關於高一物理必修2第六章萬有引力與航天

2021-03-09 02:58:45 字數 2774 閱讀 5397

1樓:匿名使用者

天體運動解題要領

天體的運動問題是歷年高考的重點和難點,是萬有引力

定律應用的具體表現。突破這一難點的關鍵就是要知道幾乎所有萬有引力問題都與勻速圓周運動的知識相聯絡,視天體的運動近似看成勻速圓周運動,其所需向心力都是來自萬有引力,

只要記住f=gmm/r^2=mv^2/r=mrw^2=mr(2π/t)^2=ma應用時根據實際情況選用適當公式進行分析

在地球附近可約等於mg

還要記住一個**代換公式,當題目給中心天體的重力加速度時用

gmm/r^2=mg

主要考點:繞同一中心天體隨半徑變化,加速度、週期、速率的變化

只要記住半徑越大,除週期變大外,其它都小就可以

還有就是變軌問題,同步衛星問題、赤道上的物體自轉與近地環繞的區別問題等等

難點形成原因:

衛星問題是高中物理內容中的牛頓運動定律、運動學基本規律、能量守恆定律、萬有引力定律甚至還有電磁學規律的綜合應用。其之所以成為高中物理教學難點之一,不外乎有以下幾個方面的原因。

1、不能正確建立衛星的物理模型而導致認知負遷移

由於高中學生認知心理的侷限性以及由牛頓運動定律研究地面物體運動到由天體運動規律研究衛星問題的跨度,使其對衛星、飛船、空間站、太空梭等天體物體繞地球運轉以及對地球表面物體隨地球自轉的運動學特點、受力情形的動力學特點分辯不清,無法建立衛星或天體的勻速圓周運動的物理學模型(包括過程模型和狀態模型),解題時自然不自然界的受制於舊有的運動學思路方法,導致認知的負遷移,出現分析與判斷的失誤。

2、不能正確區分衛星種類導致理解混淆

人造衛星按執行軌道可分為低軌道衛星、中高軌道衛星、地球同步軌道衛星、地球靜止衛星、太陽同步軌道衛星、大橢圓軌道衛星和極軌道衛星;按科學用途可分為氣象衛星、通訊衛星、偵察衛星、科學衛星、應用衛星和技術試驗衛星。。。。。。由於不同稱謂的衛星對應不同的規律與狀態,而學生對這些分類名稱與所學教材中的衛星知識又不能吻合對應,因而導致理解與應用上的錯誤。

3、不能正確理解物理意義導致概念錯誤

衛星問題中有諸多的名詞與概念,如,衛星、雙星、行星、恆星、黑洞;月球、地球、土星、火星、太陽;衛星的軌道半徑、衛星的自身半徑;衛星的公轉週期、衛星的自轉週期;衛星的向心加速度、衛星所在軌道的重力加速度、地球表面上的重力加速度;衛星的追趕、對接、變軌、噴氣、同步、發射、環繞等問題。。。。。。因為不清楚衛星問題涉及到的諸多概念的含義,時常導致讀題、審題、求解過程中概念錯亂的錯誤。

4、不能正確分析受力導致規律應用錯亂

由於高一時期所學物體受力分析的知識欠缺不全和疏於深化理解,牛頓運動定律、圓周運動規律、曲線運動知識的不熟悉甚至於淡忘,以至於不能將這些知識遷移並應用於衛星執行原理的分析,無法建立正確的分析思路,導致公式、規律的胡亂套用,其解題錯誤也就在所難免。

5、不能全面把握衛星問題的知識體系,以致於無法正確區分類近知識點的不同。如,開普勒行星運動規律與萬有引力定律的不同;赤道物體隨地球自轉的向心加速度與同步衛星環繞地球執行的向心加速度的不同;月球繞地球運動的向心加速度與月球軌道上的重力加速度的不同;衛星繞地球運動的向心加速度與切向加速度的不同;衛星的執行速度與發射速度的不同;由萬有引力、重力、向心力構成的三個等量關係式的不同;天體的自身半徑與衛星的軌道半徑的不同;兩個天體之間的距離l與某一天體的執行軌道半徑r的不同。。。。。。只有明確的把握這些類近而相關的知識點的異同時才能正確的分析求解衛星問題。

難點突破策略:

(一)明確衛星的概念與適用的規律:

1、衛星的概念:

由人類製作併發射到太空中、能環繞地球在空間軌道上執行(至少一圈)、用於科研應用的無人或載人航天器,簡稱人造衛星。高中物理的學習過程中要將其抽象為一個能環繞地球做圓周運動的物體。

2、適用的規律:

牛頓運動定律、萬有引力定律、開普勒天體運動定律、能量守恆定律以及圓周運動、曲線運動的規律、電磁感應規律。。。。。均適應於衛星問題。但必須注意到「天上」執行的衛星與「地上」運動物體的受力情況的根本區別。

(二)認清衛星的分類:

高中物理的學習過程中,無須知道各種衛星及其軌道形狀的具體分類,只要認清地球同步衛星(與地球相對靜止)與一般衛星(繞地球運轉)的特點與區別即可。

2樓:晴空萬里樂無邊

我覺得,最重要的就兩個方程:

一是,有關衛星的 萬有引力=向心力

二是,有關地表重力加速度的 地表重力=萬有引力(儘管不太相等)有了這兩**寶,可以說是無所不能!需認真體會。

3樓:高初許湛藍

開普勒第三定律t2/r3=k(=4π^2/gm)r:軌道半徑

t:週期

k:常量(與行星質量無關)

2.萬有引力定律f=gm1m2/r^2

g=6.67×10^-11n•m^2/kg^2方向在它們的連線上3.天體上的重力和重力加速度gmm/r^2=mgg=gm/r^2

r:天體半徑(m)

4.衛星繞行速度、角速度、週期

v=(gm/r)1/2

ω=(gm/r^3)1/2

t=2π(r^3/gm)1/2

5.第一(

二、三)宇宙速度v1=(g地r地)1/2=7.9km/sv2=11.2km/s

v3=16.7km/s

6.地球同步衛星gmm/(r+h)^2=m*4π^2(r+h)/t^2

h≈3.6

kmh:距地球表面的高度

注:(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,f心=f萬。(2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等。

(3)地球同步衛星只能執行於赤道上空,執行週期和地球自轉週期相同。(4)衛星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、週期變小。(5)地球衛星的最大環繞速度和最小發射速度均為7.

9km/s。

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