2018-2019學(xué)年高中物理 第5章 萬有引力與航天 習(xí)題課 天體運(yùn)動(dòng)各物理量與軌道半徑的關(guān)系課件 滬科版必修2.ppt

習(xí)題課天體運(yùn)動(dòng)各物理量與軌道半徑的關(guān)系,第5章萬有引力與航天,[學(xué)習(xí)目標(biāo)],1.掌握運(yùn)用萬有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)分析天體運(yùn)動(dòng)問題的基本思路.2.掌握天體的線速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關(guān)系.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過關(guān),重點(diǎn)探究,,1.基本思路：一般行星或衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)可看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所需向心力由中心天體對(duì)它的萬有引力提供，即F引＝F向.2.常用關(guān)系：,一、天體運(yùn)動(dòng)的分析與計(jì)算,(2)忽略自轉(zhuǎn)時(shí)，mg＝G(物體在天體表面時(shí)受到的萬有引力等于物體重力)，整理可得：gR2＝GM，該公式通常被稱為“黃金代換式”.,例1(多選)地球半徑為R0，地面重力加速度為g，若衛(wèi)星在距地面R0處做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則,√,√,答案,解析,√,針對(duì)訓(xùn)練某著陸器完成了對(duì)月球表面的考察任務(wù)后，由月球表面回到圍繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道艙，其過程如圖1所示.設(shè)軌道艙的質(zhì)量為m，月球表面的重力加速度為g，月球的半徑為R，軌道艙到月球中心的距離為r，引力常量為G，求軌道艙的速度和周期.,答案,解析,圖1,軌道艙在半徑為r的軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，,,設(shè)質(zhì)量為m的天體繞另一質(zhì)量為M的中心天體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng).,二、天體運(yùn)行的各物理量與軌道半徑的關(guān)系,例22009年2月11日，俄羅斯的“宇宙－2251”衛(wèi)星和美國的“銥－33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805km處發(fā)生碰撞，這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件.碰撞過程中產(chǎn)生的大量碎片可能會(huì)影響太空環(huán)境.假定有甲、乙兩塊碎片繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓，甲的運(yùn)行速率比乙的大，則下列說法中正確的是A.甲的運(yùn)行周期一定比乙的長B.甲距地面的高度一定比乙的高C.甲的向心力一定比乙的小D.甲的向心加速度一定比乙的大,√,答案,解析,由于未知兩碎片的質(zhì)量，無法判斷向心力的大小，故C錯(cuò)誤；,例3如圖2所示，a、b是兩顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，它們距地面的高度分別是R和2R(R為地球半徑).下列說法中正確的是,圖2,√,答案,解析,解析兩衛(wèi)星均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)萬＝F向，向心力選不同的表達(dá)式分別分析.,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(衛(wèi)星各運(yùn)動(dòng)參量與軌道半徑的關(guān)系)(多選)如圖3所示，飛船從軌道1變軌至軌道2.若飛船在兩軌道上都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮質(zhì)量變化，相對(duì)于在軌道1上，飛船在軌道2上的A.速度大B.向心加速度大C.運(yùn)行周期長D.角速度小,√,答案,解析,1,2,3,圖3,√,4,1,2,3,解析飛船繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，即F引＝F向，,因?yàn)閞1v2，a1>a2，T1ω2，選項(xiàng)C、D正確.,4,2.(行星各運(yùn)動(dòng)參量與軌道半徑的關(guān)系)如圖4所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶，假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽的引力，并繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng).下列說法正確的是A.太陽對(duì)各小行星的引力相同B.各小行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期均小于一年C.小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度值大于外側(cè)小行星的向心加速度值D.小行星帶內(nèi)各小行星繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度值大于地球公轉(zhuǎn)的線速度值,答案,√,解析,1,2,3,圖4,4,1,2,3,4,1,2,3,4,3.(天體運(yùn)動(dòng)各參量的比較)如圖5所示，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是A.甲的向心加速度比乙的小B.甲的運(yùn)行周期比乙的小C.甲的角速度比乙的大D.甲的線速度比乙的大,圖5,1,2,3,答案,√,解析,4,1,2,3,4,4.(天體運(yùn)動(dòng)的分析與計(jì)算)如圖6所示，A、B為地球周圍的兩顆衛(wèi)星，它們離地面的高度分別為h1、h2，已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，求：(1)A的線速度大小v1；,答案,解析,1,2,3,圖6,4,解析設(shè)地球質(zhì)量為M，行星質(zhì)量為m，,1,2,3,4,(2)A、B的角速度之比ω1∶ω2.,答案,解析,1,2,3,4,