第二节万有引力定律的应用精选PPT.ppt
《第二节万有引力定律的应用精选PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二节万有引力定律的应用精选PPT.ppt(32页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第二节万有引力定律的应用第1页,本讲稿共32页 若月球绕地球做匀速圆周运动,其周期若月球绕地球做匀速圆周运动,其周期为为T,已知月球到地心距离为,已知月球到地心距离为r,地球的半径,地球的半径为为R。如何通过这些条件,应用万有引力定。如何通过这些条件,应用万有引力定律计算地球质量和密度?律计算地球质量和密度?(月球绕地球做匀速圆周(月球绕地球做匀速圆周运动是什么力提供向心力运动是什么力提供向心力?)?)一、中心天体质量一、中心天体质量或密度的估算或密度的估算第2页,本讲稿共32页【解】【解】【解】【解】万有引力提供月球圆万有引力提供月球圆周运动的向心力,则:周运动的向心力,则:月球绕地球运动的
2、周期月球绕地球运动的周期月球与地球之间的距离月球与地球之间的距离第3页,本讲稿共32页 如果月球绕地球转动的周期不知,已如果月球绕地球转动的周期不知,已知地球的半径知地球的半径R和地球表面的重力加速度和地球表面的重力加速度g,能否求出地球的质量和密度?,能否求出地球的质量和密度?解:将物体在地球表面所受到的万有引力近似看作等于物体的重解:将物体在地球表面所受到的万有引力近似看作等于物体的重力。地球表面的加速度近似看作是由万有引力产生的。则:力。地球表面的加速度近似看作是由万有引力产生的。则:第4页,本讲稿共32页 同样的道理:同样的道理:如果已知卫星绕行星(或行星绕中心天体)运动的周期和卫如果
3、已知卫星绕行星(或行星绕中心天体)运动的周期和卫星与行星(或行星与中心天体)之间的距离,也可以算出行星(或中心天体)星与行星(或行星与中心天体)之间的距离,也可以算出行星(或中心天体)的质量。的质量。rMm环绕天体环绕天体中心天体中心天体 测出卫星围绕天体做匀速圆周运动的半径测出卫星围绕天体做匀速圆周运动的半径r和周期和周期T(式中(式中r卫星轨道半径,卫星轨道半径,R天体半径)天体半径)(当卫星绕天体表面运动时,轨道半径(当卫星绕天体表面运动时,轨道半径r与天体半径与天体半径R相等)相等)第5页,本讲稿共32页【例例例例题题题题】把把地地球球绕绕太太阳阳公公转转看看作作是是匀匀速速圆圆周周运
4、运动动,轨轨道道半半径径约约为为1.51011km,已已知知引引力力常常量量G=6.671011 Nm2/kg2,则则可可估算出太阳的质量约为估算出太阳的质量约为 kg。解:解:解:解:地球绕太阳运动周期地球绕太阳运动周期:T=365246060=3.15107s地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。【提示】【提示】【提示】【提示】解题时经常需要引用一些常数,如地球自转周期、月球解题时经常需要引用一些常数,如地球自转周期、月球解题时经常需要引用一些常数,如地球自转周期、月球解题时经常需要引用一些常数,如地球自转周期、月球公转周期等。应注
5、意挖掘使用。公转周期等。应注意挖掘使用。公转周期等。应注意挖掘使用。公转周期等。应注意挖掘使用。第6页,本讲稿共32页分析天体运动的两个分析天体运动的两个基本思路基本思路1.天体运动视为圆周运动,万有引力充当着向心力的作用天体运动视为圆周运动,万有引力充当着向心力的作用2.将物体在行星表面所受到的万有引力近似看作等于物体的将物体在行星表面所受到的万有引力近似看作等于物体的重力。行星表面的加速度近似看作是由万有引力产生的。重力。行星表面的加速度近似看作是由万有引力产生的。应用时根据实际情况选用相应的公式进行分析。应用时根据实际情况选用相应的公式进行分析。第7页,本讲稿共32页练习练习1:天文学家
6、新发现太阳系外的一刻行星。这颗行星的天文学家新发现太阳系外的一刻行星。这颗行星的体积是地球的体积是地球的4.7倍,质量是地球的倍,质量是地球的25倍。已知某一近地卫倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为星绕地球运动的周期约为1.4小时,引力常数小时,引力常数G=6.671011 Nm2/kg2,由此估算该行星的平均密度。,由此估算该行星的平均密度。解:设地球的质量为解:设地球的质量为M,近地卫星的质量为,近地卫星的质量为m,地球半径为,地球半径为R。由万有引力定律有:由万有引力定律有:联立联立 式解得:式解得:由题意可知该行星的密度由题意可知该行星的密度第8页,本讲稿共32页练习2:在某星球
7、上,宇航员用弹簧测力计测得质量为在某星球上,宇航员用弹簧测力计测得质量为m的砝的砝码所受重力为码所受重力为F,若乘宇宙飞船在靠近星球表面空间飞行,若乘宇宙飞船在靠近星球表面空间飞行,测得其环绕周期为测得其环绕周期为T,根据以上数据,试求该星球的质量。,根据以上数据,试求该星球的质量。解:设星球表面的引力加速度为解:设星球表面的引力加速度为g,因质量为,因质量为m的砝码在星球的砝码在星球表面的重力为表面的重力为F,则,则第9页,本讲稿共32页二二.预测未知天体预测未知天体海王星的发现海王星的发现 万万有有引引力力对对研研究究天天体体运运动动有有着着重重要要的的意意义义。海海王王星星、冥冥王王星星
8、就就是是根根据据万万有有引引力力定定律律发发现现的的。在在18世世纪纪发发现现的的第第七七个个行行星星天天王王星星的的运运动动轨轨道道,总总是是同同根根据据万万有有引引力力定定律律计计算算出出来来的的有有一一定定偏偏离离。当当时时有有人人预预测测,肯肯定定在在其其轨轨道道外外还还有有一一颗颗未未发发现现的的新新星星。后后来来,亚亚当当斯斯和和勒勒维维列列在在预预言言位位置置的的附附近近找找到到了了这这颗颗新新星星(海海王王星星)。后后来来,科科学学家家利利用用这这一一原原理理还还发发现现了了太太阳阳系系的的第第9颗颗行行星星冥冥王王星星,由由此此可可见见,万万有有引引力力定定律律在在天天文文学
9、学上的应用,有极为重要的意义。上的应用,有极为重要的意义。第10页,本讲稿共32页20062006年年8 8月月2424日上午国际天文学联合会大会日上午国际天文学联合会大会投票决投票决定不再将传统九大行星之一的冥王星视为行星,而将定不再将传统九大行星之一的冥王星视为行星,而将其列入其列入“矮行星矮行星”。大会通过的决议规定。大会通过的决议规定将行星定义将行星定义范围限制在太阳系之内。规定范围限制在太阳系之内。规定“行星行星”指的是围绕太阳指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、并且能够清除其轨道附近其他物体的天体。这些天体包
10、并且能够清除其轨道附近其他物体的天体。这些天体包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,它们都是在王星,它们都是在19001900年以前被发现的。而同样具有足年以前被发现的。而同样具有足够质量、呈圆球形,但不能清除其轨道附近其他物体的够质量、呈圆球形,但不能清除其轨道附近其他物体的天体称为天体称为“矮行星矮行星”,冥王星所处的轨道在海王星之外,冥王星所处的轨道在海王星之外,属于太阳系外围的柯伊伯带,这个区域一直是太阳系小属于太阳系外围的柯伊伯带,这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞生的地方。冥王星由于其轨道与海王星的行星和彗星诞生的地
11、方。冥王星由于其轨道与海王星的轨道相交,不符合新的行星定义,因此被自动降级为轨道相交,不符合新的行星定义,因此被自动降级为“矮行星矮行星”.”.第11页,本讲稿共32页第二节第二节 万有引力定律的应用(二)万有引力定律的应用(二)人造卫星和宇宙速度人造卫星和宇宙速度第12页,本讲稿共32页 抛出的石头会落地,为什么卫星、月亮没有抛出的石头会落地,为什么卫星、月亮没有落下来?卫星月亮没有落下来必须具备什落下来?卫星月亮没有落下来必须具备什么条件?么条件?问题:问题:牛顿的思考与设想:牛顿的思考与设想:抛出的速度抛出的速度v越大时,落地点越大时,落地点越远,速度不断增大,将会出越远,速度不断增大,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第二 万有引力定律 应用 精选 PPT
限制150内