2017屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課件：專題五-萬有引力與航天資料

2017屆高三物理一輪(yīlún)復(fù)習(xí)課件：專題五-萬有引力與航天資料第一頁，共23頁。第二頁，共23頁。第三頁，共23頁。第四頁，共23頁。第五頁，共23頁。第六頁，共23頁。第七頁，共23頁。第八頁，共23頁。第九頁，共23頁。第十頁，共23頁。第十一頁，共23頁。第十二頁，共23頁。方法一衛(wèi)星變軌問題的分析方法人造地球衛(wèi)星的發(fā)射過程要經(jīng)過屢次變軌,如下圖,我們從以下幾個方面討論。

(1)為了節(jié)省能量(néngliàng),在赤道上順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射衛(wèi)星到圓軌道Ⅰ上。(2)在A點點火加速,由于速度變大,萬有引力缺乏以提供在軌道Ⅰ上做圓周運動的向心力,衛(wèi)星做

離心運動進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ。(3)在B點(遠(yuǎn)地點)再次點火加速進(jìn)入圓形軌道Ⅲ。突破(tūpò)方法第十三頁，共23頁。(1)速度:設(shè)衛(wèi)星在圓軌道Ⅰ和Ⅲ上運行時的速率分別為v1、v3,在軌道Ⅱ上過A點和B點時速率分

別為vA、vB。因在A點加速,那么vA>v1,因在B點加速,那么v3>vB,又因v1>v3,故有vA>v1>v3>vB。(2)加速度:因為在A點,衛(wèi)星只受到萬有引力作用,故不管從軌道Ⅰ還是軌道Ⅱ上經(jīng)過A點,衛(wèi)星的

加速度都相同,同理,從軌道Ⅱ和軌道Ⅲ上經(jīng)過B點時加速度也相同。(3)周期:設(shè)衛(wèi)星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軌道上運行周期分別為T1、T2、T3,軌道半徑分別為r1、r2(半長

軸)、r3,由開普勒第三定律?=k可知(kězhī)T1<T2<T3。一是改變提供的向心力(一般不采用這種方式);二是改變需要的向心力(通常采用這種方式)。例1

(2016北京理綜,18,6分)如下圖,一顆人造衛(wèi)星原來在橢圓軌道1繞地球E運行,在P點變軌

后進(jìn)入軌道2做勻速圓周運動。以下說法正確的選項是?()第十四頁，共23頁。

A.不管在軌道1還是軌道2運行,衛(wèi)星在P點的速度都相同B.不管在軌道1還是軌道2運行,衛(wèi)星在P點的加速度都相同解析衛(wèi)星在軌道1上運行到P點,經(jīng)加速后才能在軌道2上運行,故A錯誤。由G?=ma得:a=?,由此式可知B正確、C錯。衛(wèi)星在軌道2上的任何位置具有的動量大小相等(xiāngděng),但方向不同,故D錯。答案

B易錯點撥

衛(wèi)星做圓周運動的加速度要根據(jù)實際運動情況分析。?與?相等(xiāngděng)時,衛(wèi)星才可以做穩(wěn)定(wěndìng)的勻速圓周運動;?>?時,衛(wèi)星將做離心運動。第十五頁，共23頁。1-1如圖為嫦娥三號登月軌跡(guǐjì)示意圖。圖中M點為環(huán)地球運行的近地點,N點為環(huán)月球運行的

近月點。a為環(huán)月球運行的圓軌道,b為環(huán)月球運行的橢圓軌道,以下說法中正確的選項是?()

A.嫦娥三號在環(huán)地球軌道上的運行速度大于11.2km/sM點進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道時應(yīng)點火加速a上經(jīng)過N點時的加速度為a1,在橢圓軌道b上經(jīng)過N點時的加速度為a2,那么

a1>a2第十六頁，共23頁。a上的機(jī)械能小于在橢圓軌道b上的機(jī)械能答案

BD解析(jiěxī)嫦娥三號在環(huán)地球軌道上運行速度v滿足7.9km/s≤v<11.2km/s,那么A錯誤;嫦娥三號要脫

離地球需在M點點火加速使其進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,那么B正確;由a=?,知嫦娥三號在圓軌道a上經(jīng)過N點和在橢圓軌道b上經(jīng)過N點時的加速度相等,那么C錯誤;嫦娥三號要從b軌道轉(zhuǎn)移到a軌道

需要減速,機(jī)械能減小,那么D正確。第十七頁，共23頁。方法二雙星問題的分析方法被相互引力系在一起,互相繞轉(zhuǎn)的兩顆星就叫物理雙星。雙星是繞公共圓心轉(zhuǎn)動的一對(yīduì)恒

星。如下圖雙星系統(tǒng)具有以下幾個特點:

1.各自需要的向心力由彼此間的萬有引力相互提供,即?=m1?r1,?=m2?r22.兩顆星的周期及角速度都相同,即T1=T2,ω1=ω2r1+r2=L第十八頁，共23頁。r1、r2與星體質(zhì)量成反比?=?T=2π?m1+m2=?例2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(liánxiàn)上的某一點做周

期相同的勻速圓周運動。研究發(fā)現(xiàn),雙星系統(tǒng)演化過程中,兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)

生變化。假設(shè)某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運動的周期為T,經(jīng)過一段時間演化后,兩星總質(zhì)量變?yōu)樵?/p>

來的k倍,兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍,那么此時圓周運動的周期為?()A.?T

B.?T

C.?T

D.?T解析設(shè)雙星質(zhì)量各為m1、m2,相距L,做圓周運動的半徑分別為r1、r2,那么第十九頁，共23頁。G?=m1?G?=m2?r1+r2=L可得?=?T=?所以T'=?T故B正確,A、C、D錯誤。答案

B點評(diǎnpínɡ)此題以雙星問題為背景,考查萬有引力定律在天體運動中的應(yīng)用,掌握雙星運動的特點和

規(guī)律是解決此題的關(guān)鍵。難度中等。2-1冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng),質(zhì)量比約為7∶1,同時繞它們連線上某

點O做勻速圓周運動。由此可知,冥王星繞O點運動的?()第二十頁，共23頁。

答案

A解析做雙星運動的星體相互間的萬有引力提供各自做圓周運動的向心力,即F萬=m1ω2r1=m2ω2r

2,得?=?,故