202X學(xué)年高中物理第5章萬有引力定律及其應(yīng)用章末總結(jié)課件魯科版必修2

1、章末總結(jié)章末總結(jié)一、天體一、天體(衛(wèi)星衛(wèi)星)運(yùn)動問題的處理運(yùn)動問題的處理分析處理天體運(yùn)動問題，要抓住分析處理天體運(yùn)動問題，要抓住“一個模型一個模型“兩個思路，區(qū)分兩個思路，區(qū)分“三個不同。三個不同。1.一個模型：無論是自然天體一個模型：無論是自然天體(如行星等如行星等)，還是人造天體，還是人造天體(如人造衛(wèi)星、空間站等如人造衛(wèi)星、空間站等)，只，只要天體的運(yùn)動軌跡為圓形，就可將其簡化為質(zhì)點的勻速圓周運(yùn)動。要天體的運(yùn)動軌跡為圓形，就可將其簡化為質(zhì)點的勻速圓周運(yùn)動。2.兩個思路兩個思路3.三個不同三個不同例例1 土星周圍有許多大小不等的巖石顆粒，其繞土星的運(yùn)動可視為圓周運(yùn)動，其中有土星周圍有許多大

2、小不等的巖石顆粒，其繞土星的運(yùn)動可視為圓周運(yùn)動，其中有兩個巖石顆粒兩個巖石顆粒A和和B與土星中心的距離分別為與土星中心的距離分別為rA8.0104 km和和rB1.2105 km。忽略所有巖石顆粒間的相互作用忽略所有巖石顆粒間的相互作用(結(jié)果可用根式表示結(jié)果可用根式表示)。(1)求巖石顆粒求巖石顆粒A和和B的線速度之比；的線速度之比；(2)求巖石顆粒求巖石顆粒A和和B的周期之比；的周期之比；(3)土星探測器上有一物體，在地球上重為土星探測器上有一物體，在地球上重為10 N，推算出它距土星中心，推算出它距土星中心3.2105 km處處受到土星的引力為受到土星的引力為0.38 N。地球半徑為。地球

3、半徑為6.4103 km，請估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量的，請估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量的多少倍？多少倍？針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1 “靜止在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星將氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預(yù)靜止在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星將氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預(yù)報提供準(zhǔn)確、全面和及時的氣象資料。設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的報提供準(zhǔn)確、全面和及時的氣象資料。設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，倍，以下說法中正確的選項是以下說法中正確的選項是()答案答案C二、人造衛(wèi)星的發(fā)射、變軌與對接二、人造衛(wèi)星的發(fā)射、變軌與對接1.發(fā)射問題發(fā)射問題2.變軌問題變軌問題發(fā)射過程：如圖發(fā)射過程：如圖1所示，一般先把衛(wèi)星發(fā)射到

4、較低軌道所示，一般先把衛(wèi)星發(fā)射到較低軌道1上，然后在上，然后在P點點火，使衛(wèi)點點火，使衛(wèi)星加速，讓衛(wèi)星做離心運(yùn)動，進(jìn)入軌道星加速，讓衛(wèi)星做離心運(yùn)動，進(jìn)入軌道2，到達(dá)，到達(dá)Q點后，再使衛(wèi)星加速，進(jìn)入預(yù)定點后，再使衛(wèi)星加速，進(jìn)入預(yù)定軌道軌道3。圖圖1回收過程：與發(fā)射過程相反，當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)回收過程：與發(fā)射過程相反，當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)Q點時，使衛(wèi)星減速，衛(wèi)星由軌道點時，使衛(wèi)星減速，衛(wèi)星由軌道3進(jìn)入進(jìn)入軌道軌道2，當(dāng)?shù)竭_(dá)，當(dāng)?shù)竭_(dá)P點時，再讓衛(wèi)星減速進(jìn)入軌道點時，再讓衛(wèi)星減速進(jìn)入軌道1，再減速到達(dá)地面。，再減速到達(dá)地面。3.對接問題對接問題如圖如圖2所示，飛船首先在比空間站低的軌道運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到適當(dāng)位置時，再加速運(yùn)

5、行所示，飛船首先在比空間站低的軌道運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到適當(dāng)位置時，再加速運(yùn)行到一個橢圓軌道。通過控制使飛船跟空間站恰好同時運(yùn)行到兩軌道的相切點，便可到一個橢圓軌道。通過控制使飛船跟空間站恰好同時運(yùn)行到兩軌道的相切點，便可實現(xiàn)對接。實現(xiàn)對接。圖圖2例例2 (多項選擇多項選擇)2021年中國將發(fā)射年中國將發(fā)射“天宮二號空間實驗室，并發(fā)射天宮二號空間實驗室，并發(fā)射“神舟神舟十一號載人飛船和十一號載人飛船和“天舟一號貨運(yùn)飛船，與天舟一號貨運(yùn)飛船，與“天宮二號交會對接。天宮二號交會對接?！疤鞂m二號預(yù)計由天宮二號預(yù)計由“長征二號長征二號F改進(jìn)型無人運(yùn)載火箭或改進(jìn)型無人運(yùn)載火箭或“長征七號長征七號運(yùn)載火箭從酒泉衛(wèi)

6、星發(fā)射中心發(fā)射升空，由長征運(yùn)載火箭將飛船運(yùn)載火箭從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，由長征運(yùn)載火箭將飛船送入近地點為送入近地點為A、遠(yuǎn)地點為、遠(yuǎn)地點為B的橢圓軌道上，的橢圓軌道上，B點距離地面的高度點距離地面的高度為為h，地球的中心位于橢圓的一個焦點上。，地球的中心位于橢圓的一個焦點上。“天宮二號飛行幾周后天宮二號飛行幾周后進(jìn)展變軌進(jìn)入預(yù)定圓軌道，如圖進(jìn)展變軌進(jìn)入預(yù)定圓軌道，如圖3所示。所示?！疤鞂m二號在預(yù)定圓軌道上飛行天宮二號在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時圈所用時間為間為t，引力常量為，引力常量為G，地球半徑為，地球半徑為R。那么以下說法正確的選項是。那么以下說法正確的選項是()圖圖3A.“天宮二號從

7、天宮二號從B點沿橢圓軌道向點沿橢圓軌道向A點運(yùn)行的過程中，引力為動力點運(yùn)行的過程中，引力為動力B.“天宮二號在橢圓軌道的天宮二號在橢圓軌道的B點的加速度大于在預(yù)定圓軌道上點的加速度大于在預(yù)定圓軌道上B點的向心加速度點的向心加速度C.“天宮二號在橢圓軌道的天宮二號在橢圓軌道的B點的速度大于在預(yù)定圓軌道上的點的速度大于在預(yù)定圓軌道上的B點的速度點的速度D.根據(jù)題目所給信息，可以計算出地球質(zhì)量根據(jù)題目所給信息，可以計算出地球質(zhì)量答案答案AD針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練2 (多項選擇多項選擇)如圖如圖4所示，發(fā)射同步衛(wèi)星的一般程序是：先讓衛(wèi)星進(jìn)入一個所示，發(fā)射同步衛(wèi)星的一般程序是：先讓衛(wèi)星進(jìn)入一個近地的圓軌道，然

8、后在近地的圓軌道，然后在P點變軌，進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道點變軌，進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道(該橢圓軌道的近地點為近地該橢圓軌道的近地點為近地圓軌道上的圓軌道上的P，遠(yuǎn)地點為同步圓軌道上的，遠(yuǎn)地點為同步圓軌道上的Q)，到達(dá)遠(yuǎn)地點，到達(dá)遠(yuǎn)地點Q時再次變軌，進(jìn)入同步軌時再次變軌，進(jìn)入同步軌道。設(shè)衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的速率為道。設(shè)衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的速率為v1，在橢圓形轉(zhuǎn)移軌道的近地點，在橢圓形轉(zhuǎn)移軌道的近地點P的速率為的速率為v2，沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達(dá)遠(yuǎn)地點，沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達(dá)遠(yuǎn)地點Q時的速率為時的速率為v3，在同步軌道上的速率為，在同步軌道上的速率為v4，三個軌，三個軌道上運(yùn)動的周期分別為道上運(yùn)動的周期分別為

9、T1、T2、T3，那么以下說法正確的選項是，那么以下說法正確的選項是()圖圖4A.在在P點變軌時需要加速，點變軌時需要加速，Q點變軌時要減速點變軌時要減速B.在在P點變軌時需要減速，點變軌時需要減速，Q點變軌時要加速點變軌時要加速C.T1T2T3D.v2v1v4v3答案答案CD三、雙星模型在天體運(yùn)動中的應(yīng)用三、雙星模型在天體運(yùn)動中的應(yīng)用1.雙星：兩個離得比較近的天體，在彼此間的引力作用下繞兩者連線上的一點做圓周雙星：兩個離得比較近的天體，在彼此間的引力作用下繞兩者連線上的一點做圓周運(yùn)動，這樣的兩顆星組成的系統(tǒng)稱為雙星。運(yùn)動，這樣的兩顆星組成的系統(tǒng)稱為雙星。圖圖52.雙星問題的特點雙星問題的特點

10、(1)兩星的運(yùn)動軌道為同心圓，圓心在它們之間的連線上。兩星的運(yùn)動軌道為同心圓，圓心在它們之間的連線上。(2)兩星的向心力大小相等，由它們間的萬有引力提供。兩星的向心力大小相等，由它們間的萬有引力提供。(3)兩星的運(yùn)動周期、角速度一樣。兩星的運(yùn)動周期、角速度一樣。(4)兩星的軌道半徑之和等于兩星之間的距離，即兩星的軌道半徑之和等于兩星之間的距離，即r1r2L。例例3 (多項選擇多項選擇)冥王星與其附近的星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質(zhì)量之比約為冥王星與其附近的星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質(zhì)量之比約為7 1，同，同時繞它們連線上某點時繞它們連線上某點O做勻速圓周運(yùn)動。由此可知卡戎繞做勻速圓周運(yùn)動。由此可知卡戎繞O點運(yùn)動的點運(yùn)動的()圖圖6答案答案CD針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練3 雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點做周期一樣的勻速圓周運(yùn)動。研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的上的某一點做周期一樣的勻速圓周運(yùn)動。研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能