万有引力与航天2

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1、第四单元万有引力与航天乘积二次方3.特殊情况(1)两质量分布均匀的球体间的相互作用,也可用本定律来计算,其中r为.(2)一个质量分布均匀的球体和球外一个质点间的万有引力也适用,其中r为.两球心间的距离质点到球心间的距离C二、三种宇宙速度1.第一宇宙速度(环绕速度):v1=km/s,是人造地球卫星的最小速度,也是人造地球卫星绕地球做圆周运动的速度.2.第二宇宙速度(脱离速度):v2=km/s,是使物体挣脱引力束缚的最小发射速度.3.第三宇宙速度(逃逸速度):v3=km/s,是使物体挣脱引力束缚的最小发射速度.7.9发射11.2地球16

2、.7太阳最大【特别提醒】(1)三种宇宙速度均指发射速度,不要误认为是环绕速度.(2)任何星体都有对应的宇宙速度.以上三种宇宙速度是对地球而言的.三、经典时空观和相对论时空观1.经典时空观(1)在经典力学中,物体的质量是不随而改变的.(2)在经典力学中,同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是.运动状态相同的增大的不同的[基础自测]2.关于地球的第一宇宙速度,下列表述正确的是()A.第一宇宙速度又叫环绕速度B.第一宇宙速度又叫脱离速度C.第一宇宙速度跟地球的质量无关D.第一宇宙速度跟地球的半径无关A3.(2013·

3、新课标全国Ⅰ,20)2012年6月18日,神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接.对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气.下列说法正确的是()A.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加C.如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低D.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用BC1.基本方法:把天体(或人造卫星)的运动看成匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.万有引力定律

4、在天文学上的应用D[针对训练]1.(2012·福建理综,16)一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,其线速度大小为v.假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力,物体静止时,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()B2.(2014·河南郑州联考,17)(多选)宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t小球落回原处.已知该星球的半径与地球半径之比R星∶R地=1∶4,地球表面重力加速度为g,设该星球表面重力加

5、速度为g′,地球的质量为M地,该星球的质量为M星.空气阻力不计.则()A.g′∶g=5∶1B.g′∶g=1∶5C.M星∶M地=1∶20D.M星∶M地=1∶80BD人造卫星[关键一点](1)卫星绕地球运行的最小周期约为85分钟.(2)人造地球卫星绕地球运行时,处于失重状态,并不是不受重力作用,是因为重力完全用来提供向心力.土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动.其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心的距离分别为rA=8.0×104km和rB=1.2×105km.忽略所有岩石颗粒间的相互作用.(结果可用根式表示)(1

6、)求岩石颗粒A和B的线速度之比.(2)求岩石颗粒A和B的周期之比.(3)土星探测器上有一物体,在地球上重为10N,推算出它在距土星中心3.2×105km处受到土星的引力为0.38N.已知地球半径为6.4×103km,请估算土星质量是地球质量的多少倍?【归纳拓展】物体做匀速圆周运动时,线速度、角速度、向心加速度、向心力和轨道半径间有一定的制约关系.例如,只有当角速度不变时,线速度才与半径成正比;同样,当线速度不变时,同一物体的向心力才与半径成反比,使用时不能脱离限制条件.B1.卫星的轨道(1)赤道轨道:卫星的轨道在赤道平面内.同步卫星

7、就是其中的一种.(2)极地轨道:卫星的轨道过南北两极,即在垂直于赤道的平面内.如定位卫星系统中的卫星轨道.(3)其他轨道:除以上两种轨道外的卫星轨道.卫星的在轨运行和变轨问题我国发射的“嫦娥二号”探月卫星简化后的路线示意图如右图所示,卫星由地面发射后经过发射轨道进入停泊轨道,然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,经过几次制动后进入工作轨道,卫星开始对月球进行探测.已知地球与月球的质量之比为a,卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b,卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动,则卫星()AD【审题指导】由万有引力提供向心力可

8、以判断不同轨道的速度、周期之间的关系.卫星轨道变大时,周期变大,速度(动能)减小,但机械能增大,即需要加速.【归纳拓展】卫星的速度增大,应做离心运动,要克服万有引力做负功,其动能要减小,速度也减小,所以稳定后速度减小与卫星原来速度增大

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