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1、物理物理必修必修2 2（粤教）（粤教）第三章第三章 万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用第二节第二节 万有引力定律的应用万有引力定律的应用重点：重点：应用引力定律计算天体的质量应用引力定律计算天体的质量，讨论人造卫讨论人造卫星运动的线速度、角速度、周期与半径的关系星运动的线速度、角速度、周期与半径的关系，人造卫人造卫星宇宙速度星宇宙速度，特别是第一宇宙速度特别是第一宇宙速度难点：难点：万有引力定律与圆周运动结合及其应用万有引力定律与圆周运动结合及其应用 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接一、计算天体的质量一、计算天体的质量预习篇预习篇1基本思路：行星绕恒星或卫星绕行星做匀
2、速圆基本思路：行星绕恒星或卫星绕行星做匀速圆周运动的向心力是它们间的周运动的向心力是它们间的_提供，测量出环绕提供，测量出环绕中心天体运动的中心天体运动的_和环绕半径和环绕半径r，即可求出，即可求出_的质量的质量2公式：引力等于向心力即公式：引力等于向心力即_，中心天体的质量中心天体的质量_万有引力万有引力周期周期T中心天体中心天体 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接二、预测未知天体二、预测未知天体预习篇预习篇若某行星附近存在一个未知天体，则它的实际运若某行星附近存在一个未知天体，则它的实际运动轨道会与理论计算出的轨道存在差异，由此可推知动轨道会与理论计算出的轨道存在差异，由
3、此可推知是否有未知天体存在如海王星、冥王星等的发现是否有未知天体存在如海王星、冥王星等的发现 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接三、人造卫星与宇宙速度三、人造卫星与宇宙速度预习篇预习篇地心地心 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接预习篇预习篇3三种宇宙速度三种宇宙速度.三种速度三种速度数数值意意义说明明第一宇宙第一宇宙速度速度_km/s(1)卫星星环绕地球表面地球表面运行的速度，也是运行的速度，也是绕地球做匀速地球做匀速圆周运周运动的最大速度的最大速度(2)使使卫星星绕地球做匀速地球做匀速圆周运周运动的最小地面的最小地面发射速射速度度三种宇宙速三种宇宙速度均度
4、均为在地在地面上的面上的发射射速度，而非速度，而非在在轨道上的道上的运行速度运行速度第二宇宙第二宇宙速度速度_km/s使使卫星星挣脱脱_引引力束力束缚的的_地面地面发射速度射速度第三宇宙第三宇宙速度速度_km/s使使卫星星挣脱太阳引力脱太阳引力束束缚的的_地面地面发射速度射速度7.911.2地球地球最小最小16.7最小最小 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接考点篇考点篇考点考点1 天体质量的计算天体质量的计算 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接考点篇考点篇 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链
5、接接考点篇考点篇 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接解析解析 A答案答案考点篇考点篇 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接u变式训练变式训练考点篇考点篇AC 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接解析解析考点篇考点篇 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接考点考点2 人造卫星问题人造卫星问题考点篇考点篇 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接考点篇考点篇 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接考点篇考点篇 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接考点篇考点篇例例2(2012广东高考广东高考)(
6、双选双选)如图所示，飞船从轨如图所示，飞船从轨道道1变轨至轨道变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道上，飞船在轨道2上的上的()A动能大动能大 B向心加速度大向心加速度大C运行周期长运行周期长 D角速度小角速度小 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接解析解析 CD答案答案考点篇考点篇 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接考点篇考点篇小结：小结：(1)卫星做匀速圆周运动的线速度、角速度、卫星做匀速圆周运动的线速度、角速度、周期及加速度与半径的关系都是
7、单调函数周期及加速度与半径的关系都是单调函数，卫星距离地球卫星距离地球越远越远，轨道半径越大轨道半径越大，线速度、角速度和加速度都是越小线速度、角速度和加速度都是越小，而周期则越大而周期则越大(2)卫星做匀速圆周运动的线速度、角速卫星做匀速圆周运动的线速度、角速度、周期及加速度与半径的关系都与卫星的质量无关度、周期及加速度与半径的关系都与卫星的质量无关(3)地球卫星有最小周期为地球卫星有最小周期为83 min，不可能发射周期小于不可能发射周期小于83 min的卫星的卫星 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接u变式训练变式训练考点篇考点篇2(2013广东实验中学高一广东实验中学高
8、一)(双选双选)2013年年6月月20日，日，小华同学通过全国太空授课得知小华同学通过全国太空授课得知“神舟十号神舟十号”飞船在圆轨道飞船在圆轨道上运转一圈的时间为上运转一圈的时间为90分钟，由此他将分钟，由此他将“神舟十号神舟十号”飞船与飞船与同步卫星进行比较而得出以下结论，其中正确的是同步卫星进行比较而得出以下结论，其中正确的是()A“神舟十号神舟十号”飞船运行的轨道和同步卫星的轨道是飞船运行的轨道和同步卫星的轨道是同一轨道同一轨道B“神舟十号神舟十号”飞船运行的角速度大于同步卫星的角飞船运行的角速度大于同步卫星的角速度速度C“神舟十号神舟十号”飞船运行的向心加速度小于同步卫星飞船运行的向
9、心加速度小于同步卫星的加速度的加速度D“神舟十号神舟十号”飞船在圆轨道上的速率大于同步卫星飞船在圆轨道上的速率大于同步卫星的速率的速率BD 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接解析解析考点篇考点篇 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接考点考点3 宇宙速度宇宙速度考点篇考点篇 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接考点篇考点篇(3)第一宇宙速度也是发射卫星的最小速度第一宇宙速度也是发射卫星的最小速度2第二宇宙速度：是指使卫星摆脱地球的束缚所需要第二宇宙速度：是指使卫星摆脱地球的束缚所需要的最小的发射速度，其值为的最小的发射速度，其值为v211.2 k
10、m/s.第二宇宙速度又叫第二宇宙速度又叫脱离速度脱离速度3第三宇宙速度：是指使卫星摆脱太阳的束缚所需要第三宇宙速度：是指使卫星摆脱太阳的束缚所需要的最小的发射速度，其值为的最小的发射速度，其值为v316.7 km/s.第三宇宙速度又第三宇宙速度又叫逃逸速度叫逃逸速度4发射速度与运行速度发射速度与运行速度(1)发射速度：是指被发射物在离开发射装置时的初速发射速度：是指被发射物在离开发射装置时的初速度度要发射一颗人造卫星，发射速度不能小于第一宇宙速要发射一颗人造卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度度 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接考点篇考点篇若发射速度为若发射速度为7.9 km
11、/sv11.2 km/s，卫星将环，卫星将环绕地球做椭圆轨道运动绕地球做椭圆轨道运动若发射速度为若发射速度为11.2 km/sv16.7 km/s，卫星将脱离地球的作用，而绕太阳运动，卫星将脱离地球的作用，而绕太阳运动若若发射速度大于发射速度大于16.7 km/s，卫星将脱离太阳引力的束缚而离，卫星将脱离太阳引力的束缚而离开太阳系开太阳系 (2)运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度当卫星做匀速圆周运动的半径近似匀速圆周运动的速度当卫星做匀速圆周运动的半径近似等于地球半径时，运行速度等于第一宇宙速度，所以第一等于地球半径时，运行速
12、度等于第一宇宙速度，所以第一宇宙速度是卫星运行的最大速度宇宙速度是卫星运行的最大速度 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接考点篇考点篇例例3(2014北京六十中高一北京六十中高一)(双选双选)关于第一宇宙关于第一宇宙速度，下列说法正确的是速度，下列说法正确的是()A它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B它是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度它是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度C它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D它是能使卫星进入近地圆形轨道的最大发射速度它是能使卫星进入近地圆形轨道的最大发射速度
13、 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接解析解析BC答案答案考点篇考点篇 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接 第一宇宙速度是卫星绕地面做匀速圆周运第一宇宙速度是卫星绕地面做匀速圆周运动的最大速度动的最大速度，又是发射卫星的最小速度又是发射卫星的最小速度，B、C选选项正确项正确考点篇考点篇 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接u变式训练变式训练考点篇考点篇3(2013广东珠海高一广东珠海高一)在地面附近发射飞行器，在地面附近发射飞行器，速度至少要达到速度至少要达到7.9 km/s，此速度称为，此速度称为()A第一宇宙速度第一宇宙速度 B第二宇宙速度第二宇宙速度C第三宇宙速度第三宇宙速度 D以上说法都不对以上说法都不对A 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接考点篇考点篇解析解析 在地球附近发射飞行器，发射速度的最在地球附近发射飞行器，发射速度的最小值是第一宇宙速度，其值为小值是第一宇宙速度，其值为7.9 km/s，A选项正确选项正确 预预 习习 篇篇 考考 点点 篇篇 栏栏目目链链接接
