万有引力定律应用.ppt

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1、万有引力定律被发现后逐渐显示出强大的威力.利用它只要进行简单计算就可知道太阳、行星等巨大天体的质量,更能预言未知天体的位置和轨道,第2节 万有引力定律的应用,第三章 万有引力及其应用,一.解决天体问题的基本思路:,【理解并记忆】,1、物体在天体（如地球）时,2、行星（或卫星）做匀速圆周运动时,力近似等于 力,向心力由 力提供,物体离地面高度h时:,表面,重,万有引,万有引,=ma向,设地球表面的重力加速度为g，物体在距地心4R（R是地球半径）处，由于地球的引力作用而产生的重力加速度g,则 g/g 为（）A.1 B.1/9 C.1/4 D.1/16,D,【跟踪练习1】,二.天体质量和密度估算:,

2、【自主学习并交流】,情况1:,解:,地球体积:,已知月球绕地球匀速圆周运动的周期为T,月球到地心距离为r,地球半径为R,试求地球质量M 和密度?,力提供向心力,万有引,(具体数值),已知地球的半径R 和表面的重力加速度g,求地球的质量M 和密度？,二.天体质量和密度估算:,【自主学习并交流】,情况2:,解:,物体在地球表面时,力近似等于 力,重,万有引,地球体积:,已知卫星绕中心天体匀速圆周运动的半径为r、周期为T和中心天体半径为R.,已知天体的半径R和表面的重力加速度g,当卫星绕天体表面运动时:,二.天体质量和密度估算:,【自主学习并交流】,万有引力提供向心力:,r=R,重力等于万有引力:,

3、结论1:,结论2:,一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅只需测量（）A、测量运行周期 B、测定环绕半径 C、测定行星的体积 D、测定运行速度,A,【跟踪练习2】,三.预测未知天体:,【自主阅读】,-冥王星、海王星的发现,自主阅读课本P52页的内容并小组交流,【思考】,四.人造卫星和宇宙速度:,【自主学习并交流】,人造卫星是怎样飞上天空的？它为何不掉下来？,牛顿曾设想的人造卫星原理图,(速度足够大),？,四.人造卫星和宇宙速度:,【自主学习并交流】,在地球表面运行时:,设地球的质量为M，绕地球匀速圆周运动的卫星质量为m,卫星速度为v,它到地心的距离为r.,【思考】,人

4、造卫星绕地球表面做匀速圆周运动的速度至少为多大?,万有引力提供向心力:,方法一：,r R,四.人造卫星和宇宙速度:,【自主学习并交流】,在地球表面运行时:,设地球的质量为M，绕地球匀速圆周运动的卫星质量为m,卫星速度为v,它到地心的距离为r.,【思考】,人造卫星绕地球表面做匀速圆周运动的速度至少为多大?,重力提供向心力:,方法二：,r R,四.人造卫星和宇宙速度:,【自主学习并交流】,1.宇宙速度：,v=7.9km/s,第一宇宙速度:,(环绕速度),(地球卫星的最小发射速度或最大的环绕速度),v=11.2km/s,第二宇宙速度:,(脱离速度),(卫星脱离地球束缚变成小行星的最小发射速度),v=

5、16.7km/s,第三宇宙速度:,(逃逸速度),(卫星脱离太阳束缚的最小发射速度),7.9km/sv11.2km/s,（环绕地球做椭圆轨道运动）,(成为而围绕太阳运行的人造行星),11.2km/sv16.7km/s,v16.7km/s,（飞出太阳系）,四.人造卫星和宇宙速度:,【自主学习并交流】,1、宇宙速度：,四.人造卫星和宇宙速度:,【自主学习并交流】,2.人造卫星的v、T和a与绕行的半径r的关系：,(r v),(R为地球半径,h为卫星离地面的高度),【万有引力提供向心力】,(r),(r T),(r a),注意:,D,1.绕地球运行的人造卫星的天线突然折断,天线将做（）A、自由落体运动 B

6、、平抛运动 C、远离地球飞向太空 D、继续和卫星一起沿轨道运转,【跟踪练习3】,B,2.人造卫星以地心为圆心做匀速圆周运动,下列说法正确的是（）A、半径越大，速率越大，周期越小 B、半径越大，速率越小，周期越大 C、所有卫星的角速度相同，与半径无关 D、所有卫星的速率均相同，与半径无关,【跟踪练习3】,3.金星的半径是地球的0.95倍，质量为地球的0.82倍，金星的第一宇宙速度是多大?,解：设地球半径为R1，金星半径为R2=0.95R1，地球质量为M1，金星质量M2=0.82M1，地球的第一宇宙速度为v1=7.9km/s 则:,【跟踪练习3】,我们能否发射一颗周期为50min的卫星?,不能!,

7、4、地球表面的近地卫星的运行周期是多少?,【跟踪练习3】,五.同步卫星:,【自主阅读P54页并交流】,-与地球相对静止的人造卫星,定:,“5个确定”,定:,定:,定:,定:,定周期,-与地球自转周期相同(T=24h),定轨道平面,-只能在赤道平面上运行,定高度,-离地面高度h为定值(h36000km),定速度,-线速度v为定值,(v 3.1km/s),定角速度,-角速度为定值,1.为了同步卫星之间不互相干扰，大约3左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。,五.同步卫星:,【自主阅读P54页并交流】,2.同步卫星主要用于通讯。要实现全球通讯，只需三颗同步卫星即可。,【说明】,1.关于第一宇宙速度,说法正确的是(）A.它是人造卫星绕地球飞行的最小速度B.它是近地圆周轨道上人造卫星的运行速度C.它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的 速度D.它又叫环绕速度,即绕地球做圆轨道运行的 卫星的速度都是第一宇宙速度,B,【跟踪练习4】,2.关于地球同步卫星,下列不正确的是()A.它一定在赤道上空运行 B.各国发射的这种卫星轨道半径都一样 C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度 D.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速 度之间,D,【跟踪练习4】,课堂练习,课本P54-55页 1、4、5小题用作业本抄题完成,作业：完成“创新”本节所有内容,小结,