高三总复习课件(鲁科版):万有引力与航天.ppt

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1、第四节 万有引力与航天基础知识梳理一、开普勒行星运动定律定律内容图示开普勒第一定律(轨道定律)所有行星绕_____运动的轨道都是_____,太阳处在椭圆的一个焦点上开普勒第二定律(面积定律)对任意一个行星来说,它与_____的连线在相等的时间内扫过相等的_____太阳椭圆太阳面积定律内容图示开普勒第三定律(周期定律)所有行星的轨道的______的三次方跟它的公转____的二次方的比值都相等即=k半长轴周期二、万有引力定律1.内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的方向沿两物体的连线,引力的大小F与

2、这两个物体______________成正比,与这两个物体间____________成反比.质量的乘积距离的平方3.适用条件:公式适用于质点间的相互作用,当两物体间的距离远远大于物体本身的大小时,物体可视为质点,质量分布均匀的球体也可适用.r为两球心间的距离.3.地球同步卫星:只能在赤道_______,与地球自转具有相同的______________,相对地面静止,其环绕的高度是________.4.三种宇宙速度:第一宇宙速度(环绕速度)v1=___km/s,是人造地球卫星的_____发射速度,也是人造地

3、球卫星绕地球做圆周运动的_____环绕速度.第二宇宙速度(脱离速度)v2=_____km/s,是使物体挣脱地球引力束缚的_____发射速度.第三宇宙速度(逃逸速度)v3=_____km/s,是使物体挣脱太阳束缚的最小发射速度.正上方角速度和周期一定的7.9最小最大11.2最小16.7思考感悟三种宇宙速度是指发射速度还是指卫星的环绕速度?提示:三种宇宙速度均指发射速度,不能理解为环绕速度.课堂互动讲练即时应用(即时突破,小试牛刀)1.(2009年高考全国卷Ⅰ)天文学家新发现了太阳系外的一颗行星.这颗行星的

4、体积是地球的4.7倍,质量是地球的25倍.已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,由此估算该行星的平均密度为()A.1.8×103kg/m3B.5.6×103kg/m3C.1.1×104kg/m3D.2.9×104kg/m32.卫星绕地球转动与物体随地球自转的向心加速度的比较4.地球同步卫星特点(1)地球同步卫星只能在赤道上空.(2)地球同步卫星与地球自转具有相同的角速度和周期.(3)地球同步卫星相对地面静止.(4)同步卫星的高度是一定的.5.人造

5、地球卫星的超重和失重(1)人造地球卫星在发射升空时,有一段加速运动;在返回地面时,有一段减速运动.这两个过程加速度方向均向上,因而都是超重状态.(2)人造地球卫星在沿圆轨道运行时,由于万有引力提供向心力,因此处于完全失重状态.在这种情况下凡是与重力有关的力学现象都不会发生.因此,在卫星上的仪器,凡是制造原理与重力有关的均不能使用.同理,与重力有关的实验也将无法进行.即时应用(即时突破,小试牛刀)2.2008年9月27日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务,他的第一次太空行走标志着中国航天事业全新

6、时代的到来.“神舟七号”绕地球做近似匀速圆周运动,其轨道半径为r,若另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的半径为2r,则可以确定()图5-4-1三、卫星在轨运行和变轨问题1.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.名师点睛:(1)一切地球卫星的轨道圆心都与地心重合.(2)卫星的变轨问题是离心运动和近心运动的具体应用.即时应用(即时突破,小试牛

7、刀)3.(2010年高考江苏卷改编)2009年5月,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图5-4-2所示.关于航天飞机的运动,下列说法中不正确的是()图5-4-2A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B.在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能C.在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度经典题型探究题型一万有引力定律的应用例1图5-4-3【规律总结】采用割补法将不规则形状

8、的物体转化为两个规则形状物体,可以将复杂问题简单化,有助于将陌生的实际问题转化为熟悉的物理模型.题型二人造地球卫星问题分析(2011年泉州高三统考)我国发射的“嫦娥二号”探月卫星简化后的路线示意图如图5-4-4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

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