高中必修二天体总结.ppt

第三讲万有引力与航天一、万有引力定律1．内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的 成正比，跟它们的 成反比．4．同步卫星的五个“一定”(1)轨道平面一定：轨道平面与 共面．(2)周期一定：与地球自转周期 ，即T＝24h.(3)角速度一定：与地球自转的角速度 三、三种宇宙速度(1)三种宇宙速度均指的是发射速度，不能理解为环绕速度．(2)第一宇宙速度既是人造地球卫星的最小发射速度，又是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度．四、经典时空观和相对论时空观1．经典时空观(1)在经典力学中，物体的质量是不随 而改变的．(2)在经典力学中，同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是 2．相对论时空观(1)在狭义相对论中，物体的质量是随物体的运动速度的增大而

，用公式表示为m＝(2)在狭义相对论中，同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是 一、万有引力和重力的关系万有引力对物体的作用效果可以等效为两个力的作用，一个是重力mg，另一个是物体随地球自转需要的向心力F向，如右图所示，可知：1．地面上的物体的重力随纬度的增大而增大．故重力加速度g从赤道到两极逐渐增加．2．在两极：重力等于万有引力，重力加速度最大．(2)人造地球卫星的最小发射速度应是卫星发射到近地表面运行，此时发射动能全部作为绕行的动能而不需要转化为重力势能．此速度即为第一宇宙速度，此时v发射＝v环绕．2．两种加速度——卫星的向心加速度和随地球自转的物体向心加速度的比较3.两个半径——天体半径R和卫星轨道半径r的比较卫星的轨道半径是天体的卫星绕天体做圆周运动的圆的半径，所以r＝R＋h.当卫星贴近天体表面运动时，h≈0，可近似认为轨道半径等于天体半径．4．两种周期——自转周期和公转周期的比较自转周期是天体绕自身某轴线运动一周的时间，公转周期是卫星绕中心天体做圆周运动一周的时间．一般情况下天体的自转周期和公转周期是不等的．三、几种卫星的轨道1．赤道轨道：卫星的轨道在赤道平面内．同步卫星就是其中的一种．2．极地轨道：卫星的轨道过南北两极，即在垂直于赤道的平面内．如定位卫星系统中的卫星轨道．3．其他轨道：除以上两种轨道外的卫星轨道．一切卫星的轨道的圆心与地心重合．1.两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为TA∶TB＝1∶8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为()A．RA∶RB＝4∶1，vA∶vB＝1∶2B．RA∶RB＝4∶1，vA∶vB＝2∶1C．RA∶RB＝1∶4，vA∶vB＝1∶2D．RA∶RB＝1∶4，vA∶vB＝2∶1答案：D2．(2010·上海单科)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＝aC．g1＋g2＝a D．g2－g1＝a解析：月球因受地球引力的作用而绕地球做匀速圆周运动．由牛顿第二定律可知地球对月球引力产生的加速度g2就是向心加速度a，故B选项正确．答案：B3．(2010·重庆理综)月球与地球质量之比约为1∶80.有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕月地连线上某点O做匀速圆周运动．据此观点，可知月球与地球绕O点运动的线速度大小之比约为()A．1∶6400 B．1∶80C．80∶1 D．6400∶1答案：C答案：B答案：B6．天文学家新发现了太阳系外的一颗行星．这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球的25倍．已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，由此估算该行星的平均密度约为()A．1.8×103kg/m3 B．5.6×103kg/m3C．1.1×104kg/m3 D．2.9×104kg/m3答案：D如图所示，a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)．下列说法中正确的是()答案：CD1－1：(2010·安徽理综)为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”．假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2.火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G.仅利用以上数据，可以计算出()A．