萬有引力與航天課件(二)

第4節(jié)萬有引力與航天乘積

二次方

兩球心間的距離

質(zhì)點(diǎn)到球心間的距離

二、三種宇宙速度1．第一宇宙速度(環(huán)繞速度)：v1＝

，是人造地球衛(wèi)星的最小

速度，也是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的

速度．2．第二宇宙速度(脫離速度)：v2＝

，是使物體掙脫

引力束縛的最小發(fā)射速度．3．第三宇宙速度(逃逸速度)：v3＝

，是使物體掙脫

引力束縛的最小發(fā)射速度．(1)三種宇宙速度均指發(fā)射速度，不要誤認(rèn)為是環(huán)繞速度．(2)任何星體都有對應(yīng)的宇宙速度，以上三種宇宙速度是對地球而言的．7.9km/s11.2km/s發(fā)射最大地球16.7km/s太陽1．關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列表述正確的是(

)A．第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度B．第一宇宙速度又叫脫離速度C．第一宇宙速度跟地球的質(zhì)量無關(guān)D．第一宇宙速度跟地球的半徑無關(guān)答案：A2．關(guān)于地球的同步衛(wèi)星下列說法正確的是(

)A．所有地球的同步衛(wèi)星一定處于赤道的正上方，但不一定在同一個(gè)圓周上B．所有地球的同步衛(wèi)星離地面的高度相同，但不一定位于赤道的正上方C．所有地球的同步衛(wèi)星的向心加速度、線速度、角速度、周期一定相同D．所有地球同步衛(wèi)星的向心加速度大小、線速度大小、角速度和周期一定相等解析：同步衛(wèi)星高度一定，故A錯(cuò)；同步衛(wèi)星都在赤道面內(nèi)，故B錯(cuò)；向心加速度、線速度都是矢量，故C錯(cuò)、D對．答案：D4．(2011年高考山東理綜)甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道．以下判斷正確的是(

)A．甲的周期大于乙的周期B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的加速度小于乙的加速度D．甲在運(yùn)行時(shí)能經(jīng)過北極的正上方答案：AC應(yīng)用萬有引力定律分析天體的運(yùn)動(dòng)

人造衛(wèi)星與雙星問題(1)衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最小周期約為85分鐘．(2)人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行時(shí)，處于失重狀態(tài)，并不是不受重力作用，是因?yàn)橹亓ν耆脕硖峁┫蛐牧Γl(wèi)星的在軌運(yùn)行和變軌問題

[例3]

(2010年高考江蘇卷)2009年5月，航天飛機(jī)在完成對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點(diǎn)，如圖所示．關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的有(

)A．在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度B．在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的動(dòng)能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動(dòng)能C．在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期D．在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度[思路點(diǎn)撥]解決本題需要注意以下三點(diǎn)：(1)由開普勒定律判斷衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度變化和周期．(2)衛(wèi)星變軌時(shí)，在不同軌道上的機(jī)械能不同，軌道半徑越大機(jī)械能越大．(3)加速度大小的判斷可根據(jù)萬有引力大小來確定．[答案]

ABC3．(2011年高考全國卷)我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時(shí)軌道”上繞地球運(yùn)行(即繞地球一圈需要24小時(shí))；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達(dá)“48小時(shí)軌道”和“72小時(shí)軌道”；最后奔向月球．如果按圓形軌道計(jì)算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比(

)A．衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢能減小B．衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢能增大C．衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢能減小D．衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢能增大答案：D答案：AC答案：ACD3．(2011年高考北京理綜)由于通信和廣播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的(

)A．質(zhì)量可以不同

B．軌道半徑可以不同C．軌道平面可以不同

D．速率可以不同答案：A4．(2010年高考新課標(biāo)全國卷)太陽系中的8大行星的軌道均可以近似看成圓軌道．下列四幅圖是用來描述這些行星運(yùn)動(dòng)所遵從的某一規(guī)律的圖象．圖中坐標(biāo)系的橫軸是lg(T/T0