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1、万有引力定律的应用二第1页，共28页，编辑于2022年，星期三问题问题1 以多大的速度抛出一物体以多大的速度抛出一物体,物体不再落回地物体不再落回地面而成为环绕地球表面做圆周运动的卫星面而成为环绕地球表面做圆周运动的卫星?第2页，共28页，编辑于2022年，星期三1.已知地球质量已知地球质量M,半径为半径为R,万有引万有引力常量力常量G,卫星环绕地球表面做匀卫星环绕地球表面做匀速圆周运动速圆周运动.求卫星的速度求卫星的速度v.voF第3页，共28页，编辑于2022年，星期三2.已知地球半径已知地球半径R,地球表面重力加地球表面重力加速度速度g.卫星环绕地球表面做匀速圆卫星环绕地球表面做匀速圆周
2、运动周运动.求卫星的速度求卫星的速度v.voF第4页，共28页，编辑于2022年，星期三问题问题2 1.已知地球质量为已知地球质量为M,万有引力常量万有引力常量为为G,卫星绕地球做圆周运动卫星绕地球做圆周运动,轨道半径轨道半径为为r.求卫星的求卫星的1.加速度加速度a.2.线速度线速度v.3.角速度角速度.4.周期周期T.FvrRv11.随随r减小减小,a,v,T分别怎样变化分别怎样变化?2.求最大速度求最大速度,最大加速度最大加速度,最小周期最小周期.第5页，共28页，编辑于2022年，星期三2.已知地球半径已知地球半径R,地球表面重力加速地球表面重力加速度度g.卫星绕地球做圆周运动卫星绕地
3、球做圆周运动,轨道半轨道半径为径为r.求卫星的求卫星的1.加速度加速度a.2.线速度线速度v.3.角速度角速度.4.周期周期T.FvrRv1第6页，共28页，编辑于2022年，星期三宇宙速度宇宙速度第7页，共28页，编辑于2022年，星期三宇宙速度宇宙速度1.第一宇宙速度第一宇宙速度(环绕速度环绕速度)v1=7.9km/s2.第二宇宙速度第二宇宙速度 (脱离速度脱离速度)v2=11.2km/s3.第三宇宙速度第三宇宙速度 (逃逸速度逃逸速度)v3=16.7km/sv1v2v3v第8页，共28页，编辑于2022年，星期三 假如一作圆周运动的人造地球卫星的轨道半假如一作圆周运动的人造地球卫星的轨道
4、半径增大到原来的径增大到原来的2倍倍,则则A.由公式由公式v=r,可知卫星运动的线速度将增大到可知卫星运动的线速度将增大到原来的原来的2倍倍B.由公式由公式F=mv2/r,可知卫星所需的向心力将减可知卫星所需的向心力将减小到原来的小到原来的1/2C.由公式由公式F=GMm/r2,可知地球提供的向心力可知地球提供的向心力将减小到原来的将减小到原来的1/4D.根据上述根据上述(B)和和(C)给出的公式给出的公式,可知卫星运可知卫星运动的线速度将减小到原来的动的线速度将减小到原来的 2/2练习练习1【CD】第9页，共28页，编辑于2022年，星期三 已知地球的第一宇宙速度为已知地球的第一宇宙速度为7
5、.9km/s,某行星的质量是地球质量某行星的质量是地球质量的的8倍倍,半径是地球半径的半径是地球半径的2倍倍,求环求环绕该行星表面作圆周运动的卫星的绕该行星表面作圆周运动的卫星的线速度线速度.练习练习2第10页，共28页，编辑于2022年，星期三练习练习3 A、B、C三颗卫星绕地球作圆三颗卫星绕地球作圆周运动周运动,卫星质量卫星质量mC=2mA=2mB,轨道轨道半径半径rB=rC=4rA.则卫星的则卫星的:A.加速度加速度aA:aB:aC=16:1:1B.线速度线速度vA:vB:vC=2:1:1C.角速度角速度 A:B:C=1:1:1D.周期周期TA:TB:TC=1:8:8【ABD】第11页，
6、共28页，编辑于2022年，星期三 “神舟神舟”6号飞船发射后先在号飞船发射后先在近地点近地点200km,远地点远地点247km的椭圆的椭圆轨道上运转轨道上运转,经发动机变轨后在距地经发动机变轨后在距地面面343km的高度绕地球做匀速圆周的高度绕地球做匀速圆周运动运动.已知地球半径为已知地球半径为6400km.试计试计算算“神舟神舟”6号飞船绕地球号飞船绕地球做匀速圆做匀速圆周运动周运动的线速度和周期的线速度和周期.练习练习4第12页，共28页，编辑于2022年，星期三 据报道据报道,嫦娥一号卫星环月工嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道作轨道为圆轨道,轨道高度轨道高度200 km,运运动周期动周
7、期127分钟分钟.若还知道引力常量和若还知道引力常量和月球平均半径月球平均半径,仅利用以上条件能求出仅利用以上条件能求出的是的是A.卫星绕月球运行的速度卫星绕月球运行的速度B.卫星绕月运行的加速度卫星绕月运行的加速度C.月球表面的重力加速度月球表面的重力加速度D.月球对卫星的吸引力月球对卫星的吸引力练习练习5【ABC】第13页，共28页，编辑于2022年，星期三 某人造卫星因受高空稀薄空气的某人造卫星因受高空稀薄空气的阻力作用阻力作用,其高度会慢慢改变其高度会慢慢改变,但仍可近但仍可近似看作圆周运动似看作圆周运动.在人造卫星以后的运动在人造卫星以后的运动过程中过程中A.线速度逐渐减小线速度逐渐
8、减小B.角速度逐渐减小角速度逐渐减小C.加速度逐渐增大加速度逐渐增大D.周期逐渐减大周期逐渐减大练习练习6【C】第14页，共28页，编辑于2022年，星期三问题问题31.对于绕地球做圆周运动的卫星对于绕地球做圆周运动的卫星,在下在下列给出的四个图中列给出的四个图中(1)哪些可能是卫星的轨道哪些可能是卫星的轨道?(2)哪些可能是同步卫星的轨道哪些可能是同步卫星的轨道?【ABD】【D】ABCD第15页，共28页，编辑于2022年，星期三FF第16页，共28页，编辑于2022年，星期三FF第17页，共28页，编辑于2022年，星期三2.在地球上空有许多同步卫星在地球上空有许多同步卫星,对于对于这些同
9、步卫星这些同步卫星:A.一定位于赤道平面内一定位于赤道平面内,在赤道的正上在赤道的正上方方B.它们的它们的质量可能不同质量可能不同,高度、速率一高度、速率一定相同定相同C.它们的速度大于它们的速度大于7.9km/sD.它们的加速度一定小于它们的加速度一定小于9.8m/s2【ABD】第18页，共28页，编辑于2022年，星期三3.已知地球半径为已知地球半径为R=6.4106m,g=10m/s2,估算同步卫星的高度估算同步卫星的高度.(结果只保留结果只保留2位有效数字位有效数字)F第19页，共28页，编辑于2022年，星期三4.发射地球同步卫星时发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地先将卫星发射至
10、近地圆轨道圆轨道1,然后经点火然后经点火,使其沿椭圆轨道使其沿椭圆轨道2运行运行.最后再次点火最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道将卫星送入同步圆轨道3.轨道轨道1、2相切于相切于Q点点,轨道轨道2、3相切于相切于P点点,当卫当卫星星分别在分别在1、2、3轨道轨道上正常运行时上正常运行时.第20页，共28页，编辑于2022年，星期三(1)以下说法正确的是以下说法正确的是A.卫星在轨道卫星在轨道3的速率大于在轨道的速率大于在轨道1的速率的速率.B.卫星在轨道卫星在轨道3上的角速度小于在轨道上的角速度小于在轨道1上的角速上的角速度度.C.卫星在轨道卫星在轨道2上经过上经过P点时的加速度大于它点时的加
11、速度大于它在轨道在轨道3上经过上经过P点的点的加速度加速度.D.卫星在轨道卫星在轨道2上经过上经过Q点时的速度大于它在点时的速度大于它在轨道轨道1上经过上经过Q点的速度点的速度.【BD】第21页，共28页，编辑于2022年，星期三(2)由开普勒第由开普勒第3定律定律,所有卫星的椭圆轨道的所有卫星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟运行周期的平方的比值都半长轴的三次方跟运行周期的平方的比值都相等相等.已知地球表面附近的重力加速度为已知地球表面附近的重力加速度为g,地地球的半径为球的半径为R,卫星在轨道卫星在轨道3的半径为的半径为r.求卫星在轨道求卫星在轨道2上从上从远地点远地点P运动到近地运动到近地点点
12、Q所需要的时间所需要的时间.第22页，共28页，编辑于2022年，星期三问题问题4 如图所示如图所示,A为赤道上的物体为赤道上的物体,B为环绕地球表面做圆周运动的卫星为环绕地球表面做圆周运动的卫星,C为同为同步卫星步卫星.它们做圆周运动的线速度分别为它们做圆周运动的线速度分别为v1、v2、v3;角速度为角速度为 1、2、3,加速度为加速度为a1、a2、a3.写出它们的表达式写出它们的表达式,比较它们的大小比较它们的大小.第23页，共28页，编辑于2022年，星期三练习练习5某匀质星球的半径为某匀质星球的半径为R,密度为密度为.1.有一卫星环绕该星球做圆周运动有一卫星环绕该星球做圆周运动,求求卫
13、星的最小周期卫星的最小周期.2.若该星球的自转周期为若该星球的自转周期为T,在其赤道上在其赤道上有一质量为有一质量为m的物体的物体,求该物体的加速求该物体的加速度和受到的支持力度和受到的支持力.第24页，共28页，编辑于2022年，星期三3.组成星球的物质是靠引力吸引在一起组成星球的物质是靠引力吸引在一起的的,这样的星球有一个最小自转周期这样的星球有一个最小自转周期T0,如果小于该自转周期如果小于该自转周期,星球的万有引星球的万有引力将不足以维持其赤道附近物体的圆力将不足以维持其赤道附近物体的圆周运动周运动.求最小自转周期求最小自转周期T0.第25页，共28页，编辑于2022年，星期三练习练习
14、6 “连续物连续物”是指和天体紧紧连接在一是指和天体紧紧连接在一起的物体起的物体,“小行星群小行星群”是指环绕天体运动的是指环绕天体运动的许多小星体的总称许多小星体的总称.据观测据观测,在土星的外层有一在土星的外层有一个环个环,为了判断此环是土星的连续物还是小卫为了判断此环是土星的连续物还是小卫星群星群,可测出环中各层的线速度可测出环中各层的线速度v以及该层到土以及该层到土星中心的距离星中心的距离R,进而得出进而得出v与与R的关系的关系,下列判断下列判断正确的是正确的是:A.若若v与与R成正比成正比,则此环是连续物则此环是连续物B.若若v与与R成正比成正比,则此环是小卫星群则此环是小卫星群C.若若v2与与R成反比成反比,则此环是小卫星群则此环是小卫星群D.若若v2与与R成反比成反比,则此环是连续物则此环是连续物【AC】第26页，共28页，编辑于2022年，星期三常用的两个要点常用的两个要点第27页，共28页，编辑于2022年，星期三作业作业课本课本:P441,2,3(练习本练习本)学案学案:第第5节节P6010,12(练习本练习本)第28页，共28页，编辑于2022年，星期三