萬有引力定律的應用

牛頓關(guān)于蘋果落地的思考：(1)蘋果為什么會落地?

(2)月球為什么不落到地球上呢?(3)如果在地球表面附近把蘋果水平拋出，蘋果的運動能和月球的運動一樣嗎？猜想1：蘋果所受的重力和月球所受的引力可能是同一性質(zhì)的力。猜想2：行星繞太陽的運動和衛(wèi)星繞行星的運動相似,故行星對它的衛(wèi)星的引力、太陽對行星的引力可能是同一性質(zhì)的力。猜想3：既然一切天體之間有引力，地球與物體之間有引力。那么，所有物體之間可能存在相互吸引的力。物體的重力和萬有引力有什么關(guān)系？兩極:赤道:oO’F引F向G物體的重力和萬有引力有什么關(guān)系？萬有引力定律及其應用萬有引力定律r兩個質(zhì)點之間的距離或兩球球心之間的距離知識回顧如何稱量天體的質(zhì)量？中心天體環(huán)繞天體ｒR稱量篇-之環(huán)繞法中心天體環(huán)繞天體ｒR已知:T和r近地軌道稱量篇-之環(huán)繞法天體表面:黃金代換:稱量篇-之代換法(不考慮天體自轉(zhuǎn))根據(jù)m環(huán)繞M做勻速圓周運動的軌道半徑和周期能測出m的質(zhì)量嗎？根據(jù)周期和半徑只能求出中心天體的質(zhì)量跟蹤練習2.已知引力常量G、月球中心到地球中心的距離R和月球繞地球運動的周期T.僅利用這三個數(shù)據(jù),可以估算出的物理量有()A.月球的質(zhì)量B.地球的質(zhì)量C.地球的半徑D.月球繞地球運行速度的大小BD跟蹤練習3.一飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行,認為行星是密度均勻的球體,要確定該行星的密度,只需要測量()A.飛船的軌道半徑B.飛船的運行速度C.飛船的運行周期D.行星的質(zhì)量C跟蹤練習4．火星的半徑約為地球半徑的一半，質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/9，那么火星表面的重力加速度是地球表面的4/9基本思路天體表面:(不考慮天體自轉(zhuǎn))牛頓第二定律中心天體環(huán)繞天體ｒR審清題意物理圖景運動過程規(guī)律方法列式求解第二課時二預測未知天體在18世紀發(fā)現(xiàn)的第七個行星——天王星的運動軌道，總是同根據(jù)萬有引力定律計算出來的軌道有一定偏離。天王星計算得到的軌道觀測到的軌道猜測天王星是受到附近某個未知天體的吸引而偏離．1846年9月23日柏林天文臺，發(fā)現(xiàn)海王星，

英國亞當斯、法國勒維烈，計算出新星的位置，用同樣的方法，在1930年2月18日，美國天文學家湯苞發(fā)現(xiàn)了冥王星三人造衛(wèi)星和宇宙速度地面上的物體，怎樣才能成為人造地球衛(wèi)星呢？對于靠近地面的衛(wèi)星，可以認為此時的r近似等于地球半徑R，

這就是使衛(wèi)星在地面附近做勻速圓周運動的最低發(fā)射速度，也叫第一宇宙速度。根據(jù)萬有引力提供向心力可得，發(fā)射衛(wèi)星需要的最小速度人造地球衛(wèi)星在地面附近做勻速圓周運動所必須具有的速度，也是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，稱為第一宇宙速度，也叫環(huán)繞速度，v1=7.9km/s。第一宇宙速度：第一宇宙速度例2.金星的半徑是地球的0.95倍，質(zhì)量為地球的0.82倍，金星的第一宇宙速度是多大?解：設地球半徑為R，金星的半徑為r=0.95R，地球質(zhì)量為m，金星質(zhì)量m′=0.82m，地球的第一宇宙速度為7.9km/s。金星的第一宇宙速度為v1，則：衛(wèi)星脫離地球引力，繞太陽運動或者飛到其他行星所需要的最小的發(fā)射速度，稱為第二宇宙速度，又叫脫離速度，v2=11.2km/s。第二宇宙速度：第二宇宙速度衛(wèi)星掙脫太陽的引力，飛到太陽系以外，所需要的最小的發(fā)射速度，稱為第三宇宙速度，又叫逃逸速度，v3=16.7km/s。第三宇宙速度：第三宇宙速度跟蹤練習8.宇航員在月球上做自由落體實驗，將某物體由距月球表面高h處釋放，經(jīng)時間ｔ后落到月球表面（設月球半徑為R）．據(jù)以上信息推斷，飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動所必須具有的速率為（）B分析：跟蹤練習跟蹤練習跟蹤練習

衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系有怎樣的規(guī)律？隨著r的增大,只有T在增大近地衛(wèi)星

(r=R)84.6min最小7.9km/s最大衛(wèi)星篇越遠越慢!一計算天體質(zhì)量

二宇宙速度越遠越慢萬有引力提供向心力三衛(wèi)星軌道半徑與快慢第二宇宙速度：v2=11.2km/s第三宇宙速度：v2=16.7km/sF萬=F向1.a、b、c是地球大氣層外沿圓軌道運行的三顆人造衛(wèi)星，a、b質(zhì)量相同而小于ｃ的質(zhì)量，下列判斷正確的是（）A.b、c的線速度大小相等且小于a的線速度B.b、c的周期相等且大于a的周期C.b、c的向心加速度相等且大于a的向心加速度D.b受的引力最小ABDabc跟蹤練習6.如果到某一天,因某種原因地球自轉(zhuǎn)加快,當自轉(zhuǎn)周期等于多少時,赤道上的物體恰好能飄起來.解析:赤道上物體成為近地衛(wèi)星:跟蹤練習第三課時人造衛(wèi)星軌道同步衛(wèi)星主要用于通訊。要實現(xiàn)全球通訊，只需三顆同步衛(wèi)星即可。同步衛(wèi)星：這種衛(wèi)星繞地球運動的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，所以從地面上看，它總在某地的正上方，因此叫同步衛(wèi)星。這種衛(wèi)星一般用于通訊，又叫同步通訊衛(wèi)星。

特點：1、定軌：軌道一定在赤道上空2、定高：離地面高度為定值3、定周期：周期一定是24小時人造衛(wèi)星之同步衛(wèi)星例1.同步衛(wèi)星相對地球靜止，地球自轉(zhuǎn)周期為24小時，那么同步衛(wèi)星的周期是多長?地球半徑約為6400km，地球表面的重力加速度為g，那么同步衛(wèi)星離地面的高度是多少？地面處，萬有引力還等于重力，即解：周期應為24小時，根據(jù)萬有引力提供向心力得代入數(shù)據(jù)可得，同步衛(wèi)星離地面高度為3.6×104km。特點：1、定軌：軌道一定在赤道上空2、定高：離地面高度為定值3、定周期：周期一定是24小時4、定速：角速度、線速度大小為定值一、人造衛(wèi)星發(fā)射速度：欲到達軌道越高，發(fā)射速度越大；環(huán)繞速度：距中心天體越遠，環(huán)繞速度越小。二、衛(wèi)星軌道：其圓心是地心。三、同步衛(wèi)星：1、定軌：軌道一定在赤道上空（赤道平面）2、定高：離地面高度為定值3、定周期：周期一定是24小時4、定速：角速度、線速度大小為定值求同存異？赤道上物體近地衛(wèi)星同步衛(wèi)星同周期:24h同角速度同半徑1.關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說法正確的是：（）Ａ.地球同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)同步，衛(wèi)星的高度和速率就被確定。Ｂ.同步衛(wèi)星的角速度雖已被確定，但高度和速率可以選擇，高度增加速率增大；高度降低速率減小，仍同步。Ｃ.我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星的周期是114分鐘，比同步衛(wèi)星的周期短，所以第一顆人造地球衛(wèi)星離地面的高度比同步衛(wèi)星低。Ｄ.同步衛(wèi)星的速率比我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星的速率小。ACDBD發(fā)射速度&環(huán)繞速度李政道物理學法則的普適性深深打動了我黑洞雙星時空潮汐衛(wèi)星定位科學漫步:中國科普網(wǎng)/中國航天網(wǎng)/科學博物館/李政道電影《量子啟示錄》D雙星1.人造衛(wèi)星的天線偶然折斷，天線將做（）A.自由落體運動B.平拋運動C.遠離地球飛向太空D.繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運轉(zhuǎn)D2.2001年10月22日，航天局發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在一個超大型黑洞，由于黑洞的強大吸引，周圍物質(zhì)大量掉入黑洞，假定銀河系僅此一個黑洞，已知太陽繞銀河系中心勻速轉(zhuǎn)動，下列哪組數(shù)據(jù)可估算出黑洞的質(zhì)量（）A.太陽公轉(zhuǎn)的周期和速度B.太陽的質(zhì)量和運行速度C.太陽的質(zhì)量和太陽到黑洞的距離D.太陽的運行速度和太陽到黑洞的距離AD3.人造衛(wèi)星以地心為圓心做勻速圓周運動，下列說法正確的是（）

A.半徑越大，速率越大，周期越小

B.半徑越大，速率越小，周期越大

C.所有衛(wèi)星的角速度相同，與半徑無關(guān)

D.所有衛(wèi)星的速率均相同，與半徑無關(guān)B4.同步衛(wèi)星到地心的距離r可由求出，a的單位是m，b的單位是s，c的單位是m/s2，則()A.a是地球半徑，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，c是地球表面處的重力加速度；B.a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運動的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度；C.a是赤道周長，b是地球自轉(zhuǎn)周期，c是同步衛(wèi)星的加速度；D.a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運動的周期，c是地球表面處的重力加速度。AD5.2007年9月24日，“嫦娥一號”探月衛(wèi)星發(fā)射升空，實現(xiàn)了中華民族千年奔月的夢想?！版隙鹨惶枴毙l(wèi)星在距月球表面200公里、周期