三圈环流PPT教学课件

第二章第三节大气环境ABC高低低高高低受热冷却冷却热力环流的形成思考：从全球太阳辐射在高低纬度的分布来看，地球上的热源和冷源分别是什么地区？赤道北极南极想一想：现实中赤道与极地之间的这种热力环流是否存在？(三)全球气压带和风带的分布全球性的有规律的大气运动形式大气环流地面冷热不均形成的空气环流热力环流三圈环流季风环流最简单的大气运动形式主要的大气运动形式1、三圈环流第一步：假设：地球表面性质均一地球不自转，无地转偏向力(三)全球气压带和分带的分布赤道南极北极赤道热冷赤道低气压带极地高气压带冷极地高气压带单圈环流思考由于地球在不停的自西向东自转，存在地转偏向力，迫使运动着的大气在北半球向右偏转，南半球向左偏转，这样能否形成单圈环流呢？第二步：假设：地球表面性质均一地球自转，有地转偏向力风向判断南风北风西风东风东南风西南风东北风西北风30°N60°N90°N0°北半球三圈环流①②③赤道低气压带极地高气压带副热带高气压带副极地低气压带东北信风盛行西风极地东风赤道低气压带副热带高气压带副极地低气压带极地高气压带东南信风中纬西风极地东风活动2：在图中作出南半球的三圈环流示意图。活动3:在图中画出南半球的近地面气压带风带。低纬环流中纬环流高纬环流赤道低气压带副热带高气压带副热带高气压带副极地低气压带副极地低气压带极地高气压带极地高气压带东北信风中纬西风极地东风东南信风中纬西风极地东风热力因素动力因素地球上的气压带和风带(六风七带)问题1：气压带和风带的分布有何规律？气压带：四高三低，相间分布风带：六个风带，南左北右南北对称ABC高低低高高低受热冷却冷却热力环流的形成赤道北极南极想一想：现实中赤道与极地之间的这种热力环流是否存在？不存在三圈环流低纬环流中纬环流高纬环流近地面形成信风带近地面形成西风带近地面形成东风带冷热不均地转偏向力（北半球：东北信风南半球：东南信风）（北半球：西南风南半球：西北风）（北半球：东北风南半球：东南风）1.大气环流()A.是大气运动最简单的形式B.是大气运动中常见的形式C.是全球性有规律的大气运动D.它很难调节调节全球热量平衡2.关于气压带叙述错误的是()A.全球7个气压带，3个低压带，4个高压带B.热的地方形成低压，冷的地方形成高压C.气压带分布具有高低相间的规律D.低压带气流上升，多云雨；高压带气流下沉，多晴天CB3.读“北半球中高纬度环流示意图”， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 下列说法正确的是（）A.甲点位于30°N附近B.乙点位于30°NC.①是冷性气流D.②盛行西南风A4.CBDCC1、请在下图中的直线上画出箭头将环流完成；2、写出a,b,c所代表的风带；3、E，F，D所代表的气压带东南信风盛行西风极地东风赤道低气压带副热带高气压带副极地低气压带极地高气压带专题四万有引力与天体运动专题四　万有引力与天体运动主干知识整合专题四│主干知识整合内容自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比公式　　　　　其中引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2适用条件适用于质点或均匀球体之间，其中r为质点间、球心间或质点与球心间的距离一、万有引力定律专题四│主干知识整合二、天体运动问题的处理方法1．在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动简化为：中心天体是不动的，环绕天体以中心天体的球心为圆心做匀速圆周运动；环绕天体只受到中心天体的万有引力作用，这个引力提供环绕天体做匀速圆周运动的向心力．2．人造卫星的加速度、线速度、角速度、周期与轨道半径的关系专题四│主干知识整合专题四│主干知识整合卫星运行轨道半径r与该轨道上的线速度v、角速度ω、周期T、向心加速度a存在着一一对应的关系，若r、v、ω、T、a中有一个确定，则其余皆确定，与卫星的质量无关，例如所有地球轨道同步卫星的r、v、ω、T、a大小均相等．3．求解天体问题的一般思路(1)环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，所需要的向心力由万有引力提供，即专题四│主干知识整合(2)物体在地球表面附近受到的重力近似等于万有引力，　　　　　　　　　(R为地球半径)．在地球质量未知的情况下，可应用GM＝gR2转换．三、宇宙速度1．第一宇宙速度(环绕速度)：是发射地球卫星的最小速度，也是卫星围绕地球做圆周运动的最大运行速度，大小为7.9km/s.2．第二宇宙速度(逃逸速度)：是人造卫星挣脱地球束缚而成为一颗太阳的人造小行星的最小发射速度，大小为11.2km/s.专题四│主干知识整合3．第三宇宙速度(脱离速度)：是人造卫星挣脱太阳的束缚而成为一颗绕银河系中心运行的小恒星的最小发射速度，大小为16.7km/s.注意：1.三个宇宙速度的大小都是以地球中心为参考系的．2．以上数据是地球上的宇宙速度，其他星球上都有各自的宇宙速度，计算方法与地球相同．3．人造卫星的理论发射速度在7.9km/s到11.2km/s之间．要点热点探究专题四│要点热点探究►　探究点一　天体质量和密度的估算问题专题四│要点热点探究若测得中心天体的近表卫星周期T，此时r＝R，则中心天体的平均密度为　　　　　可见只需要测得中心天体近表卫星的周期，就可以得到中心天体的密度．2．已知星球表面的重力加速度g，求星球质量在星球表面附近，重力近似等于万有引力，即mg＝　　　　(多用代换)，可求得星球质量M＝　　　，或星球表面的重力加速度g＝专题四│要点热点探究例1[2011·福建卷]“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星．若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T，已知引力常量为G，半径为R的球体体积公式　　　　　　则可估算月球的(　　)A．密度　　B．质量C．半径　　D．自转周期专题四│要点热点探究专题四│要点热点探究　　　　[2011·北京卷]　一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为(　　)专题四│要点热点探究例1变式题　D　【解析】物体对天体表面压力恰好为零，则物体随天体自转需要的向心力恰好由物体受到的万有引力提供：专题四│要点热点探究►　探究点二　航天器的动力学分析与变轨问题提供天体做圆周运动的向心力是该天体受到的万有引力F供＝　　　　天体做圆周运动需要的向心力是F需＝m　　当F供＝F需时，天体在圆轨道上做匀速圆周运动；当F供＞F需时，万有引力充当向心力过余，天体做向心运动；当F供＜F需时，万有引力充当向心力不足，天体做离心运动．专题四│要点热点探究运行半径较大的人造卫星的一般发射过程如图1－4－1所示，先将卫星发射到离地面较近的圆轨道Ⅰ上，运行稳定后再启动火箭(或发动机)短暂加速(位置B)，由于速度变大，万有引力充当向心力不足，卫星将沿椭圆轨道Ⅱ做离心运动，当卫星将沿椭圆轨道运动到椭圆轨道的远地点A时，再次启动火箭短暂加速，卫星再次变轨绕圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动．专题四│要点热点探究专题四│要点热点探究例2[2011·全国卷]我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球．如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比(　　)A．卫星动能增大，引力势能减小B．卫星动能增大，引力势能增大C．卫星动能减小，引力势能减小D．卫星动能减小，引力势能增大专题四│要点热点探究专题四│要点热点探究专题四│要点热点探究　　　　2010年10月1日18时59分57秒，搭载着“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射，卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100公里，周期为118分钟的工作轨道，开始对月球进行探测，如图1－4－2所示．已知万有引力常量为G，则(　　)A．卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小B．卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时大C．由已知条件可求月球的密度D．卫星在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅱ上大专题四│要点热点探究专题四│要点热点探究专题四│要点热点探究专题四│要点热点探究►　探究点三　同步卫星、近地卫星与极地卫星问题1．地球轨道同步卫星(1)同步卫星位于赤道正上方，轨道平面与赤道平面共面；(2)同步卫星的轨道半径一定，距离地球表面的高度一定，约36000km；(3)同步卫星的运行周期和地球的自转周期相同，T＝24h，且转动方向相同；(4)所有地球轨道同步卫星的半径、线速度大小、角速度大小及周期都相同．专题四│要点热点探究2．近地卫星：当人造地球卫星在近地轨道上运行时，轨道半径近似等于地球的半径R，近地卫星的运行速度即地球的第一宇宙速度．(1)设地球的质量为M，卫星的质量为m，当人造地球卫星在近地轨道上运行时，轨道半径近似等于地球的半径R，万有引力提供近地卫星做圆周运动的向心力，专题四│要点热点探究(2)卫星刚好绕地球表面运动，重力近似等于万有引力，mg＝　　　　　　　　　　＝7.9km/s.3．极地轨道卫星：绕地球做圆周运动的卫星在运行过程中通过两极正上方．由于地球自转，极地卫星并不是沿同一经度线的上方运行．专题四│要点热点探究例3[2011·广东卷]　已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G.有关同步卫星，下列表述正确的是(　　)A．卫星距地面的高度为B．卫星的运行速度小于第一宇宙速度C．卫星运行时受到的向心力大小为D．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度专题四│要点热点探究专题四│要点热点探究专题四│要点热点探究【点评】解答地球轨道同步卫星问题时，应关注同步卫星的轨道总在地球赤道正上方、运行周期与地球自转周期相同且转动方向相同、轨道半径相同等要点．下面的变式题综合考查地球自转、近地卫星和地球轨道同步卫星的运动问题．专题四│要点热点探究　　　　西昌卫星发射中心的火箭发射架上有一待发射的卫星，它随地球自转的线速度为v1，加速度为a1；发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动，线速度为v2，加速度为a2；实施变轨后，使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动，运动的线速度为v3，加速度为a3.v1、v2、v3的大小关系是________；a1、a2、a3的大小关系是________．专题四│要点热点探究专题四│要点热点探究►　探究点四　双星与多星问题1．“双星”与“多星”系统“双星”是两颗星相距较近，它们之间的万有引力对两者运动都有显著影响，而其他天体的作用力影响可以忽略的特殊天体系统．它们之所以没有被强大的引力吸引到一起而保持一定的距离不变，是因为它们绕着连线上的共同“中心”以相同的周期做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供它们做圆周运动的向心力．解答“双星”问题要抓住两个要点，即双星的运动周期相等，向心力大小相等．专题四│要点热点探究另有“三星”、“四星”、“多星”系统，其共同点是同一系统中各天体间的距离不变，各星受到的向心力不一定相等，但其运动周期一定相同．2．“黑洞”近代引力理论预言的一种引力极强的特殊天体——“黑洞”，能将任何物体吸引进来，包括光线在内的任何物体却不能脱离它．由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测“黑洞”．专题四│要点热点探究专题四│要点热点探究例4[2010·全国卷Ⅰ]　如图1－4－3所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧，引力常量为G.(1)求两星球做圆周运动的周期．(2)在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行的周期记为T1.但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2.已知地球和月球的质量分别为5.98×1024kg和7.35×1022kg.求T2与T1两者平方之比．(结果保留3位小数)专题四│要点热点探究专题四│要点热点探究例4　(1)　　　　　　　(2)1.012　【解析】(1)A和B绕O做匀速圆周运动，且A和B和O始终共线，它们之间的万有引力提供向心力，属“双星”模型，“双星”A和B的向心力大小相等，角速度相同．由mω2r＝Mω2R，其中r＋R＝L，解得专题四│要点热点探究对A，根据牛顿第二定律和万有引力定律得联立解得(2)将地月系统看成双星系统，由(1)得将月球看作绕地心做圆周运动，根据牛顿第二定律和万有引力定律得专题四│要点热点探究解得所以两种周期的平方比值为专题四│要点热点探究【高考命题者说】本题以双星系统的运动为载体，考查考生运用万有引力定律和匀速圆周运动的规律分析解决问题的能力．第一问比较常规，考生直接运用万有引力定律和匀速圆周运动的规律即能求解．第二问将地球和月球视为双星系统，设问方式新颖，探讨在一般情形下将月球视作绕地心做圆周运动的合理性，具有一定的探究性．试题要求比较两种情形下月球运动的周期，对考生分析问题、理解问题的能力有较高的要求．专题四│要点热点探究本题抽样统计难度为0.312，对物理得分在20分以上的考生区分较好.24%的考生得零分，9.1%的考生得1分，10.3%的考生得2分，9.6%的考生得16分，4.8%的考生得满分．(引自教育部考试中心2011《高考理科试题分析》第355页)专题四│要点热点探究　　　　宇宙中存在一些质量相等的且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用．设四星系统中每个星体质量均为m，半径均为R，四颗星稳定分布在边长为a的正方形的四个顶点上．已知引力常数为G，关于“四星”系统，下列说法正确的是(　　)A．四颗星围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动B．四颗星的线速度均为C．四颗星表面的重力加速度均为　D．四颗星的周期均为专题四│要点热点探究专题四│教师备用习题教师备用习题专题四│教师备用习题专题四│教师备用习题专题四│教师备用习题专题四│教师备用习题