万有引力定律及其应用.pptVIP

二、基本思路  1.天体运动近似看成匀速圆周运动,万有引力提 供 向心力.一小天体m绕大天体M做匀速圆周运动,运动半径(即两天体中心之间的距离)为r,则有 ⒉在忽略天体自转影响时,天体表面的物体所受万有引力近似等于物体的重力 （黄金代换式） 例1.下列哪一组数据能够估算出地球的质量( ) A.月球绕地球运行的周期与月地之间的距离 B.地球表面的重力加速度与地球的半径 C.绕地球运行卫星的周期与线速度 D.地球表面卫星的周期与地球的密度 解析：人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动。月球也是地球的一颗卫星.设地球的质量为M，卫星的质量为m，卫星的运行周期为T，轨道半径为r.根据万有引力定律： …①得 ……②可见A正确 而V=2∏r/T ……③由②③知C正确 对地球表面的卫星，轨道半径等于地球的半径，r=R…④ 由于 ……⑤结合②④⑤得： 可见D错误 例3.下列关于地球同步卫星的说法中正确的是：( )A、为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上B、通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星的周期都是24hC不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面上D、不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的。 解析：本题考察地球同步卫星的特点及其规律。 同步卫星运动的周期与地球自转周期相同T=24h角速度ω一定 根据万有引力定律 得知通讯卫星的运行轨道r是一定的，离开地面的高度h也是一定的。 地球对卫星的引力提供了卫星做圆周运动的向心力，因此同步卫星只能以地心为为圆心做圆周运动，它 只能与赤道同平面且定点在赤道平面的正上方。 故B正确，C错误。 不同通讯卫星因轨道半径相同，速度大小相等，故无相对运动，不会相撞，A错误。 例4 .导与练p81例1 p80 回扣练习2,3,4 5.卫星的变轨问题 例5. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形道1运行，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆形轨道3运行。设轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时， ⑴比较卫星经过轨道1、2上的Q点的加速度的大小；以及卫星经过轨道2、3上的P点的加速度的大小 ⑵设卫星在轨道1、3上的速度大小 为v1、v3 ，在椭圆轨道上Q、P点 的速度大小分别是v2、v2/，比较 四个速度的大小 解析:⑴根据牛顿第二定律，卫星的加速度是由于 地球吸引卫星的引力产生的。即： 可见卫星在轨道2、3上经过P点的加速度大小相等；卫星在轨道1、2上经过Q点的加速度大小也相等； 但P点的加速度小于Q点的加速度。 ⑵①1、3轨道为卫星运行的圆轨道，卫星只受地球引力做匀速圆周运动,由 得： 可见：v1＞v3 ②由开普勒第二定律知，卫星在椭圆轨道上的运动速度大小不同，近地点Q速度大，远地点速度小，即v2＞v2/ ③卫星由近地轨道向椭圆轨道运动以及由椭圆轨道