【课件】第七章+万有引力与宇宙航行+复习课件高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第七章全章复习万有引力天体：地面上的物体：重力变化两极:引力=重力赤道:重力+向心力=引力距地h处：星球表面：重力加速度：一.开普勒三定律1.开普勒第一定律:太阳轨道定律:所有行星绕太阳做椭圆运动,太阳在椭圆的一个焦点上2.开普勒第二定律:太阳面积定律:对某个行星,连接太阳和行星的矢径,在相等的时间内扫过的面积相等。3.开普勒第三定律:ba周期定律:所有行星的半长轴的立方与其周期的平方的比值是个恒量.近快远慢R3T2=K1、寻找开普勒第三定律中的K设某行星绕太阳做匀速圆周运动，其轨道半径为r，周期为T，太阳质量为M，请确定衡量K。【结论】K只与中心被绕天体（M）有关。2、一个太空探测器进入一个圆形轨道绕太阳运转，已知其轨道半径为地球绕太阳运转轨道半径的9倍，则太空探测器绕太阳运转的周期是【】A．9年B.3年C.27年D.81年C3、飞船沿半径为R的圆周轨道绕地球运动，其周期为T。如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆轨道和地球表面在B点相切，如图所示，如果地球半径为R0，求飞船由A点到B点所需要的时间？二、万有引力定律2、公式表示：3、（1）G是引力常量，适用于任何两个物体；它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力．（2）r是两物体之间的距离，当两物体是质量均匀分布的球体时，r是指两球心间距离；自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在他们的连线上，引力的大小与两物体的质量M和m的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。1、内容：例题1、已知引力常量为G，地球半径R，地球质量为M，卫星绕地球做圆周运动的轨道半径为r。求卫星的：(1)加速度a;(2)线速度v；(3)周期T；（4）地球表面的重力加速度。解决天体运动问题的做题思路：万有引力=向心力rMman减小

ω减小T增大v减小

结论：随r增大【总结】解决天体运动问题的做题思路：rMm列方程：1.求线速度v大小：2.求周期T大小：3.求加速度a大小：4.求角速度大小：注意：确定准物体运行的轨道半径r=rR+hR万有引力=向心力2、如图所示，A、B、C是地球大气层外沿圆轨道绕地球运行的三颗卫星，则【】A．B、C的周期相等且大于A的周期B．B、C的向心加速度大小相等，且大于A的向心加速度C．B、C的线速度大小相等，且大于A的线速度D．B、C的角速度大小相等，且大于A的线速度an减小

ω减小T增大v减小

结论：随r增大地球ABCA越远越慢

图133、（09春）2008年9月27日，“神舟七号”航天员翟志刚首次实现了中国航天员在太空的舱外活动（图13），这是我国航天发展史上的又一里程碑。已知引力常量为G，地球质量为M，地球半径为R。飞船绕地球做匀速圆周运动的过程中，距地面的高度为h，求：（1）飞船加速度a的大小；（2）飞船速度v的大小。1、已知地球的半径R,地球表面的重力加速度g,环绕地球表面做圆周运动的卫星的速度为v,万有引力常量为G，求地球的质量和密度。2、若月球围绕地球做匀速圆周运动，其周期为T，又知月球到地心的距离为r，地球半径为R，试求出地球的质量和密度。【解】万有引力提供月球做圆周运动的向心力：2.测出天体的半径R和表面的重力加速度g三、万有引力的应用--天体质量或密度的估算1.测出卫星围绕天体做匀速圆周运动的周期T【总结】万有引力与重力的区别

（一）地球表面上物体的重量变化1.两极:引力=重力.2.赤道:重力+向心力=引力.3.重力的变化:随纬度的增大而增大（二）卫星的重力就是引力F引GGF引F向练习1、2007年10月24日，我国“嫦娥一号”探月卫星成功发射。“嫦娥一号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动，经过变轨、制动后，成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星。设卫星距月球表面的高度为h，已知月球半径为R，质量为M，引力常量为G。求：（1）月球表面的重力加速度g；（2）卫星所在处的重力加速度g’；解：（1）月球表面：（2）距离地面h处：．．．．．．．．．．．练习3、地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为g/4，则该处距地面球表面的高度h为?练习4、一名宇航员抵达一半径为R的星球表面后，为了测定该星球的质量，做了如下实验：将一个小球从该星球表面某位置以初速度v竖直向上抛出，小球在空中运动一段时间后又落回原抛出位置，测得小球在空中运动的时间为t，已知万有引力恒量为G，不计阻力。试根据题中所提供的条件和测量结果，求：（1）该星球表面的“重力”加速度g的大小；（2）该星球的质量M；（3）如果在该星球上发射一颗围绕该星球做匀速圆周运动的卫星，则该卫星运行的最小周期T为多大？5、某行星的自转周期为T=6h，用弹簧秤在该行星的”赤道“和”两极“处测同一物体的重力，在该星球的赤道测得的读数为在其北极所得读数的90％，（星球视为球体）。求该行星的平均密度是多大？10％的引力到哪去了？卫星的轨道圆心在哪儿？所有卫星的轨道圆心都在地心上。人造卫星宇宙速度

（一）宇宙速度1、第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s．

它等于近地卫星绕地球表面做匀速圆周运动的线速度．它是从地面成功发射一个卫星的最小发射速度！２、第二宇宙速度(脱离速度)v2=11.2km/s

这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度．3、第三宇宙速度（逃逸速度）v3=16.7km/s这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．1、近地卫星F万在地球表面处飞行的卫星，但是已经脱离地表了！（1）作圆周运动的轨道半径为地球半径R；（2）由于紧贴地表，卫星的重力加速度为g。（二）人造卫星它·绕地球表面做匀速圆周运动的线速度最大！！2、地球同步卫星（1）相对于地面静止的和地球具有相同周期的卫星.（2）同步卫星的特点：

①周期T=24h

②离地球表面高度一定h=36000km

③必须在赤道上空人造卫星近地卫星RT=85minT=24h在赤道上空，h=36000km同步卫星：v=7.9km/s【练一练】通信卫星又叫同步卫星，下面关于同步卫星的说法中正确的是【】A.所有的地球同步卫星都位于地球的赤道平面内B.所有的地球同步卫星的质量都相等C.所有的地球同步卫星绕地球作匀速圆周运动的角速度都相等D.所有的地球同步卫星离地球的高度都相等ACD

【神奇的双星】：在宇宙中，恒星有单个的，例如我们所在的太阳系中的太阳；有两个恒星相伴的；也有多个恒星聚会的,花样十分丰富．据观测：每四颗星中只有一颗是单独行动的，其它大概有三分之一是双星，我们把两颗相伴在一起的彼此紧密环绕而行的恒星称为双星（BinaryStars），例如仙王U变星．而其余的则是多星聚星，例如巨蟹座三合星．所有这些结群的星在肉眼看来都是单独的，多数即使用望远镜看来也象是单独的，贴得最近的星只有用摄谱仪才能探测出来．仙王U变星巨蟹座三合星Lm1m2r2r11.向心力大小相等：2.周期和角速度相等：七、双星问题:靠两颗星球间的引力，提供各自所需要的向心力的星球称为双星。３.轨道半径的关系：它们的轨道半径与质量成反比。八、发射地球同步卫星的过程：1、先成为近地卫星，进入圆形轨道（近地轨道）；2、在A点二次点火加速，进入椭圆轨道；3、在B点再次加速进入圆形轨道（远地轨道）。3B2A11、发射地球同步卫星时,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,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,则当卫星分别在1，2，3轨道上正常运行时以下说法对的是【】A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率.B.卫星在轨道3上的角速