内容正文:
第六章
章末总结
内容索引
Ⅰ知识网络构建
Ⅱ重点知识探究
知识网络构建
Ⅰ
万有引力与航天
人类对行星运
动规律的认识
地心说
日心说
开普勒行星运动定律
万有引
力定律
内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向
在它们的 上,引力的大小与物体的_____________
成正比、与 成反比
公式:F=________
引力常量的测定:由英国物理学家 利用扭秤实
验测出
适用条件: 间的相互作用
第一定律( 定律)
第二定律( 定律)
第三定律( 定律
轨道
面积
周期
连线
质量m1和m2的
乘积
它们之间距离r的二次方
卡文迪许
质点
万有引力理
论的成就
计算地球的质量(mg=F万):M= (忽略地球自
转的影响)
计算天体的
质量(F万=Fn)
M=
r=R,M=_______
密度
ρ= ——高空测量
ρ= ——表面测量
万有引力与航天
万有引力与航天
宇宙航行
人造地球卫星:
⇒T=___________
⇒v=________
mω2r⇒ω=_________
man⇒an=________
万有引力与航天
第一宇宙速度: km/s
第二宇宙速度: km/s
第三宇宙速度: km/s
三个宇
宙速度
经典力学的局限性:只适用于宏观、低速、弱引力作用
的物体
7.9
11.2
16.7
宇宙航行
Ⅱ
重点知识探究
一、解决天体运动问题的思路
解决天体运动的基本思路
(1)将天体运动视为匀速圆周运动.
(2)万有引力提供向心力,根据已知条件灵活选择合适的表达式
(3)关于地球卫星的问题,有时还会应用GM=gR2做代换.
例1 地球半径为R0,地面重力加速度为g,若卫星在距地面3R0处做匀速圆周运动,则
解析
√
答案
所以A正确,B、C、D错误.
例2 我国成功发射的探月卫星“嫦娥三号”,在环月圆轨道绕行n圈所用的时间为t,月球半径为R0,月球表面处重力加速度为g0.
(1)求“嫦娥三号”卫星离月球表面的高度;
解析
答案
解析
答案 3∶2
答案
二、人造卫星稳定运行时,各物理量的比较
卫星在轨道上做匀速圆周运动,则卫星受到的万有引力全部提供卫星做匀速圆周运动所需的向心力.
根据万有引力定律、牛顿第二定律和向心力公式得
例3 研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时.假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比
A.距地面的高度变大 B.向心加速度变大
C.线速度变大 D.角速度变大
解析
√
答案
解析 地球的自转周期变大,则地球同步卫星的公转周期变大.
三、人造卫星的发射、变轨与对接
1.发射问题
要发射人造卫星,动力装置在地面处要给卫星以很大的发射初速度,且发射速度v>v1=7.9 km/s;当人造卫星进入预定轨道区域后,再调整速度,使F引=Fn,即 ,从而使卫星进入预定轨道.
2.变轨问题
卫星变轨时,是线速度v发生变化导致需要的向心力发生变化,进而使轨道半径r发生变化.
(1)当人造卫星减速时,卫星所需的向心力 减小,万有引力大于所需的向心力,卫星将做近心运动,向低轨道变迁.
(2)当人造卫星加速时,卫星所需的向心力 增大,万有引力不足以提供卫星所需的向心力,卫星将做离心运动,向高轨道变迁.
3.飞船对接
两飞船对接前应处于高、低不同的轨道上,目标船处于较高轨道,在较低轨道上运动的对接船通过合理地加速,做离心运动而追上目标船与其完成对接.
例4 如图1所示为卫星发射过程的示意图,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再一次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是
A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B.卫星在轨道3上的周期大于在轨道2上的周期
C.卫星在轨道1上经过Q点时的速率大于它在轨道
2上经过Q点时的速率
D.卫星在轨道2上经过P点时的向心加速度小于
它在轨道3上经过P点时的向心加速度
解析
图1
√
答案
因为r1<r3,所以v1>v3,A项错误,
由