1、1,第五章 萬有引力與航天,2,第五章 萬有引力與航天,考點15,考點16,考點17,3,考點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

2、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

3、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)鍵點撥】衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運動的軌道半徑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)星的運行問題,11,考點15 人造

4、衛(wèi)星,12,1人造衛(wèi)星的運動參量 人造衛(wèi)星的三個運動參量僅與軌道半徑有關(guān) 在特定的軌道上，其運動時v、T均為定值，其制約關(guān)系為,考點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15 人造衛(wèi)星,14,考法4同步衛(wèi)星的運行問題 地球同步運轉(zhuǎn)的衛(wèi)星 從同步衛(wèi)星有以下五個一定：,考點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T24 h. 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h35 800 km. 5速率一定：,

5、15,考點15 人造衛(wèi)星,16,考點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和總機械能E機確定 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點點火加速，需要的向心力 大于萬有引力 ， 做離心運動，進(jìn)入軌道2.,在B點速度(動能)關(guān)系：vB2vB1 B點加速度關(guān)系：aB2aB1 機械能關(guān)系：機械能守恒 受宇宙塵埃阻礙，軌道半徑緩慢變小，近心運動，引力與阻力的合力做正功，線速度增大

6、，動能增大，勢能減小；周期變小，向心加速度增大，機械能減小,18,2對接 “對接”實質(zhì)是兩個做勻速圓周運動的物體追趕問題 本質(zhì)是衛(wèi)星的變軌運行問題 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點點火加速進(jìn)入軌道2 在P點再次點火加速，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做圓周運動，運轉(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

7、心連線的半徑上同側(cè)時，兩衛(wèi)星相距最近 兩衛(wèi)星運動的角度滿足(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)星運動的角度滿足(AB)t.,21,22,考點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做勻速圓周運動 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的圓形軌道上運行（2）三顆質(zhì)量均為m的