新人教版物理必修二：第6章《习题课：天体运动》ppt课件

10、人的志向通常和他们的能力成正比例。17:25:3917:25:3917:253/17/2021 5:25:39 PM
11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.3.1717:25:3917:25Mar-2117-Mar-21
T H E E N D 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。17:25:3917:25:3917:25Wednesday, March 17, 2021
(2)从中心天体本身出发：只要知道天体表面的重力加速度 g
Mm
gR2
和半径 R，由 mg＝_G__R__2__得 M＝___G___可求出中心天体的
质量 M.
_引__力__提供向心力 ，即由GMr2 m＝ ma＝ mvr2＝
mω2r＝mr4Tπ2 2可分别得到
C．卫星分别沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动到P点的加速度不相等
D．卫星要从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，须在P点加速
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
答案 A 解析 在近日点速度较大，故A正确；在P点从轨道Ⅰ运动到 轨道Ⅱ，卫星做向心运动，需减速，故D错误；根据牛顿第 二定律，加速度大小取决于卫星受到的万有引力，在同一点 加速度是相同的，故B、C均错误．
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
二、“赤道上的物体”与“同步卫星”以及“近地卫星”的比较
赤道上的物体、同步卫星和近地卫星都近似做匀速圆周运动，
当比较它们的向心加速度、线速度及角速度(或周期)时，要注
意找出它们的共同点，然后再比较各物理量的大小．
1．赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，由v＝ωr
船)都可以看做质点，围绕中心天体(视为静止)做匀速圆周 运动． 2．两条思路 (1)在中心天体表面或附近而又不涉及中心天体自转运动 时，万有引力等于重力，即 GMRm2 ＝mg(g 表示天体表面 的重力加速度)，此式两个用途：①GM＝gR2，称为黄
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
金代换；②求 g＝GRM2 ，从而把万有引力定律与运动学公 式相结合解题． (2)天体运动的向心力来源于中心天体的万有引力，即 GMr2m＝mvr2＝mrω2＝m4Tπ2 2r＝man.
周期 T＝
4π2L3 G（m1＋m2）
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
再见
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。21.3.17
21.3.17Wednesday, March 17, 2021
高预中习物导理·学必修2·人教版
习题课 天体运动
习题课 天体运动
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
[目标定位] 1.掌握解决天体运动问题的模型及思路． 2．会分析人造卫星的变轨问题． 3．会分析双星问题．
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
1．万有引力定律的内容：自然界中任何两个物体都相互吸引， 引力的方向在它们的连线上，引力的大小跟物体的_质__量__m__1 _和__m__2_的__乘__积__ 成 正 比 、 与 它 们 之 间 _距__离__r的__二__次__方__ 成 反
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
3．卫星到达椭圆轨道与圆轨道的公切点时，卫星受到的万有 引力相同，所以加速度相同．
4．飞船对接问题：两飞船实现对接前应处于高低不同的两轨 道上，目标船处于较高轨道，在较低轨道上运动的对接船 通过合理地加速，做离心运动而追上目标船与其完成对 接．
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
【例2】 如图1所示，a为地面上的待发
射卫星，b为近地圆轨道卫星，c为地
球同步卫星．三颗卫星质量相同．三
颗卫星的线速度分别为va、vb、vc，角
速度分别为ωa、ωb、ωc，周期分别为
Ta、Tb、Tc，向心力分别为Fa、Fb、
图1
Fc，则
()
A．ωa＝ωc<ωb
B．Fa＝Fc<Fb
比．公
Gm1m2 式 F＝____r_2___．
2．中心天体质量的计算
(1)从环绕天体出发：通过观测环绕天体运动的__周__期__T__和
轨道半径
r，由__G_M_r2_m__＝m4Tπ2 2r
4π2r3 得：M＝__G__T_2__可求出中
心天体的质量 M.
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
受的万有引力相等，在圆轨道 1 上引力刚好等于向心力，即 F＝mrv21.而在椭圆轨道 2 上卫星做离心运动，说明引力不足以
提供卫星以 v2 速率运行时所需的向心力，即 F＜mrv22，所以
v2＞v1.
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
卫星在椭圆轨道 2 上运行到远地点 P 时，根据机械能守恒可 知此时的速率 v2′＜v2，在 P 点卫星沿椭圆轨道 2 运行与沿 着圆轨道 3 运行时所受的地球引力也相等，但是卫星在椭圆 轨道 2 上做近心运动，说明 F′＞mv2′r 2，卫星在圆轨道 3 上 运行时引力刚好等于向心力， 即 F′＝mvr32，所以 v2′＜v3. 由以上可知，速率从大到小排列为：v2＞v1＞v3＞v2′.
GM
GM
a＝___r_2 __、v＝______r、ω＝
GM ____r3___及
T＝_2_π_____G_rM_3 ____，故可以看出，轨道半径越大，
_a_、___v_、__ω__越小，_T__越大．
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
一、解决天体运动问题的模型及思路 1．一种模型：无论自然天体(如地球)还是人造天体(如宇宙飞
正确，C 错误；万有引力 F＝GMr2m，根据题意三者质量相等， 轨道半径 ra＝rb＜rc，可知 Fa＝Fb＞Fc，故 B 错误．
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
三、人造卫星、飞船的发射和变轨问题
1．当卫星绕天体做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力， 满足 GMr2m＝mvr2.
2．当卫星由于某种原因速度改变时，万有引力不再等于向 心力，卫星将做变轨运行． (1)当卫星的速度突然增加时，GMr2m<mvr2，即万有引力不 足以提供向心力，卫星将做离心运动． (2)当卫星的速度突然减小时，GMr2m>mvr2，即万有引力大 于所需要的向心力，卫星将做近心运动，卫星的发射和 回收就是利用这一原理．
预习导学
习题课 天体运动
【例3】2013年5月2日凌晨0时06分，我国“中
星11号”通信卫星发射成功．“中星11号”是
一颗地球同步卫星，它主要用于为亚太地
区等区域用户提供商业通信服务．如图2为
发射过程的示意图，先将卫星发射至近地
图2
圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2
运行，最后再一次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道
C．va＝vc<vb
D．Ta＝Tc>Tb
答案 AD
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
解析 同步卫星与地球自转同步，故 Ta＝Tc，ωa＝ωc；由 v
＝ωr 得：vc>va.地球同步卫星和近地卫星同是卫星，根据GMr2m
＝mvr2＝mω2r＝m4Tπ2 2r 知，Tc>Tb，ωc<ωb，vc<vb，故 A、D
预习导学
习题课 天体运动
解析 行星绕恒星做圆周运动，则由线速度 v 和周期 T 可以 求得做圆周运动的半径，由 v＝2πT r得 r＝2vπT ，C 项正确；由 GMr2m＝mr2Tπ2，得 M＝4GπT22r3＝2Tπv3G，A 项正确；行星运 动的向心力为 GMr2m＝mr2Tπ2＝ma，得 a＝ωv＝2πT v，D 项 正确．
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
针对训练 如图3所示，“嫦娥一号”探月卫星被
月球捕获后，首先稳定在椭圆轨道Ⅰ上运动，
其中P、Q两点分别是轨道Ⅰ的近月点和远月
点，Ⅱ是卫星绕月球做圆周运动的轨道，轨道
Ⅰ和Ⅱ在P点相切，则
()
A．卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的速度大于Q
图3
点的速度
B．卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的加速度小于Q点的加速度
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
四、双星问题 两个离得比较近的天体，在彼此间的引力作用下绕两者连 线上的某一点做圆周运动，这样的两颗星组成的系统称为 双星．
1．双星特点 (1)两星做圆周运动的向心力相等； (2)两星具有相同的角速度和周期； (3)两星的轨道半径之和等于两星之间的距离，即r1＋r2＝ L.
13、志不立，天下无可成之事。21.3.1721.3.1717:25:3917:25:39March 17, 2021
•
谢谢观看 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of th
15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月下午5时25分21.3.1717:25March 17, 2021
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021年3月17日星期三5时25分39秒17:25:3917 March 2021
和a＝ω2r可分别判断线速度，向心加速度的关系．
2．不同轨道上的卫星向心力来源相同，即万有引力提供向心
力，由GMr2m＝ma＝mvr2＝mω2r＝mr4Tπ2 2可分别得到 a＝
GrM2 、v＝
GrM、ω＝
GrM3 及 T＝2π
r3 ，故可以看 GM
出，轨道半径越大，a、v、ω 越小，T 越大．
预习导学 课堂讲义
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
2．处理方法 双星间的万有引力提供了它们做圆周运动的向心力．即 GmL1m2 2＝m1ω2r1＝m2ω2r2.
3．双星的两个结论 (1)运动半径：与质量成反比，即 m1r1＝m2r2 (2)质量之和：m1＋m2＝4πGT2L2 3
预习导学 课堂讲义
预习导学
1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在
1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是 ( )
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C．卫星在轨道1上经过Q点时的速度大于它在轨道2上经过Q
T＝
4π2L3 G（m1＋m2）
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
解析 双星间的引力提供了各自做圆周运动的向心力
对 m1：GmL12m2＝m1r1ω2，
对 m2：GmL12m2＝m2r2ω2，
且 r1＋r2＝L， 解得 r1＝mL1＋m2m2，r2＝mL1＋m1m2.
由 GmL1m2 2＝m1r14Tπ2 2及 r1＝mL1＋m2m2得
习题课 天体运动
【例4】 两个靠得很近的天体，离其他 天体非常遥远，它们以其连线上某一
点O为圆心各自做匀速圆周运动，两者
的距离保持不变，科学家把这样的两
个天体称为“双星”，如图4所示．已知
图4
双星的质量分别为m1和m2，它们之间的距离为L，求双星
的运行轨道半径r1和r2及运行周期T.
答案 r1＝mL1＋m2m2 r2＝mL1＋m1m2
点时的速度 D．卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P
点时的速度 答案 BD
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
解析 同步卫星在圆轨道上做匀速圆周运动时有：
GMr2m＝mvr2，v＝
GM r
因为 r1＜r3，所以 v1＞v3，由 ω＝vr 得 ω1＞ω3
在 Q 点，卫星沿着圆轨道 1 运行与沿着椭圆轨道 2 运行时所
e other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
。2021年3月17日星期三下午5时25分39秒17:25:3921.3.17
预习导学 课堂讲义
预习导学
习题课 天体运动
【例1】 一行星绕恒星做圆周运动．由天文观测可得，其运
行周期为T，速度为v，引力常量为G，则 A．恒星的质量为2vπ3TG B．行星的质量为4πGT2v2 3 C．行星运动的轨道半径为2vπT
D．行星运动的加速度为2πT v 答案 ACD
()
预习导学 课堂讲义