高中物理 第六章 萬(wàn)有引力與航天本章整合課件 新人教版必修2.ppt

本章整合 本章知識(shí)可分為四個(gè)組成部分 第一部分 人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí) 第二部分 萬(wàn)有引力定律 第三部分 萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 第四部分 經(jīng)典力學(xué)的成就和局限性 一 人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí) 二 萬(wàn)有引力定律 三 萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 四 經(jīng)典力學(xué)的成就和局限性 一 二 三 一 解決天體運(yùn)動(dòng)問題的思路解決天體運(yùn)動(dòng)的基本思路 1 將天體運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng) 2 萬(wàn)有引力提供向心力 根據(jù)已知條件靈活選擇合適的表達(dá)式 3 關(guān)于地球衛(wèi)星的問題 有時(shí)還會(huì)應(yīng)用gm gr2做代換 一 二 三 例1 我國(guó)成功發(fā)射的探月衛(wèi)星嫦娥三號(hào) 在環(huán)月圓軌道繞行n圈所用的時(shí)間為t 月球半徑為r0 月球表面處重力加速度為g0 1 請(qǐng)推導(dǎo)出嫦娥三號(hào)衛(wèi)星離月球表面高度的表達(dá)式 一 二 三 一 二 三 一 二 三 變式訓(xùn)練1已成為我國(guó)首個(gè)人造太陽(yáng)系小行星的嫦娥二號(hào) 2014年2月再次刷新我國(guó)深空探測(cè)最遠(yuǎn)距離紀(jì)錄 超過(guò)7000萬(wàn)公里 嫦娥二號(hào)是我國(guó)探月工程二期的先導(dǎo)星 它先在距月球表面高度為h的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 運(yùn)行周期為t 然后從月球軌道出發(fā)飛赴日地拉格朗日l(shuí)2點(diǎn) 物體在該點(diǎn)受日 地引力平衡 進(jìn)行科學(xué)探測(cè) 若以r表示月球的半徑 引力常量為g 則 一 二 三 答案 b 一 二 三 二 人造衛(wèi)星穩(wěn)定運(yùn)行時(shí) 各運(yùn)動(dòng)參量的分析1 衛(wèi)星穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)各運(yùn)動(dòng)參量即隨著軌道半徑的增大 衛(wèi)星的向心加速度 線速度 角速度均減小 周期增大 2 兩種特殊衛(wèi)星 1 近地衛(wèi)星 衛(wèi)星軌道半徑約為地球半徑 受到的萬(wàn)有引力近似為重力 故有 2 地球同步衛(wèi)星 相對(duì)于地面靜止 它的周期t 24h 所以它只能位于赤道正上方某一確定高度h 故地球上所有同步衛(wèi)星的軌道均相同 但它們的質(zhì)量可以不同 一 二 三 例2 靜止 在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星把廣闊視野內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面 為天氣預(yù)報(bào)提供準(zhǔn)確 全面和及時(shí)的氣象資料 設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍 下列說(shuō)法中正確的是 一 二 三 答案 c 一 二 三 變式訓(xùn)練2嫦娥二號(hào)環(huán)月飛行的高度為100km 所探測(cè)到的有關(guān)月球的數(shù)據(jù)將比環(huán)月飛行高度為200km的嫦娥一號(hào)更加詳實(shí) 若兩顆衛(wèi)星環(huán)月的運(yùn)行均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng) 運(yùn)行軌道如圖所示 則 a 嫦娥二號(hào)環(huán)月運(yùn)行的周期比嫦娥一號(hào)大b 嫦娥二號(hào)環(huán)月運(yùn)行的線速度比嫦娥一號(hào)小c 嫦娥二號(hào)環(huán)月運(yùn)行的向心加速度比嫦娥一號(hào)大d 嫦娥二號(hào)環(huán)月運(yùn)行的向心力與嫦娥一號(hào)相等 一 二 三 答案 c 一 二 三 三 人造衛(wèi)星的發(fā)射 變軌與對(duì)接1 發(fā)射問題要發(fā)射人造衛(wèi)星 動(dòng)力裝置在地面處要給衛(wèi)星以很大的發(fā)射初速度 且發(fā)射速度v v1 7 9km s 人造衛(wèi)星做離開地球的運(yùn)動(dòng) 當(dāng)人造衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道區(qū)域后 再調(diào)整速度 使f引 f向 即從而使衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道 2 變軌問題如圖所示 一般先把衛(wèi)星發(fā)射到較低軌道1上 然后在p點(diǎn)點(diǎn)火 使衛(wèi)星加速 讓衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng) 進(jìn)入軌道2 到達(dá)q點(diǎn)后 再使衛(wèi)星加速 進(jìn)入預(yù)定軌道3 回收過(guò)程 與發(fā)射過(guò)程相反 當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)q點(diǎn)時(shí) 使衛(wèi)星減速 衛(wèi)星由軌道3進(jìn)入軌道2 當(dāng)?shù)竭_(dá)p點(diǎn)時(shí) 再讓衛(wèi)星減速進(jìn)入軌道1 再減速到達(dá)地面 一 二 三 3 對(duì)接問題如圖所示 飛船首先在比空間站低的軌道運(yùn)行 當(dāng)運(yùn)行到適當(dāng)位置時(shí) 再加速運(yùn)行到一個(gè)橢圓軌道 通過(guò)控制使飛船跟空間站恰好同時(shí)運(yùn)行到兩軌道的相切點(diǎn) 便可實(shí)現(xiàn)對(duì)接 一 二 三 例3 多選 2016年中國(guó)發(fā)射天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室 并發(fā)射神舟十一號(hào)載人飛船和天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船 與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接 天宮二號(hào)從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空 由長(zhǎng)征運(yùn)載火箭將飛船送入近地點(diǎn)為a 遠(yuǎn)地點(diǎn)為b的橢圓軌道上 b點(diǎn)距離地面的高度為h 地球的中心位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上 天宮二號(hào)飛行幾周后進(jìn)行變軌進(jìn)入預(yù)定圓軌道 如圖所示 已知天宮二號(hào)在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時(shí)間為t 引力常量為g 地球半徑為r 則下列說(shuō)法正確的是 一 二 三 a 天宮二號(hào)從b點(diǎn)沿橢圓軌道向a點(diǎn)運(yùn)行的過(guò)程中 引力為動(dòng)力b 天宮二號(hào)在橢圓軌道的b點(diǎn)的向心加速度大于在預(yù)定圓軌道上b點(diǎn)的向心加速度c 天宮二號(hào)在橢圓軌道的b點(diǎn)的速度大于在預(yù)定圓軌道上的b點(diǎn)的速度d 根據(jù)題目所給信息 可以計(jì)算出地球質(zhì)量 一 二 三 解析 天宮二號(hào)從b點(diǎn)沿橢圓軌道向a點(diǎn)運(yùn)行的過(guò)程中 速度在變大 故受到的地球引力為動(dòng)力 所以a正確 在b點(diǎn)天宮二號(hào)產(chǎn)生的加速度都是由萬(wàn)有引力產(chǎn)生的 因?yàn)橥赽點(diǎn)萬(wàn)有引力大小相等 故不管在哪個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng) 在b點(diǎn)時(shí)萬(wàn)有引力產(chǎn)生的加速度大小