【新步步高】2014-2015学年高二物理教科版必修二课件：第三章万有引力定律习题课[数理化网]VIP免费

第三章万有引力定律第三章万有引力定律习题课学习目标定位掌握解决天体运动问题的思路和方法.理解赤道物体、同步卫星和近地卫星的区别．会分析卫星(或飞船)的变轨问题.掌握双星的运动特点及其问题的分析方法.学习探究区一、分析天体运动问题的思路二、赤道物体、同步卫星和近地卫星转动量的比较三、人造卫星的变轨问题四、双星问题一、分析天体运动问题的思路解决天体运动问题的基本思路行星或卫星的运动一般可看作匀速圆周运动，所需要的向心力都由中心天体对它的万有引力提供，建立基本关系式：，式中a是向心加速度2MmGmar222224=MmGmmrmrrrTv万有引力提供行星或卫星做圆周运动的向心力，可得v、ω、T与半径r的关系．1．一、分析天体运动问题的思路2．忽略自转mg＝，即物体在天体表面时受到的引力等于物体的重力．2GMmR此式两个用途：②黄金代换式GM＝gR2.①求星体表面的重力加速度，从而把万有引力定律与运动学公式结合解题．2GMgR＝返回例1地球半径为R0，地面重力加速度为g，若卫星在距地面R0处做匀速圆周运动，则()A．卫星速度为B．卫星的角速度为C．卫星的加速度为D．卫星周期为2πAB022Rg08gR2g02Rg一、分析天体运动问题的思路r=2R0222224=MmGmammrmrrrTv2GMgR022=Rgv0g8R＝4ag＝082TRg＝返回二、赤道物体、同步卫星和近地卫星转动量的比较赤道上的物体、同步卫星和近地卫星都近似做匀速圆周运动，当比较它们的向心加速度、线速度及角速度(或周期)时，要注意找出它们的共同点，然后再比较各物理量的大小．1．赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，如同一圆盘上不同半径的两个点，由v＝ωr和a＝ω2r可分别判断线速度、向心加速度的关系．二、赤道物体、同步卫星和近地卫星转动量的比较赤道上的物体、同步卫星和近地卫星都近似做匀速圆周运动，当比较它们的向心加速度、线速度及角速度(或周期)时，要注意找出它们的共同点，然后再比较各物理量的大小．2．不同轨道上的卫星向心力来源相同，即万有引力提供向心力，由222224=MmGmammrmrrrTv可分别得到2=GMGMarr、、v3=GMr32rTGM及故可以看出，轨道半径越大，a、v、ω越小，T越大．例2如图所示，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则()A．v1＞v2＞v3B．v1＜v2＜v3C．a1＞a2＞a3D．a1＜a3＜a2GMr＝v二、赤道物体、同步卫星和近地卫星转动量的比较23＞vvp、q为卫星e、q具有相同的角速度r＝v31＞vv231＞＞vvv返回2MmGmar二、赤道物体、同步卫星和近地卫星转动量的比较2MaGrp、q为卫星e、q具有相同的角速度2ar＝31aa＞23aa＞231aaa＞＞返回例2如图所示，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则()A．v1＞v2＞v3B．v1＜v2＜v3C．a1＞a2＞a3D．a1＜a3＜a2D三、人造卫星的变轨问题1．卫星在圆轨道上做匀速圆周运动时，成立．2GMmr2=mrv2．卫星变轨时，是线速度v发生变化导致需要的向心力发生变化，进而使轨道半径r发生变化．(1)当人造卫星减速时，卫星所需的向心力F向减小，万有引力大于所需的向心力，卫星将做近心运动，向低轨道变迁．2=mrv(2)当人造卫星加速时，卫星所需的向心力F向增大，万有引力不足以提供卫星所需的向心力，卫星将做离心运动，向高轨道变迁．2=mrv三、人造卫星的变轨问题3．卫星到达椭圆轨道与圆轨道的切点时，卫星受到的万有引力相同，所以向心加速度相同．4．飞船对接：两飞船对接前应处于高、低不同的轨道上，目标船处于较高轨道，在较低轨道上运动的对接船通过合理地加速，做离心运动而追上目标船与其完成对接．例32013年5月2日凌晨0时06分，我国“中星11号”通信卫星发射成功．“中星11号”是一颗地球同步卫星，它主要用于为亚太地区等区域用户提供商业通信服务．图为发射过程的示意图，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，最后再一次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道...