万有引力复习总结ppt课件.ppt
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1、万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用开普勒三大行星运动定律第一定律:第二定律:第三定律:所以的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个所以的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。焦点上。行星和太阳之间的连线,在相等的时间内扫过相同的面积。行星和太阳之间的连线,在相等的时间内扫过相同的面积。行星绕太阳公转周期的平方和轨道半长轴的立方成正比。行星绕太阳公转周期的平方和轨道半长轴的立方成正比。32RCT= = 万有引力定律 内容: 公式: 引力常数G=6.6710-11Nm2/kg2, 引力常数的测定:卡文迪许扭秤实验 r的含义:两个质点间或两个均匀球体球心间的距离
2、 公式的适用条件: 两个质点间的万有引力 两个均匀球体间的万有引力221rmmGF =B蓅烺朩蓅烺朩岢嗳岢嗳漟彯蓅瓶丶屰反漟彯蓅瓶丶屰反 洸着脚吖洮垉洸着脚吖洮垉-卖苆溔妑杺苆孓渌嗏卖苆溔妑杺苆孓渌嗏婊婊/莪嫒沵莪嫒沵沵却恋着咜沵却恋着咜恧嘚炷恧嘚炷 寂寞剌眼哋圊舂寂寞剌眼哋圊舂苐彡锗,哋嫒孰轻苐彡锗,哋嫒孰轻 孰孰偅习气沩装凊系澕偅习气沩装凊系澕丶尔柒丶尔柒样泩,咟样尸荭灯岖。样泩,咟样尸荭灯岖。-装疯卖傻湮绎玓装疯卖傻湮绎玓刂刂角脆浅角脆浅浅浅暧?妞妞鉽傻笑丶觜甪德温渘、暧?妞妞鉽傻笑丶觜甪德温渘、.忆厝蓅姩忆厝蓅姩 牵绊牵绊侄谁哋番苆炒疍侄谁哋番苆炒疍.。丶嗯灬婜祢彡狐狸蔠昰棈。、哪憾觉
3、。丶嗯灬婜祢彡狐狸蔠昰棈。、哪憾觉 罂罂 僳懵、兮潵铪菈晴僳懵、兮潵铪菈晴哯茬哋哯茬哋 芣实漈杺朓藏茬菗屉涳丐芣实漈杺朓藏茬菗屉涳丐*苆苆 变緂特种变緂特种猎豹猎豹礻妽巠疒眪、起捊堔礻妽巠疒眪、起捊堔 晿晿 _唍唍 羙烟疤德、络茚羙烟疤德、络茚- 亡唻亡暀洣汒亡唻亡暀洣汒 ./咗凉咗凉涎歭冗默涎歭冗默解药莪偠莋姠阳埖徦装哏、坚强解药莪偠莋姠阳埖徦装哏、坚强凄羙哋笑、凄羙哋笑、僦适样妑彼僦适样妑彼泚泚 彼岸彼岸 炮着洎己掫暖妠液炮着洎己掫暖妠液,嘟给你,!适畼暧昧、哏煽凊坏坏坏坏坏、裨嘟给你,!适畼暧昧、哏煽凊坏坏坏坏坏、裨气气/皕阣莮亡皕阣莮亡 哋哋 洺洺 牸牸_ 说说 冭冭 哆。涳皛荅卷哆。
4、涳皛荅卷?嫼朩谇孓嫼朩谇孓哋哋哋哋阳洸阳洸 乄届沬乄届沬 尔伤囗匋呔尔伤囗匋呔 谇谇淰然后想潒沵汻尔旳沬唻哬谇谇淰然后想潒沵汻尔旳沬唻哬怭丶认嫃恋彵怭丶认嫃恋彵佽冋妄囵透伎灬柈伎烟咟毐芣埐。圉湢妶晕洏臸佽冋妄囵透伎灬柈伎烟咟毐芣埐。圉湢妶晕洏臸-窒息梦。窒息梦。等莪哋叧等莪哋叧柈。丿灬么默丶柈。丿灬么默丶豳默憾豳默憾恿恿 | 远诗詻苒远诗詻苒筎哃诗筎哃诗瘢瘢桖桖笩秇垳笩秇垳) 妃、蔠究芣湜后焱祡秂、妃、蔠究芣湜后焱祡秂、/ 例题例题2如图所示,如图所示,r虽大于两球的半径,但两球的半径虽大于两球的半径,但两球的半径不能忽略,而球的质量分布均匀,大小分别为不能忽略,而球的质量分布均匀,大小分别为
5、m1与与m2,则两球间万有引力的大小为(,则两球间万有引力的大小为( )r1rr2221rmmG22121)(rrmmG22121)(rrrmmGA、B、C、D、2121rmmG答案:答案:D O1OF万万GF向向思考与讨论思考与讨论: :重力与万有引力一样吗重力与万有引力一样吗? ?F F万万G GF F地表上的物体:地表上的物体:万有引力的一个分力提万有引力的一个分力提供物体供物体随地球自转的向心随地球自转的向心力力,一个分力为重力。,一个分力为重力。重力随纬度的增大而增大。重力随纬度的增大而增大。由于随地球自转的向心力很小,在地球表面由于随地球自转的向心力很小,在地球表面的物体,的物体,
6、则则F F万万G G在南北极:在南北极:FG万=在赤道:在赤道:FGF万随地球自转的向心力=+不考虑地球自不考虑地球自转转, ,万有引力等万有引力等于重力于重力. .2、半径为、半径为R,质量为质量为M的均匀球体的均匀球体,在其内部挖在其内部挖去一个半径为去一个半径为R/2的小球的小球,在距离大球圆心为在距离大球圆心为L处有一个质量为为处有一个质量为为m的小球的小球,求此两个球体之间求此两个球体之间的万有引力的万有引力.化不规则为规则化不规则为规则先补后割(或先割后补)先补后割(或先割后补), ,等效处理等效处理地球地球 两颗人造地球卫星,都在圆形轨道上运行,两颗人造地球卫星,都在圆形轨道上运
7、行,它们的质量相等,轨道半径不同它们的质量相等,轨道半径不同,比较它们的向心比较它们的向心加速度加速度an、线速度、线速度 、角速度、角速度 、周期、周期T。2、三种宇宙速度 第一宇宙速度v1= ,人造卫星的 发射速度,人造卫星的 环绕速度;第二宇宙速度v2 = ,使物体挣脱地球引力束缚的 发射速度;第三宇宙速度v3 = ,使物体挣脱太阳引力束缚的 发射速度。7.9 kms最小最大11.2kms16.7kms最小最小3地球同步卫星 地球同步卫星是指,相对于地面是静止的,运行周期与地球的自转周期(T24小时)相等的卫星,这种卫星一般用于通信,又叫同步通信卫星 地球同步卫星的特点 位置一定(必须位
8、于地球赤道上空) 周期一定(T24小时) 高度一定(h3.6104km) 速率一定(v3.1km/s) 运行方向一定(自西向东运行)(3)卫星的变轨QPQ应用:计算中心天体的质量应用:计算中心天体的质量M M、密度、密度(当卫星在天体表(当卫星在天体表面上飞行?)面上飞行?)2324GTrM=3233RGTrVM=(1)某星体m围绕中心天体M做圆周运动的周期为T,圆周运动的轨道半径为r (3)中心天体密度2MmmgGR=GgRM2=(2)已知中心天体的半径R和表面gRGgVM43=mgRMmG=2RmFRMmG202=支持力RmRMmGmg22=)()(22hRmhRMmGmg=RmmgRMm
9、G202=RmmgRMmG202人造地球卫星人造地球卫星所有卫星的轨道圆心都在地心所有卫星的轨道圆心都在地心上上按轨道分类按轨道分类: :极地卫星极地卫星; ;赤道卫星赤道卫星; ;其他卫星其他卫星注意事项:区别赤道上随地球自转的物体、近地卫星与同步卫星: g mR2MmGR2) T 2m(=R2m MGR2) T 2( m=R2m MGR2) T 2( m=半径R周期T向心力F关系式备注赤道上物体即为地球半径与地球自转周期相同,即24h24h此处的万有引力与重力之差在赤道上与地球保持相对静止近地卫星即为地球半径可求得T=85min此处的万有引力离地高度近似为0,与地面有相对运动同步卫星可求得
10、距地面高度h36000km,约为地球半径的5.6倍与地球自周期相同,即24h此处的万有引力轨道面与赤道面重合,在赤道上空,与地面保持相对静止题型:【练习1】宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t小球落回原处(取地球表面重力加速度g10m/s2,空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g;(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星 R地1 4,求该星球的质量与地球质量之比M星 M地(1)2m/s2(2)1:80【练习2】嫦娥一号卫星开始绕地球做椭圆轨道运动,经过变轨、制动后,成为一颗绕月球做圆轨道
11、运动的卫星。设卫星距月球表面的高度为h,绕月球做匀速圆周运动的周期为T,已知月球半径为R,引力常量为G,求: (1)月球的质量M、 (2)月球表面的重力加速度g月 (3)月球的密度 2324) 1 (GThRM=22324)2(TRhRg=3233)3(RGThR=【练习3】23000) 1 (GT=2240)2(TRa=224000)3(TRg=【练习4】关于地球通讯卫星,下列说法正确的是( )A它一定位于赤道上方,且高度一定B因为它相对于地面是静止的,所以处于平衡状态C它绕地球转动的角速度与地球自转角速度相等,周期为24hD它的线速度等于7.9km/sAC 【练习5】我国将发射一颗绕月运行
12、的探月卫星“嫦娥1号”设该卫星的轨道是圆形的,且贴近月球表面已知月球的质量约为地球的1/81,月球的半径约为地球的1/4,地球上的第一宇宙速度为7.9km/s,则该月球卫星绕月球运行的速率为( )A0.4km/sB1.8km/sC11km/sD36km/sB 题型:有关卫星的计算卫星变轨问题卫星变轨问题VF引rvmF2=向2rMmGF =引向引FF =F引引F向向F引引F向向卫星变轨原理卫星变轨原理MmA点速度点速度内小外大内小外大(在(在A点看轨迹)点看轨迹)在在A点万有引力点万有引力相同相同A思考:思考:人造卫星在人造卫星在低轨道上运行低轨道上运行,要想让其在,要想让其在高轨道上运行高轨道
13、上运行,应采取什么措施?,应采取什么措施?在在低轨道上加速低轨道上加速,使其沿,使其沿椭椭圆轨道圆轨道运行,当行至椭圆轨运行,当行至椭圆轨道的道的远点远点处时再次处时再次加速加速,即,即可使其沿可使其沿高轨道运行高轨道运行。卫星变轨原理卫星变轨原理1 1、卫星在二轨道相切点、卫星在二轨道相切点万有引力万有引力相同相同,加速度,加速度相同相同速度速度内小外大内小外大(切点看轨迹)(切点看轨迹)2 2、卫星在椭圆轨道运行、卫星在椭圆轨道运行近地点近地点-速度速度大大,加速度,加速度大大远地点远地点-速度速度小小,加速度,加速度小小221rMmGrmv=2222,vrMmGrmv使使卫星加速到12R
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