64卫星问题习题讲解47.pptx

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1、4 4万有引力理论的成就万有引力理论的成就请同学们准备好草稿纸、笔，请同学们准备好草稿纸、笔，1、回忆计算天体质量的两个思路及对、回忆计算天体质量的两个思路及对应的式子和图像应的式子和图像2、翻阅上节课的作业、翻阅上节课的作业 1、内容：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，、内容：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比它们的距离的二次方成反比.的质量）物体的质量：物体（得出：行星质量）：太阳质量（、表达式：由2:,1:,2212212mmrmmGFmMrMmGF 一一、万有引力定律万有

2、引力定律22212221/3kgmNGmmFrGrmmGF的单位：可知、由122m mFGr(1)引力常量适用于任何两个物体；引力常量适用于任何两个物体；(2)意义：在数值上等于两个质量都是意义：在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距的物体相距1m时的相互作用力。时的相互作用力。G:引力常量引力常量 6.6710-11Nm2/kg2如两质量分布均匀的球体：如两质量分布均匀的球体：重心重心m1m2L 无论无论球体的大小相对于球体的大小相对于L大小大小不能忽略也好不能忽略也好，可以忽略也罢可以忽略也罢，它们的万有引力大小它们的万有引力大小都可以用都可以用F引引=Gm1m2/L2 求解。求解。计算

3、中心天体的两条基本思路计算中心天体的两条基本思路1.重力重力等于等于万有引力万有引力mgRMmG222222()MmvGmammrmrrrT 向2.万有引力万有引力提供提供向心力向心力5模型：模型：不考虑地球自转的影响，地球表面不考虑地球自转的影响，地球表面的物体受到的重力等于地球对物体的万有的物体受到的重力等于地球对物体的万有引力引力mM测量测量：地球表面的重力加速度：地球表面的重力加速度g 地球的半径地球的半径R g如何获得？1、自由落体2、平抛6模型：模型：地球绕太阳做匀速圆周运动地球绕太阳做匀速圆周运动22222()MmvGmammrmrrrT 向6.5 宇宙航行宇宙航行各种各样的卫星

4、6.5 宇宙航行宇宙航行人造卫星绕地球匀速圆周运动的原因人造卫星绕地球匀速圆周运动的原因人造卫星受到地球对它的万有引力作用，人造人造卫星作匀速圆周运动的向心力由万有引力提卫星作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。供。人造卫星的运行规律人造卫星的运行规律设地球质量为设地球质量为M，卫星质量为，卫星质量为m，卫星的绕行，卫星的绕行速度速度v、角速度、角速度、周期、周期T、向心加速度向心加速度a与轨与轨道半径道半径 r 的关系的关系 人造地球卫星人造地球卫星6.5 宇宙航行宇宙航行人造卫星的轨道6.5 宇宙航行宇宙航行极地轨道极地轨道一般轨道一般轨道赤道轨道赤道轨道所有卫星都在以地心为圆心的轨道上所

5、有卫星都在以地心为圆心的轨道上平面平面立体立体赤道平面赤道平面6.5 宇宙航行宇宙航行人造卫星运动的线速度、角速度、向心加速度和周期：人造卫星运动的线速度、角速度、向心加速度和周期：rGM(3)由由 得：得：3rGM(4)由由 得：得：可见：卫星运动情况可见：卫星运动情况(a、V、T)是是由由 r r 惟惟 一决定一决定(2)由由 得：得：GM mr2=mv2rGM mr2=m2rGM mr2=m()rT2GM42r3(1)由由 得：得：aGM mr2=maGMr2记忆口诀：记忆口诀：“一定而四定一定而四定”6.5 宇宙航行宇宙航行 练习：对于绕地球运动的人造卫星练习：对于绕地球运动的人造卫星

6、（1）离地面越高，线速度越）离地面越高，线速度越（2）离地面越高，周期越）离地面越高，周期越（3）离地面越高，角速度越）离地面越高，角速度越（4）离地面越高，向心加速度越）离地面越高，向心加速度越（5）离地面越高，向心力越）离地面越高，向心力越小小长长小小小小小小6.5 宇宙航行宇宙航行1234v1v2=v3v4T1T2=T32=34 人造地球卫星的运动规律人造地球卫星的运动规律越高越慢越高越慢背景：背景：1781年由英国物理学家威廉赫歇尔发现了天王星，但年由英国物理学家威廉赫歇尔发现了天王星，但人们观测到的天王星的运行轨迹与万有引力定律推测的结果人们观测到的天王星的运行轨迹与万有引力定律推测

7、的结果有一些误差有一些误差 三、发现未知天体三、发现未知天体【答案】【答案】B222224GmMmrmvmamrrTr越高越慢越高越慢要画图，体现谁的半径大要画图，体现谁的半径大GM mr2=mv2rGM mr2=m()rT2【答案】【答案】BGM mr2=m()rT2开普勒第三定律中的开普勒第三定律中的k k如何表示如何表示？【答案】【答案】AC【答案】【答案】ACGM mr2=m()rT2【答案】【答案】AC【答案】【答案】ACGM mr2=mv2r【答案】【答案】AC赤道轨道赤道轨道极地轨道极地轨道倾斜轨道倾斜轨道思考思考:同步卫星的轨道属于哪一种？同步卫星的轨道属于哪一种？6.5 宇宙

8、航行宇宙航行地球同步卫星地球同步卫星 1、定义、定义所谓地球同步卫星，是相对于地面所谓地球同步卫星，是相对于地面静止静止的和地球具有相同的和地球具有相同周期周期的卫星，同步卫的卫星，同步卫星必须位于星必须位于赤道平面内赤道平面内，且到地面的，且到地面的高高度一定度一定。则：则：r v a “全部固定全部固定”T固定固定三、同步卫星三、同步卫星 1、同步卫星：、同步卫星：相对于地面静止的人造卫星，它相对于地面静止的人造卫星，它在轨道上跟着地球自西向东同步地做匀速圆周运在轨道上跟着地球自西向东同步地做匀速圆周运动，动，轨道平面与赤道平面重合，轨道平面与赤道平面重合，T24h.2、同步卫星的高度、同

9、步卫星的高度h（距地表的距离）（距地表的距离）由由F引引=Fn有：有：）（hRTmhRMmG22)2()(hR解得解得:h=5.5R 为了卫星之间不互相干扰，为了卫星之间不互相干扰，大约大约3左右才能放置左右才能放置1颗，这样颗，这样地球的同步卫星只能有地球的同步卫星只能有120颗。颗。空间位置是一种空间位置是一种极其有限的资源极其有限的资源。【答案】【答案】BC作业作业 选选历史的同学：完成历史的同学：完成全优课堂全优课堂p38例例2、优化训练、优化训练2、3，p40第第1、3题题 选选物理物理的的同学同学：完成完成全优课堂全优课堂p38例例2、优化训练、优化训练2、3，p40即时训练即时训练 预习要点预习要点4，卫星变轨问题，卫星变轨问题提交提交作业只需拍下不理解的题作业只需拍下不理解的题