高中物理第5章第2、3節(jié)萬有引力定律的應用人類對太空的不懈追求.ppt

第 5 章,考向一,理解教材新知,第 2、3 節(jié),把握熱點考向,應用創(chuàng)新演練,考向二,知識點一,知識點二,隨堂基礎鞏固,課時跟蹤訓練,考向三,知識點三,拋出速度,人造衛(wèi)星與宇宙速度,衛(wèi)星,萬有引力,圖521,2宇宙速度 (1)第一宇宙速度大小為 ，也叫環(huán)繞速度。 (2)第二宇宙速度大小為 ，也叫脫離速度。 (3)第三宇宙速度大小為 ，也叫逃逸速度。,7.9 km/s,11.2 km/s,16.7 km/s,1恒星演化發(fā)展到一定階段，可能成為恒星世界的“侏儒” 中子星，中子星的半徑較小，一般在720 km，但它的密度大得驚人。若某中子星的密度為1.21017 kg/m3，半徑為10 km，那么該中子星上的第一宇宙速度約為(G6.671011 Nm2/kg2) ( ) A7.9 km/s B16.7 km/s C2.9104 km/s D5.8104 km/s,答案：D,預測未知天體,1.海王星的發(fā)現 在觀測天王星時，發(fā)現其實際軌道與萬有引力計算的軌道不吻合，并由此預測存在另一行星，這就是后來發(fā)現的 。 2意義 鞏固了 的地位，展現了科學理論超前的預見性。,海王星,萬有引力定律,2探測器探測到土星外層上有一個環(huán)。為了判斷它是土星 的一部分還是土星的衛(wèi)星群，可以測量環(huán)中各層的線速度v與該層到土星中心的距離R之間的關系來確定，下列判斷中正確的是 ( ) 若v R，則該環(huán)是土星的一部分 若v 2R，則該環(huán)是土星的衛(wèi)星群,答案： D,A B C D,人類對太空的探索,1.兩種學說,地球,地球,太陽,太陽,勻速圓周,第谷,2牛頓的大綜合 牛頓在前人研究的基礎上，逐步建立了 ，是物理學的第一次大綜合，形成了以 為基礎的力學體系。,萬有引力定律,牛頓三大運動定律,3關于天體的運動，下列說法中正確的是 ( ) A由于地心說符合人們的日常經驗，所以地心說是正 確的 B太陽從東邊升起，從西邊落下，所以太陽繞地球運動 C天體運動是最完美、和諧的勻速圓周運動 D日心說以太陽為中心來考慮天體運動，許多問題都可 以解決，行星運動的描述也變得簡單了,解析：人們由于受主客觀條件的限制，往往會在對自然界的認識中產生片面性、甚至錯誤的認識。地心說由于只是從簡單的日常經驗出發(fā)因而不能正確描述天體運動，故是錯誤的，A、B選項錯；日心說的發(fā)展經歷了從觀測到理論總結，再觀測、再總結的過程，基本上正確地描述了天體的運動規(guī)律，故D對；開普勒在前人對行星運動的記錄基礎上，經過長時間的觀測和分析，在尊重事實的基礎上，提出了行星繞太陽的軌道是橢圓，而不是圓，故C錯。 答案：D,例1 如圖522所示為赤道上隨地球自轉的物體A、赤道上空的近地衛(wèi)星B和地球同步衛(wèi)星C的運動示意圖，若它們的運動都可視為勻速圓周運動，則比較三個物體的運動情況，以下判斷正確的是 ( ),衛(wèi)星運動中v、T、a與半徑r的關系,圖5 2 2,A三者的周期關系為TAaBaC C三者角速度的大小關系為ACB D三者線速度的大小關系為vA vB vC 思路點撥 明確A、B、C三個研究對象不同的軌道及運動規(guī)律，利用控制變量的方式分析。,答案 C,1上例題中，若地球的平均密度為，萬有引力常量為G， 若要使物體A對地球表面的壓力為零，則地球自轉的周期 應為多少？,衛(wèi)星變軌問題分析,例2 發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星 發(fā)射至近地圓軌道1，然后經點火，使其沿橢 圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同 步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3 相切于P點(如圖523)，則當衛(wèi)星分別在 1、2、3軌道上正常運行時，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,圖523,C衛(wèi)星在軌道1上經過Q點時的加速度大于它在軌道2上經過Q點時的加速度 D衛(wèi)星在軌道2上經過P點時的加速度大于它在軌道3上經過P點時的加速度 思路點撥 解答此題時應注意以下兩點： (1)地球衛(wèi)星的線速度、角速度由運行半徑決定。 (2)加速度的大小取決于衛(wèi)星受到的合力。,答案 B,2012年6月17日發(fā)射的“神舟”九號飛船要完成與環(huán)繞地球運轉的軌道的“天宮”一號空間站對接，則 ( ) A可以從較低軌道上加速 B可以從較高軌道上加速 C可以從與空間站同一高度軌道上加速 D無論在什么軌道上，只要加速都行 解析：宇宙飛船加速時，由于飛船受到的萬有引力不足以提供飛船需要的向心力，因而飛船就會發(fā)生離心現象。所以，要使飛船與空間站對接，可以從較低軌道上加速。 答案：A,例3 如圖524所示，質量分別為 m和M的兩個星球A和B在引力作用下都繞O 點做勻速圓周運動，星球A和B兩者中心之 間的距離為L。已知A、B的中心和O三點始 終共線，A和B分別在O的兩側。引力常量為G。 圖524 (1)求兩星球做圓周運動的周期。 (2)在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運行的周期記,雙星模型的分析與計算,為T1。但在近似處理問題時，常常認為月球是繞地心做圓周運動的，這樣算得的運行周期記為T2。已知地球和月球的質量分別為5.981024 kg和7.351022 kg。 求T2與T1兩者平方之比。(結果保留三位小數) 思路點撥 解此題應抓住兩點： (1)正確建立雙星運行模型，區(qū)分軌道半徑和距離。 (2)雙星間的萬有引力充當向心力，而且雙星之間具 有相同的周期。,借題發(fā)揮 (1)雙星做勻速圓周運動的角速度必相等，因此周期也必然相同。 (2)由于每顆星球的向心力都是由雙星間相互作用的萬有引力提供的，因此向心力大小必然相等。 (3)列式時需注意：萬有引力定律表達式中的r表示雙星間的距離，即兩個圓周的半徑之和，而向心力表達式中的r表示它們各自做圓周運動的半徑，千萬不可混淆。,2上例題中，若月球和地球可視為雙星系統(tǒng)，它們繞月地 連線上某點O做勻速圓周運動，已知m月M地180，則月球與地球