万有引力定律 天体运动精选PPT.ppt

万有引力定律 天体运动第1页，此课件共13页哦一、万有引力定律万有引力定律1、内容、内容：2、表达式、表达式3、适用范围、适用范围思考：思考：1、设想把物体放到地球中心，则、设想把物体放到地球中心，则此物体此时与地球的万有引力为多少？此物体此时与地球的万有引力为多少？2、设想地球无自转，竖直向下通过、设想地球无自转，竖直向下通过地心把地球钻通。在通过地心的笔直的管道地心把地球钻通。在通过地心的笔直的管道的一端无初速度的放下一物体物体在管道中的一端无初速度的放下一物体物体在管道中将如何运动？通过地心时加速度如何？速度将如何运动？通过地心时加速度如何？速度如何？如何？第2页，此课件共13页哦 二、万有引力的应用二、万有引力的应用1、研究天体运动的方法：、研究天体运动的方法：天体运动天体运动-圆周运动圆周运动-F引引=F向向即：即：GMm/r2=不同情况（条件）选用不同的表达式不同情况（条件）选用不同的表达式mv2/rm2rm42r/T2m42 f 2 rm v第3页，此课件共13页哦2、万有引力、重力、向心力的关系：第4页，此课件共13页哦思考：重力与地面对物体的支持力的合力为思考：重力与地面对物体的支持力的合力为物体的向心力？物体的向心力？万有引力与地面对物体的支持力的合万有引力与地面对物体的支持力的合力为物体的向心力？力为物体的向心力？例例1、有一颗行星在其轨道上用弹簧秤得某物体、有一颗行星在其轨道上用弹簧秤得某物体的重力比在两极称的值少百分之十。该行星的的重力比在两极称的值少百分之十。该行星的自转周期为自转周期为T，万有引力恒量为，万有引力恒量为G。则该行星的。则该行星的密度密度=？第5页，此课件共13页哦3、F引=GMm/r2 的应用：（1）求天体的质量）求天体的质量M由由 GMm/r2=m42r/T2得得 M=42 r 3/G T2（2）测天体的密度）测天体的密度设天体的半径为设天体的半径为R 则则V=4 R3/3=M/V=3 r 3/G T 2 R3 当当R=r时时=3/G T 2如行星的密度为如行星的密度为，近地卫星的周期为，近地卫星的周期为T，则，则对任何行星都有对任何行星都有T 2=3/G 证明：对同一天体的所有卫星T 2/R3=恒量。第6页，此课件共13页哦（3）地球表面的重力加速度）地球表面的重力加速度g（地球半径（地球半径R）v若卫星离地面若卫星离地面h高处，则高处，则v GMm/(R+h)2=mg/g/=GM/(R+h)2v GMm/R2=mg g=GM/R2 g R2=GMv g值随高度的增加而减少。值随高度的增加而减少。v同理在星球表面有同理在星球表面有 g星=GM星/R星2 物体的重力加速度物体的重力加速度g还受地质结构的影响，在埋还受地质结构的影响，在埋藏着密度较大的矿石地区，藏着密度较大的矿石地区，g较大，根据值的较大，根据值的异常现象，可探测地下矿床异常现象，可探测地下矿床-重力探矿。重力探矿。第7页，此课件共13页哦例例2、地核的体积约为整个地球体积的百分、地核的体积约为整个地球体积的百分之十六，地核的质量约为地球质量的百分之之十六，地核的质量约为地球质量的百分之三十四。估算地核的平均密度。（已知地球三十四。估算地核的平均密度。（已知地球表面的重力加速度表面的重力加速度g，地球半径，地球半径R）。）。（4）卫星环绕速度、角速度、周期与环绕）卫星环绕速度、角速度、周期与环绕半径的关系半径的关系例例3、要想发射一颗、要想发射一颗80分钟绕地球一周的人分钟绕地球一周的人造地球卫星，如何发射？造地球卫星，如何发射？第8页，此课件共13页哦4、人造地球卫星：、人造地球卫星：（1）第一宇宙速度）第一宇宙速度v0=7.9km/s 为地球卫星的最小发射速度；环绕地球运为地球卫星的最小发射速度；环绕地球运动的最大环绕速度。动的最大环绕速度。（2）第二宇宙速度）第二宇宙速度v=11.2km/s 挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造卫星的最小发射速度人造卫星的最小发射速度-脱离速度。脱离速度。（3）第三宇宙速度）第三宇宙速度v0=16.7km/s 挣脱太阳引力的束缚，飞到其它宇宙空间的人挣脱太阳引力的束缚，飞到其它宇宙空间的人造卫星的最小发射速度造卫星的最小发射速度-逃逸速度。逃逸速度。第9页，此课件共13页哦（4）人造地球卫星中的超重和失重：）人造地球卫星中的超重和失重：超重超重失重失重:人造地球卫星进入轨道做圆周运动时，人造地球卫星进入轨道做圆周运动时，GMm/r2=F向向 也即为也即为 Mg=F向向 整个卫星处于完全整个卫星处于完全失重状失重状态态发射时向上加速发射时向上加速回收时向下减速回收时向下减速a向上，处于向上，处于超重状态超重状态第10页，此课件共13页哦例例4、地球赤道半径为、地球赤道半径为R，设想使地球自转加，设想使地球自转加快，则当自转角速度快，则当自转角速度 时，赤道的物体时，赤道的物体将漂起来。假如地球自转速度达到赤道上的物将漂起来。假如地球自转速度达到赤道上的物体漂起来（完全失重），那么可估算出地球上体漂起来（完全失重），那么可估算出地球上一天等于一天等于 h.（地球（地球R=6.4 x 106m）。）。例例5、在某星球上，宇航员用弹簧秤称得质量、在某星球上，宇航员用弹簧秤称得质量m为的砝码重力为为的砝码重力为F，乘宇宙飞船在靠近该星球表，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期是面空间飞行，测得其环绕周期是T。根据上述各。根据上述各量，求该星球的质量。量，求该星球的质量。第11页，此课件共13页哦（5）地球同步卫星）地球同步卫星特点：相对地面静止特点：相对地面静止 四个一定：四个一定：A.位置一定：一定在地球赤道的上空，否则不位置一定：一定在地球赤道的上空，否则不同步（为什么？）同步（为什么？）B.周期周期T一定一定（一定）：一定）：T=24小时小时=24x3600s=8.64x104sC.高度高度h一定：一定：h=3.6x104Km.D.速率速率V一定：一定：V =（R+h）=3Km/s第12页，此课件共13页哦 用途：主要用这通讯卫星上；用途：主要用这通讯卫星上；A、作为太空电磁波中转站、作为太空电磁波中转站 B、一颗、一颗 能覆盖能覆盖1/3的地球的面的地球的面积，积，C、三颗卫星可解决全球通讯。、三颗卫星可解决全球通讯。第13页，此课件共13页哦