高考物理专题复习第五章万有引力与航天课件

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1、1第五章万有引力与航天2第五章万有引力与航天万有引力定律及其应用考点14人造卫星卫星的变轨、对接与追赶问题宇宙中的双星系统考点15考点16考点173考点14万有引力定律及其应用高考考法突破考法1开普勒行星运动定律的应用应试基础必备考法2万有引力定律的应用4考点14万有引力定律及其应用56考法1开普勒行星运动定律的应用(1)行星的轨道都近似为圆，可认为行星做匀速圆周运动(2)开普勒定律也适用于卫星绕地球公转的情形天体绕不同的中心星球运行时，＝k中的k值不同考法2万有引力定律的应用万有引力定律解答的基本思路有两种一、天体绕着某中心天体

2、做匀速圆周运动，万有引力提供向心力二、地面或地面附近的物体所受的重力近似等于地球对物体的万有引力.1．与重力加速度有关的计算(1)计算星球附近的重力加速度星球不自转或星球的自转可忽略，得黄金代换式GM＝g星R27(2)计算距星球表面h高度处的重力加速度距地球表面h高度处，g′＝在星球表面附近，即h＝0处，得g星＝GM＝g星R2【关键点拨】两种黄金代换公式方法中物体的状态不同前为静止在星球表面(忽略星球自转)后是紧贴星球表面做匀速圆周运动两物体受到的万有引力大小与其位置有密切关系，与运动状态无关(3)计算星球地壳内一定深度处的重力

3、加速度外部的均匀球壳对该处物体的万有引力可看做零确定M和R，得出计算式M表示该星球的有效质量(去掉球壳的质量)R表示有效质量星球中心到该物体几何中心的距离82．计算星球质量建立环绕天体围绕中心天体的模型结合向心力公式列方程求中心天体的质量环绕法未知质量的天体外有一颗环绕该天体的行星①已知环绕天体的公转周期T和轨道半径r:②已知环绕天体的线速度v和轨道半径r:③已知环绕天体的角速度ω和轨道半径r:④已知环绕天体的线速度v和公转周期T:(2)称量法自建一个行星表面物体受行星引力模型【关键点拨】一般需要间接求出重力加速度g93．计算星球

4、密度计算出星球质量，根据求得星球密度(1)若已知天体的半径R，则天体的密度【关键点拨】卫星环绕天体表面运动的轨道半径r等于天体半径R天体密度(2)已知天体表面重力加速度g及天体半径R天体的密度10考点15人造卫星高考考法突破考法3近地轨道卫星的相关物理量应试基础必备考法4同步卫星的运行问题11考点15人造卫星121．人造卫星的运动参量人造卫星的三个运动参量仅与轨道半径有关在特定的轨道上，其运动时v、ω、T均为定值，其制约关系为考点15人造卫星2．近地轨道卫星卫星所受万有引力约等于物体的重力(近地卫星的线速度为，角速度为，加速度为a

5、＝g考法3近地轨道卫星的相关物理量13考点15人造卫星14考法4同步卫星的运行问题地球同步运转的卫星从同步卫星有以下五个一定：考点15人造卫星1．轨道平面一定：轨道平面与赤道面共面．2．周期一定：与地球自转周期相同，即T＝24h.3．角速度一定：与地球自转的角速度相同．4．高度一定：离地面的高度，即h＝35800km.5．速率一定：15考点15人造卫星16考点16卫星的变轨、对接与追赶问题高考考法突破考法5卫星的变轨与对接考法6卫星追赶问题17考点16卫星的变轨、对接与追赶问题考法5卫星的变轨与对接半径r确定，线速度、周期、向心加

6、速度质量确定，动能Ek、重力势能Ep和总机械能E机确定清楚卫星的变轨过程应用万有引力知识分析出各物理量变化1.变轨B点点火加速，需要的向心力大于万有引力，做离心运动，进入轨道2.在B点速度(动能)关系：vB2>vB1B点加速度关系：aB2＝aB1机械能关系：机械能守恒受宇宙尘埃阻碍，轨道半径缓慢变小，近心运动，引力与阻力的合力做正功，线速度增大，动能增大，势能减小；周期变小，向心加速度增大，机械能减小182．对接“对接”实质是两个做匀速圆周运动的物体追赶问题本质是卫星的变轨运行问题成功“对接”，必须在较低轨道上加速速度v的增大向

7、心力增大离心运动轨道半径r增大升高轨道发射同步卫星方法从近地轨道1上Q点点火加速进入轨道2在P点再次点火加速，进入同步轨道31920如图所示，有A、B两颗行星绕同一恒星O做圆周运动，运转方向相同，A行星的周期为T1，B行星的周期为T2，在某一时刻两行星第一次相遇(即相距最近)，则经过时间两行星第一次相距最远，经过时间两行星将第二次相遇(相距最近)．考法6卫星追赶问题两卫星位于和中心连线的半径上同侧时，两卫星相距最近两卫星运动的角度满足(ωA－ωB)t＝2π两卫星位于和中心连线的半径上两侧时，两卫星再次相距最远两卫星运动的角度

8、满足(ωA－ωB)t′＝π.2122考点17宇宙中的双星系统高考考法突破考法7宇宙中的双星系统问题23考点17宇宙中的双星系统考法7宇宙中的双星系统问题1．宇宙中的双星系统两颗靠得很近的天体绕其连线上的某点做匀速圆周运动两天体的万有引力提供向心力．