心力：万有引力提供向心力（2）“地上地上(d shn)”：万有引力近似等于重

2、力：万有引力近似等于重力联系联系“天上天上”和和“地下地下”的桥梁的桥梁GF向向F万万一条龙：一条龙：第4页/共21页第五页，共22页。方法一：天体对其表面物体的引力方法一：天体对其表面物体的引力(ynl)近似等于物体的重力。近似等于物体的重力。方法二：行星方法二：行星(xngxng)运动的向心力由万有引运动的向心力由万有引力提供力提供第5页/共21页第六页，共22页。（1）运行）运行(ynxng)速度：速度：（3）向心）向心(xin xn)加速度：加速度：（2）角速度：）角速度：r，减小，减小（4）周期）周期(zhuq)：r，增大增大半径和轨道参半径和轨道参量的一一对应量的一一对应关系关系第

3、6页/共21页第七页，共22页。2.2.1 三种三种(sn zhn)宇宙速度宇宙速度区分：发射速度区分：发射速度(sd)和环绕速度和环绕速度(sd)第一第一(dy)宇宇宙速度宙速度特点：最大的环绕速度，最小的发射速度特点：最大的环绕速度，最小的发射速度公式公式第二宇宙速度（脱离速度）：第二宇宙速度（脱离速度）：11.2km/s第三宇宙速度（逃逸速度）：第三宇宙速度（逃逸速度）：16.7km/s7.9km/s均均指指发发射射速速度度第7页/共21页第八页，共22页。（1）轨道问题：所有卫星）轨道问题：所有卫星(wixng)的轨道平面圆心和地心重合的轨道平面圆心和地心重合（2）动力学方程）动力学方

4、程(fngchng)：F万万=F向向（3）轨道参量和半径）轨道参量和半径(bnjng)的关系：的关系：第8页/共21页第九页，共22页。（1）特点）特点(tdin)轨道一定：轨道平面与赤道平面重合轨道一定：轨道平面与赤道平面重合周期一定：与地球自转周期相同周期一定：与地球自转周期相同高度高度(god)一定：一定：角速度一定：与地球的角速度相同角速度一定：与地球的角速度相同方向一定：与地球自转方向相同方向一定：与地球自转方向相同ABC（2）赤道物体（）赤道物体（A）近地轨道）近地轨道(gudo)卫星（卫星（B）同步卫星（）同步卫星（C）轨道）轨道(gudo)参量大小关系参量大小关系 项目项目 关

5、系关系 抓住它们的联系和区抓住它们的联系和区别：别：A与与C：角速度相：角速度相同；同；B与与C：由万有引：由万有引力提供向心力，而力提供向心力，而A不不是。是。周周 期期 TA=TCTB 线速度线速度 vBvCvA 角速度角速度 A=cB 向心加速向心加速 aAaCv高高高轨道到低轨道：向前喷气使卫星在该点减速，最终高轨道到低轨道：向前喷气使卫星在该点减速，最终v低低v高高（1）变轨）变轨(bin u)实质：实质：（2）速度分析）速度分析(fnx)和加速度分析和加速度分析(fnx)：同一点上加速度相等；同一点上外轨道速度比内轨道速度同一点上加速度相等；同一点上外轨道速度比内轨道速度大大（3）

6、同一轨道上对接：）同一轨道上对接：飞船先减速到低轨道再加速回原轨道飞船先减速到低轨道再加速回原轨道“追上追上”空间站空间站第10页/共21页第十一页，共22页。中的中的r指的是两天体指的是两天体(tint)之间距离之间距离中的中的r指的是环绕天体指的是环绕天体(tint)的轨的轨道半径道半径（1）（2）两）两r不同具体应用不同具体应用(yngyng)双星模双星模型型特点：周期、角速度相等、向心力相等特点：周期、角速度相等、向心力相等.动力学方程：动力学方程：运动特点：半径之比等于质量的反比；速度之比等于质量的反比运动特点：半径之比等于质量的反比；速度之比等于质量的反比第11页/共21页第十二页

7、，共22页。方法方法(fngf)(fngf)技巧技巧第12页/共21页第十三页，共22页。3.1 天体运动问题的基本处理方法天体运动问题的基本处理方法典题精析典题精析例例1一卫星绕某行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为一卫星绕某行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v，假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物的物体重力，物体静止体静止(jngzh)时，弹簧测力计的示数为时，弹簧测力计的示数为N已知引力常量为已知引力常量为G，则这颗行，则这颗行星的质量为（）星的质量为（）A.B.C.D.【分析】已知环绕天体的运动情

8、况，【分析】已知环绕天体的运动情况，F万万=F向；已知物体二力平衡，可以向；已知物体二力平衡，可以联立联立F万万=G【解析】设行星的质量为【解析】设行星的质量为M，半径为，半径为R；卫星的质量为；卫星的质量为m1对于卫星有：对于卫星有：静止静止(jngzh)：mg星星=N 在星球在星球(xngqi)表面：表面：解得：解得：BR第13页/共21页第十四页，共22页。易错警示易错警示(jn sh)：只能求解中心天体只能求解中心天体(tint)的质量，不能求环绕天体的质量，不能求环绕天体(tint)的质量的质量规律规律方法方法(fngf)(fngf)技巧技巧第14页/共21页第十五页，共22页。3.

9、2 卫星问题卫星问题典题精析典题精析例例2关于人造地球卫星，下列说法正确的是（）关于人造地球卫星，下列说法正确的是（）A卫星距离地面越高，卫星的速度卫星距离地面越高，卫星的速度(sd)就越大就越大B卫星距离地面越高，卫星的周期就越大卫星距离地面越高，卫星的周期就越大C卫星做匀速圆周运动的速度卫星做匀速圆周运动的速度(sd)大于第一宇宙速度大于第一宇宙速度(sd)D地球同步卫星只能在赤道的正上方，但离地心的距离可地球同步卫星只能在赤道的正上方，但离地心的距离可以按需要选择不同的值以按需要选择不同的值【分析】本题考查了卫星的轨道参量和半径的关系；第一宇宙速【分析】本题考查了卫星的轨道参量和半径的关

10、系；第一宇宙速度度(sd)的理解；同步卫星的五个的理解；同步卫星的五个“一定一定”.【解析】由万有引力提供向心力可知：半径越大，速度【解析】由万有引力提供向心力可知：半径越大，速度(sd)、角速度角速度(sd)、向心加速度、向心加速度(sd)越小；周期越大越小；周期越大.可知可知A项错项错误，误，B项正确项正确.由第一宇宙速度由第一宇宙速度(sd)是最大的环绕速度是最大的环绕速度(sd)，最小的发射速度，最小的发射速度(sd)可知可知C项错误项错误.由同步卫星轨道半径，由同步卫星轨道半径，离地面高度等五个量一定，可知离地面高度等五个量一定，可知D项错误项错误B第15页/共21页第十六页，共22

11、页。3.2 卫星问题卫星问题典题精析典题精析例例32008年年9月月25日至日至28日我国成功实施了日我国成功实施了“神舟神舟”七号载入航天飞行并实现七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点了航天员首次出舱飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟分钟下列判断正确的是（）下列判断正确的是（）A飞船变轨前后的机械能相等飞船变轨前后的机械能相等(xingdng)B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状

12、态飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度速度BC【分析【分析(fnx)】抓住变轨问题的速度分析】抓住变轨问题的速度分析(fnx)，加速度分，加速度分析析(fnx).【解析】轨道越高，机械能越大，可知【解析】轨道越高，机械能越大，可知A项错；在圆轨道上项错；在圆轨道上F万万=F向，处于向，处于(chy)完全完全失重状态，失重状态，B项正确；半径越大，

13、角速度越小，可知项正确；半径越大，角速度越小，可知C项正确；同一点加速度相同可知项正确；同一点加速度相同可知D项错误项错误.第16页/共21页第十七页，共22页。处理卫星处理卫星(wixng)运动问题抓住中心思想：运动问题抓住中心思想：F万万=F向，灵活选择向心力的表达式是关键在讨论向，灵活选择向心力的表达式是关键在讨论T和和r关系时还可以使用开普勒第三定律关系时还可以使用开普勒第三定律.规律规律(gul)(gul)方法方法技巧技巧第17页/共21页第十八页，共22页。小试身手小试身手1地球同步卫星离地心距离为地球同步卫星离地心距离为r1，环绕速率为，环绕速率为v1，加速，加速度大小度大小(d

14、xio)为为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小速度大小(dxio)为为a2，第一宇宙速度为，第一宇宙速度为v，地球半径为，地球半径为R，则，则下列关系正确的是（）下列关系正确的是（）ABC.D.BD2冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星(shungxng)系统，质量比约为系统，质量比约为7:1，同时绕它们连线上某点，同时绕它们连线上某点 0点做匀速圆周运动由此可知，冥王星绕点做匀速圆周运动由此可知，冥王星绕 0点运动的（）点运动的（）A第18页/共21页第十九页，共22页。备考备考(biko)(biko)

15、指津指津第19页/共21页第二十页，共22页。类型类型1：行星绕恒星运动：行星绕恒星运动类型类型2：卫星绕行星运动：卫星绕行星运动类型类型3：探月卫星绕月球运动：探月卫星绕月球运动类型类型4：双星模型：双星模型命题方向命题方向以天体运动的基本以天体运动的基本类型为载体，突出类型为载体，突出物理学特点物理学特点以空间对接技术为以空间对接技术为载体，凸显理论与载体，凸显理论与实际的结合实际的结合试题考查知识能力：试题考查知识能力：牛顿运动定律、万有引力定律、圆周运动、动能定理和能量守恒定律等牛顿运动定律、万有引力定律、圆周运动、动能定理和能量守恒定律等第20页/共21页第二十一页，共22页。内容(nirng)总结会计学。（2）动力学方程：F万=F向。周期一定：与地球自转周期相同。方向一定：与地球自转方向相同。vBvCvA。aAaCaB。（2）速度分析和加速度分析：。特点：周期、角速度相等、向心力相等.。【解析】由万有引力(wn yu ynl)提供向心力可知：半径越大，速度、角速度、向心加速度越小。处理卫星运动问题抓住中心思想：F万=F向，灵活选择向心力的表达式是关键在讨论T和r关系时还可以使用开普勒第三定律.。试题考查知识能力：第二十二页，共22页。