专题复习卫星与天体.doc

第六课时 卫星与天体 临朐一中曾庆强 【自主探究】 考纲要求 考点 要求 复习导航 万有引力定律及应用 Ⅱ 本专题的重点应用万有引力定律解决天体运动、人造地球卫星运动、变轨问题.应重视以我国飞速发展的航天事业为背景，凸显必威体育精装版科技动态，应用万有引力定律解决卫星发射和回收变轨过程中各物理量的比较和功能转化. 人造地球卫星的运动 Ⅱ 第二宇宙速度和第三宇宙速度 Ⅰ 网络构建： 要点梳理： 要点1：万有引力定律 (1)内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比． (2)公式：F＝G,其中，称为为有引力恒量． (3)适用条件：严格地说公式只适用于质点间的相互作用，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近似使用，但此时r应为两物体重心间的距离．对于均匀的球体,r是两球心间的距离． 思考1：万有引力和重力的关系如何？重力加速度g随纬度和高度如何变化？ 要点2：万有引力定律的应用 （１）万有引力定律解决天体问题的思路： ①天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力.即 ②地球对物体的万有引力近似等于物体的重力，即从而得出 (黄金代换，不考虑地球自转) （２）.天体质量M、密度的估算 ①从环绕天体出发:通过观测环绕天体运动的周期T和轨道半径r; 由得被环绕天体的质量为，密度为，R为被环绕天体的半径.当环绕天体在被环绕天体的表面运行时，r＝R，则. ②从中心天体本身出发:只要知道中心天体的表面重力加速度g和半径R就可以由黄金代换公式求出中心天体的质量M，并能进一步求密度ρ. 思考2在某星球上，宇航员用弹簧秤称得质量为m的物体重量为F，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得环绕周期为T，试求该星球的质量. 要点3： 人造天体的运动 （1）卫星的绕行线速度、角速度、周期与高度的关系 ①由，得，∴当h↑，v↓ ②由G=mω2（R+h），得ω=，∴当h↑，ω↓ ③由G，得T= ∴当h↑，T↑ （2）三种宇宙速度： 第一宇宙速度（环绕速度）：v1=7.9 km/s，人造地球卫星的最小发射速度.也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度. 第二宇宙速度（脱离速度）：v2=11.2 km/s，使卫星挣脱地球引力束缚的最小发射速度. 第三宇宙速度（逃逸速度）：v3=16.7 km/s，使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度. （3）第一宇宙速度的计算． ①地球对卫星的万有引力就是卫星做圆周运动的向心力． 由，得.当h↑，v↓，所以在地球表面附近卫星的速度是它运行的最大速度.其大小为R＞＞h（地面附近）时，v1=7．9×103 m/s ②在地面附近物体的重力近似地等于地球对物体的万有引力，重力就是卫星做圆周运动的向心力． ．当R＞＞h时．gh≈g 所以v1＝=7．9×103 m/s 第一宇宙速度是在地面附近h＜＜R，卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度． （4）两种最常见的卫星 ①近