（江苏专版）2019年高考物理总复习 第17讲 万有引力定律与航天讲义

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1、第17讲　万有引力定律与航天考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求万有引力定律及其应用、第一宇宙速度第二宇宙速度　第三宇宙速度Ⅱ、Ⅰ14年T2—选择，考查第一宇宙速度、万有引力分析、推理16年T19—计算，考查万有引力定律及其应用分析、推理17年T6—选择，考查卫星绕地球运转的规律理解、推理弱项清单,1.不善于估算；2．没意识到地面的g和飞船轨道所处高度的g大小不同；3．没分清轨道半径、地球半径、轨道高度的区别．知识整合一、第一宇宙速度的推导　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．物体在地球表面受到的引力可以近似认为等于重力

2、，所以mg＝，解得v＝________.2．物体在地球表面附近受到的引力提供向心力，所以G＝m，解得V＝________．二、第二宇宙速度和第三宇宙速度第二宇宙速度大小是________．第三宇宙速度大小是________．三、人造地球卫星人造地球卫星的轨道和运行速度卫星绕地球做匀速圆周运动时，是________提供向心力，卫星受到的________指向地心，而做圆周运动的向心力方向始终指向圆心，所以卫星圆周运动的圆心和________重合．四、同步卫星同步卫星，是指相对于地面________卫星．同步卫星必定位于________，周期

3、等于________．知道了同步卫星的周期，就可以根据万有引力定律、牛顿第二定律和圆周运动向心加速度知识，计算同步卫星的高度H＝________.速度为________．方法技巧考点1　卫星运行参量的比较与运算1．卫星的动力学规律　　　　　　　　　　　　　　　　　　　由万有引力提供向心力，G＝ma向＝m＝mω2r＝m.2．卫星的各物理量随轨道半径变化的规律万有引力提供向心力：即由G＝m＝mrω2＝mr＝man可推导出：⇒当r增大时3．极地卫星和近地卫星(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖．(2)

4、近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9km/s.(3)两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心．深化拓展：1．卫星的a、v、ω、T是相互联系的，如果一个量发生变化，其他量也随之发生变化；这些量与卫星的质量无关，它们由轨道半径和中心天体的质量共同决定．2．卫星的能量与轨道半径的关系：同一颗卫星，轨道半径越大，动能越小，势能越大，机械能越大．【典型例题1】　(17年徐州模拟)2016年10月17日，我国利用长征二号FY11运载火箭成功将“神舟十一号”载人飞船送入离地

5、面高度约为393km的轨道．已知地球半径约为6400km.若将“神舟十一号”飞船的运行轨道视为圆轨道，则与地球同步卫星相比，“神舟十一号”飞船的(　　)A．周期大B．角速度小C．线速度大D．向心加速度小　1.关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是(　　)A．轨道半径越大，速度越小，周期越长B．轨道半径越大，速度越大，周期越短C．轨道半径越大，速度越大，周期越长D．轨道半径越小，速度越小，周期越长考点2　宇宙速度的理解与计算1．第一宇宙速度v1＝7.9km/s，既是发射卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球运行的最大环绕

6、速度．2．第一宇宙速度的求法：(1)＝m，所以v1＝.(2)mg＝，所以v1＝.3．第二、第三宇宙速度也都是指发射速度．【典型例题2】　(16年江苏高考)(多选)如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有(　　)A．TA>TBB．EkA>EkBC．SA＝SBD.＝【学习建议】　学习过程中首先要建立中心天体外绕中心天体运动的物理模型，包括圆周运动和椭圆运动两类．对圆周运动就是万有引力提供向心力，根据向心力的不同表达形式，推

7、导出速度、周期、角速度和加速度和哪些因素有关．对曲线运动学会运用向心离心的规律去分析．开普勒天体运动定律和万有引力的相关知识要相互呼应，互相促进．　2.(多选)如图所示，卫星1为地球同步卫星，卫星2是周期为3小时的极地卫星，只考虑地球引力，不考虑其他作用的影响，卫星1和卫星2均绕地球做匀速圆周运动，两轨道平面相互垂直，运动过程中卫星1和卫星2有时可处于地球赤道上某一点的正上方，下列说法中正确的是(　　)A．卫星1和卫星2的向心加速度之比为1∶16B．卫星1和卫星2的速度之比为2∶1C．卫星1和卫星2处在地球赤道的某一点正上方的周期为24

8、小时D．卫星1和卫星2处在地球赤道的某一点正上方的周期为3小时【典型例题3】　2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示．关于