－鲁科版必修2 5.2 万有引力定律的应用 课件（17张）.ppt

5 2万有引力定律的应用 如何利用万有引力定律计算天体的质量和天体的密度 宇宙间一切物体都是相互吸引着的 通常两个物体间的万有引力非常微小 但在天体系统中 由于天体的质量均很大 万有引力就起着决定性的作用 此作用集中体现在如下两个方面 将物体在星球表面所受到的万有引力近似看作等于物体的重力 星球表面的加速度近似看作是由万有引力产生的 天体运动视为匀速圆周运动 万有引力起着向心力的作用 1 求中心天体的质量 以月球绕地球转为例 对月球 一 求天体的质量 对地面上的物体m 2 求天体的质量 所以 中心天体的质量 又 因为 当r r时 二 求天体的密度 中心天体的密度 三 人造地球卫星的规律 1 基本规律 对卫星 2 特殊卫星 1 近地卫星 所有地球卫星运行速度小于7 9km s 周期大于1 4小时 对卫星 所以 三 人造地球卫星的规律 2 同步卫星 通信卫星 所以h 3 6x104km 是定值 周期t是定值 即 轨道半径r 高度h 是定值 所以 对卫星 2 特殊卫星 1 近地卫星 三 人造地球卫星的规律 同步卫星的r h t v 都是定值 2 同步卫星 通信卫星 2 特殊卫星 1 近地卫星 三 人造地球卫星的规律 同步卫星在赤道正上方 因为同步卫星相对地面某点的 同步卫星的r h t v 都是定值 位置保持不变 所以轨道平面与赤道重合 发射3颗等距分布的通信卫星几乎可以实现全球通信 第99页 1 卫星的轨道中心一定在地球的中心 3 卫星的轨道不可能始终与某一经度线在同一平面上 2 卫星的轨道不可能与某一纬度线 赤道除外 在同一平面上 说明 四 卫星的发射原理 书本 第96页 五 三大宇宙速度 发射速度 1 第一宇宙速度 环绕速度 发射卫星的最小速度 1 推导 对卫星 所以 所以 方法1 方法2 对卫星 区别 卫星的运行速度和发射速度 2 第一宇宙速度的物理意义 1 第一宇宙速度 环绕速度 近地卫星的正常运行速度 发射卫星的最小速度 说明 发射高度越高 轨道半径越大 的卫星 其发射速度越大 五 三大宇宙速度 发射速度 v1 7 9km s 1 第一宇宙速度 环绕速度 v1 7 9km s 五 三大宇宙速度 发射速度 2 第二宇宙速度 脱离速度 v2 11 2km s 3 第三宇宙速度 逃逸速度 v3 16 7km s 物理意义 第97页 六 黄金替换 gm gr2 对地面上的物体m 所以 物理意义 第97页 七 预测未知天体 书本 第99页 练习 土星周围有美丽壮观的 光环 组成环的颗粒是大小不等 线度从1 m到10m的岩石 尘埃 类似于卫星 它们与土星中心的距离从7 3 104km延伸到1 4 105km 已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h 引力常量为6 67 10 11nm kg2 则土星的质量约为 估算时不考虑环中颗粒间的相互作用 a 9 0 1016kg b 6 4 1017kg c 9 0 1023kg d 6 4 1026kg 解 所以 对外缘颗粒有 练习 土星周围有美丽壮观的 光环 组成环的颗粒是大小不等 线度从1 m到10m的岩石 尘埃 类似于卫星 它们与土星中心的距离从7 3 104km延伸到1 4 105km 已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h 引力常量为6 67 10 11nm kg2 则土星的质量约