公开课万有引力复习.ppt

万有引力天体运动复习课,学习目标,1.能否构建出本章的知识体系？2.能否写出本章的核心公式和所能归结出的公式？,一、行星的运动,二、万有引力定律内容及应用,三、人造卫星及宇宙速度,本章知识结构,核心线索可以归结给下列公式,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。,当堂训练1：有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为。,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。,2.公式:,F=Gm1m2/r2,3.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。,当堂训练2：两个大小相同的实心小铁球紧紧地靠在一起，它们之间的万有引力为F，若两个半径为小铁球半径2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为.,16F,三、万有引力的应用,1.万有引力与重力,当堂训练3：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/T2,2.万有引力应用规律总结,(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,3.天体运动：,测天体质量和密度：,设r指轨道半径，R指恒星的半径,一般解题思路：1.一般只能求出中心天体质量及密度。2.应知道球体体积公式及密度公式。3.注意黄金代换式的运用。4.注意隐含条件的使用，比如近地飞行等。没有环绕天体可假设。,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。,当堂训练4.（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=30天）r=4 108m,当堂训练5.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：,四、人造卫星及宇宙速度,1.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。,2.人造卫星的运动规律推导,由,3.半径与线速度、角速度、周期、向心加速度的关系,第一宇宙速度：V1=7.9km/s（地面附近、匀速圆周运动）,V1=7.9km/s,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。,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。,关于地球同步卫星的五个“一定”轨道平面一定：轨道平面与共面周期一定：与地球自转周期，即T24 h.角速度一定：与地球自转的角速度。,赤道平面,相同,相同,与地球自转方向相同即自西向东运动。,绕行方向：,经典力学的局限性,经典力学的基础是牛顿运动定律经典力学只适用于宏观物体的低速运动经典力学是相对论与量子力学的特殊情形,当堂训练7：“神州号”发射升空后，先进入一个近地点为200公里，远地点为340公里的椭圆轨道。然后根据计划要将它调整到距地面340公里高的圆轨道上。设飞船在近地点P时的速率为V1，在远地点Q时的速率为V2，点火后做圆周运动时的速率为V3，试比较V1、V2、V3的大小并用小于号将它们排列起_。,V1 V3 V2,一、行星的运动,二、万有引力定律内容及应用,三、人造卫星及宇宙速度,小结,