萬(wàn)有引力重難點(diǎn)深度分析(絕對(duì)透)資料課件

1、一、兩大基本路線：人造衛(wèi)星：中心天體質(zhì)量和密度公式：天體質(zhì)量和密度公式：第一宇宙速度：同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星及赤道上的物體的異同難點(diǎn)一：一、同步衛(wèi)星1、軌道 同步衛(wèi)星是運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同的人造地球衛(wèi)星，它與地球保持相對(duì)靜止，總是位于赤道的正上方。因此任何一個(gè)同步衛(wèi)星的軌道平面都通過地心 ,同步衛(wèi)星的軌道也稱為同步軌道。2、周期同步衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T=24h。3、高度與軌道半徑：設(shè)同步衛(wèi)星離地面高度為h得h=3.6 104km，則軌道半徑r=R+h=4.2 107m4、運(yùn)行速率v= ( R + h) =2 ( R + h) /T=3.1km/s，方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同5、角

2、速度角速度=2/T=7.3 10-5rad/ s6、向心加速度解得a=0.22m/s27、發(fā)射三顆同步衛(wèi)星，即可覆蓋全球的每個(gè)角落二、近地衛(wèi)星近地衛(wèi)星是指軌道在地球表面附近的衛(wèi)星，計(jì)算時(shí)軌道半徑可近似取地球半徑1、周期解得T=84min2、運(yùn)行速率解得v=7.9km/s （第一宇宙速度）它們是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星最大線速度和最小周期同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星與赤道上物體的異同一、相同點(diǎn) (M地球質(zhì)量；R地球半徑）1、三者都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力均與地球的萬(wàn)有引力有關(guān)2、同步衛(wèi)星與赤道上物體的運(yùn)動(dòng)周期相同：T同= T赤=24h3、近地衛(wèi)星與赤道上物體的運(yùn)動(dòng)軌道半徑相同： r近=r赤=

3、R二、不同點(diǎn)1、軌道半徑不同：r近=r赤=R r同=R+h則： r同 r近=r赤2、向心力不同：近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的向心力完全由地球?qū)λ鼈兊娜f(wàn)有引力來提供：Fn=F萬(wàn)赤道物體的向心力有萬(wàn)有引力的一個(gè)分力來提供，萬(wàn)有引力的另一個(gè)分力提供赤道物體的重力3、向心加速度不同：由 及 則： a近 a同 a赤4、周期不同： T同=T赤 T近 5、線速度不同：由 及則：v近v同 v赤6、角速度不同：由 及則： 同= 赤 近 難點(diǎn)二：衛(wèi)星變軌問題VF引F引F向F引F向衛(wèi)星變軌原理MmA點(diǎn)速度內(nèi)小外大（在A點(diǎn)看軌跡）在A點(diǎn)萬(wàn)有引力相同A思考：人造衛(wèi)星在低軌道上運(yùn)行，要想讓其在高軌道上運(yùn)行，應(yīng)采取什么措

4、施？在低軌道上加速，使其沿橢圓軌道運(yùn)行，當(dāng)行至橢圓軌道的遠(yuǎn)點(diǎn)處時(shí)再次加速，即可使其沿高軌道運(yùn)行。衛(wèi)星變軌原理1、衛(wèi)星在二軌道相切點(diǎn)萬(wàn)有引力相同速度內(nèi)小外大（切點(diǎn)看軌跡）2、衛(wèi)星在橢圓軌道運(yùn)行近地點(diǎn)-速度大，動(dòng)能大遠(yuǎn)地點(diǎn)-速度小，動(dòng)能小vF引12R衛(wèi)星在圓軌道運(yùn)行速度V1V2900減小衛(wèi)星變軌原理v3F引L衛(wèi)星變軌原理使衛(wèi)星進(jìn)入更高軌道做圓周運(yùn)動(dòng)v3v4衛(wèi)星的回收 1、如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿橢圓軌道2運(yùn)行；最后再次點(diǎn)火將其送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于P點(diǎn)，2、3相切于Q點(diǎn)。當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法正確的是（ ） A、在軌道

5、3上的速率大 于1上的速率 B、在軌道3上的角速度 小于1上的角速度 C、在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí) 的速率等于在軌道3上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速率 D、在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道2上 經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度 QP231BD對(duì)接問題：宇宙飛船與空間站的對(duì)接空間站實(shí)際上就是一個(gè)載有人的人造衛(wèi)星，那么，地球上的人如何到達(dá)空間站，空間站上的人又如何返回地面？這些活動(dòng)都需要通過宇宙飛船來完成，這就存在一個(gè)宇宙飛船與空間站對(duì)接的問題。思考：能否把宇宙飛船先發(fā)射到空間站的同一軌道上，再通過加速去追上空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)接呢？不行，因?yàn)轱w船加速后做離心運(yùn)動(dòng)會(huì)偏離原來的圓軌道而無法與空間站對(duì)接。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。通過控制軌道使飛船跟空間站恰好同時(shí)運(yùn)行到兩軌道的相切點(diǎn)，此時(shí)飛船適當(dāng)減速，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)接，如圖示。空間站飛船對(duì)接方法：例：在太空中有兩飛行器a、b，它們?cè)诶@地球的同一圓形軌道上同向運(yùn)行，a在前b在后，它都配有能沿運(yùn)動(dòng)方向向前或向后噴氣的發(fā)動(dòng)機(jī)，現(xiàn)要想b 盡快追上a 并完成對(duì)接，b應(yīng)采取的措施是（ ）A、沿運(yùn)動(dòng)方向噴氣 B、先沿