万有引力与航天.ppt

第六章万有引力定律复习 同学们用5分钟的时间准备 万有引力定律是谁发现的 其内容是什么 公式 常量G是谁测定的 地心说和日心说的代表人及内容 开普勒三大定律的内容 4行星绕太阳做圆周运动的向心力是什么力提供的 关系式怎样 1万有引力定律的内容是什么 自然界中任何两个物体都是相互吸引的 引力的大小跟物体质量的乘积成正比 跟它们的距离的二次方成反比 1 当物体间的距离远大于物体的半径则可把距离当成r 2 两物体是两均质球体时 r是指两球体球心之间的距离 一万有引力定律 万有引力复习 牛顿 2 r 的取值有两种 2卡文迪许的主要贡献是什么 用实验方法测出了万有引力常量 地心说 观点 认为地球是宇宙的中心 地球是静止不动 太阳 月亮及其他行星都绕地球运动 日心说 观点 认为太阳是宇宙的中心 地球 月亮及其他行星都在绕太阳运动 两种学说 二天体运动的结论 托勒密 哥白尼 1 开普勒第一定律 椭圆定律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆 太阳处在所有椭圆的一个焦点上 2 开普勒第二定律 面积定律 对于每一个行星而言 太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积 3 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 开普勒定律 K是与行星无关的常量但与中心天体有关 2a 1太阳与行星的引力 三牛顿的思路 mv2 r man F引 Fn 卫星与行星的运动类似 2月地验证 行星绕太阳做圆周运动的向心力是什么力提供的 万有引力定律章节内容 一天体运动的结论1两种学说 1 地心说2 日心说2开普勒行星运动定律1 轨道定律2 面积定律3 周期定律万有引力定律1发现2表述3G的测定应用1天体质量 密度2发现未知天体3人造卫星 宇宙速度4经典力学的局限性 试试看 1 已知一个质量是0 80kg的球 另一个质量是4 0 10 3kg的球 若两球中心相距4 0 10 2m 则万有引力是多少 试试看 2 两个物体相距为L 相互吸引力大小为F 使其中的一个物体的质量减小为原来的一半 另一个物体的质量减小为原来的1 3 如果保持它们的距离不变 则相互吸引力的大小为 A FB FC FD 6F 试试看 3 要使两物体间的万有引力减小到原来的1 4 下列办法不可采用的是 A 使两物体的质量各减小一半 距离不变B 使其中一个物体的质量减小到原来的1 4 距离不变C 使两物体间的距离增为原来的2倍 质量不变D 使两物体间的距离和质量都减为原来的1 4 试试看 4 下列说法正确的是 A 地球是宇宙的中心 太阳 月亮和其他行星都绕地球运动B 行星绕太阳运动时 太阳在椭圆的一个焦点上C 地球是绕太阳运动的一颗行星D 同一卫星绕不同行星运动 轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等 试试看 5 下面关于行星绕太阳旋转的说法中正确的是 A 离太阳越近的行星周期越大B 离太阳越远的行星周期越大C 离太阳越近的行星的向心加速度越大D 离太阳越近的行星受到太阳的引力越大 试试看 6 我国发射的 嫦娥一号 卫星经过多次加速 变轨后 最终成功进入环月工作轨道 如图所示 卫星既可以在离月球比较近的圆轨道a上运动 也可以在离月球比较远的圆轨道b上运动 下列说法正确的是A 卫星在a上运行的线速度小于在b上运行的线速度B 卫星在a上运行的周期大于在b上运行的周期C 卫星在a上运行的角速度小于在b上运行的角速度D 卫星在a上运行时受到的万有引力大于在b上运行时的万有引力 练习 1 设行星绕恒星的运行轨道是圆 则其运行周期T的平方与其运动轨道半径R的三次方之比为常数 即 那么k的大小 A 只与行星质量有关B 只与恒星质量有关C 与行星及恒星的质量均有关D 与恒星的质量及行星的速率有关 练习 2 下列关于万有引力定律的说法正确的是 A F G中的G是一个比例常数 是没有单位的B 牛顿发现万有引力定律时 给出了万有引力常量值C 太阳对行星间的引力产生行星做圆周运动的向心加速度D 万有引力是普遍存在于宇宙中所有具有质量的物体之间的相互作用 练习 3 下列关于引力常量G的说法 正确的是 A 它是由牛顿计算出来的B 它是由英国物理学家卡文迪许在实验室里测出来的C 它是一个没有意义的常量D 现代对G的测定值G 6 67259 10 11N m2 kg2 练习 4 苹果落向地球 而不是地球向上运动碰到苹果 下列论述中正确的是 A 由于苹果质量小 对地球的引力较小 而地球质量大 对苹果的引力大造成的B 由于地球对苹果有引力 而苹果对地球没有引力造成的C 苹果对地球的作用力和地球对苹果作用力是相等的 由于地球质量极大 不可能产生明显加速度D 以上说法都不正确 练习 5 关于公式F G的说法正确的是 A 公式是以行星绕太阳运动推导出来的 不适合计算地球对人造卫星的吸引力B 公式也适用于计算地球对地面上物体的吸引力C 公式适用于任何两个物体之间相互吸引力的计算 其中r为两物体之间的距离D 公式适用于计算任何两个质点间的相互引力 其中r是两质点间的距离 第二课时 万有引力的应用天体质量 密度2发现未知天体3人造卫星 宇宙速度4经典力学的局限性 求质量 两条思路是 1 任何星体表面近似的万有引力等于重力 可计算星体质量 黄金代换 GM 2g 地球表面的重力加速度 为地球的半径 2 做圆周运动的天体所需要的向心力由万有引力来提供 即 例 在某星球上 宇航员用弹簧秤称得质量m的砝码重量为F 乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行 测得其环绕周期是T 根据上述数据 试求该星球的质量 例2 地球绕太阳公转的角速度为 轨道半径为 月球绕地球公转的角速度为 轨道半径为R2 那么太阳的质量是地球质量的多少倍 宇宙航行 一 宇宙速度1 第一宇宙速度 环绕速度 v1 7 9km s2 第二宇宙速度 脱离速度 v2 11 2km s3 第三宇宙速度 逃逸速度 v3 16 7km s二 同步卫星1 周期T 24h2 卫星轨道平面与地球赤道平面重合 万有引力复习 例 地球半径为R 质量为M 万有引力恒量为G 地球自转周期为T 则同步卫星离地面的高度为 速度为 周期为 关于经典力学要注意的问题 以牛顿运动定律为基础的经典力学只适用于解决低速运动问题 不适用于处理高速运动问题 只适用于宏观物体 一般不适用于微观粒子 只使用于弱引力 而不使用于强引力的情况 例 两颗人造地球卫星质量的比 轨道半径之比 求 1 这两颗卫星运行的周期之比 2 线速度之比 3 角速度之比 4 向心加速度之比 5 向心力之比 例 在1700Km的高空飞行的人造卫星 它的速度多大 运行周期多长 g取10m s2 地球半径R 6400km 例 如图7 4所示 A B C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星 下列说法中正确的是 A B C的线速度相等 且大于A的线速度B B C的周期相等 且大于A的周期C 若C的速率增大可追上同一轨道上的BD B C的向心加速度相等 且大于A的向心加速度 图7 4 例 太阳的半径和地球半径之比是110 1 太阳的平均密度和地球的平均密度之比是1 4 地球表面的重力加速度 9 8m s2 试求太阳表面的重力加速度 一颗人造卫星绕地球作匀速圆周运动 轨道半径为 已知地球的半径为 地面上重力加速度为 则这颗人造卫星的运行周期 两个质量相等的球体 球心相距 时 它们之间的引力为10 8N 若它们的质量都加倍 球心间的距离也加倍 则它们之间的引力为 N 已知