人教版 (2019)4 宇宙航行图片课件ppt

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本章知识可分为三个组成部分。第一部分:行星的运动和万有引力定律;第二部分:万有引力理论的成就;第三部分:宇宙航行。一、行星的运动和万有引力定律
二、万有引力理论的成就
一、近地卫星、赤道上物体及静止卫星的比较1.轨道半径近地卫星与赤道上物体的轨道半径相同,静止卫星的轨道半径较大,即r同>r近=r物。2.运行周期静止卫星与赤道上物体的运行周期相同。由T=2π 可知,近地卫星的周期要小于静止卫星的周期,即T近F3B.a1=a2=g>a3C.v1=v2=v>v3D.ω1=ω31)倍,已知地球自转周期为T。则(　　)A.卫星b相对于地面静止B.卫星a的向心加速度是卫星c的向心加速度的k2倍
三、卫星变轨问题1.卫星变轨的原因(1)由于对接引起的变轨。(2)由于空气阻力引起的变轨。
【例题3】 新型运载火箭将重达8.4 t的飞船向上送至近地轨道1,如图所示。飞船与火箭分离后,在轨道1上以速度7.2 km/s绕地球做匀速圆周运动,则(　　)A.飞船在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B.飞船在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C.飞船在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度D.飞船在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度
科学思维 1.变轨问题综合性较强,其实质是做匀速圆周运动的卫星受到某种外力或其他原因而突然加速或减速,做“离心”或“近心”运动,轨迹偏离原来的运行轨道。2.比较变轨前后在不同轨道上的同一点的加速度大小,通过受力分析依据牛顿第二定律确定。由于都只受万有引力,故加速度相同。3.比较变轨前后在不同轨道上的同一点的速度大小,可以结合离心运动和向心运动条件分析。
【变式训练3】 (多选)我国探月探测器嫦娥三号在西昌卫星发射中心成功发射升空,此飞行轨道示意图如图所示,探测器从地面发射后奔向月球,在P点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,Q为轨道Ⅱ上的近月点。下列关于嫦娥三号的运动,说法正确的是(　　)
A.发射速度一定大于7.9 km/sB.在轨道Ⅱ上从P到Q的过程中速率不断增大C.在轨道Ⅱ上经过P点的速度小于在轨道Ⅰ上经过P点的速度D.在轨道Ⅱ上经过P点的加速度小于在轨道Ⅰ上经过P点的加速度答案:ABC
解析:嫦娥三号探测器的发射速度一定大于第一宇宙速度,即7.9 km/s,A正确。嫦娥三号在轨道Ⅱ上从P到Q的过程中速率不断增大,B正确。嫦娥三号从轨道Ⅰ上变轨到轨道Ⅱ上要在P点减速,故在轨道Ⅱ上经过P点的速度小于在轨道Ⅰ上经过P点的速度,C正确。嫦娥三号变轨前后在P点时所受万有引力不变,故其在轨道Ⅱ上经过P点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过P点的加速度,D错误。
四、双星问题1.双星问题特点下图为质量分别是m1和m2的两颗相距较近的恒星,它们间的距离为l。此双星运动的特点是:(1)两星的运行轨道为同心圆,圆心是它们之间连线上的某一点;(2)两星的向心力大小相等,由它们间的万有引力提供;(3)两星的运动周期、角速度相同;(4)两星的运动半径之和等于它们间的距离,即r1+r2=l。
【例题4】 宇宙中两颗相距较近的天体称为双星,它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,而不至于因万有引力的作用吸引到一起。设二者的质量分别为m1和m2,二者相距为l,求:(1)双星的轨道半径之比;(2)双星的线速度之比。答案:(1)m2∶m1　(2)m2∶m1
模型建构 1.众多的天体中如果有两颗恒星,它们靠得较近,离其他天体较远,在万有引力作用下绕着它们连线上的某一点共同转动,这样的两颗恒星称为双星。2.解决双星问题的关键是明确其运动特点,两星做匀速圆周运动的向心力由彼此间的万有引力提供,可由牛顿运动定律分别对两星列方程求解。3.万有引力定律表达式中的r表示双星间的距离,而不是轨道半径(双星中两颗星的轨道半径一般不同)。
【变式训练4】 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,它们都围绕地月连线上某点O做匀速圆周运动。据此观点,月球与地球绕O点运动线速度大小之比约为多少?答案:80∶1