高一物理培優(yōu)人教版必修2課件 第六章本章《萬有引力與航天》優(yōu)化總結(jié)

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歡迎進(jìn)入物理課堂 本章優(yōu)化總結(jié) 知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 專題歸納整合 處理天體運(yùn)動(dòng)問題的基本思路有兩條 1 利用天體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供 天體的運(yùn)動(dòng)遵循牛頓第二定律求解 即 其中 該組公式可稱為 天上 公式 2 利用天體表面的物體的重力約等于萬有引力來求解 即 該式可稱為 人間 公式 合起來稱為 天上人間 公式 2009年高考全國卷 天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)了太陽系外的一顆行星 這顆行星的體積是地球的4 7倍 質(zhì)量是地球的25倍 已知某一近地衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期約為1 4小時(shí) 引力常量G 6 67 10 11N m2 kg2 由此估算該行星的平均密度為 A 1 8 103kg m3B 5 6 103kg m3C 1 1 104kg m3D 2 9 104kg m3 解析 近地衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供 即 則地球的質(zhì)量 又 可得地球密度為 由題意知 故 答案 D 1 第一宇宙速度 環(huán)繞速度 是指地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度 在地面附近 衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng) 萬有引力提供向心力 而萬有引力近似等于重力 所以有 即環(huán)繞速度為 R為地球半徑 g是地面附近的重力加速度 此式僅適用于緊靠地面的圓軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星 將g R值代入可得v1 7 9km s 且v1恒定 即發(fā)射速度為7 9km s時(shí) 衛(wèi)星剛好緊靠地面的圓軌道運(yùn)行 且其環(huán)繞速度為7 9km s 2 第二宇宙速度 11 2km s是指使物體掙脫地球引力的束縛 成為繞太陽運(yùn)行的人造衛(wèi)星 或飛到其他行星上去 的最小發(fā)射速度 3 第三宇宙速度 16 7km s是指使物體掙脫太陽引力的束縛 飛到太陽系以外的宇宙空間去的最小發(fā)射速度 4 軌道速度 人造衛(wèi)星在高空沿著圓軌道或橢圓軌道運(yùn)行的速度 若沿圓軌道運(yùn)行 此時(shí)F向 F引 即 所以 式中M為地球質(zhì)量 r為衛(wèi)星與地心之間的距離 v就是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的速率 解析 設(shè)人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量為m 環(huán)繞月球表面附近圓軌道飛行的探測器的速度和周期分別為v 和T 則由萬有引力提供向心力得 答案 A 衛(wèi)星繞天體穩(wěn)定運(yùn)行時(shí) 萬有引力提供了衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 即 當(dāng)衛(wèi)星由于某種原因 其速度v突然變化時(shí) F萬和不再相等 因此不能再根據(jù)來確定v的大小 當(dāng)F萬 時(shí) 衛(wèi)星做近心運(yùn)動(dòng) 當(dāng)F萬 時(shí) 衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng) 半徑變大而v變小 當(dāng)在合適位置滿足時(shí) 衛(wèi)星在新的軌道上又穩(wěn)定運(yùn)行 2010年金華十校聯(lián)考 發(fā)射地球同步衛(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 將衛(wèi)星送入同步圓軌道3 軌道1 2相切于Q點(diǎn) 軌道2 3相切于P點(diǎn) 如圖6 1所示 當(dāng)衛(wèi)星分別在1 2 3軌道上正常運(yùn)行時(shí) 以下說法正確的是 A 衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B 衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C 衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度D 衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度 解析 由得因?yàn)閞3 r1 所以v3r1 所以 3 1 衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)Q點(diǎn)時(shí)的加速度為地球引力產(chǎn)生的加速度 而在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí) 也只有地球引力產(chǎn)生的加速度 故應(yīng)相等 同理 衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度 答案 BD 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全