浙江省2019年高考物理總復(fù)習 第6章 萬有引力與航天 12 萬有引力與天體運動課件.ppt

第六章 萬有引力與航天,課時12 萬有引力與天體運動,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,開普勒行星運動定律 1.第一定律:所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在這些橢圓的一個焦點上。 2.第二定律:對任意一個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。 3.第三定律:所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,其表達式為 =k,其中a是橢圓軌道的半長軸,T是行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期,k是一個對所有行星都相同的常量。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,1.開普勒定律不僅適用于行星繞太陽轉(zhuǎn),也適用于其他星體,如衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)。 2.表達式中 =k,該比值由中心天體的質(zhì)量決定,是一個與行星無關(guān)的常量。 3.若行星的運動軌跡是圓,則半長軸a即為半徑。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,典例1根據(jù)開普勒定律,關(guān)于太陽系中各行星的軌道,以下說法錯誤的是( ) A.所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽位于所有行星橢圓軌道的一個焦點 B.不同行星繞太陽運動的橢圓軌道的半長軸是不同的 C.同一行星繞太陽做等速率的橢圓運動 D.開普勒定律不僅適用于行星繞太陽轉(zhuǎn),也適用于衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn),答案,解析,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,萬有引力定律 1.內(nèi)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(zhì)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: (1)公式適用于質(zhì)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,物體可視為質(zhì)點。 (2)質(zhì)量分布均勻的球體可視為質(zhì)點,r是兩球心間的距離。,1.求地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力時,r指衛(wèi)星至地心的距離,即r=R+h。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,典例2地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍,一飛行器位于地球與月球之間,當?shù)厍驅(qū)λ囊驮虑驅(qū)λ囊Υ笮∠嗟葧r,飛行器距月球球心的距離與月球球心距地球球心之間的距離之比為( ) A.19 B.91 C.110 D.101,答案,解析,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,萬有引力定律的應(yīng)用 1.解決天體(衛(wèi)星)運動問題的基本思路: (1)天體運動的向心力來源于天體之間的萬有引力,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,2.天體質(zhì)量和密度的估算: (1)利用天體表面的重力加速度g和天體半徑R。,(2)通過觀察衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運動的周期T和軌道半徑r。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,3.衛(wèi)星的各物理量隨軌道半徑變化的規(guī)律:,1.運動參量a、v、T均與衛(wèi)星質(zhì)量無關(guān),只由軌道半徑r和中心天體質(zhì)量共同決定,所有參量的比較,最終歸結(jié)到半徑的比較。 2.分析求解過程時,要特別注意天體半徑R和衛(wèi)星軌道半徑r的區(qū)別。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,典例3(2017浙江4月學考)如圖所示,設(shè)行星繞太陽的運動是勻速圓周運動,金星自身的半徑是火星的n倍,質(zhì)量為火星的k倍。不考慮行星自轉(zhuǎn)的影響,則( ),C.金星繞太陽運動的加速度比火星小 D.金星繞太陽運動的周期比火星大,答案,解析,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,地球同步衛(wèi)星 1.地球同步衛(wèi)星:指跟著地球自轉(zhuǎn)(相對于地面靜止),與地球做同步勻速轉(zhuǎn)動的衛(wèi)星。 2.同步衛(wèi)星的六個“一定”:,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,典例4北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成。下列說法正確的( ) A.5顆同步衛(wèi)星雖然軌道不同,但軌道半徑都相同 B.5顆同步衛(wèi)星所受的地球引力大小相等 C.同步衛(wèi)星根據(jù)需要可以定點在任何經(jīng)度或緯度 D.30顆非靜止軌道衛(wèi)星繞地球做圓或橢圓運動,地球均位于它們的圓心或橢圓的一個焦點,答案,解析,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,宇宙航行 1.三個宇宙速度: (1)第一宇宙速度:v1=7.9 km/s,衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動的速度,又稱環(huán)繞速度。 (2)第二宇宙速度:v2=11.2 km/s,使衛(wèi)星掙脫地球引力束縛的最小地面發(fā)射速度,又稱脫離速度。 (3)第三宇宙速度:v3=16.7 km/s,使衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛的最小地面發(fā)射速度,也叫逃逸速度。,考點1,考點2,考點3,考點4,考點5,2.第一宇宙速度的推導(dǎo):,3.宇宙速度與運動軌跡的關(guān)系: (1)v發(fā)=7.9 km/s時,衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動。 (2)7.9 km/s<v發(fā)<11.2 km/s,衛(wèi)星繞地球運動的軌跡為橢圓。 (3)11.2 km/sv發(fā)<16.7 km/s,衛(wèi)星繞太陽做橢圓運動。 (4)v發(fā)16.7 km/s,衛(wèi)星將掙脫太陽引力的束縛,飛到太陽系以外的空間。,