物理人教版（2019）必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行微专题(共34张ppt）

(共34张PPT)
人教版普通高中物理 必修二
第七章万有引力与宇宙航行微专题
一、解决天体问题的两条思路
1.星球表面的物体所受重力近似等于星球对它的引力
GM=gR2(黄金代换)
2.环绕天体绕中心天体做匀圆运动的向心力由万有引力提供
由第2条思路得
①高轨低速大周期
②一定四定，一变四变
③三力合一
④g′=an
r↑带速度二字的量（v、ω、an、g′）↓T↑
人造卫星的r、v、ω、an、T五量大小满足一定四定一变四变
环绕天体做匀圆所需向心力、重力及其所受引力实质上都是同一个力即中心天体对环绕天体的吸引力
环绕天体的向心加速度等于同高处物体的重力加速度
人造卫星的参量
深刻理解一定四定，一变四变
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二、万有引力与重力的关系
1.地球对物体的吸引力F表现为两个效果：一是重力mg，
二是提供物体随地球自转的向心力F向，如图所示.
1.某类地天体可视为质量分布均匀的球体，由于自转的原因，其表面“赤道”处的重力加速度为g1，“极点”处的重力加速度为g2，若已知自转周期为T，则该天体的半径为
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①在匀质球壳的空腔内任意位置处，质点受到球壳的万有引力的合力为零，即∑F引＝0.
2.星体内部万有引力的两个推论
1．近几年来，我国生产的“蛟龙号”下潜突破7000m大关，我国的北斗导航系统也进入紧密的组网阶段。已知质量分布均匀的球壳对壳内任一质点的万有引力为零，将地球看成半径为R、质量分布均匀的球体，北斗导航系统中的一颗卫星的轨道距离地面的高度为h，“蛟龙号”下潜的深度为d，则该卫星所在处的重力加速度与“蛟龙号”所在处的重力加速度的大小之比为（　　）
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三、人造卫星的变轨
1.加速升轨减速降轨，升轨稳定后速度比原轨道小，降轨稳定后速度比原轨道大。
2.变轨前后各运行物理参量的比较
①同一点加速度相同，外轨速度大
②不同轨道：高轨低速大周期
如图，设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v1、v3，在轨道Ⅱ上过A点和B点时速率分别为vA、vB。在A点加速，则vA>v1，在B点加速，则v3>vB，又因v1>v3，故有vA>v1>v3>vB，加速度aA=aB
③周期：设卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上的运行周期分别为T1、T2、T3，轨道半径分别为r1、r2(半长轴)、r3，由开三可知T1④机械能：在一个确定的圆(椭圆)轨道上机械能守恒。若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道的机械能分别为E1、E2、E3，则E1√
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如图所示，a为近地卫星，半径为r1；b为地球同步卫星，半径为r2；c为赤道上随地球自转的物体，半径为r3，试比较：三者线速度、角速度、向心加速度的大小关系。（答案在下一张表格内）
四、“三体”的比较
注：圆周运动的相关公式对a、b、c均适用，但人造卫星的相关公式只适用于a、b，不适用c。
原因：人造卫星所受引力全部提供向心力，随地球自转的物体所受引力减去重力提供向心力。
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五、天体的追击问题
从相距最近到下次相距最近、从相距最远到下次相距最远两卫星运动关系都应满足：
从相距最近到下次相距最远、从相距最远到下次相距最近两卫星运动关系都应满足：
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五、双星和多星模型
1.双星模型：绕公共圆心转动的两个星体组成的系统，我们称之为双星系统。
2.特点：①两星的周期T及角速度ω都相同.
②各自所需的向心力由彼此间的万有引力提供，即:
多星模型：所研究星体的万有引力的合力提供做圆周运动的向心力，除中央星体外，各星体的角速度ω或周期T相同.
②三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点上如图乙.
①三颗星体位于同一直线上，两颗质量相等的环绕星围绕中央星在同一半径为R的圆形轨道上运行，如图甲.
3.三星模型：
4.四星模型：
①其中一种是四颗质量相等的星体位于正方形的四个顶点上，沿着外接于正方形的圆形轨道做匀速圆周运动,如图丙.
②另一种是三颗质量相等的星体始终位于正三角形的三个顶点上，另一颗位于中心O，外围三颗星绕O做匀速圆周运动,如图丁.
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感谢聆听