万有引力及其应用.ppt

圆周运动圆周运动 万有引力万有引力 3、万有引力 第3章 （1）基本规律 中心天体M 环绕天体 地面物体 研究对象：环绕天体m 中心天体 环绕天体 模型：圆 基本规律 对于 环绕天体 对于 中心天体 中心天体 环绕天体 研究对象： 地面物体m 考虑：自转 你会求赤道上物体的重力吗？ 不考虑：自转 中心天体 黄颜色平面是地面上物体 围绕地球转动的轨道平面 。O才是轨迹的圆心。 所以万有引力必须提供的 一个分力作为物体做圆周 运动的向心力。重力则是 万有引力的另一个分力。 由公示可知，纬度越低向 心力越大，重力越小。 已知地球的半径R,自转周期T,地 球表面的重力加速度g, 环绕地球 表面做圆周运动的卫星的速度为 v,万有引力常量为G，求地球的 质量和密度. 练习4.已知地球质量为M,半径为R,自转周期 为T,万有引力常量为G,试求: (1)赤道上的物体随地球自转的向心加速度a1 (2)在地球表面附近绕地球做匀速圆运动的卫 星的加速度a2 (3)距地面高h处绕地球做匀速圆周运动的卫 星的加速度a3 （09年四川卷）据报道，2009年4月29日，美国 亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太阳系其它 行星逆向运行的小行星，代号为2009HC82。该小 行星绕太阳一周的时间为3.39年，直径23千米 ，其轨道平面与地球轨道平面呈155的倾斜。假 定该小行星与地球均以太阳为中心做匀速圆周运动 ，则小行星和地球绕太阳运动的速度大小的比值为 圆周运动圆周运动 万有引力万有引力 3、万有引力 第3章 （2）人造卫星 人造卫星 在图中的轨道中，你认为一定不是人造地球 卫星的运行轨道是哪条？为什么？你能总结 人造地球卫星的轨道共同点吗？ M m 设两人造地球卫星的质量比为1:2，到地球 球心的距离比为1:3，则它们的： A周期比为3:1 B线速度比为1:3 C向心加速度比为1:9 D向心力之比为1:18 2、（2004上海）火星有两颗卫星，分别是火 卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆，已知火 卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30 小时18分，则.两颗卫星相比 （ ） A、 卫一距火星表面较近 B、火卫二的角速度较大 C、火卫一的运动速度较大 D、火卫二的向心加速度较大 AC 图中虚线1、2、3、4是卫星运行的轨迹，1、2 、3为在近地面发射卫星的轨迹（1为近似平抛、2 为圆、3为椭圆），4为高空绕地球做圆周运动卫 星轨迹。若不计大气阻力的影响，下面关于这些轨 迹叙述正确的是 A若卫星运行的轨迹为1，说 明卫星“发射速度”大于7.9km/s B若卫星运行的轨迹为3，说 明卫星“发射速度”大于7.9km/s C若卫星运行的轨迹为2，说 明卫星“运行速度”大于7.9km/s D若卫星运行的轨迹为4，说 明卫星“运行速度”大于7.9km/s 椭圆 离开 地球 离开 太阳系 1、第一宇宙速度： 7.9km/s造地球卫星在地面发 射所必须具有的最小速度，又叫做又叫环绕速度 2、第二宇宙速度：当卫星的发射速度大于或等 于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的吸引，不再 绕地球运行。又叫脱离速度。 3、第三宇宙速度：当卫星的发射速度大于或等于 16.7km/s，物体就摆脱了太阳引力的束缚，飞到太 阳系以外的宇宙空间去。又叫逃逸速度。 同步卫星 什么是同步卫星？有何特点？ 与地表保持相对静止，具有相同的周期 24h 都在赤道平面 具有相同高度（h=5.6R） 已知地球半径为R=6.4106m，g=10m/s2，估算 同步卫星的高度.(结果只保留2位有效数字) 练习2. 在地球上空有许多同步卫星,下面说法中 正确的是 A.它们的质量可能不同 B.它们的速度和向心加速度大小可能不同 C.它们离地心的距离可能不同 D.它们的速度一定大于7.9km/s. E.它们的加速度一定小于9.8m/s2. F.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角 速度大 G.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速 度大小相等 【AF】 圆周运动圆周运动 万有引力万有引力 3、万有引力 第3章 （3）人造卫星的变轨问 题 3、卫星的变轨问题 做圆周运动 做向心运动 做离心运动 P Q 1 2 3 提 供 力 需 要 力 1、在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球做匀速圆周运 动，每到太阳活动期，由于受太阳的影响，地球大气层的 厚度开始增加，而使得部分垃圾进入大气层，开始做靠近 地球的向心运动，产生这一结果的原因是 A、由于太空垃圾受到地球引力减小而导致的 B、由于太空垃圾受到地球引力增大而导致的 C、由于太空垃圾受到空气阻力减速，使得地球引力大于 了太空垃圾做圆周运动所需的向心力而导致的 D、地球的引力提供了太空垃圾做匀速圆周运动所需的向 心力，故产生向心运动的结果与空气阻力无关 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然 后经点火,使其沿椭圆轨道2运行。最后再次点火，将卫星 送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切 于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下 说法正确的是 A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率. B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度. C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经 过Q点的加速度. D.卫星在轨道2上经过P点时的速度 小于它在轨道3上经过P点时的速度. P Q 1 2 3 由开普勒第3定律,所有卫星的椭圆轨道的半 长轴的三次方跟运行周期的平方的比值都相 等。已知地球表面附近的重力加速度为g，地 球的半径为R，星在轨道3的周期为T。求卫 星在轨道2上从远地点P运动到近地点Q所需 要的时间 0.18天 P Q 1 2 3 圆周运动圆周运动 万有引力万有引力 3、万有引力 第3章 （4）双星问题 在天体运动中，将两颗彼此距离较近 的恒星称为双星.它们围绕两星球连线 上的某一点作圆周运动.由于两星间的 引力而使它们在运动中距离保持不变. 已知两星质量分别为M1和M2，相距L ，求它们各自的环绕半径和角速度. 变式.我们的银河系的恒星中大约四分之一是双 星.某双星由质量不等的星体S