万有引力定律与天体运动(教育精品).ppt

万有引力定律与天体运动第一课时1内容：内容：自自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质质量量m1 和和m2的乘的乘积积成成 ，与它，与它们们之之间间的距离的距离r的的 成反比成反比2公式：公式：F ，其其中中G Nm2/kg2叫引力常量叫引力常量3适用条件：适用条件：公公式适用于式适用于 间间的相互作用也适用于两个的相互作用也适用于两个质质量分布均匀量分布均匀 的球体的球体间间的相互作用，但此的相互作用，但此时时r是是 间间的距离，一个均匀球体与球的距离，一个均匀球体与球 外一个外一个质质点的万有引力也适用，其中点的万有引力也适用，其中r为为球心到球心到 间间的距离的距离6.671011平方平方正比正比质质点点两球心两球心质质点点万有引力和重力的关系万有引力和重力的关系：万有引力对物体的作用效果可以等效为两个力的作用，一个是重力万有引力对物体的作用效果可以等效为两个力的作用，一个是重力mg，另一个是物体随地球自转需要的向心力另一个是物体随地球自转需要的向心力F向向，如，如图图所示，可知：所示，可知：(1)在两极：重力等于万有引力，重力加速度最大在两极：重力等于万有引力，重力加速度最大 (2)在在赤道：赤道：F万万F向向mg 故故mg mR2 重力加速度最小(3)由于地球的自由于地球的自转转角速度很小，地球的自角速度很小，地球的自转带转带来的影响很小，一般情况下来的影响很小，一般情况下认为认为：mg，故，故GMgR2，这这是万有引力定律是万有引力定律应应用中用中经经常用到的常用到的“黄金代黄金代换换”例1、有两个大小一样，同种材料组成的均匀球体紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若用上述材料制成两个更小的均匀球体靠在一起，它们间的万有引力将（）A、等于FB、小于FC、大于FD、无法比较B例2（07全国）据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N，由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为（）A.0.5B.2C.3.2D.4考点二：天体运动1、运动情景：环绕天体绕中心天体作匀速圆周运动，圆心位于中心天体球心（认为中心天体静止）2、动力学分析：引力提供向心力想一想：1、近地卫星和同步卫星有怎样特殊的运动情景？2、放在赤道上的物体与赤道上空的近地卫星有哪些相似点和不同？与同步卫星有哪些相似点和不同？3、通讯卫星为什么是同步卫星？例3、可以发射这样一颗卫星，（）A 其轨道始终与某条不为0的纬度线在同一平面内 B 其轨道始终与某条经度线在同一平面内 C 始终定位在北京上空 D 其周期为24小时，但不在赤道上空要点深化1：环绕天体运动参量与轨道半径的关系想一想：地球的所有卫星中周期最小的是哪种卫星？1假假如如一一做做圆圆周周运运动动的的人人造造地地球球卫卫星星的的轨轨道道半半径径增增加加到到原原来来的的2倍倍，仍仍做做圆圆周运周运动动，则则()A根据公式根据公式vr可知可知卫卫星运星运动动的的线线速度将增大到原来的速度将增大到原来的2倍倍B根据公式根据公式F 可知可知卫卫星所需的向心力将减小到原来的星所需的向心力将减小到原来的1/2C根据公式根据公式F 可知地球提供的向心力将减小到原来的可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4D根根据据上上述述B和和C中中给给出出的的公公式式可可知知，卫卫星星运运行行的的线线速速度度将将减减小小到到原原来来的的例2（07重庆）土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星，都沿近似为圆周的轨道绕土星运动，其参数如表：两卫星相比，土卫十（）A.受土星的万有引力较大B.绕土星做圆周运动的周期较大C.绕土星做圆周运动的向心加速度较大D.动能较大卫星半径(m)卫星质量(kg)轨道半径(m)土卫十 8.90104 2.011018 1.51108 土卫十一 5.70104 5.601017 1.51108 例3（05全国）把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周。由火星和地球绕太阳的周期之比可求得（）A.火星和地球的质量之比B.火星和太阳的质量之比C.火星和地球到太阳的距离之比D.火星和地球太阳运行速度大小之比要点深化2、卫星变轨问题 给作圆运动的卫星加速，卫星将脱离圆轨道作离心运动，轨迹变为椭圆；给作圆运动的卫星减速，卫星将脱离圆轨道作近心运动，轨迹也变为椭圆。使卫星从低圆轨道变轨到高圆轨道要经历两次加速；使卫星从高轨道变轨到低轨道要经历两次减速。D