人教版高一物理必修二万有引力与航天总结PPT课件

D.A卫星G
Mm R2
m
v2 R
解得：v GM R
B卫星G
Mm r2
m
v2 r
解得：v GM GM
r
nR
v n
D错
二、卫星运行问题的关键点：
（1）根据G
Mm r2
m
v2 r
m 2r
m
2
T
2 r
ma向可得：
规
v GM r
GM r3
T 4 2r3
GM
a
GM r2
律
熟练记忆这几个关系式
总 (2)理解掌握第一宇宙速度的意义、推导过程及两个表达式
一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是( D )
A. a1 r a2 R
B. a1
R
2
a2 r
C. v1 r v2 R
D. v1 R v2 r
解析：
v1
GM r
v2
GM R
v1 R v2 r
同步卫星
a1
a2
a
2
a1 2r
a1 r
v1
v2
a2 2R
a2 R
课后练习：
Ⅱ Ⅲ
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)
典 典例3（2019河南郑州预测）“嫦娥四号”探测器成功发射，之后实施近月 例 制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获，进入了近月点约100km的环月
3 B 轨道，如图所示，则下列说法中正确的是（ ） A.“嫦娥四号”的发射速度大于第二宇宙速度 B.“嫦娥四号”在100km环月轨道运行通过P点时的加速度和在椭圆环月轨道 运行通过P点时加速度相同 C.“嫦娥四号”在100km环月轨道运动的周期等于椭圆环月轨道运动的周期 D.“嫦娥四号”在地月转移轨道经过P点时和在100km环月轨道经过P点时速 度相同
B.卫星b的向心加速度比卫星c的向心加速度大 a
C.卫星b和卫星c的线速度大小相等
D.卫星a的机械能一定比卫星b的机械能大 b
解：A.根据G
Mm r2
m
v2 r
得：v
GM r
A不正确
c
B.根据G
Mm r2
m a得：
a
GM r2
B不正确
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
A.火星的半径为 vT
2
AC B.火星的质量为 v2T 2G
C.火星的密度为
3
GT 2
D.卫星的运行速度为 v n
解析:
A.由v
2R
T
可得： R
vT
2
A对
B.G
Mm R2
m
v2 R
解得M v2R G
将R vT 代入
2
解得M v3T
2G
B错
4 2R3
C. M
V
GT 2
4 R3
3
GT 2
C对
3
典
典例2：2018年12月27日，“北斗三号”基本系统已完成建设，
例 开始提供全球服务，其导航系统中部分卫星运行轨道如图所
2
示，a为极地卫星，b为地球同步卫星，c为倾斜轨道卫星，其 轨道平面与赤道平面有一定的夹角，周期与地球自转周期相
同，下列说法正确的是（ ） A.卫星a的线速度比卫星c的线速度小
C
m
4 2
T2
r得
天体的质量为 M
4 2r3 。 GT 2 4 2r3
②若已知天体的半径R，则天体的密度 M
V
GT 2
4 R3
3r 3
GT 2R3
3
③若卫星在天体表面附近运行时，可认为轨道半径r等于
天体半径R,则天体密度
3
GT 2
,
只要测出卫星环绕天体表面运行的周期T,
就可估算中心天体的密度。
典
第六章 万有引力与航天
总结
1.开普勒三定律： 轨道定律 面积定律 周期定律
2.万有引力定律：
F
G
m1m2 r2
r3 T2
k
万
3.万有引力理论的成就：
GM gR2
“黄金代换”
测量地球质量
估算天体密度 发现未知天体
有 引
（1）地球表面：
mg
G
Mm R2
M
V
“登高望远”
力
（2）星体环绕：
G
Mm r2
m
卫星a的机械能和卫星b的机械能的关系， D不正确
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)
变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)
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
结
v GM R
v gR
R：地球半径， g：地球表面重力加速度。
(3)灵活应用同步卫星的特点，注意同步卫星与地球赤道上 物体的运动规律的区别和联系。
二者周期T相同 比较线速度大小： v r
（角速度 相等） 比较向心加速度大小：a 2r
特别提醒：赤道上物体转动所需的向心力不等于万有引力。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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)
3
则密度为：
3g 4RG
所以地球和月球的密度之比为：
地 3g地 4R月G 月 4R地G 3g月
g地 R月 6 1 3 g月 R地 1 4 2
变 变式1（多选）（2019唐山模拟）人类将在未来登陆火星已知
式 人造卫星A绕火星做匀速圆周运动所能达到的最大速度为v，
1
最小周期为T，现有人造卫星B绕火星做匀速圆周运动，运行 半径是火星半径的n倍，引力常量为G，则（ ）
6.狭义相对论：
m m0
1
v2 c2
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.
总 结
① 由G
Mm r2
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)
比较同步卫星、近地卫星和赤道上物体的线速度，角速度， 周期和向心加速度的大小。
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)
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
aQ2 = aQ1, aP3 = aP2
Q 月球 Ⅰ
P
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)
2 T
2
r
V 4 R3
3
“预测未来”
与 4.宇宙航行： 基本思路：万有引力提供向心力
航
（1）宇宙速度 v1 7.9km / s v2 11.2km / s v3 16.7km / s
天 （2）人造卫星
G
Mm r2
m
v2 r
m 2r
m
2
T
2 r
ma向
5.经典力学的适用范围：
宏观、低速、弱引力
例 1
典例1：（2019安徽合肥质检）已知地球和月球的 半径之比为4:1，其表面重力加速度之比为6:1，则
地球和月球的密度之比为（ B ）
A.2:3， B.3:2， C.4:1， D.6:1
解析: 在星球表面的物体，重力和万有引力相等， 即：
G
Mm R2
mg
解得质量为： M gR2
G
由于体积V 4 R3，