課程內容
高中物理復習課第六章《萬有引力與航天》(必修2)
考綱展示
1.萬有引力定律及其應用 Ⅱ
2.環(huán)繞速度 I
3.第二宇宙速度和第三宇宙速度 I
基礎知識梳理
一、萬有引力定律
1.內容:自然界中任何兩個物體都相互吸引,引力的方向在它們的連線上,引力的大小與物體的質量m1和m2的乘積成正比,與它們之間距離r的二次方成反比。
3.適用條件:嚴格地說公式只適用于質點間的相互作用,當兩個物體間的距離遠大于物體本身的大小時,公式也可以使用,對于均勻的球體,r是兩球心間的距離。
二、開普勒行星運動規(guī)律
三、三種宇宙速度
第一宇宙速度
數值(km/s) 7.9
意義:這是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最小發(fā)射速度,若7.9km/s≤y<11.2km/s,物體繞地球運行(環(huán)繞速度)
例 1
“坦普爾一號”彗星繞太陽運行的軌道是一個橢圓,其運動周期為5.74年,則關于“坦普爾一號”彗星的下列說法中正確的是(BCD )
A 繞太陽運動的角速度不變
B 近日點處線速度大于遠日點處線速度
C 近日點處加速度大于遠日點處加速度
D 其橢圓軌道半長軸的立方與周期的平常之比是一個與太陽質量有關的常數
例 2 假設火星和地球都是球體,火星質量為M火和地球質量M地之比為M火/M地=P,火星的半徑R火和地球半徑R地之比R火/R地=q,那么離火星表面R地高處的重力加速度g火和離地球表面R地高出的重力加速度g地之比g火/g地等于多少?
解析:在地球表面有:gR2=GM,此式稱為黃金代換式,如果是別的星球,將式中的地球半球R換成別的星球半徑后,此式仍成立。
答案:p/q2
五、人造衛(wèi)星的繞行速度、角速度、周期、向心加速度與半徑關系
地球同步衛(wèi)星
例 3
發(fā)射地球同步衛(wèi)星時,先將衛(wèi)星發(fā)射至地圓軌道1,然后再Q點點火,使火箭加速,讓衛(wèi)星做離心運動,進入軌道2,到達P點后,再使衛(wèi)星加速,進入預定軌道3,軌道1、2相切與Q電,軌道2、3相切與P點(如圖所示),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(BD )
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上經過Q點時的加速度大于它在軌道2上經過Q點的加速度
D 衛(wèi)星在軌道2上經過P點時的加速度等于它在軌道3上經過P點的加速度
解析:這是一道變軌道問題,由于軌道1和軌道3都是圓軌道,衛(wèi)星運動由萬有引力提供向心力,由運行速度v=可知,因r3>r1,所以v3小于v1,故A項錯誤;又由角速度所以w3小于w1,B項正確;衛(wèi)星無論是在軌道1還是在軌道2,經過Q點時,受到的萬有引力總是相同的,所以由牛頓第二定律知,只與到地心距離有關,故a2Q=a1Q,C項錯誤,D項正確。
答案:BD
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王老師
女,中教高級職稱
一直擔任高中物理的教學工作,有清晰的理性思維,豐富的高考備考經驗,教學方式嚴謹、活潑。