专题四：第4讲 万有引力定律及其应用.ppt

* 第4讲　万有引力定律及其应用 质量的乘积 距离的平方 6.67×10－11 N·m2/kg2 卡文迪许 质点 mω2 r gR2 (2)建立方程解决问题的方法：运动学参量给出物体需要的 向心力都应与万有引力建立方程，进行讨论． 小 小 小 大 (4)通讯卫星：即地球同步通讯卫星，与地球自转周期____， 角速度相同；与地球赤道同平面，在赤道的____方，高度一定， 绕地球做匀速圆周运动；线速度、向心加速度大小相同．三颗 同步卫星就能覆盖地球． (5)“双星”问题：两个靠得很近的星体，它们以两者连线 上的某一点为圆心做匀速圆周运动，它们的向心力、向心加速 度大小相同，它们的运动周期相同；但轨道半径不等于引力距 离，关系是 r1＋r2＝l. 相同 正上 考点2 三种宇宙速度 1．行星(卫星)在椭圆轨道上运动时，机械能守恒 恒星(或行星)位于椭圆轨道的一个焦点上，且行星(卫星) 周期或运动时间进行定性分析． 2．卫星变轨问题： 要分清圆轨道与椭圆轨道 (1)解卫星变轨问题，可根据其向心力的供求平衡关系进行 分析． ①若F供＝F求，供求平衡——物体做匀速圆周运动． ②若F供＜F求，供不应求——物体做离心运动． ③若F供＞F求，供过于求——物体做向心运动． (2)如图 4－4－1，卫星要达到由圆轨道 a 变成较大的椭圆 轨道 b， 图4－4－1 再由椭圆轨道b变成更大的圆轨道c，通过加速(离心)来实 现；卫星要达到由圆轨道 c 变成较小的椭圆轨道 b，再由椭圆 轨道 b 变成更小的圆轨道 a，通过减速(向心) 来实现．卫星在 变轨过程中，机械能并不守恒． 3．三种宇宙速度 (1)第一宇宙速度(环绕速度)：v＝7.9 km/s，是人造卫星近 地环绕速度．它是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运 动所必须具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，该速 度又是环绕地球做匀速圆周运动的卫星的最大运行速度．第一 宇宙速度的求解方法如下： (2)第二宇宙速度：v＝11.2 km/s，在地面上发射物体，使之 能够脱离地球的引力作用，成为绕太阳运行的人造行星或飞到 其他行星上去所必需的最小发射速度，又称为脱离速度． (3)第三宇宙速度：v＝16.7 km/s，在地面上发射物体，使之 最后能脱离太阳的引力范围，飞到太阳系以外的宇宙空间所必 需的最小速度，又称逃逸速度． 题组1 对应考点1 ) 1．下列哪一组数据不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 答案：D 2．(2011 年肇庆检测)“嫦娥二号”卫星于 2010 年 10 月 1 日 18 时 59 分 57 秒在西昌卫星发射中心发射升空，“嫦娥二号”卫 星在距月球表面约 100 km 高度的轨道上绕月运行，较“嫦娥一 号”距月球表面 200 km 的轨道要低，若把这两颗卫星的运行都看 ) 成是绕月球做匀速圆周运动，下列说法正确的是( A．“嫦娥二号”的线速度较小 B．“嫦娥二号”的周期较小 C．“嫦娥二号”的角速度较小 D．“嫦娥二号”的向心加速度较小 答案：B 3．(2011 年北京卷)由于通讯和广播等方面的需要，许多国 家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的( ) A．质量可以不同 B．轨道半径可以不同 C．轨道平面可以不同 D．速率可以不同 解析：所有的地球同步卫星离地心的高度都相同；周期、 角速度、线速度大小、向心加速度大小相等．A 正确． 答案：A 4．(2010 年重庆卷)月球与地球质量之比约为 1∶80，有研 究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它 们都围绕月地连线上某点 O 做匀速圆周运动．据此观点，可知 月球与地球绕 O 点运动的线速度大小之比约为( ) A．1∶6400 B．1∶80 C．80∶1 D．6400∶1 答案：C 题组2 对应考点2 5．(广东四校2011 届高三联考)如图 4－4－2 所示，a、b、c 是在地球大气层外圆形轨道上运动的 3 颗卫星，下列说法正确的是(　　) 图4－4－2 　　A．b、c 的线速度大小相等，且大于 a 的线速度 　　B．b、c 的向心加速度大小相等，且大于 a 的向心加速度 　　C．c 加速可追上同一轨道上的 b，b 减速可等候同一轨道上的 c 　　D．a 卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大 答案：D 6．(2012 年深圳高级中学模拟)星球的第二宇宙速度 v2与第 一