1,第五章萬有引力與航天,2,第五章萬有引力與航天,考點(diǎn)15,考點(diǎn)16,考點(diǎn)17,3,考點(diǎn)14萬有引力定律及其應(yīng)用,高考考法突破,考法1開普勒行星運(yùn)動定律的應(yīng)用,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考法2萬有引力定律的應(yīng)用,4,考點(diǎn)14萬有引力定律及其應(yīng)用,5,6,考法2萬有引力定律的應(yīng)用萬有引力定律解答的基本思路有兩種一、天體繞著某中心天體做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力二、地面或地面附近的物體所受的重力近似等于地球?qū)ξ矬w的萬有引力,.,1與重力加速度有關(guān)的計算(1)計算星球附近的重力加速度星球不自轉(zhuǎn)或星球的自轉(zhuǎn)可忽略，得黃金代換式GMg星R2,7,(2)計算距星球表面h高度處的重力加速度距地球表面h高度處，g在星球表面附近，即h0處，得g星GMg星R2,【關(guān)鍵點(diǎn)撥】兩種黃金代換公式方法中物體的狀態(tài)不同前為靜止在星球表面(忽略星球自轉(zhuǎn))后是緊貼星球表面做勻速圓周運(yùn)動兩物體受到的萬有引力大小與其位置有密切關(guān)系，與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),(3)計算星球地殼內(nèi)一定深度處的重力加速度外部的均勻球殼對該處物體的萬有引力可看做零確定M和R，得出計算式M表示該星球的有效質(zhì)量(去掉球殼的質(zhì)量)R表示有效質(zhì)量星球中心到該物體幾何中心的距離,8,2計算星球質(zhì)量建立環(huán)繞天體圍繞中心天體的模型結(jié)合向心力公式列方程求中心天體的質(zhì)量,環(huán)繞法未知質(zhì)量的天體外有一顆環(huán)繞該天體的行星已知環(huán)繞天體的公轉(zhuǎn)周期T和軌道半徑r:已知環(huán)繞天體的線速度v和軌道半徑r:已知環(huán)繞天體的角速度和軌道半徑r:已知環(huán)繞天體的線速度v和公轉(zhuǎn)周期T:,(2)稱量法自建一個行星表面物體受行星引力模型【關(guān)鍵點(diǎn)撥】一般需要間接求出重力加速度g,9,3計算星球密度計算出星球質(zhì)量，根據(jù)求得星球密度(1)若已知天體的半徑R，則天體的密度【關(guān)鍵點(diǎn)撥】衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運(yùn)動的軌道半徑r等于天體半徑R天體密度(2)已知天體表面重力加速度g及天體半徑R天體的密度,10,考點(diǎn)15人造衛(wèi)星,高考考法突破,考法3近地軌道衛(wèi)星的相關(guān)物理量,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考法4同步衛(wèi)星的運(yùn)行問題,11,考點(diǎn)15人造衛(wèi)星,12,1人造衛(wèi)星的運(yùn)動參量人造衛(wèi)星的三個運(yùn)動參量僅與軌道半徑有關(guān)在特定的軌道上，其運(yùn)動時v、T均為定值，其制約關(guān)系為,考點(diǎn)15人造衛(wèi)星,2近地軌道衛(wèi)星衛(wèi)星所受萬有引力約等于物體的重力(近地衛(wèi)星的線速度為，角速度為，加速度為ag,考法3近地軌道衛(wèi)星的相關(guān)物理量,13,考點(diǎn)15人造衛(wèi)星,14,考法4同步衛(wèi)星的運(yùn)行問題地球同步運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星從同步衛(wèi)星有以下五個一定：,考點(diǎn)15人造衛(wèi)星,1軌道平面一定：軌道平面與赤道面共面2周期一定：與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T24h.3角速度一定：與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同4高度一定：離地面的高度，即h35800km.5速率一定：,15,考點(diǎn)15人造衛(wèi)星,16,考點(diǎn)16衛(wèi)星的變軌、對接與追趕問題,高考考法突破,考法5衛(wèi)星的變軌與對接,考法6衛(wèi)星追趕問題,17,考點(diǎn)16衛(wèi)星的變軌、對接與追趕問題,考法5衛(wèi)星的變軌與對接半徑r確定，線速度、周期、向心加速度質(zhì)量確定，動能Ek、重力勢能Ep和總機(jī)械能E機(jī)確定清楚衛(wèi)星的變軌過程應(yīng)用萬有引力知識分析出各物理量變化,1.變軌B點(diǎn)點(diǎn)火加速，需要的向心力大于萬有引力，做離心運(yùn)動，進(jìn)入軌道2.,在B點(diǎn)速度(動能)關(guān)系：vB2vB1B點(diǎn)加速度關(guān)系：aB2aB1機(jī)械能關(guān)系：機(jī)械能守恒受宇宙塵埃阻礙，軌道半徑緩慢變小，近心運(yùn)動，引力與阻力的合力做正功，線速度增大，動能增大，勢能減小；周期變小，向心加速度增大，機(jī)械能減小,18,2對接“對接”實質(zhì)是兩個做勻速圓周運(yùn)動的物體追趕問題本質(zhì)是衛(wèi)星的變軌運(yùn)行問題成功“對接”，必須在較低軌道上加速速度v的增大向心力增大離心運(yùn)動軌道半徑r增大升高軌道,發(fā)射同步衛(wèi)星方法從近地軌道1上Q點(diǎn)點(diǎn)火加速進(jìn)入軌道2在P點(diǎn)再次點(diǎn)火加速，進(jìn)入同步軌道3,19,20,如圖所示，有A、B兩顆行星繞同一恒星O做圓周運(yùn)動，運(yùn)轉(zhuǎn)方向相同，A行星的周期為T1，B行星的周期為T2，在某一時刻兩行星第一次相遇(即相距最近)，則經(jīng)過時間兩行星第一次相距最遠(yuǎn)，經(jīng)過時間兩行星將第二次相遇(相距最近),考法6衛(wèi)星追趕問題兩衛(wèi)星位于和中心連線的半徑上同側(cè)時，兩衛(wèi)星相距最近兩衛(wèi)星運(yùn)動的角度滿足(AB)t2兩衛(wèi)星位于和中心連線的半徑上兩側(cè)時，兩衛(wèi)星再次相距最遠(yuǎn)兩衛(wèi)星運(yùn)動的角度滿足(AB)t.,21,22,考點(diǎn)17宇宙中的雙星系統(tǒng),高考考法突破,考法7宇宙中的雙星系統(tǒng)問題,23,考點(diǎn)17宇宙中的雙星系統(tǒng),考法7宇宙中的雙星系統(tǒng)問題1宇宙中的雙星系統(tǒng)兩顆靠得很近的天體繞其連線上的某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動兩天體的萬有引力提供向心力周期和角速度相等,24,25,3.多星系統(tǒng)所研究星體的萬有引力的合力提供向心力除中央星體外，各星體的角速度或周期相等穩(wěn)定的三星系統(tǒng)的存在形式（1）三顆質(zhì)量相等的星位于同一直線上，兩顆環(huán)繞星圍繞中央星在同一半徑為R的圓形軌道上運(yùn)行（2）三顆質(zhì)量均為m的星位于等邊三角形的三個頂點(diǎn)上穩(wěn)定的四