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  • 2021-06-01 发布

高三物理一轮复习教案23 万有引力2

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万有引力2‎ ‎【作业答案】[第5题解] :(1)小球共受三个力作用,根据共点力的平衡条件:‎ AB上张力:F1=mgtan37°=15 N,(1分) OB上张力:F2=mg/cos37°=25 N.(1分)‎ ‎(2) 根据机械能守恒,小球到达最低点时的速度:mgL(1-cos37°)=mv2/2(2分)‎ 根据牛顿第二定律,在最低点:F-mg=mv2/L(1分) 解得:F=28 N(1分)‎ 根据牛顿第三定律,小球对细线OB的拉力为F′=28 N.(1分)‎ ‎(3) 要使细线不松驰,有两种情况:①当细线水平时,小球速度为零,‎ 根据机械能守恒:mv/2=mgLcos37° 解得:v1=4 m/s;(3分)‎ ‎②小球在竖直平面内恰能做完整的圆周运动, 在最高点满足:mg=mg2/L 根据机械能守恒:mv/2=mgL(1+cos37°)+mv2/2 解得:v2= m/s(3分)‎ 则小球初速度v0应满足:v0≤4 m/s或v0≥ m/s.(2分)‎ ‎【学习目的】1、知道卫星运行中的变轨(当万有引力不够提供做圆周运动所需的向心力时物体往外甩) 2、知道第一、二、三宇宙速度的概念 3、知道同步卫星、极地卫星的概念及简要了解双星模型 ‎【新课教学】【例1】我国将于今年下半年发射目标飞行器“天宫一号”,若“天宫一号”能在离地面约300 km高的圆轨道上正常运行,两月后再发射“神舟八号”飞船并与其进行对接试验.下列说法中正确的是(  )‎ A. 对接时,“神舟八号”与“天宫一号”的加速度相等 B. 对接后,“天宫一号”的速度小于第一宇宙速度 C. “天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度 D. 对接前,“神舟八号”欲追上“天宫一号”,必须在同一轨道上点火加速 ‎【例2】2007年11月26日,中国国家航天局正式公布了“嫦娥一号”卫星传回的第一幅月面图象,标志着中国首次月球探测工程取得成功.为了能准确进入环绕月球南、北极,高度为200 km的圆形环月工作轨道,“嫦娥一号”卫星在接近月球后,要进行三次近月变轨.卫星第二次近月变轨后近月点是200 km,远月点是1 700 km.‎11月7日8时24分,第三次近月减速变轨开始,关于这次近月减速变轨,下列说法正确的是(  )‎ A. 变轨后卫星的机械能增加 B. 变轨后的环绕周期大于变轨前的环绕周期 C. 变轨后卫星的环绕速度约等于7.9 km/s D. 变轨后卫星的加速度大小等于卫星变轨前在近月点的加速度大小 ‎【例3】如图所示,A为静止于地球赤道上的物体,B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星,C为绕地球做圆周运动的卫星,P为B、C两卫星轨道的交点.已知A、B、C绕地心运动的周期相同.相对于地心,下列说法中正确的是(  )‎ A. 物体A和卫星C具有相同大小的加速度 B. 卫星C的运行速度大于物体A的速度 C. 可能出现在每天的某一时刻卫星B在A的正上方 D. 卫星B在P点的加速度与卫星C在P点的加速度相同 D. 伤员做加速度大小、方向均不变的曲线运动 ‎【例4】(2010·青岛模拟)宇航员在月球表面完成下面的实验:在一固定的竖直光滑圆轨道内部最低点有一静止的质量为m的小球(可视为质点),如图所示.当给小球一瞬间的速度v时,刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动,已知圆弧的轨道半径为r,月球的半径为R,引力常量为G.求:‎ ‎(1)若在月球表面上发射一颗环月卫星,所需最小发射速度为多大?‎ ‎(2)轨道半径为2R的环月卫星周期为多大?‎ ‎【课堂作业】1、据中新社‎3月10日消息,我国将于2011年上半年发射“天宫一号”目标飞行器,2011年下半年发射“神舟八号”飞船并与“天宫一号”实现对接.某同学得知上述消息后,画出“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的假想图如图所示,A代表“天宫一号”,B代表“神舟八号”,虚线为各自的轨道.由此假想图,可以判定(  )‎ A. “天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率 B. “天宫一号”的周期小于“神舟八号”的周期 C. “天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度 D. “神舟八号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接 ‎2、2007年11月,“嫦娥一号”绕月探测卫星完成轨道转移,卫星进入周期为T、距离月球表面高度为h的圆形工作轨道.已知月球表面的重力加速度为g′,万有引力常量为G,则根据以上数据不能求出的物理量是(  )‎ A. 卫星的线速度 B. 卫星的质量 C. 月球的半径 D. 月球的质量 ‎3、我国于‎2010年1月17日在西昌卫星发射中心成功发射了第三颗北斗导航卫星.该卫星在发射过程中经过四次变轨进入同步轨道.如图为第四次变轨的示意图,卫星先沿椭圆轨道Ⅰ飞行,后在远地点P处实现变轨,由椭圆轨道Ⅰ进入同步轨道Ⅱ,则该卫星(  )‎ A. 在轨道Ⅱ上的周期比地球自转周期大 B. 在轨道Ⅱ上的加速度比在轨道Ⅰ上任意一点的加速度大 C. 在轨道Ⅱ上的机械能比在轨道Ⅰ上任意一点的机械能大 D. 在轨道Ⅱ上的速度比在轨道Ⅰ上任意一点的速度大 ‎4、(2009·北京理综)已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转的影响.‎ ‎(1)推导第一宇宙速度v1的表达式;‎ ‎(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h,求卫星的运行周期T.‎ ‎5、如图所示,竖直平面内的一半径R=0.50 m的光滑圆弧槽BCD,B点与圆心O等高,一水平面与圆弧槽相接于D点.质量m=0.10 kg的小球从B点正上方H=0.95 m高处的A点自由下落,由B点进入圆弧轨道,从D点飞出后落在水平面上的Q点,DQ间的距离s=2.4 m,球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80 m,取g=10 m/s2,不计空气阻力,求:‎ ‎(1) 小球经过C点时轨道对它的支持力大小N;‎ ‎(2) 小球经过最高点P的速度大小vP;‎ ‎(3) D点与圆心O的高度差hOD.‎