高中物理第4章 万有引力定律及航天第3节 人类对太空的不懈探索集体备课ppt课件

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1.两种学说(1)在人类对太空的追求中,逐渐形成了以亚里士多 德和托勒密为代表的_______和以哥白尼为代表的 _______.(2)哥白尼的理论被第谷·布拉赫证明与观测事实否 定._______在第谷研究的基础上,经过自己的观测与 计算,发现了行星运动的开普勒三大定律.2.牛顿的大综合牛顿在前人研究的基础上,逐步建立了____________, 是物理学的第一次大综合,进而形成了以________________为基础的力学体系.
3.牛顿预言(1)牛顿的设想:如图所示,当___________ 足够大时,物体将会围绕_____旋转而不 再落回地面,成为一颗绕地球转动的 ______________.
4、发现未知天体(1).海王星的发现在观测_______时,发现其实际轨道与万有引力计算 的轨道不吻合,并由此预测存在另一行星,这就是后 来发现的________.(2).意义:巩固了_____________的地位,展现了科学理 论超前的预见性.
2.下面关于同步通信卫星的说法中不正确的是(　　)A.同步通信卫星和地球自转同步卫星的高度和速率都是确定的B.同步通信卫星的角速度虽已被确定,但高度和速率可以选择.高度增加,速率增大;高度降低,速率减小,仍同步C.我国发射第一颗人造地球卫星的周期是114 min,比同步通信卫星的周期短,所以第一颗人造卫星离地面的高度比同步卫星低D.同步通信卫星的速率比我国发射的第一颗人造卫星的速率小
2.两种周期——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,如:地球自转周期为24小时,公转周期为365天.但也有相等的,如月球,自转、公转周期都约为27天,所以地球上看到的都是月球固定的一面在应用中要注意区别.
3.发射速度与运行速度(1)发射速度:在地面以某一速度发射一个物体,发射后不再对物体提供作用力,在地面时的速度称为发射速度,三个宇宙速度都是指发射速度.(2)运行速度:指做圆周运动的人造卫星稳定飞行时的线速度,对于人造地球卫星,轨道半径越大,则运行速度越小.
(3)关系:有的同学这样认为:沿轨道半径较大的圆轨道运行,卫星的发射速度大,发射较为困难,而轨道半径较小的卫星发射速度小,发射较为容易.这个说法是不正确的,因为高轨卫星的发射与发射速度没有多大关系,如果我们在地面上以7.9 km/s的速度水平发射一个物体,则这个物体可以贴着地面做圆周运动而不落到地面;如果速度增大,则会沿一个椭圆轨道运动,速度越大,椭圆轨道的半长轴就越大;如果这个速度达到11.2 km/s,则这个物体可以摆脱地球的引力.可见,无论以多大速度发射一个物体或卫星,都不会使之成为沿较大的圆轨道做圆周运动的人造卫星,高轨卫星的发射过程是一个不断加速的过程,并不是在地面上给一个发射速度就可以的.
解析:　由于发射卫星需要将卫星以一定的速度送入运行轨道,在靠近赤道处的地面上物体的线速度最大,发射时较节能,因此B正确.答案:　B
(1)分析有关卫星问题,题目千变万化,但有一点却是相同的,即万有引力提供向心力.(2)把卫星的运动看做匀速圆周运动,结合向心加速度的不同表达式,推导出已知量与未知量的关系.
A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大小大于它在轨道2上经过Q点时的加速度大小D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度大小等于它在轨道3上经过P点时的加速度大小
2.甲、乙为两颗地球卫星,其中甲为地球同步卫星,乙的运行高度低于甲的运行高度,两卫星轨道均可视为圆轨道.以下判断正确的是(　　)A.甲的周期大于乙的周期B.乙的速度大于第一宇宙速度C.甲的加速度小于乙的加速度D.甲在运行时能经过北极的正上方
3. 4月15日零时16分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,成功将第二颗北斗导航卫星送入预定轨道.这次发射的北斗导航卫星,是中国北斗卫星导航系统建设计划中的第二颗组网卫星,是地球同步静止轨道卫星.该卫星在预定轨道正常运行时,下列说法正确的是(　　)A.它一定位于赤道的上空　　　B.它可能经过北京上空C.其周期为1个月 D.它的线速度大于7 900 m/s
解析:　根据题意可知,该卫星为地球同步卫星,其周期为24小时,所以该卫星一定位于赤道的上空,不可能经过北京上空,它的线速度一定小于第一宇宙速度(7 900 m/s).所以只有选项A正确.答案:　A
4.我国“嫦娥一号”探月卫星发射后,先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时);然后,经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”;最后奔向月球.如果按圆形轨道计算,并忽略卫星质量的变化,则在每次变轨完成后与变轨前相比(　　)A.卫星动能增大,引力势能减小B.卫星动能增大,引力势能增大C.卫星动能减小,引力势能减小D.卫星动能减小,引力势能增大