高中物理第5章第2、3節(jié)萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用人類對(duì)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(diǎn)考向,應(yīng)用創(chuàng)新演練,考向二,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,隨堂基礎(chǔ)鞏固,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,考向三,知識(shí)點(diǎn)三,拋出速度,人造衛(wèi)星與宇宙速度,衛(wèi)星,萬(wàn)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(yù)測(cè)未知天體,1.海王星的發(fā)現(xiàn) 在觀測(cè)天王星時(shí)，發(fā)現(xiàn)其實(shí)際軌道與萬(wàn)有引力計(jì)算的軌道不吻合，并由此預(yù)測(cè)存在另一行星，這就是后來(lái)發(fā)現(xiàn)的 。 2意義 鞏固了 的地位，展現(xiàn)了科學(xué)理論超前的預(yù)見(jiàn)性。,海王星,萬(wàn)有引力定律,2探測(cè)器探測(cè)到土星外層上有一個(gè)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(cè)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(guān)系來(lái)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(duì)太空的探索,1.兩種學(xué)說(shuō),地球,地球,太陽(yáng),太陽(yáng),勻速圓周,第谷,2牛頓的大綜合 牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，逐步建立了 ，是物理學(xué)的第一次大綜合，形成了以 為基礎(chǔ)的力學(xué)體系。,萬(wàn)有引力定律,牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律,3關(guān)于天體的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A由于地心說(shuō)符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，所以地心說(shuō)是正 確的 B太陽(yáng)從東邊升起，從西邊落下，所以太陽(yáng)繞地球運(yùn)動(dòng) C天體運(yùn)動(dòng)是最完美、和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng) D日心說(shuō)以太陽(yáng)為中心來(lái)考慮天體運(yùn)動(dòng)，許多問(wèn)題都可 以解決，行星運(yùn)動(dòng)的描述也變得簡(jiǎn)單了,解析：人們由于受主客觀條件的限制，往往會(huì)在對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)中產(chǎn)生片面性、甚至錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。地心說(shuō)由于只是從簡(jiǎn)單的日常經(jīng)驗(yàn)出發(fā)因而不能正確描述天體運(yùn)動(dòng)，故是錯(cuò)誤的，A、B選項(xiàng)錯(cuò)；日心說(shuō)的發(fā)展經(jīng)歷了從觀測(cè)到理論總結(jié)，再觀測(cè)、再總結(jié)的過(guò)程，基本上正確地描述了天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，故D對(duì)；開(kāi)普勒在前人對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的記錄基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)和分析，在尊重事實(shí)的基礎(chǔ)上，提出了行星繞太陽(yáng)的軌道是橢圓，而不是圓，故C錯(cuò)。 答案：D,例1 如圖522所示為赤道上隨地球自轉(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)示意圖，若它們的運(yùn)動(dòng)都可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則比較三個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，以下判斷正確的是 ( ),衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)中v、T、a與半徑r的關(guān)系,圖5 2 2,A三者的周期關(guān)系為TAaBaC C三者角速度的大小關(guān)系為ACB D三者線速度的大小關(guān)系為vA vB vC 思路點(diǎn)撥 明確A、B、C三個(gè)研究對(duì)象不同的軌道及運(yùn)動(dòng)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(wàn)有引力常量為G， 若要使物體A對(duì)地球表面的壓力為零，則地球自轉(zhuǎn)的周期 應(yīng)為多少？,衛(wèi)星變軌問(wèn)題分析,例2 發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，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)(如圖523)，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(shuō)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(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度 D衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度 思路點(diǎn)撥 解答此題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)地球衛(wèi)星的線速度、角速度由運(yùn)行半徑?jīng)Q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(hào)飛船要完成與環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道的“天宮”一號(hào)空間站對(duì)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(wú)論在什么軌道上，只要加速都行 解析：宇宙飛船加速時(shí)，由于飛船受到的萬(wàn)有引力不足以提供飛船需要的向心力，因而飛船就會(huì)發(fā)生離心現(xiàn)象。所以，要使飛船與空間站對(duì)接，可以從較低軌道上加速。 答案：A,例3 如圖524所示，質(zhì)量分別為 m和M的兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞O 點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球A和B兩者中心之 間的距離為L(zhǎng)。已知A、B的中心和O三點(diǎn)始 終共線，A和B分別在O的兩側(cè)。引力常量為G。 圖524 (1)求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)行的周期記,雙星模型的分析與計(jì)算,為T1。但在近似處理問(wèn)題時(shí)，常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的，這樣算得的運(yùn)行周期記為T2。已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.981024 kg和7.351022 kg。 求T2與T1兩者平方之比。(結(jié)果保留三位小數(shù)) 思路點(diǎn)撥 解此題應(yīng)抓住兩點(diǎn)： (1)正確建立雙星運(yùn)行模型，區(qū)分軌道半徑和距離。 (2)雙星間的萬(wàn)有引力充當(dāng)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(yùn)動(dòng)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(wàn)有引力提供的，因此向心力大小必然相等。 (3)列式時(shí)需注意：萬(wàn)有引力定律表達(dá)式中的r表示雙星間的距離，即兩個(gè)圓周的半徑之和，而向心力表達(dá)式中的r表示它們各自做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，千萬(wàn)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(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知m月M地180，則月球與地球