万有引力和航天新课标考纲ppt课件

1、万有引力与航天万有引力与航天新课标考纲：新课标考纲：万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用要求要求内容内容经典时空观和相对论时空观经典时空观和相对论时空观 第二宇宙速度和第三宇宙速度第二宇宙速度和第三宇宙速度环绕速度环绕速度哈九中哈九中栾娈栾娈0909，宁夏，宁夏，6 6分分1010，新课标，新课标，6 6分分1111，新课标，新课标，6 6分分地球和木星绕太阳地球和木星绕太阳运行的轨道都可以运行的轨道都可以看作是圆形的。已看作是圆形的。已知木星的轨道半径知木星的轨道半径约为地球轨道半径约为地球轨道半径的的5.25.2倍，则木星与倍，则木星与地球绕太阳运行的地球绕太阳运行的线速度之比约为线速

2、度之比约为 （ ）A. 0.19 A. 0.19 B. 0.44 B. 0.44 C. 2.3 C. 2.3 D. 5.2D. 5.2太阳系中的太阳系中的8 8大行星的轨道大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下均可以近似看成圆轨道。下列列4 4幅图是用来描述这些行幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的星运动所遵从的某一规律的图像。图中坐标系的横轴是图像。图中坐标系的横轴是, ,纵轴是纵轴是; ;这里这里T T和和R R分别是行分别是行星绕太阳运行的周期和相应星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，和分别是水的圆轨道半径，和分别是水星绕太阳运行的周期和相应星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。

3、下列的圆轨道半径。下列4 4幅图幅图中正确的是中正确的是 卫星电话信号需要通地卫星电话信号需要通地球同步卫星传送。如果球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近号所需最短时间最接近于可能用到的数据：于可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道月球绕地球运动的轨道半径约为半径约为3.83.8105m/s105m/s，运行周期约为运行周期约为2727天，地天，地球半径约为球半径约为64006400千米，千米，无线电信号传播速度为无线电信号传播速度为3x108m/s)3x108m/s)A.

4、0.1s B.0.25s A.0.1s B.0.25s C.0.5s D.1sC.0.5s D.1s哈九中哈九中栾娈栾娈0909，全国，全国，2121分分1010，全国，全国，6 6分分1111，全国大纲，全国大纲，6 6分分我国我国“嫦娥一号嫦娥一号探月卫星探月卫星发射后，先在发射后，先在“2424小时轨道小时轨道上绕地球运行上绕地球运行( (即绕地球即绕地球一圈需要一圈需要2424小时小时) )；然后，；然后，经过两次变轨依次到达经过两次变轨依次到达“4848小时轨道小时轨道和和“7272小时轨小时轨道道”；最后奔向月球。如果；最后奔向月球。如果按圆形轨道计算，并忽略卫按圆形轨道计算，并忽

5、略卫星质量的变化，则在每次变星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比，轨完成后与变轨前相比， A A卫星动能增大，引力势卫星动能增大，引力势能减小能减小B B卫星动能增大，引力势卫星动能增大，引力势能增大能增大 C C卫星动能减小，引力势卫星动能减小，引力势能减小能减小D D卫星动能减小，引力势卫星动能减小，引力势能增大能增大如右图，质量分别为如右图，质量分别为m m和和M M的两的两个星球个星球A A和和 B B在引力作用下都绕在引力作用下都绕O O点做匀速圆周运动，星球点做匀速圆周运动，星球A A和和B B两者两者 中心之间的距离为中心之间的距离为L L。已。已知知A A、B B的中心

6、和的中心和O O三点始终共线，三点始终共线，A A和和B B分别在分别在O O的两侧。引力常数的两侧。引力常数为为G G。 （1 1求两星球做圆周运动的求两星球做圆周运动的周期：周期：（2 2在地月系统中，若忽略其在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球地球看成上述星球A A和和B B，月球，月球绕其轨道中心运行的周期为绕其轨道中心运行的周期为T1T1。但在近似处理问题时，常常认但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为这样算得的运行周期记为T2T2。已知地球和月球的质量分别为已知地

7、球和月球的质量分别为5.985.981024kg1024kg和和7.537.531022kg 1022kg 。求求T1T1与与T2T2两者平方之比。（结两者平方之比。（结果保留果保留3 3位小数）位小数） 如图，如图，P P、Q Q为某地区水平地面上的两点，为某地区水平地面上的两点，在在P P点正下方一球形区域内储藏有石油，假点正下方一球形区域内储藏有石油，假定区域周围岩石均匀分布，密度为定区域周围岩石均匀分布，密度为石油石油密度远小于密度远小于，可将上述球形区域视为空，可将上述球形区域视为空腔。如果没有这一空腔，则该地区重力加腔。如果没有这一空腔，则该地区重力加速度正常值沿竖直方向，当存在空

8、腔速度正常值沿竖直方向，当存在空腔时，该地区重力加速度的大小和方向会与时，该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏高，重力回速度在原竖正常情况有微小偏高，重力回速度在原竖直方向即直方向即POPO方向上的投影相对于正常方向上的投影相对于正常值的偏离叫做值的偏离叫做“重力加速度反常重力加速度反常”。为了。为了探寻石油区域的位置和石油储量，常利用探寻石油区域的位置和石油储量，常利用P P点到附近重力加速度反常现象，已知引力点到附近重力加速度反常现象，已知引力常数为常数为G G（1 1设球形空腔体积为设球形空腔体积为V V，球心深度为，球心深度为d d远小于地球半径），求空腔所引起的远小于地球

9、半径），求空腔所引起的Q Q点点处的重力加速度反常处的重力加速度反常（2 2若在水平地面上半径若在水平地面上半径L L的范围内发现：的范围内发现：重力加速度反常值在重力加速度反常值在与与kkk1k1之间之间变化变化, ,且重力加速度反常的最大值出现在半且重力加速度反常的最大值出现在半为为L L的范围的中心，如果这种反常是于地下的范围的中心，如果这种反常是于地下存在某一球形空腔造成的，试求此球形空存在某一球形空腔造成的，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积腔球心的深度和空腔的体积, ,Q Qx xd dP PR RO O哈九中哈九中栾娈栾娈 公式形式的复杂性、计算公式形式的复杂性、计算时的技巧性

10、以及对力学知识运时的技巧性以及对力学知识运用的灵活性用的灵活性 结合圆周运动和牛顿运结合圆周运动和牛顿运动定律知识研究天体动定律知识研究天体(卫星卫星)运运动动热点热点难点难点哈九中哈九中栾娈栾娈一、知识清单：一、知识清单：万有引力定律万有引力定律两质点间引力大小的计算两质点间引力大小的计算内容内容宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的引力大小跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。的距离的二次方成反比。公式公式221rmmGF万其中其中G=6.6710-11Nm2/kg2,称为称为万有引力

11、常量。万有引力常量。适用条件适用条件两质量均匀分布的球体间的相互作用两质量均匀分布的球体间的相互作用补偿法补偿法哈九中哈九中栾娈栾娈二、题型归纳：二、题型归纳：天体天体(卫星卫星)绕中心天体的匀速圆周运动：绕中心天体的匀速圆周运动：F万万F万万 mgF向向 “金三角金三角关系关系哈九中哈九中栾娈栾娈/222224mgmarTmrmrvmrMmG向通用方程：通用方程：rGMv 3rGMGMrT322/GMrga向“黄金黄金代换：代换： mgRMmG22gRGM 人造卫星天上转人造卫星天上转越高它越转得慢越高它越转得慢人造卫星也有人造卫星也有“家家” gg就是它的加就是它的加二、题型归纳：二、题型

12、归纳：天体天体(卫星卫星)绕中心天体的匀速圆周运动：绕中心天体的匀速圆周运动：哈九中哈九中栾娈栾娈双星系统双星系统(三星系统三星系统)双星系统双星系统F1RF2(a)三星系统三星系统F1RF2F合r(b)三星系统三星系统地球同步卫星地球同步卫星利用万有引力定律计算中心天体的质量和密度利用万有引力定律计算中心天体的质量和密度 天体天体(卫星卫星)绕中心天体的匀速圆周运动：绕中心天体的匀速圆周运动：二、题型归纳：二、题型归纳：哈九中哈九中栾娈栾娈双星系统双星系统(三星系统三星系统)双星系统双星系统F1RF2(a)三星系统三星系统F1RF2F合r(b)三星系统三星系统地球赤道上随地球自转的物体地球赤

13、道上随地球自转的物体卫星中的发射与回收卫星中的发射与回收(超重现象超重现象)星球上的抛体运动星球上的抛体运动天体的椭圆轨道运行、卫星的变轨、追及天体的椭圆轨道运行、卫星的变轨、追及AB地球同步卫星地球同步卫星利用万有引力定律计算中心天体的质量和密度利用万有引力定律计算中心天体的质量和密度 天体天体(卫星卫星)绕中心天体的匀速圆周运动：绕中心天体的匀速圆周运动：二、题型归纳：二、题型归纳：哈九中哈九中栾娈栾娈双星系统双星系统(三星系统三星系统)地球赤道上随地球自转的物体地球赤道上随地球自转的物体卫星中的发射与回收卫星中的发射与回收(超重现象超重现象)星球上的自由落体、抛体运动星球上的自由落体、抛体运动天