萬有引力與航天ppt課件

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第六章,章末總結(jié),,內(nèi)容索引,Ⅱ重點(diǎn)知識探究,Ⅰ知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,,知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,,,,Ⅰ,內(nèi)容 公式：F＝ ，G為引力常量，由 在實(shí)驗(yàn)室 中測定 適用條件：(1) 間的相互作用 (2) 的球體間的相互作用 (3)質(zhì)點(diǎn)與 的球體間的相互作用,第一定律( 定律) 第二定律( 定律) 第三定律( 定律),軌道,萬有引力與航天,,萬有引力定律,,質(zhì)量分布均勻,開普勒行星運(yùn)動定律,,面積,周期,卡文迪許,質(zhì)點(diǎn),兩個(gè)質(zhì)量分布均勻,計(jì)算地球的質(zhì)量(mg＝F萬)mg＝ ：M＝ (忽略地球 自轉(zhuǎn)影響),M＝ r＝R，M＝_____,萬有引力理論的成就,,計(jì)算天體的,,密度ρ＝______,質(zhì)量(F萬＝Fn)→_____＝,,,ρ＝ ——高空測量 ρ＝ ——表面測量),萬有引力與航天,,三個(gè)宇宙速度,,第一宇宙速度： km/s 第二宇宙速度： km/s 第三宇宙速度： km/s,萬有引力理論的成就,,人造地球衛(wèi)星： ＝,,?T＝_______ ?v＝ _____ mω2r?ω＝_____ man?an＝_____,,萬有引力與航天,7.9,11.2,16.7,,,,,Ⅱ,重點(diǎn)知識探究,一、解決天體運(yùn)動問題的思路,解決天體運(yùn)動的基本思路 (1)將天體運(yùn)動視為勻速圓周運(yùn)動. (2)萬有引力提供向心力，根據(jù)已知條件靈活選擇合適的表達(dá)式 ＝ (3)關(guān)于地球衛(wèi)星的問題，有時(shí)還會應(yīng)用GM＝gR2做代換.,例1 如圖1所示，A是地球的同步衛(wèi)星，另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi)，離地球表面的高度為h，已知地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)角速度為ω0，地球表面的重力加速度為g，O為地球中心. (1)求衛(wèi)星B的運(yùn)行周期.,答案,解析,圖1,(2)如果衛(wèi)星B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻A、B兩衛(wèi)星相距最近(O、A、B在同一直線上)，則至少經(jīng)過多長時(shí)間，它們再一次相距最近？,解析 由題意得(ωB－ω0)t＝2π ④,解析,答案,二、人造衛(wèi)星各運(yùn)動參量的分析,即隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星的向心加速度、線速度、角速度均減小，周期增大.,例2 太陽系八大行星繞太陽運(yùn)動的軌道可粗略地認(rèn)為是圓，各行星的半徑、日星距離和質(zhì)量如下表所示：,則根據(jù)所學(xué)的知識可以判斷下列說法中正確的是 A.太陽系的八大行星中，海王星的圓周運(yùn)動速率最大 B.太陽系的八大行星中，水星的圓周運(yùn)動周期最大 C.若已知地球的公轉(zhuǎn)周期為1年，萬有引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2， 再利用地球和太陽間的距離，則可以求出太陽的質(zhì)量 D.若已知萬有引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，并忽略地球的自轉(zhuǎn)，利 用地球的半徑以及地球表面的重力加速度g＝10 m/s2，則可以求出太陽 的質(zhì)量,解析,√,答案,同時(shí)看出地球的重力加速度與太陽質(zhì)量無關(guān)，選項(xiàng)D錯誤.,三、人造衛(wèi)星的發(fā)射、變軌與對接,1.發(fā)射問題 要發(fā)射人造衛(wèi)星，動力裝置在地面處要給衛(wèi)星一很大的發(fā)射初速度，且發(fā)射速度v＞v1＝7.9 km/s，人造衛(wèi)星做離開地球的運(yùn)動；當(dāng)人造衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道區(qū)域后，再調(diào)整速度，使F引＝F向，即 從而使衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道.,2.變軌問題 如圖2所示，一般先把衛(wèi)星發(fā)射到較低軌道1上，然后在P點(diǎn)點(diǎn)火，使衛(wèi)星加速，讓衛(wèi)星做離心運(yùn)動，進(jìn)入軌道2，到達(dá)Q點(diǎn)后，再使衛(wèi)星加速，進(jìn)入預(yù)定軌道3. 回收過程：與發(fā)射過程相反，當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)，使衛(wèi)星減速，衛(wèi)星由軌道3進(jìn)入軌道2，當(dāng)?shù)竭_(dá)P點(diǎn)時(shí)，再讓衛(wèi)星減速進(jìn)入軌道1，再減速到達(dá)地面.,圖2,3.對接問題 如圖3所示，飛船首先在比空間站低的軌道運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到適當(dāng)位置時(shí)，再加速運(yùn)行到一個(gè)橢圓軌道.通過控制使飛船跟空間站恰好同時(shí)運(yùn)行到兩軌道的相切點(diǎn)，便可實(shí)現(xiàn)對接.,圖3,例3 (多選)2016年中國發(fā)射了“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室和“神 舟十一號”載人飛船.2017年4月中國發(fā)射的“天舟一號”貨運(yùn)飛 船與“天宮二號”交會對接.長征運(yùn)載火箭將天宮二號送入近地 點(diǎn)為A、遠(yuǎn)地點(diǎn)為B的橢圓軌道上，B點(diǎn)距離地面的高度為h，地 球的中心位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上.“天宮二號”飛行幾周后進(jìn)行 變軌進(jìn)入預(yù)定圓軌道，如圖4所示.已知“天宮二號”在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時(shí)間為t，引力常量為G，地球半徑為R.則下列說法正確的是 A.“天宮二號”從B點(diǎn)沿橢圓軌道向A點(diǎn)運(yùn)行的過程中，引力為動力 B.“天宮二號”在橢圓軌道的B點(diǎn)的向心加速度大于在預(yù)定圓軌道上B點(diǎn)的向心加速度 C.“天宮二號”在橢圓軌道的B點(diǎn)的速度大于在預(yù)定圓軌道上的B點(diǎn)的速度 D.根據(jù)題目所給信息，可以計(jì)算出地球質(zhì)量,圖4,√,√,解析,答案,解析 “天宮二號”從B點(diǎn)沿橢圓軌道向A點(diǎn)運(yùn)行的過程中，速度在變大，故受到的地球引力為動力，所以A正確. 在B點(diǎn)“天宮二號”產(chǎn)生的加速度都是由萬有引力產(chǎn)生的，因?yàn)橥贐點(diǎn)萬有引力大小相等，故不管在哪個(gè)軌道上運(yùn)動，在B點(diǎn)時(shí)萬有引力產(chǎn)生的向心加速度大小相等，故B錯誤. “天宮二號”在橢圓軌道的B點(diǎn)加速后做離心運(yùn)動才能進(jìn)入預(yù)定圓軌道，故“天宮二號”在橢圓軌道的B點(diǎn)的速度小于在預(yù)定圓軌道的B點(diǎn)的速度，故C錯誤.,本課結(jié)束,更多精彩內(nèi)容請登錄：,