萬有引力重難點深度分析(絕對透)資料課件

1、一、兩大基本路線：人造衛(wèi)星：中心天體質(zhì)量和密度公式：天體質(zhì)量和密度公式：第一宇宙速度：同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星及赤道上的物體的異同難點一：一、同步衛(wèi)星1、軌道 同步衛(wèi)星是運行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同的人造地球衛(wèi)星，它與地球保持相對靜止，總是位于赤道的正上方。因此任何一個同步衛(wèi)星的軌道平面都通過地心 ,同步衛(wèi)星的軌道也稱為同步軌道。2、周期同步衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T=24h。3、高度與軌道半徑：設(shè)同步衛(wèi)星離地面高度為h得h=3.6 104km，則軌道半徑r=R+h=4.2 107m4、運行速率v= ( R + h) =2 ( R + h) /T=3.1km/s，方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同5、角

2、速度角速度=2/T=7.3 10-5rad/ s6、向心加速度解得a=0.22m/s27、發(fā)射三顆同步衛(wèi)星，即可覆蓋全球的每個角落二、近地衛(wèi)星近地衛(wèi)星是指軌道在地球表面附近的衛(wèi)星，計算時軌道半徑可近似取地球半徑1、周期解得T=84min2、運行速率解得v=7.9km/s （第一宇宙速度）它們是繞地球做勻速圓周運動的人造地球衛(wèi)星最大線速度和最小周期同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星與赤道上物體的異同一、相同點 (M地球質(zhì)量；R地球半徑）1、三者都繞地球做勻速圓周運動，向心力均與地球的萬有引力有關(guān)2、同步衛(wèi)星與赤道上物體的運動周期相同：T同= T赤=24h3、近地衛(wèi)星與赤道上物體的運動軌道半徑相同： r近=r赤=

3、R二、不同點1、軌道半徑不同：r近=r赤=R r同=R+h則： r同 r近=r赤2、向心力不同：近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星繞地球運動的向心力完全由地球?qū)λ鼈兊娜f有引力來提供：Fn=F萬赤道物體的向心力有萬有引力的一個分力來提供，萬有引力的另一個分力提供赤道物體的重力3、向心加速度不同：由 及 則： a近 a同 a赤4、周期不同： T同=T赤 T近 5、線速度不同：由 及則：v近v同 v赤6、角速度不同：由 及則： 同= 赤 近 難點二：衛(wèi)星變軌問題VF引F引F向F引F向衛(wèi)星變軌原理MmA點速度內(nèi)小外大（在A點看軌跡）在A點萬有引力相同A思考：人造衛(wèi)星在低軌道上運行，要想讓其在高軌道上運行，應(yīng)采取什么措

4、施？在低軌道上加速，使其沿橢圓軌道運行，當(dāng)行至橢圓軌道的遠點處時再次加速，即可使其沿高軌道運行。衛(wèi)星變軌原理1、衛(wèi)星在二軌道相切點萬有引力相同速度內(nèi)小外大（切點看軌跡）2、衛(wèi)星在橢圓軌道運行近地點-速度大，動能大遠地點-速度小，動能小vF引12R衛(wèi)星在圓軌道運行速度V1V2900減小衛(wèi)星變軌原理v3F引L衛(wèi)星變軌原理使衛(wèi)星進入更高軌道做圓周運動v3v4衛(wèi)星的回收 1、如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火使其沿橢圓軌道2運行；最后再次點火將其送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于P點，2、3相切于Q點。當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3上正常運行時，以下說法正確的是（ ） A、在軌道

5、3上的速率大 于1上的速率 B、在軌道3上的角速度 小于1上的角速度 C、在軌道2上經(jīng)過Q點時 的速率等于在軌道3上經(jīng)過Q點時的速率 D、在軌道1上經(jīng)過P點時的加速度等于在軌道2上 經(jīng)過P點時的加速度 QP231BD對接問題：宇宙飛船與空間站的對接空間站實際上就是一個載有人的人造衛(wèi)星，那么，地球上的人如何到達空間站，空間站上的人又如何返回地面？這些活動都需要通過宇宙飛船來完成，這就存在一個宇宙飛船與空間站對接的問題。思考：能否把宇宙飛船先發(fā)射到空間站的同一軌道上，再通過加速去追上空間站實現(xiàn)對接呢？不行，因為飛船加速后做離心運動會偏離原來的圓軌道而無法與空間站對接。飛船首先在比空間站低的軌道運行，當(dāng)運行到適當(dāng)位置時，再加速運行到一個橢圓軌道。通過控制軌道使飛船跟空間站恰好同時運行到兩軌道的相切點，此時飛船適當(dāng)減速，便可實現(xiàn)對接，如圖示?？臻g站飛船對接方法：例：在太空中有兩飛行器a、b，它們在繞地球的同一圓形軌道上同向運行，a在前b在后，它都配有能沿運動方向向前或向后噴氣的發(fā)動機，現(xiàn)要想b 盡快追上a 并完成對接，b應(yīng)采取的措施是（ ）A、沿運動方向噴氣 B、先沿