万有引力重难点深度分析(绝对透)资料课件

1、一、两大基本路线：人造卫星：中心天体质量和密度公式：天体质量和密度公式：第一宇宙速度：同步卫星、近地卫星及赤道上的物体的异同难点一：一、同步卫星1、轨道 同步卫星是运行周期和地球自转周期相同的人造地球卫星，它与地球保持相对静止，总是位于赤道的正上方。因此任何一个同步卫星的轨道平面都通过地心 ,同步卫星的轨道也称为同步轨道。2、周期同步卫星公转周期与地球自转周期相同，即T=24h。3、高度与轨道半径：设同步卫星离地面高度为h得h=3.6 104km，则轨道半径r=R+h=4.2 107m4、运行速率v= ( R + h) =2 ( R + h) /T=3.1km/s，方向与地球自转方向相同5、角

2、速度角速度=2/T=7.3 10-5rad/ s6、向心加速度解得a=0.22m/s27、发射三颗同步卫星，即可覆盖全球的每个角落二、近地卫星近地卫星是指轨道在地球表面附近的卫星，计算时轨道半径可近似取地球半径1、周期解得T=84min2、运行速率解得v=7.9km/s （第一宇宙速度）它们是绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星最大线速度和最小周期同步卫星、近地卫星与赤道上物体的异同一、相同点 (M地球质量；R地球半径）1、三者都绕地球做匀速圆周运动，向心力均与地球的万有引力有关2、同步卫星与赤道上物体的运动周期相同：T同= T赤=24h3、近地卫星与赤道上物体的运动轨道半径相同： r近=r赤=

3、R二、不同点1、轨道半径不同：r近=r赤=R r同=R+h则： r同 r近=r赤2、向心力不同：近地卫星、同步卫星绕地球运动的向心力完全由地球对它们的万有引力来提供：Fn=F万赤道物体的向心力有万有引力的一个分力来提供，万有引力的另一个分力提供赤道物体的重力3、向心加速度不同：由 及 则： a近 a同 a赤4、周期不同： T同=T赤 T近 5、线速度不同：由 及则：v近v同 v赤6、角速度不同：由 及则： 同= 赤 近 难点二：卫星变轨问题VF引F引F向F引F向卫星变轨原理MmA点速度内小外大（在A点看轨迹）在A点万有引力相同A思考：人造卫星在低轨道上运行，要想让其在高轨道上运行，应采取什么措

4、施？在低轨道上加速，使其沿椭圆轨道运行，当行至椭圆轨道的远点处时再次加速，即可使其沿高轨道运行。卫星变轨原理1、卫星在二轨道相切点万有引力相同速度内小外大（切点看轨迹）2、卫星在椭圆轨道运行近地点-速度大，动能大远地点-速度小，动能小vF引12R卫星在圆轨道运行速度V1V2900减小卫星变轨原理v3F引L卫星变轨原理使卫星进入更高轨道做圆周运动v3v4卫星的回收 1、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，2、3相切于Q点。当卫星分别在1、2、3上正常运行时，以下说法正确的是（ ） A、在轨道

5、3上的速率大 于1上的速率 B、在轨道3上的角速度 小于1上的角速度 C、在轨道2上经过Q点时 的速率等于在轨道3上经过Q点时的速率 D、在轨道1上经过P点时的加速度等于在轨道2上 经过P点时的加速度 QP231BD对接问题：宇宙飞船与空间站的对接空间站实际上就是一个载有人的人造卫星，那么，地球上的人如何到达空间站，空间站上的人又如何返回地面？这些活动都需要通过宇宙飞船来完成，这就存在一个宇宙飞船与空间站对接的问题。思考：能否把宇宙飞船先发射到空间站的同一轨道上，再通过加速去追上空间站实现对接呢？不行，因为飞船加速后做离心运动会偏离原来的圆轨道而无法与空间站对接。飞船首先在比空间站低的轨道运行，当运行到适当位置时，再加速运行到一个椭圆轨道。通过控制轨道使飞船跟空间站恰好同时运行到两轨道的相切点，此时飞船适当减速，便可实现对接，如图示。空间站飞船对接方法：例：在太空中有两飞行器a、b，它们在绕地球的同一圆形轨道上同向运行，a在前b在后，它都配有能沿运动方向向前或向后喷气的发动机，现要想b 尽快追上a 并完成对接，b应采取的措施是（ ）A、沿运动方向喷气 B、先沿