58级物理组教研活动材料资料.doc
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1、58级物理组教研活动材料精品文档第五章 万有引力定律人造卫星 宇宙速度 2017.09.18班级_ 姓名_学号_【学习目标】1.初步了解人造卫星的运行状况,建立正确的物理模型图景;2.通过万有引力定律计算天体所在处的重力加速度、天体运行的速度等;3.掌握卫星变轨问题的思路和方法。【高考考点要求】 万有引力定律及其应用 环绕速度 第二宇宙速度和第三宇宙速度 【重难点合作探究】探究点一:万有引力定律在卫星运动中的应用人造卫星的运动视为圆周运动,万有引力充当向心力。F向Gmamm2rm2r=mg/1、描述人造卫星的物理量问题1:试推导人造卫星向心加速度、线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。注:人造
2、卫星的轨道平面总是通过地心的。例1:如图所示,在同一轨道平面上的两颗质量相同的人造地球卫星,关于各物理量的关系,下列说法正确的是( )A根据,可知vAFBC根据,可知AB D根据 ,可知aAaB2、宇宙速度第一宇宙速度是_km/s,是最小的_速度、最大的_速度;第二宇宙速度是_km/s;第三宇宙速度是_km/s。问题2:试用两种方法推导第一宇宙速度。(已知引力常量G、地球质量为M,地球表面的重力加速度g和地球半径R)例2:近地卫星线速度约为8km/s,已知月球表面重力加速度是地球表面重力加速度的1/6,地球半径是月球半径的4.0倍,求在月球上发射“近月卫星”的环绕速度约为( )A.1.0km/
3、s B.1.7km/s C.2.0km/s D.3.0km/s3、宇宙速度星球表面和某一高度的重力加速度问题3:试用地球表面重力加速度g表示距离地球表面为h处的重力加速度。(已知引力常量G和地球半径R)例3: 月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a,设月球表面的重力加速度大小为g1,在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为g2,则( )A.g1 =a B.g2=a C.g1+g2=a D.g2-g1=a4、同步卫星问题4:同步卫星的特点。小组讨论:完成下列表格:(先用基本公式填写,不能填写的讨论出求法)练习: 设同步卫星离地心的距离为r,运行速率为v1,加速度为a1;地球赤道
4、上的物体随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球的半径为R,则下列比值正确的是( )A. B. C. D.小结:探究点二:卫星的变轨问题问题5:发射地球同步卫星时,卫星如何从低轨道1变轨到椭圆轨道2,又如何从高轨道3再回到椭圆轨道2;卫星在椭圆轨道2运行时,近地点Q和远地点P的机械能是否守恒,速度如何变化。(卫星没有启动动力装置)卫星的向心加速度在同一位置Q变轨前后是否发生变化。练习:2009年5月,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道进入椭圆轨道,B为轨道上的一点,如图所示,关于航天飞机的运动,下列说法中正确的有( )A. 在轨道上经过A的速度小于经过B
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