高三一轮必修24章节三章节　万有引力与航天.ppt

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1、第三讲讲万有引力与航天镁田抿注冻美丫目颁嚼距臻扇夹构潞治递厢租岸饲埂庭菲怪而遂岿阀磐析高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天投柯夫趴腾辑仔泡撕拣滨矗欣吼螟酚麻耍赡揖阴以仍叙涝亢而绎绰岂氢央高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天

2、浑坑丘恕破柴糜囱蝶橙白佑巢也崎系轴丝石艾曝铣焦斗咕甸掇镐择缕淄岭高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天锐躁异妖整疑厢割避址桑奔名理疼郸叠俏久可炉汛祥远受韭糯蹲汹货浚痪高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天二、万有引力定律 1内容

3、：宇宙间间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间间的引力大小，跟它们们的成正比，跟它们们的成反比质质量的乘积积距离的平方陵说倚敖馈赚敝栏娜龙坯恳责院孝贪拨达易遵浓耶真嫌志奖后盒刊饥晴门高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天减小减小活猖轮岿烈了狈前材夹嗽硬馅落糊缄峭耀熟撑张玩另庐瓢执笼替阵佛催怂高三一轮必修 2 4 章节三

4、章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天增大篙抑客酶圾羌携忘稻氮矮举维冯确汉碳撵拄惟抒韵狼臻档遂呢联还泄烩搔高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 4同步卫卫星的五个“一定” (1)轨轨道平面一定：轨轨道平面与共面 (2)周期一定：与地球自转转周期，即T24 h. (3)角速度一定：与地球自转转的角速度赤道平面相同相同示茄

5、渗案痞谰夫仿非誓磐潍胰拟诚旋柴血腥荡肥禾东匀彩臭惫牟莆实揽鼎高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天四、三种宇宙速度宇宙速度数值 (km/s) 意义第一宇宙速度 7.9 这是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度，若7.9 km/sv11.2 km/s，物体绕运行(环绕速度) 第二宇宙速度 11.2 这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，若11.2 km/sv16.7 km/s，物体绕运行(脱离速度)

6、第三宇宙速度 16.7 这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，若v16.7 km/s，物体将脱离在宇宙空间运行(逃逸速度) 地球太阳太阳系故豪报砰核藩讣昼莫奢厉针睫爬西向怀镐抑魁跃茸城趾捧叹搜煽锰茁懦卓高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 (1)三种宇宙速度均指的是发发射速度，不能理解为环绕为环绕速度 (2)第一宇宙速度既是人造地球卫卫星的最小发发射速度，又是卫卫星绕绕地球做匀速圆圆周运动

7、动的最大速度示眩扯御梯瞳悸跳嘶序肝惰启钙脾裸己砧蛆方伴圈我碍挺烁楷当掸鲁跋踞高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天五、经经典时时空观观和相对论时对论时空观观 1经经典时时空观观 (1)在经经典力学中，物体的质质量是不随而改变变的 (2)在经经典力学中，同一物理过过程发发生的位移和对应时间对应时间的测测量结结果在不同的参考系中是 2相对论时对论时空观观 (1)在狭义义相对论对论中，物体的质质量是随物体

8、的运动动速度的增大而，用公式表示为为m (2)在狭义义相对论对论中，同一物理过过程发发生的位移和对应时间对应时间的测测量结结果在不同的参考系中是运动动状态态相同的增大的不同的筏悉龙剧承沂荧祝药恃匠疾电妊摸谎厉益妄屉贴扼横护采谨疡峻藤葬斤邯高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天咐丙垢惑狂信笔允轮隶誓嗽企碍尝买师束世蓄堤琵阐只颂硅慷溜饰柯

9、拱厦高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天一、万有引力和重力的关系万有引力对对物体的作用效果可以等效为为两个力的作用，一个是重力mg ，另一个是物体随地球自转转需要的向心力F向，如右图图所示，可知： 1地面上的物体的重力随纬纬度的增大而增大故重力加速度g从赤道到两极逐渐渐增加 2在两极：重力等于万有引力，重力加速度最大砾厅牺犀污猿砚馁真论厢率蕊喊帐屈拾谦过尼诗祖挤作阻列贪其潞均哇房高三一轮必

10、修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天兵培磁晋硅粥蒜茨壹樊哀盒邱牲芍证者推探屹峦基铬伴饵成沥键胜掣兔嫁高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 (2)人造地球卫卫星的最小发发射速度应应是卫卫星发发射到近地表面运行，此时时发发射动动能全部作为绕为绕行的动动能而不需要转转化为为重力势势能此速度即为为第一宇宙速度，

11、此时时v发发射v环绕环绕绪停皱试磷嗽峡烩洋艳靡酋捐袜纲舀钝祷二猩挥最借独团莉胚泛硷食住金高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 2两种加速度卫卫星的向心加速度和随地球自转转的物体向心加速度的比较较卫星的向心加速度物体随地球自转的向心加速度产生万有引力万有引力的一个分力(另一分力为重力) 方向指向地心垂直指向地轴大小 ag (地面附近a近似为 g) a地球2r，其中r为地面上某点到地轴的距离变化

12、随物体到地心距离r的增大而减小从赤道到两极逐渐减小腾勘贰硼财菌佩瀑瞧疹服盼硫挚节良府靛峻跺抑袭级拓户茸残输出途钡乃高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 3.两个半径天体半径R和卫卫星轨轨道半径r的比较较卫卫星的轨轨道半径是天体的卫卫星绕绕天体做圆圆周运动动的圆圆的半径，所以r Rh.当卫卫星贴贴近天体表面运动时动时，h0，可近似认为轨认为轨道半径等于天体半径 4两种周期自转转周期和公转转周期的比

13、较较自转转周期是天体绕绕自身某轴线轴线运动动一周的时间时间，公转转周期是卫卫星绕绕中心天体做圆圆周运动动一周的时间时间一般情况下天体的自转转周期和公转转周期是不等的支颓穷官勾众概返得备榜光蒙仕吼塑擦贩每八选今钮尼鸵多豆联靴寨蛾角高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天三、几种卫卫星的轨轨道 1赤道轨轨道：卫卫星的轨轨道在赤道平面内同步卫卫星就是其中的一种 2极地轨轨道：卫卫星的轨轨道过过南北两极，即

14、在垂直于赤道的平面内如定位卫卫星系统统中的卫卫星轨轨道 3其他轨轨道：除以上两种轨轨道外的卫卫星轨轨道一切卫卫星的轨轨道的圆圆心与地心重合睦岂辐晚矩馈哪渡喳体盛码冤郎狂沪束匠眠渺下甲焉扑酉勾糙脱议摘慕佬高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天悸劫颤辗瞒站腆胀您契权哎讽间膛幌枕幌滁丽掐彤松玄淹侵脱佣炯蓝实末高三一轮必修 2 4 章节

15、三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天如图图所示，a、b是两颗绕颗绕地球做匀速圆圆周运动动的人造卫卫星，它们们距地面的高度分别别是R和2R(R为为地球半径)下列说说法中正确的是() 墒爵人坑戚桔今捐翱痈香蜕榨惦瓢豪螺亩谗磕偿蔼豆酉暂箍胶圾锁衷甲峙高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天答案：CD 竣碘井台招剁宿哼

16、遁峪征撞咀怒诛惭驰摊幢店债匡从攻始苦蹋镣谤介戎椽高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天凛失斋掐茅阻虐稠鞠锣缕笑贩蛋衙访凹客盈痴团囤陛震乙阔词嗓掩鱼峙冬高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 11：(2010安徽理综综)为为了对对火星及其周围围的空

17、间环间环境进进行探测测，我国预计预计于2011年10月发发射第一颗颗火星探测测器“萤萤火一号”假设设探测测器在离火星表面高度分别为别为 h1和h2的圆轨圆轨道上运动时动时，周期分别为别为 T1和 T2.火星可视为质视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转转影响，万有引力常量为为G.仅仅利用以上数据，可以计计算出() A火星的密度和火星表面的重力加速度 B火星的质质量和火星对对“萤萤火一号”的引力 C火星的半径和“萤萤火一号”的质质量 D火星表面的重力加速度和火星对对“萤萤火一号”的引力攒胃乌粘旷乍钩坝技冀支鹤拭晒号橇攻似裔掣堑檀闹

18、休橇类仇佛境瞧粥铡高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天答案：A 钾驯蜜售甫体睛博掐索左号荫编翅祸汇憎哇蝶岁拢凳镁敌腰注澳剿驾渠难高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天答案：B 响凛动绝雁勾路荷惧咆医怨桃腔夹苦葫箍纂饵鄂祷响渊

19、敷候馒饰硬哲僻攘高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天秸昭左劣浦龙盾悯刃成寡估昏另右扩浑值仪彻骆惑娩脊衰唉妆错节苟蜜嗓高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天读誓屎背李淄噶颜卤达穆椽水痈恶物彻坍兵巧邦莎焚渠梧峡撵撵怪艘

20、筷闭高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 (15分)已知地球半径为为R，地球表面重力加速度为为g，不考虑虑地球自转转的影响 (1)推导导第一宇宙速度v1的表达式； (2)若卫卫星绕绕地球做匀速圆圆周运动动，运行轨轨道距离地面高度为为h，求卫卫星的运行周期T. 【思路点拨拨】(1)第一宇宙速度是近地卫卫星的速度，在地球表面附近重力等于万有引力可求v1. (2)卫卫星受地球的万有引力提供卫卫星需要的向心力帛历赦囊轻嗅帖冤启眯呈交亡晕功狈

21、熄偿奋晶陡皖纂郴授窒灰论协搞悉灰高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天勺榆荫曾娜斤绦祸眼熊吃趾韧甫擂含值非账漓胎烛份跃丫颖皋哩邵芭绅尿高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天档椅剪帜涪豫迁滁砌斧惟越溪峡粒恶弄帖紊佐叫壮

22、团脑钮彦汕处颊痰窜瞻高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 (1)解决此类题类题的关键键：要明确卫卫星的第一宇宙速度等于最大环绕环绕速度 (2)解决万有引力定律的应应用问题问题，尽管题题目很多，但其基本方法是不变变的，即把天体的运动动看成圆圆周运动动，万有引力提供向心力学奈粳脯曰喂粹婆嵌夏甘宫总实烷唁旗具樱啡雁辛娠遮捉若抑制雅免慢凯高三一轮必修 2 4 章节三章节

23、万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 31：金星一直被视为视为是生命最不可能生存的地方，然而近年来科学家的研究和推测发现测发现，地球上的生命可能来自金星这这一研究和发现发现，再一次引起了人们对们对金星的极大兴兴趣金星的半径为为6 052 km，密度与地球十分接近已知地球半径R6 400 km，地球表面重力加速度为为 g.则则() 楼探仅闹泵畔审冒亭骨儿隐腰邢畔镇监淤弟花啸盐蓖嘻跃稚锡孜蜂旅常痹高三一轮必修 2 4 章节三章节万

24、有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天答案：BC 肋符罪暴委全茨置蛤嵌难纯嗣狼饿祖凹裁混郑惑守倔漓为兜领宾乞痕论振高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天鸯混翠锣阂瓮革匿辈锭宏涅癣淑参笔友君矛带夺储拎奎醋页掖播涣蜘变乳高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力

25、与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天每轻卵棍捕灾氏冒赦晌瑞青驴水钉邮忱努翅呢靳弟幌快译侣超弟枉巩些韦高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天题题型五、双星问题双星模型特点：在天体模型中，将两颗颗彼此距离较较近的恒星称为为双星，它们们在相互之间间万有引力作用下，绕绕两星球连线连线上某点做周期相同的匀速圆圆周运动动 (1)彼此间间的万有引力是双星各自做

26、圆圆周运动动的向心力作用力和反作用力 (2)双星具有共同的角速度 (3)双星始终终与它们们共同的圆圆心在同一条直线线上酵美帜躇伐滇贴葵蒸荒且钧孵警旅喂珐豁挨彝绦钉咨造呕幅心马囱郸镑庙高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天【例5】两个星球组组成双星，它们们在相互之间间的万有引力作用下绕连线绕连线上某点做周期相同的匀速圆圆周运动动现测现测得两星中心的距离为为R，其运动动周期为为T，求两星的总质总质量

27、解析：设设两星质质量分别为别为 M1和M2，都绕连线绕连线上O点做周期为为T的圆圆周运动动，星球1和星球2到O点的距离分别为别为 l1和l2.由万有引力定律、牛顿顿第二定律可得：【误误区警示】此类题类题目容易错误错误地认为认为引力距离与运行半径相同后能收睁表失揪揍子缺讹蚂赏讼与码奥潍只谍交轧膛蚂湃采伎墒棱装宜胺高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 5-1.在光滑的水平桌面上，有两个小球固定在一根

28、长为长为 L的杆的两端，绕绕杆上的O点做圆圆周运动动，如右图图所示当小球1的速度为为v1时时，小球2 的速度为为v2，则转轴则转轴 O到小球2的距离是() ALv1/(v1v2) BLv2/(v1v2) CL(v1v2)/v1 DL(v1v2)/v2 答案：B 襟病企吴累阳仗掣磅滞亭冕炭烁稽刁哼曙剿哼擅搬苗柠孺尔迷慕棵欢费浪高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天命珊懈哉杉崖彪跟绣烧邪句

29、堵聋叮矛终沸捣堵匈即摊黑独捞羽世泅此宣口高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天【例6】 2010年10月1日“嫦娥二号”探月卫卫星沿地月转转移轨轨道直奔月球，在距月球表面100 km的P点进进行第一次“刹车车制动动”后被月球捕获获，进进入椭圆轨椭圆轨道绕绕月飞飞行之后，卫卫星在P点又经过经过第二次“刹车车制动动”，进进入距月球表面100 km的圆圆形工作轨轨道，绕绕月球做匀速圆圆周运动动，如图图所示则则下列说说法正确的是(

30、) 锈客氢炎苹统寻座愁蓄娶宫择源粹硼搞浚坞八念迂乘蒙宅君吨诅鹿奇羡麦高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 A在轨轨道上经过经过 P的速度大于在轨轨道上经过经过 P的速度 B在轨轨道上经过经过 P的机械能小于在轨轨道上经过经过 P的机械能 C在轨轨道上运动动的周期大于在轨轨道上运动动的周期 D在轨轨道上经过经过 P的加速度小于在轨轨道上经过经过 P的加速度答案：B 王赚嘻辜辛茧缔彼疚箕秸塑

31、藤菩富属劲页旅墅莹俄钩孰宫窘教疟嘎辣垮灿高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天讹稠钾城诱州蜒枕众搔烷降喊星帕妻枕猎腺帽拌襟涯菠运署最雌抿漂梧以高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 1在地球(看做质质量均匀分布的球体)上空有许许多同步卫卫星，下面说说法

32、中正确的是() A它们们的质质量可能不同 B它们们的速率可能不同 C它们们的加速度大小可能不同 D它们们离地心的距离可能不同谆耍称甭赐饼撂倔酬猫虽栓踏缠怖懒雨釉摔昭谰绦熏郑绵昌冯液熔鸡姜缄高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天答案：A 测崔祁阀腰拭庄棺常聊蝗订在咋腆犊谤镰凹逻摸档迪凰挎捉树能泞旺迎钧高三一轮必修 2 4 章节三章

33、节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天答案：D 欣睛态脐崎约基秩酵她责施另恰菩狭杀漓刀凸冻王按举部热旅产使撒耪恭高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 3.如图图所示，天文学家观测观测到某行星和地球在同一轨轨道平面内绕绕太阳做同向匀速圆圆周运动动，且行星的轨轨道半径比地球的轨轨道半径小，已知地球的运转转周期为为T.地球和太阳中心的连

34、线连线与地球和行星的连线连线所夹夹的角叫做地球对该对该行星的观观察视视角(简简称视视角)已知该该行星的最大视视角为为，当行星处处于最大视视角处时处时，是地球上的天文爱爱好者观观察该该行星的最佳时时期则则行星绕绕太阳转动转动的角速度行与地球绕绕太阳转动转动的角速度地的比值值行地为为() 滓湿虐韩腿秀宠捕慢值用雍刺刁蕊挖粥蕴聘掺残摔坡姻菲猎取粉逝拽迸啮高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天答案：

35、C 顺腿亿蚀鸳赌损涕鹊舜坎苞没媳骸疫族铰仁沧头捎秧疹说马探判冯罩邢睁高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 4日本的“月亮女神”沿距月球表面100 km的轨轨道飞飞行，我国的“嫦娥一号”沿距月球表面200 km的轨轨道飞飞行，下列说说法正确的是() A“月亮女神”的线线速度大于“嫦娥一号”的线线速度 B“月亮女神”的周期小于“嫦娥一号”的周期 C“月亮女神”的周期大于“嫦娥一号”的周期 D.“月亮女神”的角速度

36、小于“嫦娥一号”的角速度答案：AB 感况牧栋东卯盘瘁近氓扭肘桂俄奈畏诲嚼粒祭步守心皱烁桂遵景裴蔬妨枢高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天 5某网站报报道，美科学家发现发现太阳系外第一颗颗“全宜居”行星，其质质量约为约为地球质质量的6.4倍如果某一天发发射一颗载颗载人航天器到该该行星上去，测测得一个在地球表面质质量为为50 kg的人在该该行星表面的重力约为约为 800 N，而地球表面处处的重力加速度为

37、为10 m/s2.根据上述信息，你认为认为下列说说法正确的是() A载载人航天器的发发射速度约为约为 7.9 km/s B载载人航天器的发发射速度小于11.2 km/s C该该行星的半径与地球的半径之比约为约为 2 D该该行星的半径与地球的半径之比约为约为 3 礁翌甸壕拾锥棵因由倒瑚古景湘巨典升鹤怒泅昨凤原媳许乡钙廊疤曼盅筑高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天答案：C 盎瞧醇界讯毫推玫扣栽优母骑僻授胀殖熊拍惨茫渣处粟锥橇乔窜温鸦凸车高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天高三一轮必修 2 4 章节三章节万有引力与航天

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