萬(wàn)有引力和航天新課標(biāo)考綱ppt課件

1、萬(wàn)有引力與航天萬(wàn)有引力與航天新課標(biāo)考綱：新課標(biāo)考綱：萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用要求要求內(nèi)容內(nèi)容經(jīng)典時(shí)空觀和相對(duì)論時(shí)空觀經(jīng)典時(shí)空觀和相對(duì)論時(shí)空觀 第二宇宙速度和第三宇宙速度第二宇宙速度和第三宇宙速度環(huán)繞速度環(huán)繞速度哈九中哈九中欒孌欒孌0909，寧夏，寧夏，6 6分分1010，新課標(biāo)，新課標(biāo)，6 6分分1111，新課標(biāo)，新課標(biāo)，6 6分分地球和木星繞太陽(yáng)地球和木星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道都可以運(yùn)行的軌道都可以看作是圓形的。已看作是圓形的。已知木星的軌道半徑知木星的軌道半徑約為地球軌道半徑約為地球軌道半徑的的5.25.2倍，則木星與倍，則木星與地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的線速度之比約為線速

2、度之比約為 （ ）A. 0.19 A. 0.19 B. 0.44 B. 0.44 C. 2.3 C. 2.3 D. 5.2D. 5.2太陽(yáng)系中的太陽(yáng)系中的8 8大行星的軌道大行星的軌道均可以近似看成圓軌道。下均可以近似看成圓軌道。下列列4 4幅圖是用來(lái)描述這些行幅圖是用來(lái)描述這些行星運(yùn)動(dòng)所遵從的某一規(guī)律的星運(yùn)動(dòng)所遵從的某一規(guī)律的圖像。圖中坐標(biāo)系的橫軸是圖像。圖中坐標(biāo)系的橫軸是, ,縱軸是縱軸是; ;這里這里T T和和R R分別是行分別是行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期和相應(yīng)星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑，和分別是水的圓軌道半徑，和分別是水星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期和相應(yīng)星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑。

3、下列的圓軌道半徑。下列4 4幅圖幅圖中正確的是中正確的是 衛(wèi)星電話信號(hào)需要通地衛(wèi)星電話信號(hào)需要通地球同步衛(wèi)星傳送。如果球同步衛(wèi)星傳送。如果你與同學(xué)在地面上用衛(wèi)你與同學(xué)在地面上用衛(wèi)星電話通話，則從你發(fā)星電話通話，則從你發(fā)出信號(hào)至對(duì)方接收到信出信號(hào)至對(duì)方接收到信號(hào)所需最短時(shí)間最接近號(hào)所需最短時(shí)間最接近于可能用到的數(shù)據(jù)：于可能用到的數(shù)據(jù)：月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為半徑約為3.83.8105m/s105m/s，運(yùn)行周期約為運(yùn)行周期約為2727天，地天，地球半徑約為球半徑約為64006400千米，千米，無(wú)線電信號(hào)傳播速度為無(wú)線電信號(hào)傳播速度為3x108m/s)3x108m/s)A.

4、0.1s B.0.25s A.0.1s B.0.25s C.0.5s D.1sC.0.5s D.1s哈九中哈九中欒孌欒孌0909，全國(guó)，全國(guó)，2121分分1010，全國(guó)，全國(guó)，6 6分分1111，全國(guó)大綱，全國(guó)大綱，6 6分分我國(guó)我國(guó)“嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)探月衛(wèi)星探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在發(fā)射后，先在“2424小時(shí)軌道小時(shí)軌道上繞地球運(yùn)行上繞地球運(yùn)行( (即繞地球即繞地球一圈需要一圈需要2424小時(shí)小時(shí)) )；然后，；然后，經(jīng)過(guò)兩次變軌依次到達(dá)經(jīng)過(guò)兩次變軌依次到達(dá)“4848小時(shí)軌道小時(shí)軌道和和“7272小時(shí)軌小時(shí)軌道道”；最后奔向月球。如果；最后奔向月球。如果按圓形軌道計(jì)算，并忽略衛(wèi)按圓形軌道計(jì)算，并忽

5、略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比，軌完成后與變軌前相比， A A衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能減小能減小B B衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能增大能增大 C C衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能減小能減小D D衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能增大能增大如右圖，質(zhì)量分別為如右圖，質(zhì)量分別為m m和和M M的兩的兩個(gè)星球個(gè)星球A A和和 B B在引力作用下都繞在引力作用下都繞O O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球A A和和B B兩者兩者 中心之間的距離為中心之間的距離為L(zhǎng) L。已。已知知A A、B B的中心

6、和的中心和O O三點(diǎn)始終共線，三點(diǎn)始終共線，A A和和B B分別在分別在O O的兩側(cè)。引力常數(shù)的兩側(cè)。引力常數(shù)為為G G。 （1 1求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期：周期：（2 2在地月系統(tǒng)中，若忽略其在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，可以將月球和他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球地球看成上述星球A A和和B B，月球，月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期為繞其軌道中心運(yùn)行的周期為T1T1。但在近似處理問(wèn)題時(shí)，常常認(rèn)但在近似處理問(wèn)題時(shí)，常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的，為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的，這樣算得的運(yùn)行周期記為這樣算得的運(yùn)行周期記為T2T2。已知地球和月球的質(zhì)量分別為已知地

7、球和月球的質(zhì)量分別為5.985.981024kg1024kg和和7.537.531022kg 1022kg 。求求T1T1與與T2T2兩者平方之比。（結(jié)兩者平方之比。（結(jié)果保留果保留3 3位小數(shù)）位小數(shù)） 如圖，如圖，P P、Q Q為某地區(qū)水平地面上的兩點(diǎn)，為某地區(qū)水平地面上的兩點(diǎn)，在在P P點(diǎn)正下方一球形區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)藏有石油，假點(diǎn)正下方一球形區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)藏有石油，假定區(qū)域周圍巖石均勻分布，密度為定區(qū)域周圍巖石均勻分布，密度為石油石油密度遠(yuǎn)小于密度遠(yuǎn)小于，可將上述球形區(qū)域視為空，可將上述球形區(qū)域視為空腔。如果沒有這一空腔，則該地區(qū)重力加腔。如果沒有這一空腔，則該地區(qū)重力加速度正常值沿豎直方向，當(dāng)存在空

8、腔速度正常值沿豎直方向，當(dāng)存在空腔時(shí)，該地區(qū)重力加速度的大小和方向會(huì)與時(shí)，該地區(qū)重力加速度的大小和方向會(huì)與正常情況有微小偏高，重力回速度在原豎正常情況有微小偏高，重力回速度在原豎直方向即直方向即POPO方向上的投影相對(duì)于正常方向上的投影相對(duì)于正常值的偏離叫做值的偏離叫做“重力加速度反常重力加速度反?！?。為了。為了探尋石油區(qū)域的位置和石油儲(chǔ)量，常利用探尋石油區(qū)域的位置和石油儲(chǔ)量，常利用P P點(diǎn)到附近重力加速度反常現(xiàn)象，已知引力點(diǎn)到附近重力加速度反?，F(xiàn)象，已知引力常數(shù)為常數(shù)為G G（1 1設(shè)球形空腔體積為設(shè)球形空腔體積為V V，球心深度為，球心深度為d d遠(yuǎn)小于地球半徑），求空腔所引起的遠(yuǎn)小于地球

9、半徑），求空腔所引起的Q Q點(diǎn)點(diǎn)處的重力加速度反常處的重力加速度反常（2 2若在水平地面上半徑若在水平地面上半徑L L的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)：的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)：重力加速度反常值在重力加速度反常值在與與kkk1k1之間之間變化變化, ,且重力加速度反常的最大值出現(xiàn)在半且重力加速度反常的最大值出現(xiàn)在半為為L(zhǎng) L的范圍的中心，如果這種反常是于地下的范圍的中心，如果這種反常是于地下存在某一球形空腔造成的，試求此球形空存在某一球形空腔造成的，試求此球形空腔球心的深度和空腔的體積腔球心的深度和空腔的體積, ,Q Qx xd dP PR RO O哈九中哈九中欒孌欒孌 公式形式的復(fù)雜性、計(jì)算公式形式的復(fù)雜性、計(jì)算時(shí)的技巧性

10、以及對(duì)力學(xué)知識(shí)運(yùn)時(shí)的技巧性以及對(duì)力學(xué)知識(shí)運(yùn)用的靈活性用的靈活性 結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)和牛頓運(yùn)結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律知識(shí)研究天體動(dòng)定律知識(shí)研究天體(衛(wèi)星衛(wèi)星)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)熱點(diǎn)熱點(diǎn)難點(diǎn)難點(diǎn)哈九中哈九中欒孌欒孌一、知識(shí)清單：一、知識(shí)清單：萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律兩質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計(jì)算兩質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計(jì)算內(nèi)容內(nèi)容宇宙間的一切物體都是互相吸引的，兩個(gè)物體間宇宙間的一切物體都是互相吸引的，兩個(gè)物體間的引力大小跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的引力大小跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。的距離的二次方成反比。公式公式221rmmGF萬(wàn)其中其中G=6.6710-11Nm2/kg2,稱為稱為萬(wàn)有引力

11、常量。萬(wàn)有引力常量。適用條件適用條件兩質(zhì)量均勻分布的球體間的相互作用兩質(zhì)量均勻分布的球體間的相互作用補(bǔ)償法補(bǔ)償法哈九中哈九中欒孌欒孌二、題型歸納：二、題型歸納：天體天體(衛(wèi)星衛(wèi)星)繞中心天體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：繞中心天體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：F萬(wàn)萬(wàn)F萬(wàn)萬(wàn) mgF向向 “金三角金三角關(guān)系關(guān)系哈九中哈九中欒孌欒孌/222224mgmarTmrmrvmrMmG向通用方程：通用方程：rGMv 3rGMGMrT322/GMrga向“黃金黃金代換：代換： mgRMmG22gRGM 人造衛(wèi)星天上轉(zhuǎn)人造衛(wèi)星天上轉(zhuǎn)越高它越轉(zhuǎn)得慢越高它越轉(zhuǎn)得慢人造衛(wèi)星也有人造衛(wèi)星也有“家家” gg就是它的加就是它的加二、題型歸納：二、題型

12、歸納：天體天體(衛(wèi)星衛(wèi)星)繞中心天體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：繞中心天體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：哈九中哈九中欒孌欒孌雙星系統(tǒng)雙星系統(tǒng)(三星系統(tǒng)三星系統(tǒng))雙星系統(tǒng)雙星系統(tǒng)F1RF2(a)三星系統(tǒng)三星系統(tǒng)F1RF2F合r(b)三星系統(tǒng)三星系統(tǒng)地球同步衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算中心天體的質(zhì)量和密度利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算中心天體的質(zhì)量和密度 天體天體(衛(wèi)星衛(wèi)星)繞中心天體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：繞中心天體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：二、題型歸納：二、題型歸納：哈九中哈九中欒孌欒孌雙星系統(tǒng)雙星系統(tǒng)(三星系統(tǒng)三星系統(tǒng))雙星系統(tǒng)雙星系統(tǒng)F1RF2(a)三星系統(tǒng)三星系統(tǒng)F1RF2F合r(b)三星系統(tǒng)三星系統(tǒng)地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體地球赤

13、道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體衛(wèi)星中的發(fā)射與回收衛(wèi)星中的發(fā)射與回收(超重現(xiàn)象超重現(xiàn)象)星球上的拋體運(yùn)動(dòng)星球上的拋體運(yùn)動(dòng)天體的橢圓軌道運(yùn)行、衛(wèi)星的變軌、追及天體的橢圓軌道運(yùn)行、衛(wèi)星的變軌、追及AB地球同步衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算中心天體的質(zhì)量和密度利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算中心天體的質(zhì)量和密度 天體天體(衛(wèi)星衛(wèi)星)繞中心天體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：繞中心天體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：二、題型歸納：二、題型歸納：哈九中哈九中欒孌欒孌雙星系統(tǒng)雙星系統(tǒng)(三星系統(tǒng)三星系統(tǒng))地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體衛(wèi)星中的發(fā)射與回收衛(wèi)星中的發(fā)射與回收(超重現(xiàn)象超重現(xiàn)象)星球上的自由落體、拋體運(yùn)動(dòng)星球上的自由落體、拋體運(yùn)動(dòng)天