萬有引力定律人造衛(wèi)星

第4課時(shí)萬有引力定律人造衛(wèi)星一、開普勒三大定律：

1．第一定律(軌道定律)：所有行星圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道都是橢圓

，太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)

上．

2．第二定律(面積定律)：任意一個(gè)行星在繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí)，行星與太陽的連線在相同時(shí)間里掃過的面積是

相等

的．近日點(diǎn)V最大遠(yuǎn)日點(diǎn)V最小1、若軌道認(rèn)為是圓，R可認(rèn)為是圓的半經(jīng)。2、k只與中心天體有關(guān)，同一中心天體k為定值；不同中心天體k不同。例1：(2010·新課標(biāo)卷)太陽系中的8大行星的軌道均可以近似看成圓軌道．下列4幅圖是用來描述這些行星運(yùn)動(dòng)所遵從的某一規(guī)律的圖象．圖中坐標(biāo)系的橫軸是lg(T/T0)，縱軸是lg(R/R0)；這里T和R分別是行星繞太陽運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑，T0和R0分別是水星繞太陽運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑．下列4幅圖中正確的是（）BD

注意：1、公式的適應(yīng)條件；

2、填補(bǔ)法的應(yīng)用；

3、萬有引力與重力的區(qū)別；只討論方法，不解例4：某星球可視為球體，其自轉(zhuǎn)周期為T，在它的兩極處，用彈簧秤測得某物體重為P，在它的赤道上，用彈簧秤測得同一物體重為0.9P，某星球的平均密度是多少？三、三種宇宙速度：注意：1、第一宇宙速度也是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度。2、發(fā)射速度不同于環(huán)繞速，因?yàn)樾l(wèi)星在發(fā)射升空過程中要克服重力做功，故越高發(fā)射速度越大而運(yùn)行速度越小。5、紫金山天文臺(tái)將1965年9月20日發(fā)現(xiàn)的第2752號(hào)小行星命名為吳健雄星，其直徑為32km，如該小行星的密度和地球相同，求該小行星的第一宇宙速度．(已知地球半徑R0＝6400km，地球的第一宇宙速度v0＝8km/s)答案：20km/s

6、AD四、應(yīng)用萬有引力定律解決有關(guān)天體運(yùn)動(dòng)的問題：2、人造衛(wèi)星的繞行速度、角速度、周期、向心加速度與半徑的關(guān)系：

畫圖幫助理解規(guī)律3、求解重力加速度（向心加速度）：

方法點(diǎn)撥：區(qū)別星球表面的重力加速度與繞行加速度是解答本題的關(guān)鍵．B針對(duì)訓(xùn)練11：人類正在有計(jì)劃地探索地球外的其他星球，若宇宙空間某處有質(zhì)量均勻分布的實(shí)心球形天體，則下列有關(guān)推斷正確的是(引力常量G已知)(

)A．若宇航員測出宇宙飛船貼著天體表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期，則可推知天體的密度；B．只要測出宇宙飛船繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期，就可推知該天體的密度；C．若宇航員用彈簧測力計(jì)測得某一物體在該天體的極地比赤道上重P，且該天體自轉(zhuǎn)周期T已知，則可推知天體的密度；D．若測出該天體表面的重力加速度和該天體的第一宇宙速度，則可以推知該天體的密度；AD7、中子星是恒星演化的一種可能結(jié)果，它的密度很大．現(xiàn)有一中子星，觀測到它的自轉(zhuǎn)周期T＝s.問該中子星的最小密度應(yīng)是多少才能維持該星體的穩(wěn)定，不致因自轉(zhuǎn)而瓦解，計(jì)算時(shí)星體可視為均勻球體．(引力常數(shù)G＝6.67×10－11N·m2/kg2)

方法點(diǎn)撥：(1)不瓦解，意味著赤道上的小物塊可靠其受到的萬有引力提供向心力．(2)利用萬有引力提供向心力可求天體質(zhì)量及天體的密度．五、有關(guān)人造衛(wèi)星的幾個(gè)問題：1．人造衛(wèi)星的超重與失重:(1)衛(wèi)星在進(jìn)入軌道的加速過程及返回的減速階段，由于有向上的加速度而處于超重；(2)衛(wèi)星在進(jìn)入軌道后的正常運(yùn)行過程中，由于萬有引力完全充當(dāng)向心力，產(chǎn)生指向地心的向心加速度，衛(wèi)星上的物體對(duì)支持面和懸繩無彈力作用，處于完全失重狀態(tài)，在這種情況下凡是與重力有關(guān)的力學(xué)現(xiàn)象都不會(huì)發(fā)生．(水銀氣壓計(jì)失效、天平失效，但彈簧測力計(jì)不失效，只是測不出重力了．)4、雙星問題：

(1)雙星模型其周期、角速度相同．

(2)其軌道半徑與質(zhì)量成反比，即有M1r1＝M2r2.1、據(jù)報(bào)道，我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號(hào)01星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過4次變軌控制后，于5月1日成功定點(diǎn)在東經(jīng)77°赤道上空的同步軌道．關(guān)于成功定點(diǎn)后的“天鏈一號(hào)01星”，下列說法正確的是(

)A．運(yùn)行速度大于7.9km/sB．離地面高度一定，相對(duì)地面靜止

C．繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大

D．向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等BC2、發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，如圖4-5-4所示，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，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；C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度；D．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度；BD3、我們的銀河系的恒星中大約四分之一是雙星．某雙星由質(zhì)量不等的星體S1和S2構(gòu)成，兩星在相互之間