高中物理必修二 万有引力定律 _ 本章小结课件29张PPT
文档属性
| 名称 | 高中物理必修二 万有引力定律 _ 本章小结课件29张PPT |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-10-20 18:01:32 | ||
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文档简介
★一条主线★
2、忽略自转时，mg＝ 整理可得：GM＝gR2，该公式通常被称为“黄金代换式”.
【典型例题1】某行星的半径为R，它的一颗卫星离行星表面的高度为H，该卫星绕行星运动的周期为T，引力常数为G，试求：
(1)该行星的质量M；
(2)该行星表面的重力加速度g.
★二个区分★
1、天体环绕问题还是某星球表面实验
2、R和h的区别
★三个对比★
比较内容
赤道表面物体
同步卫星
近地卫星
向心力来源
万有引力的分力
万有引力
周期
T赤=24h
T同=24h
T近=84min
T赤 =T同 > T近
角速度
W近 > W同 = W赤
线速度
V近 > V同 > V赤
向心加速度
a近 > a同 > a赤
【典型例题3】 （单选）地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动,所受的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球同步卫星所受的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3。地球表面重力加速度为g,第一宇宙速度为v,假设三者质量相等,下列结论中错误的是( )
A．F2>F3>F1
B．a2=g>a3>a1
C．v1=v2=v>v3
D．ω1=ω3<ω2
C
★四个比★
【典型例题4】如图所示，a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)．下列说法中正确的是( )
A．a、b的线速度大小之比是1∶1
B．a、b的周期之比是1∶2
C．a、b的向心加速度大小之比是9∶4
D．a、b的角速度大小之比是3∶4
C
★五个题型★
1、天体质量和密度的计算
2、近地卫星、同步卫星
3、天体追击和相遇问题
4、卫星变轨问题
5、双星和多星问题
?
表面法
环绕法
情景
已知天体(如地球)的半径R和天体(如地球)表面的重力加速度g
行星或卫星绕中心
天体做匀速圆周运动
思路
物体在表面的重力近似等于天体(如地球)与物体间的万有引力：mg＝
行星或卫星受到的万有引力充当向心力：
＝mω2r)
1、天体质量和密度的计算
天体质量
天体(如地球)质量：M＝
中心天体质量：
天体密度
(以T为例)
说明
利用mg＝ 求M是忽略了天体自转，且g为天体表面的重力加速度
由F引＝F向求M，求得的是中心天体的质量，而不是做圆周运动的行星或卫星的质量
【典型例题5】 (多选)2016年10月19日凌晨，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”成功实施自动交会对接．如图4所示，已知“神舟十一号”与“天宫二号”对接后，组合体在时间t内沿圆周轨道绕地球转过的角度为θ，组合体轨道半径为r，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转．则( )
A．可求出地球的质量
B．可求出地球的平均密度
C．可求出组合体做圆周运动的线速度
D．可求出组合体受到的地球的万有引力
ABC
第一宇宙速度：人造卫星环绕地球表面做匀速圆周运动的绕行速度.
地球同步卫星
周期一定
与地球自转周期相同，即T＝24 h＝86 400 s
角速度一定
与地球自转的角速度相同
高度一定
卫星离地面高度h＝r－R≈6R(为恒量)≈3.6×104 km
速度大小一定
v＝3.07 km/s(为恒量)，环绕方向与地球自转方向相同
向心加速度大小一定
a＝0.23 m/s2
轨道平面一定
轨道平面与赤道平面共面
2、近地卫星、同步卫星
【典型例题6】若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为( )
A．16 km/s B．32 km/s
C．4 km/s D．2 km/s
A
【典型例题7】我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射，在世界上首次实现了卫星和地面之间的量子通信，“墨子”由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道．此前在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7，G7属于地球静止轨道卫星(高度约为36 000千米)，它使北斗系统的可靠性进一步提高．关于卫星，以下说法中正确的是( )
A．这两颗卫星的运行速度可能大于7.9 km/s
B．通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方
C．量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7小
D．量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7小
C
3、天体追击和相遇问题
【典型例题8】如图所示，甲、乙两颗卫星在同一平面上绕地球做匀速圆周运动，公转方向相同．已知卫星甲的公转周期为T，每经过最短时间9T，卫星乙都要运动到与卫星甲在地球同一侧且三者共线的位置上，则卫星乙的公转周期为( )
B
4、卫星变轨问题
【典型例题9】“嫦娥一号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球。 如图所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7 km/s，则下列说法中正确的是 （ ）?
A. 卫星在2轨道经过A点时的速率一定小于7.7 km/s
B. 卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7 km/s
C. 卫星在3轨道的运行周期一定大于在1轨道的运行周期
D. 卫星在3轨道所具有的最大速率一定大于在2轨道所具有的最大速率
BCD
2．双星问题特点
如图所示为质量分别是m1和m2的两颗相距较近的恒星。它们间的距离为L。此双星问题的特点是：
1．双星
众多的天体中如果有两颗恒星，它们靠得较近，在万有引力作用下绕着它们连线上的某一点共同转动，这样的两颗恒星称为双星。
5、双星和多星问题
【典型例题10】天文学家将相距较近、仅在彼此间的万有引力作用下运行的两颗恒星称为双星．双星系统在银河系中很普遍，科学家发现有两个未知星体在引力作用下绕O点做匀速圆周运动，如图所示.星球p和q两者之间距离为d，p、q和O三点始终共线，引力常量为G，星球p和q质量分别为m1和m2.求两星球做圆周运动的周期T.
谢谢
2、忽略自转时，mg＝ 整理可得：GM＝gR2，该公式通常被称为“黄金代换式”.
【典型例题1】某行星的半径为R，它的一颗卫星离行星表面的高度为H，该卫星绕行星运动的周期为T，引力常数为G，试求：
(1)该行星的质量M；
(2)该行星表面的重力加速度g.
★二个区分★
1、天体环绕问题还是某星球表面实验
2、R和h的区别
★三个对比★
比较内容
赤道表面物体
同步卫星
近地卫星
向心力来源
万有引力的分力
万有引力
周期
T赤=24h
T同=24h
T近=84min
T赤 =T同 > T近
角速度
W近 > W同 = W赤
线速度
V近 > V同 > V赤
向心加速度
a近 > a同 > a赤
【典型例题3】 （单选）地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动,所受的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球同步卫星所受的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3。地球表面重力加速度为g,第一宇宙速度为v,假设三者质量相等,下列结论中错误的是( )
A．F2>F3>F1
B．a2=g>a3>a1
C．v1=v2=v>v3
D．ω1=ω3<ω2
C
★四个比★
【典型例题4】如图所示，a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)．下列说法中正确的是( )
A．a、b的线速度大小之比是1∶1
B．a、b的周期之比是1∶2
C．a、b的向心加速度大小之比是9∶4
D．a、b的角速度大小之比是3∶4
C
★五个题型★
1、天体质量和密度的计算
2、近地卫星、同步卫星
3、天体追击和相遇问题
4、卫星变轨问题
5、双星和多星问题
?
表面法
环绕法
情景
已知天体(如地球)的半径R和天体(如地球)表面的重力加速度g
行星或卫星绕中心
天体做匀速圆周运动
思路
物体在表面的重力近似等于天体(如地球)与物体间的万有引力：mg＝
行星或卫星受到的万有引力充当向心力：
＝mω2r)
1、天体质量和密度的计算
天体质量
天体(如地球)质量：M＝
中心天体质量：
天体密度
(以T为例)
说明
利用mg＝ 求M是忽略了天体自转，且g为天体表面的重力加速度
由F引＝F向求M，求得的是中心天体的质量，而不是做圆周运动的行星或卫星的质量
【典型例题5】 (多选)2016年10月19日凌晨，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”成功实施自动交会对接．如图4所示，已知“神舟十一号”与“天宫二号”对接后，组合体在时间t内沿圆周轨道绕地球转过的角度为θ，组合体轨道半径为r，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转．则( )
A．可求出地球的质量
B．可求出地球的平均密度
C．可求出组合体做圆周运动的线速度
D．可求出组合体受到的地球的万有引力
ABC
第一宇宙速度：人造卫星环绕地球表面做匀速圆周运动的绕行速度.
地球同步卫星
周期一定
与地球自转周期相同，即T＝24 h＝86 400 s
角速度一定
与地球自转的角速度相同
高度一定
卫星离地面高度h＝r－R≈6R(为恒量)≈3.6×104 km
速度大小一定
v＝3.07 km/s(为恒量)，环绕方向与地球自转方向相同
向心加速度大小一定
a＝0.23 m/s2
轨道平面一定
轨道平面与赤道平面共面
2、近地卫星、同步卫星
【典型例题6】若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为( )
A．16 km/s B．32 km/s
C．4 km/s D．2 km/s
A
【典型例题7】我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射，在世界上首次实现了卫星和地面之间的量子通信，“墨子”由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道．此前在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7，G7属于地球静止轨道卫星(高度约为36 000千米)，它使北斗系统的可靠性进一步提高．关于卫星，以下说法中正确的是( )
A．这两颗卫星的运行速度可能大于7.9 km/s
B．通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方
C．量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7小
D．量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7小
C
3、天体追击和相遇问题
【典型例题8】如图所示，甲、乙两颗卫星在同一平面上绕地球做匀速圆周运动，公转方向相同．已知卫星甲的公转周期为T，每经过最短时间9T，卫星乙都要运动到与卫星甲在地球同一侧且三者共线的位置上，则卫星乙的公转周期为( )
B
4、卫星变轨问题
【典型例题9】“嫦娥一号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球。 如图所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7 km/s，则下列说法中正确的是 （ ）?
A. 卫星在2轨道经过A点时的速率一定小于7.7 km/s
B. 卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7 km/s
C. 卫星在3轨道的运行周期一定大于在1轨道的运行周期
D. 卫星在3轨道所具有的最大速率一定大于在2轨道所具有的最大速率
BCD
2．双星问题特点
如图所示为质量分别是m1和m2的两颗相距较近的恒星。它们间的距离为L。此双星问题的特点是：
1．双星
众多的天体中如果有两颗恒星，它们靠得较近，在万有引力作用下绕着它们连线上的某一点共同转动，这样的两颗恒星称为双星。
5、双星和多星问题
【典型例题10】天文学家将相距较近、仅在彼此间的万有引力作用下运行的两颗恒星称为双星．双星系统在银河系中很普遍，科学家发现有两个未知星体在引力作用下绕O点做匀速圆周运动，如图所示.星球p和q两者之间距离为d，p、q和O三点始终共线，引力常量为G，星球p和q质量分别为m1和m2.求两星球做圆周运动的周期T.
谢谢