202X學(xué)年高中物理第5章萬有引力定律及其應(yīng)用章末總結(jié)課件魯科版必修2

1、章末總結(jié)章末總結(jié)一、天體一、天體(衛(wèi)星衛(wèi)星)運(yùn)動問題的處理運(yùn)動問題的處理分析處理天體運(yùn)動問題，要抓住分析處理天體運(yùn)動問題，要抓住“一個模型一個模型“兩個思路，區(qū)分兩個思路，區(qū)分“三個不同。三個不同。1.一個模型：無論是自然天體一個模型：無論是自然天體(如行星等如行星等)，還是人造天體，還是人造天體(如人造衛(wèi)星、空間站等如人造衛(wèi)星、空間站等)，只，只要天體的運(yùn)動軌跡為圓形，就可將其簡化為質(zhì)點(diǎn)的勻速圓周運(yùn)動。要天體的運(yùn)動軌跡為圓形，就可將其簡化為質(zhì)點(diǎn)的勻速圓周運(yùn)動。2.兩個思路兩個思路3.三個不同三個不同例例1 土星周圍有許多大小不等的巖石顆粒，其繞土星的運(yùn)動可視為圓周運(yùn)動，其中有土星周圍有許多大

2、小不等的巖石顆粒，其繞土星的運(yùn)動可視為圓周運(yùn)動，其中有兩個巖石顆粒兩個巖石顆粒A和和B與土星中心的距離分別為與土星中心的距離分別為rA8.0104 km和和rB1.2105 km。忽略所有巖石顆粒間的相互作用忽略所有巖石顆粒間的相互作用(結(jié)果可用根式表示結(jié)果可用根式表示)。(1)求巖石顆粒求巖石顆粒A和和B的線速度之比；的線速度之比；(2)求巖石顆粒求巖石顆粒A和和B的周期之比；的周期之比；(3)土星探測器上有一物體，在地球上重為土星探測器上有一物體，在地球上重為10 N，推算出它距土星中心，推算出它距土星中心3.2105 km處處受到土星的引力為受到土星的引力為0.38 N。地球半徑為。地球

3、半徑為6.4103 km，請估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量的，請估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量的多少倍？多少倍？針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1 “靜止在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星將氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預(yù)靜止在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星將氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預(yù)報(bào)提供準(zhǔn)確、全面和及時(shí)的氣象資料。設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的報(bào)提供準(zhǔn)確、全面和及時(shí)的氣象資料。設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，倍，以下說法中正確的選項(xiàng)是以下說法中正確的選項(xiàng)是()答案答案C二、人造衛(wèi)星的發(fā)射、變軌與對接二、人造衛(wèi)星的發(fā)射、變軌與對接1.發(fā)射問題發(fā)射問題2.變軌問題變軌問題發(fā)射過程：如圖發(fā)射過程：如圖1所示，一般先把衛(wèi)星發(fā)射到

4、較低軌道所示，一般先把衛(wèi)星發(fā)射到較低軌道1上，然后在上，然后在P點(diǎn)點(diǎn)火，使衛(wèi)點(diǎn)點(diǎn)火，使衛(wèi)星加速，讓衛(wèi)星做離心運(yùn)動，進(jìn)入軌道星加速，讓衛(wèi)星做離心運(yùn)動，進(jìn)入軌道2，到達(dá)，到達(dá)Q點(diǎn)后，再使衛(wèi)星加速，進(jìn)入預(yù)定點(diǎn)后，再使衛(wèi)星加速，進(jìn)入預(yù)定軌道軌道3。圖圖1回收過程：與發(fā)射過程相反，當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)回收過程：與發(fā)射過程相反，當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)，使衛(wèi)星減速，衛(wèi)星由軌道點(diǎn)時(shí)，使衛(wèi)星減速，衛(wèi)星由軌道3進(jìn)入進(jìn)入軌道軌道2，當(dāng)?shù)竭_(dá)，當(dāng)?shù)竭_(dá)P點(diǎn)時(shí)，再讓衛(wèi)星減速進(jìn)入軌道點(diǎn)時(shí)，再讓衛(wèi)星減速進(jìn)入軌道1，再減速到達(dá)地面。，再減速到達(dá)地面。3.對接問題對接問題如圖如圖2所示，飛船首先在比空間站低的軌道運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到適當(dāng)位置時(shí)，再加速運(yùn)

5、行所示，飛船首先在比空間站低的軌道運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到適當(dāng)位置時(shí)，再加速運(yùn)行到一個橢圓軌道。通過控制使飛船跟空間站恰好同時(shí)運(yùn)行到兩軌道的相切點(diǎn)，便可到一個橢圓軌道。通過控制使飛船跟空間站恰好同時(shí)運(yùn)行到兩軌道的相切點(diǎn)，便可實(shí)現(xiàn)對接。實(shí)現(xiàn)對接。圖圖2例例2 (多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇)2021年中國將發(fā)射年中國將發(fā)射“天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室，并發(fā)射天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室，并發(fā)射“神舟神舟十一號載人飛船和十一號載人飛船和“天舟一號貨運(yùn)飛船，與天舟一號貨運(yùn)飛船，與“天宮二號交會對接。天宮二號交會對接。“天宮二號預(yù)計(jì)由天宮二號預(yù)計(jì)由“長征二號長征二號F改進(jìn)型無人運(yùn)載火箭或改進(jìn)型無人運(yùn)載火箭或“長征七號長征七號運(yùn)載火箭從酒泉衛(wèi)

6、星發(fā)射中心發(fā)射升空，由長征運(yùn)載火箭將飛船運(yùn)載火箭從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，由長征運(yùn)載火箭將飛船送入近地點(diǎn)為送入近地點(diǎn)為A、遠(yuǎn)地點(diǎn)為、遠(yuǎn)地點(diǎn)為B的橢圓軌道上，的橢圓軌道上，B點(diǎn)距離地面的高度點(diǎn)距離地面的高度為為h，地球的中心位于橢圓的一個焦點(diǎn)上。，地球的中心位于橢圓的一個焦點(diǎn)上?！疤鞂m二號飛行幾周后天宮二號飛行幾周后進(jìn)展變軌進(jìn)入預(yù)定圓軌道，如圖進(jìn)展變軌進(jìn)入預(yù)定圓軌道，如圖3所示。所示?！疤鞂m二號在預(yù)定圓軌道上飛行天宮二號在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時(shí)圈所用時(shí)間為間為t，引力常量為，引力常量為G，地球半徑為，地球半徑為R。那么以下說法正確的選項(xiàng)是。那么以下說法正確的選項(xiàng)是()圖圖3A.“天宮二號從

7、天宮二號從B點(diǎn)沿橢圓軌道向點(diǎn)沿橢圓軌道向A點(diǎn)運(yùn)行的過程中，引力為動力點(diǎn)運(yùn)行的過程中，引力為動力B.“天宮二號在橢圓軌道的天宮二號在橢圓軌道的B點(diǎn)的加速度大于在預(yù)定圓軌道上點(diǎn)的加速度大于在預(yù)定圓軌道上B點(diǎn)的向心加速度點(diǎn)的向心加速度C.“天宮二號在橢圓軌道的天宮二號在橢圓軌道的B點(diǎn)的速度大于在預(yù)定圓軌道上的點(diǎn)的速度大于在預(yù)定圓軌道上的B點(diǎn)的速度點(diǎn)的速度D.根據(jù)題目所給信息，可以計(jì)算出地球質(zhì)量根據(jù)題目所給信息，可以計(jì)算出地球質(zhì)量答案答案AD針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練2 (多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇)如圖如圖4所示，發(fā)射同步衛(wèi)星的一般程序是：先讓衛(wèi)星進(jìn)入一個所示，發(fā)射同步衛(wèi)星的一般程序是：先讓衛(wèi)星進(jìn)入一個近地的圓軌道，然

8、后在近地的圓軌道，然后在P點(diǎn)變軌，進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道點(diǎn)變軌，進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道(該橢圓軌道的近地點(diǎn)為近地該橢圓軌道的近地點(diǎn)為近地圓軌道上的圓軌道上的P，遠(yuǎn)地點(diǎn)為同步圓軌道上的，遠(yuǎn)地點(diǎn)為同步圓軌道上的Q)，到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)，到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)Q時(shí)再次變軌，進(jìn)入同步軌時(shí)再次變軌，進(jìn)入同步軌道。設(shè)衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的速率為道。設(shè)衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的速率為v1，在橢圓形轉(zhuǎn)移軌道的近地點(diǎn)，在橢圓形轉(zhuǎn)移軌道的近地點(diǎn)P的速率為的速率為v2，沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)，沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)Q時(shí)的速率為時(shí)的速率為v3，在同步軌道上的速率為，在同步軌道上的速率為v4，三個軌，三個軌道上運(yùn)動的周期分別為道上運(yùn)動的周期分別為

9、T1、T2、T3，那么以下說法正確的選項(xiàng)是，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()圖圖4A.在在P點(diǎn)變軌時(shí)需要加速，點(diǎn)變軌時(shí)需要加速，Q點(diǎn)變軌時(shí)要減速點(diǎn)變軌時(shí)要減速B.在在P點(diǎn)變軌時(shí)需要減速，點(diǎn)變軌時(shí)需要減速，Q點(diǎn)變軌時(shí)要加速點(diǎn)變軌時(shí)要加速C.T1T2T3D.v2v1v4v3答案答案CD三、雙星模型在天體運(yùn)動中的應(yīng)用三、雙星模型在天體運(yùn)動中的應(yīng)用1.雙星：兩個離得比較近的天體，在彼此間的引力作用下繞兩者連線上的一點(diǎn)做圓周雙星：兩個離得比較近的天體，在彼此間的引力作用下繞兩者連線上的一點(diǎn)做圓周運(yùn)動，這樣的兩顆星組成的系統(tǒng)稱為雙星。運(yùn)動，這樣的兩顆星組成的系統(tǒng)稱為雙星。圖圖52.雙星問題的特點(diǎn)雙星問題的特點(diǎn)

10、(1)兩星的運(yùn)動軌道為同心圓，圓心在它們之間的連線上。兩星的運(yùn)動軌道為同心圓，圓心在它們之間的連線上。(2)兩星的向心力大小相等，由它們間的萬有引力提供。兩星的向心力大小相等，由它們間的萬有引力提供。(3)兩星的運(yùn)動周期、角速度一樣。兩星的運(yùn)動周期、角速度一樣。(4)兩星的軌道半徑之和等于兩星之間的距離，即兩星的軌道半徑之和等于兩星之間的距離，即r1r2L。例例3 (多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇)冥王星與其附近的星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質(zhì)量之比約為冥王星與其附近的星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質(zhì)量之比約為7 1，同，同時(shí)繞它們連線上某點(diǎn)時(shí)繞它們連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動。由此可知卡戎繞做勻速圓周運(yùn)動。由此可知卡戎繞O點(diǎn)運(yùn)動的點(diǎn)運(yùn)動的()圖圖6答案答案CD針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練3 雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點(diǎn)做周期一樣的勻速圓周運(yùn)動。研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的上的某一點(diǎn)做周期一樣的勻速圓周運(yùn)動。研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能