58級(jí)物理組教研活動(dòng)材料

1、58級(jí)物理組教研活動(dòng)材料 備課人：孫振生第五章 萬(wàn)有引力定律人造衛(wèi)星 宇宙速度 2017.09.18班級(jí)_ 姓名_學(xué)號(hào)_【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.初步了解人造衛(wèi)星的運(yùn)行狀況，建立正確的物理模型圖景；2.通過(guò)萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體所在處的重力加速度、天體運(yùn)行的速度等；3.掌握衛(wèi)星變軌問(wèn)題的思路和方法?！靖呖伎键c(diǎn)要求】 萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用 環(huán)繞速度 第二宇宙速度和第三宇宙速度 【重難點(diǎn)合作探究】探究點(diǎn)一：萬(wàn)有引力定律在衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)視為圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力。F向Gmamm2rm2r=mg/1、描述人造衛(wèi)星的物理量問(wèn)題1：試推導(dǎo)人造衛(wèi)星向心加速度、線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。

2、注：人造衛(wèi)星的軌道平面總是通過(guò)地心的。例1：如圖所示，在同一軌道平面上的兩顆質(zhì)量相同的人造地球衛(wèi)星，關(guān)于各物理量的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是( )A根據(jù)，可知vAFBC根據(jù)，可知AB D根據(jù) ，可知aAaB2、宇宙速度第一宇宙速度是_km/s，是最小的_速度、最大的_速度；第二宇宙速度是_km/s；第三宇宙速度是_km/s。問(wèn)題2：試用兩種方法推導(dǎo)第一宇宙速度。（已知引力常量G、地球質(zhì)量為M,地球表面的重力加速度g和地球半徑R）例2：近地衛(wèi)星線速度約為8km/s，已知月球表面重力加速度是地球表面重力加速度的1/6，地球半徑是月球半徑的4.0倍，求在月球上發(fā)射“近月衛(wèi)星”的環(huán)繞速度約為( )A.1.

3、0km/s B.1.7km/s C.2.0km/s D.3.0km/s3、宇宙速度星球表面和某一高度的重力加速度問(wèn)題3：試用地球表面重力加速度g表示距離地球表面為h處的重力加速度。（已知引力常量G和地球半徑R）例3: 月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為a，設(shè)月球表面的重力加速度大小為g1，在月球繞地球運(yùn)行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小為g2，則( )A.g1 =a B.g2=a C.g1+g2=a D.g2-g1=a4、同步衛(wèi)星問(wèn)題4：同步衛(wèi)星的特點(diǎn)。小組討論：完成下列表格：（先用基本公式填寫(xiě)，不能填寫(xiě)的討論出求法）練習(xí)： 設(shè)同步衛(wèi)星離地心的距離為r,運(yùn)行速率為v1,加速度為a1;

4、地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2,第一宇宙速度為v2,地球的半徑為R,則下列比值正確的是( )A. B. C. D.小結(jié)：探究點(diǎn)二:衛(wèi)星的變軌問(wèn)題問(wèn)題5：發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，衛(wèi)星如何從低軌道1變軌到橢圓軌道2，又如何從高軌道3再回到橢圓軌道2；衛(wèi)星在橢圓軌道2運(yùn)行時(shí)，近地點(diǎn)Q和遠(yuǎn)地點(diǎn)P的機(jī)械能是否守恒，速度如何變化。（衛(wèi)星沒(méi)有啟動(dòng)動(dòng)力裝置）衛(wèi)星的向心加速度在同一位置Q變軌前后是否發(fā)生變化。練習(xí)：2009年5月，航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道，B為軌道上的一點(diǎn)，如圖所示，關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的有( )A. 在軌道上經(jīng)過(guò)A的速度小

5、于經(jīng)過(guò)B的速度B. 在軌道上經(jīng)過(guò)A的速度小于在軌道上經(jīng)過(guò)A 的速度C. 飛機(jī)在A點(diǎn)由軌道進(jìn)入軌道應(yīng)點(diǎn)火加速D. 在軌道上經(jīng)過(guò)A的加速度小于在軌道上經(jīng)過(guò)A的加速度小結(jié)：【當(dāng)堂檢測(cè)】1、甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是( )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.甲在運(yùn)行時(shí)能經(jīng)過(guò)北極的正上方2. 2008年9月25日至28日，我國(guó)成功實(shí)施了“神舟”七號(hào)載人航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343 km處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道變成高度為343

6、km的圓軌道，在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90 min.下列判斷正確的是( )A.飛船變軌前后的機(jī)械能相等B.飛船在圓軌道上時(shí)航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)C.飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度D.飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度【課后鞏固練習(xí)】A組1. （2011年天津卷8）質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知月球質(zhì)量為M，月球半徑為R，月球表面重力加速度為g，引力常量為G，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則航天器的( )A線速度 B角速度 C運(yùn)行周期 D向心加速度2.設(shè)地球表面重力加速度為g0，物體在距離地心

7、4R(R是地球半徑)處，由于地球的作用產(chǎn)生的加速度為g,則g/g0為( ) A.1 B.1/9 C.1/4 D.1/163. 人造衛(wèi)星的天線偶然折斷，天線將做( )A.自由落體運(yùn)動(dòng) B.平拋運(yùn)動(dòng) C.遠(yuǎn)離地球飛向太空 D.繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運(yùn)轉(zhuǎn) 4已知地球半徑為R，地球、月球球心之間的距離為r，月球公轉(zhuǎn)周期為T(mén)1，地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén)2，在地球表面附近運(yùn)行的人造衛(wèi)星周期為T(mén)3，萬(wàn)有引力常量為G，由以上條件可知( )A.地球的質(zhì)量為M B.地球的密度為C.地球表面的重力加速度為g D.月球運(yùn)動(dòng)的加速度為a5.(2009安徽，15)2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙2251”衛(wèi)星和美國(guó)的“銥33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805 km處發(fā)生碰撞這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件碰撞過(guò)程中產(chǎn)生的大量碎片可能會(huì)影響太空環(huán)境假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓，甲的運(yùn)動(dòng)速率比乙的大，則下列說(shuō)法中正確的是( )A甲的運(yùn)動(dòng)周期一定比乙的長(zhǎng) B甲距地面的高度一定比乙的高C甲的向心力一定比乙的小 D甲的加速度一定比乙的大6（2011年高考福建卷13）“嫦娥二號(hào)”是我國(guó)月球探測(cè)第二期工程的先導(dǎo)星.若測(cè)得“嫦娥二號(hào)”在月球(可視為密度均勻的球體)表面附近圓形軌道運(yùn)行的周期T,已知引力常數(shù)G,半徑為R的球體體積公式,則可估算月球的( ) A