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万有引力与航天PPT课件

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专题整合
1.地球表面,万有引力约等于物体的重力,由 GMRm2 =mg; ①可以求得地球的质量 M=gGR2; ②可以求得地球表面的重力加速度 g=GRM2 ;
③得出一个代换式GM=gR2,该规律也可以应用到其他
星球表面.
2.应用万有引力等于向心力的特点,即 GMr2m=mvr2=mω2r =m(2Tπ)2r,可以求得中心天体的质量和密度. 3.应用 GMr2m=mvr2=mω2r=m(2Tπ)2r 可以计算做圆周运动天
两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运
动,运行轨道如图1所示.则( )
A.“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”大
图1
B.“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小
C.“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大
D.“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号”相等
解析 根据万有引力提供向心力 GMr2m=mvr2=m4Tπ22r=ma 可得,v= GrM,T= 4GπM2r3,a=GrM2 ,又“嫦娥一号”的轨道半径大于嫦娥二号
第六章 万有引力与航天
学案8 章末总结
网络构建
专题整合
自我检测
网络构建
万Hale Waihona Puke 有 引 力 与 航 天人类对 行星运 动规律 的认识
地心说
日心说
第一定律 轨道
开普勒行星运动定律第二定律 面积
第三定律 周期
定律 定律 定律
万有引力定律的发现

内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在
有 引 力 与 航
万 有 引 力 定 律
它们的 连线 上,引力的大小与物体的 质量m1和m2
的乘积 成正比、与 它们之间距离r的二次方 成反比

万有引力与航天模型ppt课件

万有引力与航天模型ppt课件
2
5.224 1012 m
二、“中心天体圆周轨道”模 型
“中心天体圆周轨道”模型指一个天体(中心天体)位于中心位置不动(自转除外),另 一个天体(环绕天体)以它为圆心做匀速圆周运动,环绕天体只受中心天体对它的万有 引力作用. 解答思路 由万有引力提供环绕天体做圆周运动的向心力,据牛顿第二定律,得 Mm v2 2 G 2 man m mr 2 mr ( )2 r r T
Mm r2
⑥轨道所在处的向心加速度 g ' GM r2 (3)可求第一宇宙速度 物体在地球表面附近环绕地球运转,其实就是“中心天体-圆周轨道”模型。求第 一宇宙速度有两种方法:
Mm v2 GM ①由 G 2 m 得 v R R R Mm ②由 mg G 2 得 v gR R
其他星球的第一宇宙速度计算方法同上,M 为该星球的质量, R 为该星球的半径,
g 为该星球表面的重力加速度,依据已知条件,灵活选用计算公式.
【例2】随着我国“嫦娥二号”的发射和回收成功。标志着我国的航天技术 已达到世界先进水平。如图所示,质量为m的“嫦娥二号”绕地球在圆轨道 Ⅰ上运行时,半径为r1,要进入半径为r2的更高的圆轨道Ⅱ,必须先加速进 入一个椭圆轨道Ⅲ,然后再进入圆轨道Ⅱ。已知飞船在圆轨道Ⅱ上运动速度 大小为v,在A点通过发动机向后以速度大小为u(对地)喷出一定质量气体, 使飞船速度增加v’到进入椭圆轨道Ⅲ。(已知量为:m、r1、r2、v、u、v’) 求: m ⑪飞船在轨道I上的速度和加速度大小. Ⅱ ⑫发动机喷出气体的质量 .
【例5】某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者,他用天文望远
镜观察被太阳光照射的此卫星,试问,春分那天(太阳光直射赤道)在日落12 小时内有多长时间该观察者看不见此卫星?已知地球半径为R,地球表面处的 重力加速度为g,地球自转周期为T,不考虑大气对光的折射.

万有引力与航天PPT课件

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A.每颗星做圆周运动的角速度为 3
Gm L3
B.每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关
C.若距离 L 和每颗星的质量 m 都变为原来的 2 倍,则周期变为原来的 2 倍
D.若距离 L 和每颗星的质量 m 都变为原来的 2 倍,则线速度变为原来的 4 倍
物 理 第六章 万有引力与航天
必修2
网络构建
第六章 万有引力与航天
网络构建
专题突破
体验高考
章末自测
两种特殊卫星 1.近地卫星 沿半径约为地球半径的轨道运行的地球卫星,其发射速度与环绕速度相等, 均等于第一宇宙速度 7.9 km/s。 2.同步卫星 运行时相对地面静止,T=24 h;同步卫星只有一条运行轨道,它一定位于赤 道正上方,且距离地面高度约为 h=3.6×104 km,运行时的速率 v≈3.1 km/s。
D.由上述
B

C
中给出的公式,知卫星运行的线速度将减小到原来的
2 2
物理 必修2
第六章 万有引力与航天
网络构建
专题突破
体验高考
章末自测
解析: 对于不同轨道上的人造地球卫星,其角速度 ω= GrM3 不同,所以
由公式 v=ωr,不能得到卫星线速度 v 跟 r 成正比关系的结论,它的决定式为 v

GrM,A 错误;同理,F=mvr2中卫星运行速度 v 是变量,向心力 F 跟 r 成
日”。1970 年 4 月 24 日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号,目前仍然在
椭圆轨道上运行,其轨道近地点高度约为 440 km,远地点高度约为 2 060 km;1984
年 4 月 8 日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空 35 786 km 的地球同步轨

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识 整
4.地球同步卫星的特点

(1)轨道平面一定:轨道平面和 赤道 平面重合. (2)周期一定:与 地球自转 周期相同,即 T= 24 h .
知 能
高 频 考
(3)高度一定:由 G(RM+mh)2=m4Tπ22(R+h)得,离地面的高
3 度 h=
G4MπT2 2-R.
达 标 训 练

突 破
(4)绕行方向一定:与 地球自转 的方向一致.
整 合
的半径为 r2 的圆轨道上运动,此时登陆舱的质量为 m2,则 A.X 星球的质量为 M=4GπT2r2113
知 能
高 频
B.X 星球表面的重力加速度为 gX=4πT212r1 C.登陆舱在 r1 与 r2 轨道上运动时的速度大小之比为
vv12=
达 标 训 练
考 点
m1r1

m2r1

D.登陆舱在半径为 r2 轨道上做圆周运动的周期为 T2=T1
GM
an=GMr2
r
v减小 增大时ωT增减大小
an减小
知 能 达 标 训 练
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
[例1] (2011·浙江理综)为了探测 X 星球,载着登陆舱的探
主 干
测飞船在以该星球中心为圆心,半径为
r1 的圆轨道上运动,周
知 识
期为 T1,总质量为 m1.随后登陆舱脱离飞船,变轨到离星球更近
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
主 干 知 识 整 合

第四节 万有引力与航天
能 达



高 频 考 点 突 破
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天

万有引力与航天 高中物理课件6-1

万有引力与航天  高中物理课件6-1

06第1节 万有引力与航天一、开普勒三大定律1.开普勒第一定律一、开普勒三大定律2.开普勒第二定律一、开普勒三大定律3.开普勒第三定律一、开普勒三大定律二、万有引力的计算二、万有引力的计算二、万有引力的计算二、万有引力的计算三、万有引力与重力的关系1.地表重力与万有引力的关系三、万有引力与重力的关系1.地表重力与万有引力的关系三、万有引力与重力的关系1.地表重力与万有引力的关系三、万有引力与重力的关系1.地表重力与万有引力的关系三、万有引力与重力的关系1.地表重力与万有引力的关系B三、万有引力与重力的关系1.地表重力与万有引力的关系D三、万有引力与重力的关系1.地表重力与万有引力的关系B1.地表重力与万有引力的关系三、万有引力与重力的关系2.地球内、外重力的变化规律2.地球内、外重力的变化规律2.地球内、外重力的变化规律3.汽车过拱桥与卫星做圆周运动的等效关系三、万有引力与重力的关系3.汽车过拱桥与卫星做圆周运动的等效关系四、求解中心天体的质量与密度四、求解中心天体的质量与密度四、求解中心天体的质量与密度四、求解中心天体的质量与密度四、求解中心天体的质量与密度DBDB月球半径R0月球表面处的重力加速度g0地球和月球的半径之比=4地球表面和月球表面的重力加速度之比=6BC1.双星系统1.双星系统五、双星与多星系统1.双星系统BC五、双星与多星系统2.三星系统2.三星系统五、双星与多星系统2.三星系统BC五、双星与多星系统2.三星系统BD五、双星与多星系统3.四星系统五、双星与多星系统3.四星系统3.四星系统。

高中物理必修2教材《万有引力与航天》课件ppt

高中物理必修2教材《万有引力与航天》课件ppt
说法正确的是( BC )
A.运行速度大于7.9km/s
B.离地面高度一定,相对地面静止
C.绕地球运行的角速度比月球运 行的角速度大
D.向心加速度比静止在赤道上的 物体的向心加速度小
8、发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆 轨道1,然后点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点 火。将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点, 轨道2、3相切于P点(如图),则当卫星分别在1,2,
R2
在赤道上与 地球保持相
对静止
此处的 万有引

m
( 2π T
)2
R

G
M R
m 2
离地高度近 似为0,与 地面有相对
运动
同步 卫星
可求得距
地面高度 与地球自 h≈36000 周期相同, km,约为 即24h
地球半径
此处的 万有引

的5.6倍
轨道面与赤
m
(
2π T
)2R

G
M R
m 2
道面重合, 在赤道上空, 与地面保持
GMm r2
mw2r
m( 2 )2 r
地球同步卫星
T
宇宙航行的成就
经典力学的局 限性
宏观物体、低速运动、弱引力场
2.开普勒三大定律
开普勒第一定律(轨道定律)
所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在 椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律(面积定律)
FF
对于每一个行星,太阳和行星的连线在相等的 时间内扫过的面积相等。
h
R2
适用条件:
m2 r
①万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算.当
两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时,物体可 以看成质点,直接使用公式计算.

万有引力与航天(共64张PPT)

万有引力与航天(共64张PPT)

( ).
A.同步卫星运行速度是第一宇宙速度的n1倍 B.同步卫星的运行速度是地球赤道上随地球自转的物体
速度的1n倍
C.同步卫星运行速度是第一宇宙速度的
1倍 n
D.同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的
n1倍
解析 设地球半径为 R,质量为 M,则第一宇宙速度 v1= GRM,根据万有引力等于向心力得同步卫星的运行速度 v=
GM R
C.沿 c 运动的物体初速度一定大于第二宇宙速度
D.沿 d 运动的物体初速度一定大于第三宇宙速度
解析 b 是贴近地球表面的圆,沿此轨迹运动的物体满足
GMRm2 =mvR2,解得 v=
GRM,或满足 mg=mvR2,解得 v=
gR,以上得到的两个速度均为第一宇宙速度,发射速度小
于第一宇宙速度则不能成为人造卫星,如 a,故 A、B 正确; 发射速度大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度,卫星的轨
万有引力定律及其应用 Ⅱ(考纲要求)
【思维驱动】
(单选)关于万有引力公式 F=Gmr1m2 2,以下说法中正确的是 ( ).
A.公式只适用于星球之间的引力计算,不适用于质量较小
的物体
B.当两物体间的距离趋近于0时,万有引力趋近于无穷大
C.两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律
D.公式中引力常量G的值是牛顿规定的
于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器 处于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与 地球同步绕太阳做圆周运动,则此飞行器 的
( ).
图5-3-3
A.线速度大于地球的线速度 B.向心加速度大于地球的向心加速度 C.向心力仅由太阳的引力提供 D.向心力仅由地球的引力提供 解析 飞行器与地球同步绕太阳做圆周运动,所以ω飞= ω地,由圆 周运动线速度和角速度的关系v=rω得v飞>v地,选项A正确;由 公式a=rω2知,a飞>a地,选项B正确;飞行器受到太阳和地球的 万有引力,方向均指向圆心,其合力提供向心力,故C、D选项 错.

(完整版)万有引力与航天 课件PPT

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课堂探究
【突破训练 3】已知地球质量为 M,半径为
R,自转周期为 T,地球同步卫星质量为
m,力常量为 G.有关同步卫星,下列
表述正确的是
( BD )
A.卫星距地面的高度为
3
GMT2 4π2
B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度
C.卫星运行时受到的向心力大小为
Mm G R2 D.卫星运行的向心加速度小于地球表面 的重力加速度
上信息下列说法正确的是
()
A.月球的第一宇宙速度为 gr
B.“嫦娥四号”绕月运行的速度为
gr2 R
C.万有引力常量可表示为ρ3Tπ2rR33
D.“嫦娥四号”必须减速运动才能返回地球
课堂探究
【突破训练 2】2013 年 6 月 13 日,神州十号与天宫一号成功实现自 动交会对接.对接前神州十号与天宫一号都在各自的轨道上做匀
卫星运行参量的比较和运算
为r,运行速率为v1,向心加速度为a1;地球 解析指导
赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2, 求比值→找到物理量的联系点
第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则下列
比值正确的是( AD)
A. a1 r
a2 R
B. a1 ( R )2
a2 r
C. v1 r
v2 R
D. v1 R
时,弹簧测力计的示数为 N.已知引
力常量为 G,则这颗行星的质量为
(B )
mv2 A. GN
Nv2 C.Gm
mv4 B. GN
Nv4 D.Gm
考点定位
天体质量的计算
解析指导
表面附近→轨道半径=星球 半径
卫星绕行星运动:
G
M 行m卫 R2
m卫
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G mM
R2
①,某行星表面上mg′=G
mM ②,由①②两式得
r2
g g
MR 2 Mr 2
a b2
,
故B正确。
5.(多选)我国已先后成功发射了飞行器“天宫 一号”和飞船“神舟八号”,并成功地进行了 对接试验,若“天宫一号”能在离地面约300km 高的圆轨道上正常运行,下列说法中正确的是( ) A.“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度 B.对接前,“神舟八号”欲追上“天宫一号”,必须在同一轨道上点火 加速
A.线速度vA<vB<vC C.角速度ωA>ωB>ωC
B.万有引力FA>FB>FC D.向心加速度aA<aB<aC
【解析】选C。因为卫星的质量大小关系不知,所以卫星的万有引力大

小关系无法判断,B错误;卫星绕地球做圆周运动,有 G Mr2m=mmrvrω2 2
=ma向,得v=GM,ω=
r
Gr,Ma3 向=
【小题快练】
1.关于万有引力公式F=
G
m1m2 r2
,
以下说法中正确的是(
)
A.公式只适用于星球之间的引力计算,不适用于质量较小的物体
B.当两物体间的距离趋近于0时,万有引力趋近于无穷大
C.两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律
D.公式中引力常量G的值是牛顿规定的
【解析】选C。万有引力公式适用于任意两质点之间万有引力的计算, 与物体质量大小无关,故A错;当物体间的距离趋近于零时,万有引力公 式不再适用,故B错;物体间的相互作用力是一对作用力和反作用力,一 定遵守牛顿第三定律,C正确;公式中引力常量G的值是由卡文迪许测定 的,D错误。
提示:(1)×。任何两个有质量的物体之间都存在万有引力作用。
(2)×。当两个物体间的距离趋近于零时,万有引力定律不适用了,所
以两物体间的万有引力并不是趋近于无穷大。 (3)√。第一宇宙速度的表达式为v= GM,与地 地球的质量有关。
R
(4)×。第一宇宙速度是最大的环绕速度,地球同步卫星的运行速度小 于第一宇宙速度。 (5)×。地球同步卫星只能定点于赤道正上方固定高度处。 (6)√。当物体的发射速度大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度时,物 体可以挣脱地球引力束缚,但不能挣脱太阳引力的束缚,故物体可绕太 阳运行。
m m0
式表示为______1___vc_22 _。
(2)在狭义相对论中,同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结 果在不同的参考系中是_不__同__的。
【思维诊断】 (1)只有天体之间才存在万有引力。( ) (2)当两物体间的距离趋近于零时,万有引力趋近于无穷大。( ) (3)第一宇宙速度与地球的质量有关。( ) (4)地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度。( ) (5)地球同步卫星可以定点于北京正上方。( ) (6)若物体的发射速度大于第二宇宙速度,小于第三宇宙速度,则物体 可以绕太阳运行。( )
得T=
2π r3 。当r变大时,周期T增大,A错误;同步卫星与地球自转同步,
GM
只能位于赤道正上方的固定高度,B正确;人造卫星在轨道上运行时,由
于F万=F向,因此卫星处于完全失重状态,C正确;所有人造地球卫星的运 行速度都小于第一宇宙速度,D错误。
3.如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星,关于各 物理量的关系,下列说法正确的是( )
3.第一宇宙速度的计算方法:
GM
(1)由
G
Mm R2
v2 m
R
得v=___R__。
(2)由mg= m v2 得v=__g_R_。
R
知识点3 第二、三宇宙速度 时空观 1.第二、三宇宙速度的比较:
名称
第二宇宙速度 (脱离速度)
第三宇宙速度 (逃逸速度)
大小 _1_1_._2_km/s
_1_6_._7_km/s
挣脱 _地__球__的引力
束缚 _太__阳__的引力
束缚
共同点 均为相应的 _最__小__发射速度
2.经典时空观: (1)在经典力学中,物体的质量不随_运__动__状__态__而改变。 (2)在经典力学中,同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在 不同的参考系中是_相__同__的。
3.相对论时空观: (1)在狭义相对论中,物体的质量随物体的速度的增加而_增__加__,用公
2.(多选)关于人造地球卫星的说法正确的是( ) A.卫星运行的轨道半径变大,其周期变小 B.同步卫星只能在距离地面一定高度的赤道上空运行 C.人造卫星在轨道上运行时处于完全失重状态 D.所有人造地球卫星的运行速度都大于第一宇宙速度
【解析】选B、C。卫星绕地球运行时,有
G
Mm r2
mr( 2)2 T
2.表达式:F=__G_m__r1m2__2 ,其中G为引力常量,G=6.67×10-11N·m2/kg2, 由卡文迪许扭秤实验测定。 3.适用条件: (1)两个_质__点__之间的相互作用。 (2)对质量分布均匀的球体,r为_两__球__心__的距离。
知识点2 环绕速度 1.第一宇宙速度又叫_环__绕__速__度__,其数值为_7_._9_k_m_/_s_。 2.特点: (1)第一宇宙速度是人造卫星的最小_发__射__速度。 (2)第一宇宙速度是人造卫星最大的_环__绕__速度。
,由GrM2于rA<rB<rC,则vA>vB>vC,
ωA>ωB>ωC,aA>aB>aC,故A、D错误,C正确。
4.某行星与地球的质量比为a,半径比为b,则该行星表面与地球表面的
重力加速度之比为( )
A. a b
a B. b2
C.ab 2
D.ab
【解析】选B。星球表面上万有引力与重力相等,则地球表面上mg=
C.对接时,“神舟八号”与“天宫一号”的加速度大小相等 D.对接后,“天宫一号”的速度小于第一宇宙速度
【解析】选C、D。地球卫星的发射速度都大于第一宇宙速度,小于第 二宇宙速度,所以选项A错误;若“神舟八号”在与“天宫一号”同一 轨道上点火加速,那么“神舟八号”受到的万有引力小于向心力,其将 做离心运动,不可能实现对接,选项B错误;对接时,“神舟八号”与 “天宫一号”必须在同一轨道上,根据a=G M 可知,它们的加速度大小
第4讲 万有引力与航天
三年33考 高考指数:★★★★★
1.万有引力定律及其应用 Ⅱ
考纲 考情
2.环绕速度

3.第二宇宙速度和第三宇宙速度、经典时空观和相对
论时空观 Ⅰ
【知识梳理】 知识点1 万有引力定律及其应用 1.内容: (1)自然界中_任__何__两个物体都相互吸引。 (2)引力的方向在它们的_连__线__上__。 (3)引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积_成__正__比__、与它们之间距离 r的二次方_成__反__比__。
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