物理(万有引力与航天).ppt
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广东省揭阳市高中物理六万有引力与航天宇宙航行新人教版PPT课件
2、第二宇宙速度 v=11.2km/s
当物体的发射速度等于或大于11.2km/s时, 物体就会克服地球的引力,不再绕地球运行, 永远离开地球。
“旅行者”1号探测器 1988年飞出太阳系
3、第三宇宙速度 v=16.7km/s
如果物体的发射速度等于或大于16.7km/s时, 物体就能摆脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的 宇宙空间去。
已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式: 一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在 同一半径为R的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位 于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形 的圆形轨道运行.设每个星体的质量均为m
(1)试求第一种形式下,星体运动的线速度和周期.
(2)假设两种形式下星体的运动周期相同,第二种 形式下星体之间的距离应为多少?
解:由 G M m m 4 2 r得:T 2 r3
r2
T2
GM
代入数据
T 2 3.14
(6.37 106 )3 6.67 1011 5.981024 s
5.06103 s 84.3min
我们能否发射一颗周期为 80min的卫星吗?
如图所示,A、B、C、D四条轨道中不能作为卫星轨 道的是哪一条?
2013年12月6日17时47分,嫦娥三号开始实施近月制动, 进入100公里环月轨道Ⅰ,12月10日晚21:20分,嫦娥三 号探测器将再次变轨,从100公里的环月圆轨道Ⅰ,降 低到近月点(B点)15公里、远月点(A点)100公里的 椭圆轨道Ⅱ,为下一步月面软着陆做准备.关于嫦娥三 号卫星下列说法正确的是
A.卫星在轨道Ⅱ上A点的加速度小于在 B点的加速度 B.卫星沿轨道Ⅰ运动的过程中,卫星中的 科考仪器处于失重状态 C.卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ,在A点应加速 D.卫星在轨道Ⅱ经过A点时的速度小于在轨道 Ⅱ经过B点时的速度
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.
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.
高中物理必修二课件:第四章+第五讲 万有引力与航天
2.火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律 可知( ) A.太阳位于木星运行轨道的中心 B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的 面积
解析:由开普勒第一定律(轨道定律)可知,太阳位于木星运行轨道 的一个焦点上,A错误;火星和木星绕太阳运行的轨道不同,运行 速度的大小不可能始终相等,B错误;根据开普勒第三定律(周期定 律)知所有行星轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的平方的比值 是一个常数,C正确;对于某一个行星来说,其与太阳连线在相同 的时间内扫过的面积相等,不同行星在相同的时间内扫过的面积不 相等,D错误. 答案:C
题组突破
1.开普勒行星运动定律
(1)行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理.
(2)开普勒行星运动定律也适用于其他天体,例如月球、卫星绕
地球的运动.
(3)开普勒第三定律
a3 T2
=k中,k值只与中心天体的质量有关,不
同的中心天体k值不同.
考点一
题组突破
2.万有引力定律
公式F=G
m1m2 r2
适用于质点、均匀介质球体或球壳之间万有引力
答案:A
4.北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信 系统(CNSS),建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨 道卫星.对于其中的5颗同步卫星,下列说法中正确的是( ) A.它们运行的线速度一定不小于7.9 km/s B.地球对它们的吸引力一定相同 C.一定位于赤道上空同一轨道上 D.它们运行的加速度一定相同
目录 CONTENTS
第五讲 万有引力与 航天
新人教高中物理必修2 万有引力与航天 第六讲 宇宙航行(上) 课件
GvM 2 ,rrBA
vvBA 22
1 4
由 T 2 r v
得: TA rAvB 1
TB rBvA 8
规律方法技巧
3.3 地球同步卫星的相关计算
典题精析
例3. 地球半径为R,地面重力加速度为g,地球自转周期为T,地球同 步卫星离地面的高度为h,则地球同步卫星的线速度大小为 (AC )
A. R 2 g Rh
vA:vB=2:1,则轨道半径之比和运动周期之比分别为 ( D )
A.rA:rB=4:1,TA:TB=8:1
B.rA:rB=4:1,TA:TB=1:8
C.rA:rB=1:4,TA:TB=8:1
D.rA:rB=1:4,TA:TB=1:8
【点拨】利用F万= Fn求解
【解析】由
Mm v2
G r2
m r
得:r
2.假设地球的质量不变,而地球的半径增大到原来的2倍,那么从地 球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的 ( B )
A. 2倍 B . 1 倍 2
C.1 倍 2
D.2倍
课堂小结
项目
宇宙 速度
人造 卫星
内容 第一宇宙速度7.9km/s
第二宇宙速度 第三宇宙速度
轨道参量和半径关系 同步卫星
说明
卫星的最小发射速度,最大环绕 速度
2.第三宇宙速度(逃逸速度): 使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射 速度,v3=16.7km/s. 注意三种宇宙速度均指在地面的发射速度
1.人造卫星的轨道特点:轨道平面一定通过地球的球心. 2.人造卫星的运动规律:由F万=F向=mg ' (g '为卫星所在轨道处的重力加速度)
G M r 2 m m a n m v r 2 m 2 r m 4 T 2 2r m g '
高中物理第四章《第四节万有引力与航天》教学课件
8
2.星体表面上的重力加速度 (1)设在地球表面附近的重力加速度为 g(不考虑地球自转),由 mg=GmRM2 ,得 g=GRM2 . (2)设在地球上空距离地心 r=R+h 处的重力加速度为 g′,由 mg′=(RG+Mhm)2,得 g′=
GM (R+h)2 所以gg′=(R+R2h)2.
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们的向心加速度大小分别为 a 金、a 地、a 火,它们沿轨道运行的速率分别为 v 金、v 地、v 已 火.
知它们的轨道半径 R 金<R 地<R 火,由此可以判定
()
A.a 金>a 地>a 火
B.a 火>a 地>a 金
C.v 地>v 火>v 金
D.v 火>v 地>v 金
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第四章 曲线运动 万有引力与航天
A.5×109 kg/m3
B.5×1012 kg/m3
C.5×1015 kg/m3
D.5×1018 kg/m3
解析:选 C.毫秒脉冲星稳定自转时由万有引力提供其表面物体做圆周运动的向心力,根
据 GMRm2 =m4πT22R,M=ρ·43πR3,得 ρ=G3Tπ2,代入数据解得 ρ≈5×1015 kg/m3,C 正确.
地球引力,能够描述 F 随 h 变化关系的图象是
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第四章 曲线运动 万有引力与航天
12
[解析] 在嫦娥四号探测器“奔向”月球的过程中,根据万有引力定律,可知随着 h 的增大,探测器所受的地球引力逐渐减小但并不是均匀减小的,故能够描述 F 随 h 变化 关系的图象是 D. [答案] D
Mm G R2
新人教版高中物理必修二第六章第五节宇宙航行课件 (共51张PPT)
4.梦想成真. 1957 年 10 月,苏联成功发射了第一颗人造地球卫星. 1969 年 7 月,美国“阿波罗 11 号”登上月球. 2003 年 10 月 15 日,我国航天员杨利伟踏入太空. 2010 年 10 月 1 日,我国的“嫦娥二号”探月卫星发 射成功. 2013 年 6 月 11 日,我国的“神舟十号”飞船发射成 功.
结合选项 C 知选项 D 错误.本题正确选项为 A、B、 C.
答案:ABC
2.(多选)三颗人造地球卫星 A、B、C 绕地球做匀速 圆周运动,如图所示,已知 mA=mB<mC,则对于三颗卫 星,正确的是( )
A.运行线速度关系为 vA>vB=vC B.运行周期关系为 TA<TB=TC
C.向心力大小关系为 FA=FB<FC D.半径与周期关系为RT2A3A=RT2B3B=RT2C3C 解析:由 GMr2m=mvr2得 v= GrM,所以 vA>vB=
1.第一宇宙速度的理解. 2.人造卫星的线速度、角 速度、周期与半径的关 系.
知识点 宇宙航行
提炼知识 1.牛顿的“卫星设想”. 如图所示,当物体的初速度足够大时, 它将会围绕地球旋转而不再落回地面,成为 一颗绕地球转动的人造卫星.
2.原理. 一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周 运动,向心力由地球对它的万有引力提供,即 GMr2m=_m_v_r2,
1.人造卫星的 an、v、ω、T 由地球的质量 M 和卫星 的轨道半径 r 决定,当 r 确定后,卫星的 an、v、ω、T 便 确定了,与卫星的质量、形状等因素无关,当人造卫星的 轨道半径 r 发生变化时,其 an、v、ω、T 都会随之改变.
2.在处理人造卫星的 an、v、ω、T 与半径 r 的关系 问题时,常用公式“gR2=GM”来替换出地球的质量 M, 会使问题解决起来更方便.
四章第4单元 万有引力与航天(64张ppt)
[尝试解题] 因各小行星到太阳中心的距离不同,皆大于地球到太 v2 Mm 2π 2 阳中心的距离,根据万有引力公式 G r2 =m r =m( T ) r =ma,知太阳对各小行星的引力不相同,各小行星绕太阳 GM 运动的周期均大于一年,则选项 A、B 错误,由 a= r2 和 GM v = r ,r 越小,a 越大,r 越大,v 越小,则选项 C 正
万有引力定律
[想一想]
(1)开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动,
也适用于卫星绕地球运动,若一颗卫星绕地球做椭圆轨道运
动,则它在近地点和远地点的速度大小关系如何? (2)请根据万有引力定律和牛顿第二定律分析地球表面上 不同质量的物体的重力加速度大小关系。
提示: (1)由于卫星与地球的连线在单位时间内扫过 的面积相等,故卫星在近地点的速度大于在远地点的速 度。
[例1]
(2012· 浙江高考)如图4-4-1所示,在火星
与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只 受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法 正确的是( )
图 4- 4- 1
A.太阳对各小行星的引力相同 B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年 C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外 侧小行星的向心加速度值 D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大 于地球公转的线速度值
2
确,D 错误。 [答案] C
(1)不同轨道上运行的卫星的加速度、线速度、角 速度、周期可以比较大小,但不同轨道上卫星的质量
及所受的万有引力大小无法比较。
(2)要熟记经常用到的常数,如地球自转一周为一 天,绕太阳公转一周为一年,月球绕地球公转一周为 一月(27.3天)等。
天体质量和密度的估算
(1)利用天体表面的重力加速度 g 和天体半径 R。 Mm gR2 由于 G R2 =mg,故天体质量 M= G ,天体密度 ρ M M 3g = V =4 =4πGR。 3 π R 3 (2)通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期 T 和
万有引力定律课件PPT
一、月—地检验
检验目的:地球和月球之间的吸
引力是否与地球吸引苹果的
力为同一种力.
r
检验原理:
R
根据牛顿第二定律,知:
“月——地”检验示意图
一、月—地检验
地表重力加速度:g = 9.8 m/s2
地球半径:R=6400×103m
r
月球周期:T =27.3天≈2.36×106 s
月球轨道半径:r≈60R=3.84×108m
万有引力具有相互性
B.万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发 现的
C.地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮,受 到的都是地球的万有引力
D.F
G
m1m2 r2
中的G是一个比例常数,是没有单位的
G的单位是
3、那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢?(太阳
的质量为M = 2.0×1030 kg,地球质量为 m = 6.0×1024 kg,日、地之间的距离为r= 1.5×1011 m)
二、万有引力定律
★1、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,引力的大小与物体的质量 和 的乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比.
★2、方向: 在两物体的连线上
★3、表达式:F
G
m1m2 r2
F=G
m1m2 r2
两物体的距离r指“哪两部分距离”?
★4、r的具体含义:
R
求:月球绕地球的向心加速度 ? 即证明
“月——地”检验示意 图
一、月—地检验
根据向心加速度公式,有:
即:
=2.72×103m/s2
r
R
“月——地”检验示意图
数据表明,地面物体所受地球的引力, 月球所受地球的引力,与太阳、行星间的引 力,真的遵从相同的规律!
【高考】物理复习ppt课件
椭圆轨道,还是圆周轨道,在计算或比较运行周期时都可采用开普勒第三定
律:
r13 T12
=
r23 T22
。
例1 哈雷彗星是人一生中唯一可以裸眼看见两次的彗星,其绕日运行的
周期为T年,若测得它在近日点距太阳中心的距离是地球公转轨道半长轴
32、往的事无N论倍好坏,则,重由提都此是估折磨算。 出哈雷彗星在近日点时受到太阳的引力是在远日点受
(1)在地面上方离地面距离为 R 处的重力加速度大小与在地面下方地球内
2
部离地面距离为 R 处的重力加速度大小之比为多少?
2
(2)设想地球的密度不变,自转周期不变,但地球球体半径变为原来的一半,
仅考虑地球和同步卫星之间的相互作用力,则该“设想地球”的同步卫星
的轨道半径与以前地球的同步卫星的轨道半径的比值是多少?
r2
而 M' = M ,而该处物体的重力在数值上等于该处的万有引力,则有GMr3m =
r3 R3
R3r2
mg',得GMm r=mg'。因此球体内距球心r处的重力随着r的增大成正比增
R3
加。
例2 已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为0。假设地球是一半
径为R的质量分布均匀的球体,地球表面的重力加速度大小为g。试求:
高考物理
专题五 万有引律
考向基础
定律
内容
图示
开普勒 第一定 律(轨道 定律)
所有行星绕太阳运动 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)
对于每一个行星而言, 太阳和行星的连线在 相等的时间内扫过的 面积相等
说明 行星运动的轨道必有 近日点和远日点
51、在子女面前,父母要善于隐藏他们的一切快乐、烦恼和恐惧。——培根
2015届一轮课件:曲线运动 万有引力与航天(44张ppt)
设T为 地 球 公 转 的 周 期 , 则 由 万 有 引 力 定 律
Mm 4π2 G 2 =m 2 r r T 地 球 表 面 处 的 重 力 加 速 度 以 上 两 式 联 立 得 将 题 中 数 值 代 入 上 式 得
【 答 案 】 见解析
Gm g= 2 R
4π2r3 M=m 2 2 TRg M=2×1030k g .
高三一轮总复习 ·物理
解 法 二 是 由 物 理 问 题 所 遵 循 的 物 理 规 律 建 立 方 程 , 然 后 根 据 这 些 方 程 进 行 数 学 推 演 , 在 推 演 中 利 用 数 学 中 已 有 的 有 关 极 值 求 法 的 结 论 而 得 到 所 求 的 极 值 , 这 种 方 法 较 侧 重 于 数 学 的 推 演 , 这 种 方 法 称 之 为 解 极 值 问 题 的 物 理 ——数 学 方 法 .
【答 案 】
A
高三一轮总复习 ·物理
2 (0 1 2 · 点 等 距 , 小 球 从 动 , 恰 落 在
上 海 高 考
)如图 4- 4, 斜 面 上 O点 抛 出 , 做 初 速 为 v, 其 落 点 位 于
a、 b、 c 三 v0 的 平 抛 运 c, 则( )
a点 正 上 方 b点 . 若 小 球 初 速 度 变 为
汽 车 的 速 度 越 大 , 地 面 对 它 的 支 持 力 就 越 小 . 当 汽 车 的 速 度 达 到 下 列 哪 个 值 时 , 地 面 对 车 的 支 持 力 恰 好 为 零 A. 0 5 k .m C. 1 2 k .m /s /s B.7 9 k .m / D.1 6 7 . k m / s s ( )
高三一轮总复习 ·物理
如图 4-1 所 示 , 在 质 量 为 上 固 定 着 一 个 质 量 为 机 飞 轮 匀 速 转 动 . 当 角 速 度 为
4-4万有引力与航天
人 教 实 验 版
必考内容
第4章 第4讲
高考物理总复习
4π2 an=r 2 T r1 3 60 由以上三式,解得: = r2 4802 a1 3 = 60×4804 a2 所以 B 正确,ACD 错误. [答案] B
人 教 实 验 版
必考内容
第4章 第4讲
高考物理总复习
[总结评述]
根据万有引力定律和牛顿第二定律列出
必考内容
人 教 实 验 版
GM r ,故 r 越大,v 越小.
第4章 第4讲
高考物理总复习
人造地球卫星的最大运行速度 vm= Mm (3)由 G 2 =mrω2 有 ω= r Mm 2π 2 (4)由 G 2 =mr( T ) 有 T= r 大. 人造地球卫星的最小周期 Tmin=
GM R =7.9km/s.
人 教 实 验 版
必考内容
第4章 第4讲
高考物理总复习
利用万有引力定律估算天体的质量或密度
命题规律 根据题目所给的物理量,利用万有引力定
人 教 实 验 版
律公式,求星体的质量或密度. (2011· 安徽)(1)开普勒行星运动第三定律指出: 行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公
必考内容
必考内容
第4章 第4讲
高考物理总复习
a3 在上述情况下, 2=k 的表达式中 a 就是圆的半径 R, T R3 利用 2=k 的结论解决某些问题很方便. T 注意 在太阳系中,比例系数 k 是一个与行星无关的
常量,但不是恒量,在不同的星系中,k 值不相同,k 值与 中心天体有关. 该定律不仅适用于行星,也适用于其他天体,如对绕 地球飞行的卫星来说,它们的 k 值相同与卫星无关.
高考物理总复习
必考内容
第4章 第4讲
高考物理总复习
4π2 an=r 2 T r1 3 60 由以上三式,解得: = r2 4802 a1 3 = 60×4804 a2 所以 B 正确,ACD 错误. [答案] B
人 教 实 验 版
必考内容
第4章 第4讲
高考物理总复习
[总结评述]
根据万有引力定律和牛顿第二定律列出
必考内容
人 教 实 验 版
GM r ,故 r 越大,v 越小.
第4章 第4讲
高考物理总复习
人造地球卫星的最大运行速度 vm= Mm (3)由 G 2 =mrω2 有 ω= r Mm 2π 2 (4)由 G 2 =mr( T ) 有 T= r 大. 人造地球卫星的最小周期 Tmin=
GM R =7.9km/s.
人 教 实 验 版
必考内容
第4章 第4讲
高考物理总复习
利用万有引力定律估算天体的质量或密度
命题规律 根据题目所给的物理量,利用万有引力定
人 教 实 验 版
律公式,求星体的质量或密度. (2011· 安徽)(1)开普勒行星运动第三定律指出: 行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公
必考内容
必考内容
第4章 第4讲
高考物理总复习
a3 在上述情况下, 2=k 的表达式中 a 就是圆的半径 R, T R3 利用 2=k 的结论解决某些问题很方便. T 注意 在太阳系中,比例系数 k 是一个与行星无关的
常量,但不是恒量,在不同的星系中,k 值不相同,k 值与 中心天体有关. 该定律不仅适用于行星,也适用于其他天体,如对绕 地球飞行的卫星来说,它们的 k 值相同与卫星无关.
高考物理总复习
人教版高一物理必修二第六章 万有引力与航天总结(共16张ppt)
8
三、卫星变轨问题
1.发射(离心运动):卫星在轨道Ⅰ上的Q点加速进入Ⅱ轨 道,在Ⅱ轨道上的P点加速进入Ⅲ轨道。
2.回收(近心运动):卫星在轨道Ⅲ上的P点减速进入Ⅱ轨
规 道,在Ⅱ轨道上的Q点减速进入Ⅰ轨道。
律 3.Ⅰ、Ⅱ轨道上Q点,Ⅱ、Ⅲ轨道上P点的速度和加速度的 总 大小关系。
结
vQ2 > vQ1, vP3 > vP2
C.由A中的表达式可知:C正确
D.由于不知道卫星的质量关系,故无法判断
卫星a的机械能和卫星b的机械能的关系, D不正确
2020/5/16
7
变
式 2
变式2.同步卫星与地心的距离为r,运行速率为v1向心加速度 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( D )
m
m0 v2
2020/5/16 6.狭义相对论:
1 c2
2
一、天体质量和密度的求解方法:
(1)自立更生法:
利用天体表面的重力加速度g和天体的半径R:
规
由G
Mm R2
m g得:天体质量 M
(2)借助外援法:
gR2 G
天体密度 M 3g 。 V 4RG
律
利用卫星绕天体做匀速圆周运动的半径r和周期T.
2020/5/16 所以两次经过P点时速度不同, D不正确。
月球 r a
P
10
变 变式3:人造飞船首先进入的是距地面高度近地点为200km,远地点为
式 340km的椭圆轨道,在飞行第5圈的时候,飞船从椭圆轨道运行到以远地 3 点为半径的圆形轨道上,如图所示,试处理下面几个问题(地球的半径R
(完整版)万有引力与航天 课件PPT
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
全国通用版2022年高考物理专题复习专题5万有引力与航天课件
用自由落体运动的规律求出探测器自由下落的高度.
考法
解题能力提升
解析:设地球质量为M地,火星质量为M火,地球半径为R地,火星半径为R火,
地球表面的重力加速度为g地,火星表面的重力加速度为g火则
一质量为m的物体在地球表面上时有G 地
=mg地
2
地
一质量为m的物体在火星表面上时有G
火
火 地2 1
B.选择①④可以估算太阳的密度
C.选择①③④可以估算火星公转的线速度
D.选择①④可以估算太阳对地球的吸引力
考法
解题能力提升
信息序号
①
地球一
信息内容 年约为
365天
②
地表重力加速
度约为9.8
m/s2
③
④
⑤
火星的公转周 日地距离大约 地球半径约为
期约为687天 是1.5亿千米
6 400千米
考法
解题能力提升
法中正确的是
A.哈雷彗星在近日点的速率大于在远日点的速率
B.哈雷彗星在近日点的向心加速度小于在远日点的向心加速度
C.若哈雷彗星的运行周期为75年,则它的半长轴是地球公转半径的75倍
D.哈雷彗星在近日点的角速度小于在远日点的角速度
考法
解题能力提升
解析:由开普勒第二定律知,在相等时间内,太阳和行星的连线所扫过的面
N·m2/kg2.
(2)适用条件:适用于相距很远,可以视为质点的物体之间的相互作用.质
量分布均匀的球体可以认为质量集中于球心,也可用此公式计算,其中r
为两球心之间的距离.
联想·质疑
1 2
当物体间距离r趋于0时,F=G 2 还适用吗?
考法
解题能力提升
解析:设地球质量为M地,火星质量为M火,地球半径为R地,火星半径为R火,
地球表面的重力加速度为g地,火星表面的重力加速度为g火则
一质量为m的物体在地球表面上时有G 地
=mg地
2
地
一质量为m的物体在火星表面上时有G
火
火 地2 1
B.选择①④可以估算太阳的密度
C.选择①③④可以估算火星公转的线速度
D.选择①④可以估算太阳对地球的吸引力
考法
解题能力提升
信息序号
①
地球一
信息内容 年约为
365天
②
地表重力加速
度约为9.8
m/s2
③
④
⑤
火星的公转周 日地距离大约 地球半径约为
期约为687天 是1.5亿千米
6 400千米
考法
解题能力提升
法中正确的是
A.哈雷彗星在近日点的速率大于在远日点的速率
B.哈雷彗星在近日点的向心加速度小于在远日点的向心加速度
C.若哈雷彗星的运行周期为75年,则它的半长轴是地球公转半径的75倍
D.哈雷彗星在近日点的角速度小于在远日点的角速度
考法
解题能力提升
解析:由开普勒第二定律知,在相等时间内,太阳和行星的连线所扫过的面
N·m2/kg2.
(2)适用条件:适用于相距很远,可以视为质点的物体之间的相互作用.质
量分布均匀的球体可以认为质量集中于球心,也可用此公式计算,其中r
为两球心之间的距离.
联想·质疑
1 2
当物体间距离r趋于0时,F=G 2 还适用吗?
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计算天体的质量:
设M是太阳的质量,m是某个行星的质量,r是行星与太阳之间的距 离,ω 是行星公转的角速度。行星做匀速圆周运动的向心力是由它 们之间的引力提供的,可得: Mm G 2 =mω2r r
行星的角速度ω不能直接测出,但可以测出它公转的周期T。ω和 T的关系是 ω=
2π T
代入上式,从中求出太阳的质量
M= 4π2r3 GT2
宇宙航行
三种宇宙速度
(1)第一宇宙速度 v=7.9 km/s,是发射卫星的最 小速度,也是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速 度。 (2)第二宇宙速度 束缚的最小速度 v=11.2 km/s,是物体脱离地球
(3)第三宇宙速度 v=16.7km/s,是物体脱离太阳束 缚的最小速度
2.对任何一个行星来说,它与太阳的 连线在相等的时间内扫过相等的面积。 3.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟Байду номын сангаас的公转 周期的二次方的比值相等。即:
a3
T
2
k
太阳与行星的引力
(1)假设地球以太阳为圆心做匀速圆周运动,那么太阳对地球的 引力就为做匀速圆周运动的地球提供的向心力。引力为:
F=
4π2mr T2
万有引力与航天
成员:陈伟霜,张梦琦,吴纯靓,王丹,邓雅文, 张吉子,闫佳佳,张静,张一鸣,谢弘嫣。
万 有 引 力 与 航 天
*行星的运动 *太阳与行星间的引力 *万有引力定律 *万有引力理论的成就 *宇宙航行 经典力学的局限性
开普勒行星运动3定律
1.所有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。
由开普勒第三定律可得: F=4kπ
2
m
r2
即:F∝
m
r2
这表明:太阳对不同行星的引力,与行星的质量成正比,与行星和 太阳间的距离的二次方成反比。 (2)根据牛顿第三定律,力的作用是相互的,且等大相反,因此 地球对太阳的引力F‘也应与太阳的质量成正比,即: M F’∝ r2 Mm (3)由(1)(2)可得 F∝ r2 Mm 写成等式 F=G 2
r
万有引力定律
宇宙间一切物体之间都存在引力,引力的大小跟它们之 间的质量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反 比。即:
m1m2 F=G 2 r
式中G为万有引力常量,适用于任何两个物体 G=6.67259×10-11N.m2/kg2 m1m2分别是两个物体的质量,r为两物体间的距离。
万有引力理论的成就
设M是太阳的质量,m是某个行星的质量,r是行星与太阳之间的距 离,ω 是行星公转的角速度。行星做匀速圆周运动的向心力是由它 们之间的引力提供的,可得: Mm G 2 =mω2r r
行星的角速度ω不能直接测出,但可以测出它公转的周期T。ω和 T的关系是 ω=
2π T
代入上式,从中求出太阳的质量
M= 4π2r3 GT2
宇宙航行
三种宇宙速度
(1)第一宇宙速度 v=7.9 km/s,是发射卫星的最 小速度,也是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速 度。 (2)第二宇宙速度 束缚的最小速度 v=11.2 km/s,是物体脱离地球
(3)第三宇宙速度 v=16.7km/s,是物体脱离太阳束 缚的最小速度
2.对任何一个行星来说,它与太阳的 连线在相等的时间内扫过相等的面积。 3.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟Байду номын сангаас的公转 周期的二次方的比值相等。即:
a3
T
2
k
太阳与行星的引力
(1)假设地球以太阳为圆心做匀速圆周运动,那么太阳对地球的 引力就为做匀速圆周运动的地球提供的向心力。引力为:
F=
4π2mr T2
万有引力与航天
成员:陈伟霜,张梦琦,吴纯靓,王丹,邓雅文, 张吉子,闫佳佳,张静,张一鸣,谢弘嫣。
万 有 引 力 与 航 天
*行星的运动 *太阳与行星间的引力 *万有引力定律 *万有引力理论的成就 *宇宙航行 经典力学的局限性
开普勒行星运动3定律
1.所有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。
由开普勒第三定律可得: F=4kπ
2
m
r2
即:F∝
m
r2
这表明:太阳对不同行星的引力,与行星的质量成正比,与行星和 太阳间的距离的二次方成反比。 (2)根据牛顿第三定律,力的作用是相互的,且等大相反,因此 地球对太阳的引力F‘也应与太阳的质量成正比,即: M F’∝ r2 Mm (3)由(1)(2)可得 F∝ r2 Mm 写成等式 F=G 2
r
万有引力定律
宇宙间一切物体之间都存在引力,引力的大小跟它们之 间的质量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反 比。即:
m1m2 F=G 2 r
式中G为万有引力常量,适用于任何两个物体 G=6.67259×10-11N.m2/kg2 m1m2分别是两个物体的质量,r为两物体间的距离。
万有引力理论的成就