运行规律求质量密度三大宇宙速度解析课件

1、运行规律求质量密度三大宇宙速度解析运行规律求质量密度三大宇宙速度解析一.基本思路1.将行星（或卫星）的运动看成 是匀速圆周运动.2.万有引力充当向心力F引=F向.或在球体表面附近F引=G重一.基本思路1.将行星（或卫星）的运动看成2.万有引力充当向二.基本规律二.基本规律中心天体M转动天体m轨道半经r三.明确各个物理量天体半经R中心天体M转动天体m轨道半经r三.明确各个物理量天体半经R1、卫星的绕行线速度、角速度、周期与轨道半径的关系r增加 v 减小 T增加 a减小 减小r四、应用人造卫星规律1、卫星的绕行线速度、角速度、周期与轨道半径的关系r增加 【例l】设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，

2、卫星离地面越高，则卫星的（ ）A速度越大 B角速度越大 C向心加速度越大 D周期越长 D【例2】（多选）在空中飞行了十多年的“和平号”航天站已失去动力，由于受大气阻力作用其绕地球转动半径将逐渐减小，最后在大气层中坠毁，在此过程中下列说法正确的是A航天站的速度将加大 B航天站绕地球旋转的周期加大C航天站的向心加速度加大 D航天站的角速度将增大 ACD【例l】设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星离地面越高，【例3】设地球的半径为R0，质量为m的卫星在距地面R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g0，则以下说法错误的是（ ）A.卫星的线速度为 B.卫星的角速度为 C.卫星的加速度为 D.卫星

3、的周期 C 【例3】设地球的半径为R0，质量为m的卫星在距地面R0高处做2、特殊卫星（1）、近地卫星12所谓近地卫星,是指卫星的运行轨道半径等于地球的半径,卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供.它的运行速度为第一宇宙速度,也是卫星的最大环绕速度.思考：是否有可能发射一颗80min绕地球一周的人造地球卫星，为什么？2、特殊卫星（1）、近地卫星12所谓近地卫星,是指卫星的运行1)“同步”：就是和地球保持相对静止，所以其周期等于地球自转周期，即T=24h=86400s。2)高度：同步卫星离地面高度为h= 3.6107m3)轨道位置：轨道半径是唯一确定的离地面的高度h=3.6104 km，而且该轨

4、道必须在地球赤道的正上方，运转方向必须跟地球自转方向一致即由西向东。如果仅与地球自转周期相同而不定点于赤道上空，该卫星就不能与地面保持相对静止。 线速度：同步卫星的线速度v= 3.1km/s（2）同步卫星121)“同步”：就是和地球保持相对静止，所以其周期等于地球自转4)通讯卫星可以实现全球的电视转播，从图可知， 如果能发射三颗同步卫星并相互联网，即可覆盖全球的每个角落。 由于通讯卫星都必须位于赤道上空3.6107m处，各卫星之间又不能相距太近，所以，通讯卫星的总数是有限的。设想在赤道所在平面内，以地球中心为圆心隔50放置一颗通讯卫星，全球通讯卫星的总数应为72个。 4)通讯卫星可以实现全球的

5、电视转播，从图可知， 如果能发射三总结：地球同步卫星的六个一定位置一定(必须位于地球赤道的上空)地球同步卫星绕地球旋转的轨道平面一定,与地球的赤道面重合.周期(T)一定a.同步卫星的运行方向与地球自转方向一致.b.同步卫星的运转周期与地球自转周期相同,T=24 h.总结：地球同步卫星的六个一定周期(T)一定距离地球表面的高度(h)一定由于万有引力提供向心力,则在一定的条件下,同步卫星的高度不具有任意性,而是唯一确定的.根据环绕速率一定在轨道半径一定的条件下,同步卫星的环绕速率也一定,且为距离地球表面的高度(h)一定由于万有引力提供向心力,则在活学活用3.用m表示地球同步通信卫星的质量h表示卫星

6、离地面的高度M表示地球的质量R0表示地球的半径g0表示地球表面处的重力加速度T0表示地球自转的周期0表示地球自转的角速度,则地球同步通信卫星的线速度v为( )答案:ABCD活学活用答案:ABCD二、万有引力定律的应用求天体质量1.通过观测卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T半径r2.通过观测卫星绕天体做匀速圆周运动的线速度v半径r3.通过观测卫星绕天体做匀速圆周运动的角速度w半径r4.通过观测卫星绕天体做匀速圆周运动的线速度v角速度w5.在天体表面的加速度为g，天体半径为R二、万有引力定律的应用求天体质量1.通过观测卫星绕天体做三、万有引力定律的应用求天体密度1.通过观测卫星绕天体做匀速圆周运动的

7、周期T半径r，2.通过观测卫星绕天体做匀速圆周运动的线速度v半径r3.通过观测卫星绕天体做匀速圆周运动的角速度w半径r4.通过观测卫星绕天体做匀速圆周运动的线速度v角速度w5.在天体表面的加速度为g，天体半径为R天体半径为R三、万有引力定律的应用求天体密度1.通过观测卫星绕天体做 例题：某行星运行一昼夜时间T=6 h,若弹簧秤在其“赤道”上比“两极”处测同一物体重力时,读数小10%.(1)则该行星的密度为多大?(2)设想该行星自转角速度加快到某一值时,在“赤道”上的物体会“飘”起来,这时该行星的自转周期是多少? 例题：某行星运行一昼夜时间T=6 h,若弹簧秤在其“运行规律求质量密度三大宇宙速度

8、解析 例题：如图所示，某星球有A、B两颗卫星。已知这两颗卫星绕星球做匀速圆周运动的周期分别为TA和TB，两颗卫星在同一轨道平面运行，两者间所能达到的最大距离为L，万 有引力常量为G。则由以上已知量可求出的物理量有（ ）A两颗卫星的线速度大小B该星球的质量C该星球的密度D该星球表面的重力加速度答案：AB 例题：如图所示，某星球有A、B两颗卫星。已知这两颗卫1.第一宇宙速度: 要想发射人造卫星,必须具有足够的速度,发射人造卫星最小的发射速度称为第一宇宙速度,v=7.9 km/s.但却是绕地球做匀速圆周运动的各种卫星中的最大环绕速度.三、万有引力定律的应用三大宇宙速度人们通常把航天器达到环绕地球、脱

9、离地球和飞出太阳系所需要的最小速度，分别称为第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。注意：航天器不可能贴着地球表面飞行，而是在距离地面表面数百公里以上的高空运行，故地面对航天器引力比在地面时要小，故其速度也略小于V1。1.第一宇宙速度:三、万有引力定律的应用三大宇宙速度人们第一宇宙速度的计算方法一：地球对卫星的万有引力就是卫星做圆周运动的向心力当h，v 在地球表面附近卫星的速度是它运行的最大速度，其大小为： =7.9103m/s 第一宇宙速度的计算方法一：地球对卫星的万有引力就是卫星做圆方法二：地面附近物体的重力近似地等于地球对它的万有引力，重力就是卫星做圆周运动的向心力当h0时v1 =7.

10、9103m/s 方法二：地面附近物体的重力近似地等于地球对它的万有引力，重力2.第二宇宙速度: 当人造卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9 km/s时,它绕地球运行的轨迹就不再是圆形,而是椭圆形.当卫星的速度等于或大于11.2 km/s时,卫星就会脱离地球的引力不再绕地球运行,成为绕太阳运行的人造行星或飞到其他行星上去,我们把11.2 km/s称为第二宇宙速度,也称脱离速度.注意：按照力学理论可以计算出第二宇宙速度V2112km/s。由于月球还未超出地球引力的范围，故从地面发射探月航天器，其初始速度不小于10848km/s即可2.第二宇宙速度:注意：按照力学理论可以计算出第二宇宙速度V3.第三宇宙速度: 当物体的速度等于或大于16.7 km/s时,物体将挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间中去,我们把16.7 km/s称为第三宇宙速度,也称逃逸速度.按照力学理论可以计算出第三宇宙速度V316.7km/s。需要注意的是，这是选择航天器入轨速度与地球公转速度方向一致时计算出的V3值；如果方向不一致，所需速度就要大于16.7km/s了。可以说，航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的惟一要素，目前只有火箭才能突破该宇宙速度.3.第三宇宙速度:按照力学理论可以计算出第三宇宙速度V31我国将要发射一颗绕月球运行的探月卫星