万有引力与航天复习学案.doc

《万有引力与航天复习学案.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万有引力与航天复习学案一、开普勒行星运动定律的内容开普勒第一定律（轨道定律）：　　　　　　　　　　　。开普勒第二定律（面积定律）：　　　　　　　　　　　　　　　　。开普勒第三定律（周期定律）：　　　　　　　　　　　　　　　　。其中k的值和　　　　　有关例1：有一颗太阳的小行星，质量是1.0×1021kg，它的轨道半径是地球绕太阳运动半径的2.77倍，求这颗小行星绕太阳一周所需要的时间。二、万有引力定律自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比，即　　　　　　，G=　

2、　　　　万有引力的适用条件：　　　　　　其中，r指　　　　　　　　　三、万有引力与重力（地球质量M地球半径R）地表：万有引力，一个分力提供物体随地球自转所需要的向心力，另一个即重力。A、一般不加说明，不考虑自转，地球表面上物体与地球间的万有引力近似等于重力B、若考虑地球自转eg赤道：(N=mg)例2：火星的质量和半径分别为地球的1/10和1/2，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度为（）A.、0.2gB、0.4gC、2.5gD、5g例3：地球赤道处的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的加速度为a，要使赤道上的物体“

3、飘”起来，则地球的转速应为原来的（）Ａ、g/a倍Ｂ、(g+a)/a倍　　Ｃ、倍　　　Ｄ、倍高空：(距地表高度h)万有引力=重力。例4：宇宙飞船以的加速度匀加速上升，在飞船中用弹簧秤测得质量为10kg的物体的视重为75N，若已知地球半径为6400km，求测量时飞船所处的位置距地面的高度（g为地面的重力加速度）。四、应用----天体质量、密度的估算A一种方法是在星球表面，根据星球表面的重力加速度求天体质量、密度。例5：已知地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,地球半径为R,则地球质量M、密度ρ为多少？B另一种方法是根据天体的圆周运动

4、,由万有引力提供向心力计算。（只能计算中心天体的质量）例6：继神秘的火星之后，土星也成了全世界关注的焦点！经过近7年35.2亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后，美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间2004年6月30日（北京时间7月1日）抵达预定轨道，开始“拜访”土星及其卫星家族。这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测！若“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道，在半径为R的土星上空离土星表面高的圆形轨道上绕土星飞行，环绕周飞行时间为。试计算土星的质量和平均密度。五、宇宙航行A宇宙速度①第一

5、宇宙速度：v=。也称环绕速度，轨道半径为地球半径R，为近地卫星的速度。是发射卫星的最（大、小）速度，是卫星绕地球匀速圆周运动的最（大、小）速度。②第二宇宙速度：是使物体挣脱地球引力束缚的最小速度，其大小为__________。③第三宇宙速度：是使物体挣脱太阳引力束缚的最小速度，其大小为__________。B卫星卫星绕地球匀速圆周运动。圆心为地心。若卫星质量m,地球质量M，卫星轨道半径r，根据卫星受地球的万有引力提供卫星做圆周运动所需的向心力，得：=，an==，v==，ω==，T=故，轨道半径越大（离地表高度越高），an越，v越，

6、ω越，T越。C同步卫星在赤道平面内。T=24h。r、an、v、ω恒定。D变轨（两次加速）例7：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，如图所示。则在卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是：（）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上的角速度小于在轨道1上的角速度。C、卫星在轨道1上经过Q点时的速度小于它在轨道2上经过Q点时的速度。D、卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于

7、它在轨道3上经过P点时的加速度。【巩固练习】1、同步卫星到地心的距离为r，加速度为a1，速率为v1；地球的半径为R，赤道上物体随地球自转的向心加速度为a2，速率为v2，则（）A.a1/a2=R/rB.a1/a2=R2/r2C.v1/v2=R2/r2D.v1/v2=r/R2、在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星。它到地球表面距离等于地球的半径R，地球表面的重力加速度为g,则下列说法中正确的是（）A卫星运动的速度为B卫星运动的周期为C卫星运动的加速度为D卫星运动的动能为P地球Q轨道1轨道23、2008年9月25日至28日我国成功实施

8、了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是（）A．飞船变轨前后的机械能相等B．飞船在圆轨道上