《2018秋滬科版高中物理必修2課件：5.4 飛出地球去(共28張PPT)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018秋滬科版高中物理必修2課件：5.4 飛出地球去(共28張PPT)（28頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、5 .4飛出地球去 自主閱讀 自我檢測一、人造地球衛(wèi)星和宇宙速度1.牛頓的設(shè)想如圖所示,當(dāng)物體的速度足夠大時(shí),它將會(huì)圍繞地球旋轉(zhuǎn)而不再落回地球表面,成為一顆繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的“小月亮”。 自主閱讀 自我檢測3.宇宙速度 自主閱讀 自我檢測4.不同星球的第一宇宙速度是否相同?第一宇宙速度的決定因素是什么?5.把衛(wèi)星發(fā)射到更高的軌道上需要的發(fā)射速度越大還是越小?提示:軌道越高,需要的發(fā)射速度越大。二、為了和平和進(jìn)步1957年10月,蘇聯(lián)成功發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星。1969年7月,美國“阿波羅11號(hào)”登上月球。2003年10月,我國航天員楊利偉踏入太空。 自主閱讀 自我檢測1.正誤辨析(1)第一宇宙速度就是
2、地球衛(wèi)星的最大發(fā)射速度。 ()(2)第一宇宙速度與地球質(zhì)量和半徑有關(guān)。 ()(3)發(fā)射速度越大的衛(wèi)星,其環(huán)繞速度會(huì)越小。 ()(4)同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定小于地球第一宇宙速度。 ()(5)同步衛(wèi)星必須定在赤道平面上,但高度可以不相同。 ()答案:(1)(2)(3)(4)(5) 自主閱讀 自我檢測2.在軌道上運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星,若衛(wèi)星上的天線突然折斷,則天線將()A.做自由落體運(yùn)動(dòng)B.做平拋運(yùn)動(dòng)C.和衛(wèi)星一起繞地球在同一軌道上運(yùn)行D.由于慣性沿軌道切線方向做直線運(yùn)動(dòng)解析:衛(wèi)星上折斷的天線與衛(wèi)星的線速度大小相同,由于折斷的天線距地心的距離也不變化,所以它和衛(wèi)星一起繞地球在同一軌道上運(yùn)行,仍然做勻速
3、圓周運(yùn)動(dòng),故C選項(xiàng)正確。答案:C 自主閱讀 自我檢測3.在圓軌道上的質(zhì)量為m的人造衛(wèi)星,它到地面的距離等于地球半徑R,地面上的重力加速度為g。求衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度和運(yùn)動(dòng)周期T。 問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二對(duì)宇宙速度的理解美國的GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)已為人們所熟悉,衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在軍事、科學(xué)研究、生活等方面有重要意義,為建立自己的導(dǎo)航系統(tǒng),歐洲正在研制“伽利略”導(dǎo)航系統(tǒng),我國也正在開發(fā)“北斗二代”導(dǎo)航系統(tǒng),屆時(shí)將改變美國在此領(lǐng)域一統(tǒng)天下的局面。各導(dǎo)航系統(tǒng)都是由多顆衛(wèi)星組成的,那么你知道以多大的速度發(fā)射才能使其成為一顆繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星嗎? 要點(diǎn)提示:大于第一宇宙速度。 問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例
4、剖析知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二1.第一宇宙速度(1)理解:第一宇宙速度是人造衛(wèi)星近地環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)必須具備的速度,即近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度。(2)推導(dǎo): 問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二2.第二宇宙速度(脫離速度)在地面上發(fā)射物體,使之能夠脫離地球的引力作用,成為繞太陽運(yùn)動(dòng)的人造行星或繞其他行星運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星所必需的最小發(fā)射速度,其大小為v=11.2 km/s。3.第三宇宙速度(逃逸速度)在地面上發(fā)射物體,使之最后能脫離太陽的引力范圍,飛到太陽系以外的宇宙空間所必需的最小速度,其大小為v=16.7 km/s。 問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二【例1】我國發(fā)射了一顆繞月運(yùn)行的探月
5、衛(wèi)星嫦娥一號(hào)。設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的,且貼近月球表面,已知月球的質(zhì)量約為地球?yàn)?.9 km/s,則該探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速率約為()A.0.4 km/s B.1.8 km/sC.11 km/s D.36 km/s 問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二解析:衛(wèi)星所需的向心力由萬有引力提供,則 答案:B 問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二規(guī)律方法(1)宇宙速度是在地球表面的發(fā)射速度,而不是衛(wèi)星在高空中的運(yùn)行速度。(2)第一宇宙速度是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度,也是所有人造地球衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的最大運(yùn)行速度。 問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二變式訓(xùn)練1恒星演化發(fā)展到一定階段,可能成為恒星
6、世界的“侏儒”中子星。中子星的半徑較小,一般在720 km,但它的密度大得驚人。若某中子星的半徑為10 km,密度為1.21017 kg/m3,那么該中子星上的第一宇宙速度約為()A.6.0 km/sB.3.0102 km/sC.3.0103 km/s D.6.0104 km/s解析:中子星上的第一宇宙速度即為它表面的環(huán)繞速度, 代入數(shù)據(jù)得v6.010 4 km/s,故選D。答案:D 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律地球上空有數(shù)千顆人造地球衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng),它們的高度、軌跡各異。請(qǐng)思考:人造地球衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心一定是地球的球心嗎?要點(diǎn)提示:一定。衛(wèi)星所需的向心力由萬有
7、引力提供,由于萬有引力指向地心,所以衛(wèi)星的軌道圓心必然是地心,即衛(wèi)星在以地心為圓心的軌道平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析1.人造地球衛(wèi)星的軌道人造衛(wèi)星的軌道可以是橢圓軌道,也可以是圓軌道。(1)橢圓軌道:地心位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。(2)圓軌道:衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?？傊?地球衛(wèi)星的軌道平面可以與赤道平面成任意角度,但軌道平面一定過地心。當(dāng)軌道平面與赤道平面重合時(shí),稱為赤道軌道;當(dāng)軌道平面與赤道平面垂直時(shí),即通過極點(diǎn),稱為極地軌道,如圖所示。 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析2.地球同步衛(wèi)星(1)定義:相對(duì)于地面靜止的衛(wèi)星,又叫靜止衛(wèi)星。(2
8、)六個(gè)“一定”:如下表所示。 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析【例2】(2017全國3卷)2017年4月,我國成功發(fā)射的天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次交會(huì)對(duì)接,對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來的軌道(可視為圓軌道)運(yùn)行。與天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比,組合體運(yùn)行的()A.周期變大B.速率變大C.動(dòng)能變大D.向心加速度變大向心加速度大小均與天宮二號(hào)相同,A、B、D錯(cuò);組合體的質(zhì)量大于天宮二號(hào),而速率相同,故動(dòng)能變大,C正確。 答案:C 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析規(guī)律方法求解人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)問題的技巧(1)人造衛(wèi)星的a向、
9、v、T由地球的質(zhì)量M和衛(wèi)星的軌道半徑r決定,當(dāng)r確定后,衛(wèi)星的a向、v、T便確定了,與衛(wèi)星的質(zhì)量、形狀等因素?zé)o關(guān),當(dāng)人造衛(wèi)星的軌道半徑r發(fā)生變化時(shí),其an、v、T都會(huì)隨之改變。(2)在處理人造衛(wèi)星的a n、v、T與半徑r的關(guān)系問題時(shí),常用公式gR2=GM來替換出地球的質(zhì)量M,會(huì)使問題解決起來更方便。 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析變式訓(xùn)練2(多選)(2017江蘇物理)天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空。與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室對(duì)接前,天舟一號(hào)在距地面約380 km的圓軌道上飛行,則其()A.角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度B.線速度小于第一宇宙速度C.周期小于
10、地球自轉(zhuǎn)周期D.向心加速度小于地面的重力加速度 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二問題導(dǎo)引知識(shí)歸納典例剖析解析:天舟一號(hào)的軌道半徑小于同步衛(wèi)星軌道半徑,角速度大于同步衛(wèi)星角速度,而同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度大小相同,故天舟一號(hào)的角速度大于地球自轉(zhuǎn)角速度,其周期小于地球自轉(zhuǎn)周期,選項(xiàng)C正確,A錯(cuò);天舟一號(hào)軌道半徑大于地球半徑,則根據(jù)答案:BCD 1 2 3 41.關(guān)于繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星,以下判斷正確的是()A.同一軌道上,質(zhì)量大的衛(wèi)星線速度大B.同一軌道上,質(zhì)量大的衛(wèi)星向心加速度大C.離地面越近的衛(wèi)星線速度越大D.離地面越遠(yuǎn)的衛(wèi)星線速度越大答案:C 1 2 3 42.若取地球的第一宇宙速度
11、為8 km/s,某行星的質(zhì)量是地球的6倍,半徑是地球的1.5倍,該行星的第一宇宙速度約為()A.16 km/sB.32 km/sC.4 km/s D.2 km/s答案:A 1 2 3 43.(多選)地球半徑為R,地面上重力加速度為g,在高空繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星,其線速度的大小可能是()答案:BC 1 2 3 44.已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。(1)推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式;(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)行軌道距離地面高度為h,求衛(wèi)星的運(yùn)行周期T。解析:(1)設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m,地球的質(zhì)量為M 得GM=R 2g衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于它受到的萬有引力 1 2 3 4(2)由衛(wèi)星在離地表h高處,萬有引力提供向心力得
2018秋滬科版高中物理必修2課件：5.4 飛出地球去(共28張PPT)
