曲线运动,万有引力与航天.ppt

课时4 万有引力与天体运动,梳理知识 突破难点,课前自主学习,注意：在太阳系中，比例系数k是一个与行星无关的常量，但不是恒量，在不同的星系中，k值不相同，k值与中心天体有关 该定律不仅适用于行星，也适用于其他天体如对绕地球飞行的卫星来说，它们的k值相同与卫星无关,基础自测 某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图1所示，F1、F2是椭圆轨道的两个焦点，太阳在焦点F1上，A、B两点是F1、F2连线与椭圆的交点已知A点到F1的距离为a，B点到F1的距离为b，则行星在A、B两点处的速率之比多大？,要点深化 1普遍性：任何客观存在的物体间都存在着相互作用的吸引力，即“万有引力” 2相互性：两物体间的万有引力是一对作用力和反作用力，它们的大小相等、方向相反，分别作用在两个物体上 3宏观性：在通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的星体间或天体与天体附近的物体间，它的存在才有实际的物理意义，故在分析地球表面的物体受力时，不考虑地面物体间的万有引力，只考虑地球对地面物体的万有引力,基础自测 两个质量均为M的星体，其连线的垂直平分线为HN，O为其连线的中点，如图2所示，一个质量为m的物体从O沿OH方向运动，则它受到的万有引力大小变化情况是( ) A一直增大 B一直减小 C先减小，后增大 D先增大，后减小,解析：在点O时，两星体对质量为m的物体的引力大小相等，方向相反，其合力为零，沿OH移至无穷远时，两星体对m的引力为零，合力为零，m在OH连线上时，受到的引力合力沿OH指向O. 答案：D,师生互动 规律总结,课堂讲练互动,例1 飞船以半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T.如果飞船要返回地面，可在轨道的某一点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图3所示，如果地球半径为R0，求飞船由A点到B点所需要的时间,题后反思 开普勒三定律虽然描述的是行星的运动规律，同样适用于卫星的运动规律，在第三定律的应用中，只是k值不同,(2)开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立经测定月地距离为3.84108 m，月球绕地球运动的周期为2.36106 s，试计算地球的质量M地(G6.671011 Nm2/kg2，结果保留一位有效数字),分析 设想中子星赤道处有一小块物质，只有当它受到的万有引力大于或等于它随星体运动所需的向心力时，中子星才不会瓦解,答案 1.271014 kg/m3,A密度 B质量 C半径 D自转周期,答案：A,A108 m/s2 B1010 m/s2 C1012 m/s2 D1014 m/s2,答案 C,变式31 近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2.设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2，则( ),答案：B,感悟真题 检验技能,随堂巩固训练,1(2011江苏单科)一行星绕恒星做圆周运动由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v，引力常量为G，则( ),答案：ACD,2最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运动一周所用的时间为1200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可以求出的量有( ) A恒星质量与太阳质量之比 B恒星密度与太阳密度之比 C行星质量与地球质量之比 D行星运行速度与地球公转速度之比,答案：AD,A0.2 g B0.4 g C2.5 g D5 g,答案：B,4天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星双星系统在银河系中很普遍利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量(引力常量为G),5太阳距银河系中心约2.5104光年(天文学中表示距离的单位，即物体以光速运行一年的距离)，太阳绕银河系中心的运动可以视为匀速圆周运动，运动周期约为1.7108年，太