《万有引力复习》PPT课件.ppt

第六章 万有引力定律 复习,一、行星的运动,1.地心说和日心说,开普勒第一定律 （轨道定律）,开普勒第二定律 （面积定律）,2.开普勒三定律,开普勒第三定律 （周期定律）,所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。,二、万有引力定律内容,1.内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大小与它们的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。,万有引力,3.引力常量：G=6.671011Nm2/kg2，数值上等于两个质量均为1kg的物体相距1米时它们之间的相互吸引力。,2.公式:,F=Gm1m2/r2,二、万有引力定律内容,4.万有引力的适用条件：,(3)若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力。,(1)适用于质点,(2)当两物体是质量分布均匀的球体时,式中r指两球心间的距离.,7.万有引力与重力,O,O1,忽略地球自转可得：GMm/R2=mg,例.设地球的质量为M，赤道半径R，自转周期T，则地球赤道上质量为m的物体所受重力的大小为？（式中G为万有引力恒量）,GMm/R2-42mR/T2,7.万有引力定律的应用,(1)“天上”：万有引力提供向心力,（2）“地上”：万有引力近似等于重力,应用,重要的近似：,（3）有用结论：,注意：在本章的公式运用上，应特别注意字母的规范、大小写问题；应区分中心天体、环绕天体；球体半径、轨道半径等问题。,1.解决天体问题的两条思路：,万有引力提供向心力 ：,重力等于其所受的万有引力：,F引=F向,F引=G重,研究天体绕行运动应用公式： F引=F向,研究天体表面重力加速度的应用公式： F引=G重,例.（全国高考题）已知地球半径约为6.4106m，又知月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动，则可估算出月球到地心的距离约为_m。（结果保留一位有效数字）,（提示：T月=27天）r=4 108m,例.（北京春招）两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点作周期相同的匀速圆周运动，现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求两星的总质量。,例.宇航员站在一星球表面上的某高处，以初速度V0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t，球落到星球表面，小球落地时的速度大小为V. 已知该星球的半径为R，引力常量为G ，求该星球的质量M。,解：小球做平抛运动如图，则有：,设该星球某近地卫星质量为m，其重力近似等于万有引力：,由以上两式得该星球的质量：,人造卫星,三、人造卫星及宇宙速度,1.人造卫星,在地球上抛 出的物体，当 它的速度足够 大时，物体就 永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星。简称人造卫星。,三、人造卫星及宇宙速度,2.人造卫星的运动规律,人造卫星运动近似看做匀速圆周运动，卫星运动所需要的向心力就是它所受的万有引力。即：万有引力提供向心力。,三、人造卫星及宇宙速度,3.人造卫星的运动规律推导,由,4.半径与线速度、角速度、周期 、向心加速度的关系,例.两颗人造卫星A、B绕地球作圆周运动，周期之比为TA：TB=1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（ ）,（RA：RB=1：4；VA：VB=2：1）,例 :用m表示地球通讯卫星（同步卫星）的质量，h表示它离开地面的高度，R0表示地球的半径，g0表示地面处的重力加速度，0表示地球自转的角速度，则通讯卫星所受的地球对它的万有引力的大小为 ,分析 人造卫星所受地球的万有引力即为卫星的重力，也就是，卫星绕地运转(视为匀速率圆周运动)所需要的向心力,5.宇宙速度,(1)第一宇宙速度：V=7.9km/s,(2)推导：,所以 第一宇 宙速度 又叫最小发射速度，最大环绕速度。,第一宇宙速度： V1=7.9km/s （地面附近、匀速圆周运动）,V1=7.9km/s,如果人造地球卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运动的轨迹是椭圆。,(3)第二宇宙速度：当物体的速度大于或等于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不在绕地球运行。我们把这个速度叫第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。,(4)第三宇宙速度：如果物体的速度等于或大于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。我们把这个速度叫第三宇宙速度。,三、同步卫星（通讯卫星）,1.特点：,同步卫星,四、同步卫星（通讯卫星）,定周期（频率、转速）（与地球自转的周期相同，即T=24h） 定高度（到地面的距离相同，即h=3.6107m）,1.特点：,同步卫星,定在赤道的正上方某点（相对于地球静止）。 定线速度大小（即V=3.0 103m/s）,定角速度（与地球自转的角速度大小）,定向心加速度大小,不同点：由于各国发射的同步卫星质量一般不同，所以它们受到的向心力的大小一般不同。,卫星的几个疑难问题解析：,1.卫星绕地球运动的向心加速度和物体随地球自转的向心加速度,2.环绕速度与发射速度,3.卫星的超重和失重,同步卫星,近地卫星,月球,近地卫星、同步卫星、月球三者比较,关于人造地球卫星及其中物体的超重、 失重问题，下列说法正确的是（ ） A.在发射过程中向上加速时 产生超重现象 B.在降落过程中向下减速时产 生失重现象 C.进入轨道时作匀速圆周运动， 产生失重现象 D.失重是由于地球对卫星内物 体