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2011届高考物理-第5单元--万有引力与航天课件-新人教版VIP免费

2011届高考物理-第5单元--万有引力与航天课件-新人教版_第1页
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•第五单元万有引力与航天•1.开普勒第一定律:所有的行星围绕太阳运动的轨道都是,太阳处在椭圆的一个上.•2.开普勒第二定律:对于每一个行星而言,太阳和行星的在相等的时间内扫过相等的.•3.开普勒第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟的二次方的比值都相等,表达式:.椭圆焦点连线面积公转周期•1.内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小跟物体的质量m1和m2的成正比,与它们之间距离r的成反比.•2.公式:F=,其中G=叫引力常量.•3.适用条件•万有引力定律只适用于的相互作用.乘积二次方6.67×10-11_N·m2/kg2质点间•4.特殊情况•(1)两质量分布均匀的球体间的相互作用,也可用本定律来计算,其中r为.•(2)一个质量分布均匀的球体和球外一个质点间的万有引力也适用,其中r为.两球心间的距离质点到球心间的距离•1.基本方法:把天体的运动看成,所需向心力由万有引力提供.•2.天体的质量M、密度ρ的估算•测出卫星绕中心天体做匀速圆周运动的半径r和周期匀速圆周运动•3.三种宇宙速度•(1)第一宇宙速度(环绕速度):v1=,是人造地球卫星的最小速度,也是人造地球卫星绕地球做圆周运动的速度.•(2)第二宇宙速度(脱离速度):v2=,是使物体挣脱引力束缚的最小发射速度.•(3)第三宇宙速度(逃逸速度):v3=,是使物体挣脱引力束缚的最小发射速度.•特别提醒:任何行星都有对应的宇宙速度.7.9km/s11.2km/s16.7km/s发射最大地球太阳•1.经典的时空观:时间和空间是脱离物质而存在的,是,时间和空间之间也是没有联系的.•2.相对论的时空观:有物质才有时间和空间,空间和时间与物质的有关,它们并不是相互独立的.绝对的运动状态•1.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,但重力并不是地球对物体的引力,它只是引力的一个分力,另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力(如图1所示).2.实际上因自转而导致的重力和万有引力的差别是很小的,我们往往忽略这种差别(除非涉及并专门讨论重力与万有引力的区别),此时物体所受重力等于万有引力,在星球表面重力加速度g=GMR2(R为星球半径);在离星球表面高h处的重力加速度g′=GM(R+h)2.•GM=gR2,纯粹是四个常数G、M、g、R间的数值关系,因此在任何时候都能进行等量代换,不过一定要注意g和R的对应性,即g是离天体M球心R处的重力加速度值.•1.卫星的超重与失重•卫星发射过程中,卫星上的物体处于超重状态,卫星进入轨道后正常运转时,卫星具有的加速度等于轨道处的重力加速度g轨,卫星上的物体完全失重.返回时,由于空气、降落伞或沿向地面方向喷气,卫星上的物体处于超重状态.•2.卫星的能量•轨道半径越大,速度越小,动能越小,但重力势能越大,且总机械能也越大,也就是轨道半径越大的卫星,运行速度虽小,但发射速度越大.•3.卫星变轨问题•人造卫星在轨道变换时,总是主动或由于其他原因使速度发生变化,导致万有引力与向心力相等的关系被破坏,继而发生近心运动或者离心运动,发生变轨.在变轨过程中,由于动能和势能的相互转化,可能出现万有引力与向心力再次相等,卫星即定位于新的轨道.•4.同步卫星•同步卫星就是与地球同步运转,相对地球静止的卫星,因此可用来作为通讯卫星.同步卫星有以下几个特点:•(1)周期一定:同步卫星在赤道正上方相对地球静止,它绕地球的运动与地球自转同步,它的运动周期就等于地球自转的周期,T=24h.•(2)角速度一定:同步卫星绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度.②由于所有同步卫星的周期相同,由r=3GMT24π2知,所有同步卫星的轨道半径都相同,即在同一轨道上运动,其确定的高度约为3.6×104km.•(3)轨道一定:•①因提供向心力的万有引力指向圆心,所有同步卫星的轨道必在赤道平面内.•(4)环绕速度大小一定:所有同步卫星绕地球运动的线速度的大小是一定的,都是3.08km/s,环绕方向与地球自转相同.•5.几种卫星的轨道•(1)赤道轨道:卫星的轨道在赤道平面内.同步卫星就是其中的一种.•(2)极地轨道:卫星的轨道过南北两极,即在垂直于赤道的平面内.如定位卫星系统中的卫星轨道.•(3)其他轨道:除以上两种轨道外的...

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