萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用

牛頓關(guān)于蘋(píng)果落地的思考：(1)蘋(píng)果為什么會(huì)落地?

(2)月球?yàn)槭裁床宦涞降厍蛏夏?(3)如果在地球表面附近把蘋(píng)果水平拋出，蘋(píng)果的運(yùn)動(dòng)能和月球的運(yùn)動(dòng)一樣嗎？猜想1：蘋(píng)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(yáng)的運(yùn)動(dòng)和衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)相似,故行星對(duì)它的衛(wèi)星的引力、太陽(yáng)對(duì)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(wàn)有引力有什么關(guān)系？?jī)蓸O:赤道:oO’F引F向G物體的重力和萬(wàn)有引力有什么關(guān)系？萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用萬(wàn)有引力定律r兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離或兩球球心之間的距離知識(shí)回顧如何稱(chēng)量天體的質(zhì)量？中心天體環(huán)繞天體ｒR稱(chēng)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(chēng)量篇-之環(huán)繞法天體表面:黃金代換:稱(chēng)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(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期能測(cè)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(xí)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(yùn)動(dòng)的周期T.僅利用這三個(gè)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(yùn)行速度的大小BD跟蹤練習(xí)3.一飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行,認(rèn)為行星是密度均勻的球體,要確定該行星的密度,只需要測(cè)量()A.飛船的軌道半徑B.飛船的運(yùn)行速度C.飛船的運(yùn)行周期D.行星的質(zhì)量C跟蹤練習(xí)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(yùn)動(dòng)過(guò)程規(guī)律方法列式求解第二課時(shí)二預(yù)測(cè)未知天體在18世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的第七個(gè)行星——天王星的運(yùn)動(dòng)軌道，總是同根據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算出來(lái)的軌道有一定偏離。天王星計(jì)算得到的軌道觀測(cè)到的軌道猜測(cè)天王星是受到附近某個(gè)未知天體的吸引而偏離．1846年9月23日柏林天文臺(tái)，發(fā)現(xiàn)海王星，

英國(guó)亞當(dāng)斯、法國(guó)勒維烈，計(jì)算出新星的位置，用同樣的方法，在1930年2月18日，美國(guó)天文學(xué)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(duì)于靠近地面的衛(wèi)星，可以認(rèn)為此時(shí)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(yùn)動(dòng)的最低發(fā)射速度，也叫第一宇宙速度。根據(jù)萬(wàn)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(yùn)動(dòng)所必須具有的速度，也是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，稱(chēng)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(shè)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(yáng)運(yùn)動(dòng)或者飛到其他行星所需要的最小的發(fā)射速度，稱(chēng)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(yáng)的引力，飛到太陽(yáng)系以外，所需要的最小的發(fā)射速度，稱(chēng)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(xí)8.宇航員在月球上做自由落體實(shí)驗(yàn)，將某物體由距月球表面高h(yuǎn)處釋放，經(jīng)時(shí)間ｔ后落到月球表面（設(shè)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(yùn)動(dòng)所必須具有的速率為（）B分析：跟蹤練習(xí)跟蹤練習(xí)跟蹤練習(xí)

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(yuǎn)越慢!一計(jì)算天體質(zhì)量

二宇宙速度越遠(yuǎn)越慢萬(wàn)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(wàn)=F向1.a、b、c是地球大氣層外沿圓軌道運(yùn)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(xí)6.如果到某一天,因某種原因地球自轉(zhuǎn)加快,當(dāng)自轉(zhuǎn)周期等于多少時(shí),赤道上的物體恰好能飄起來(lái).解析:赤道上物體成為近地衛(wèi)星:跟蹤練習(xí)第三課時(shí)人造衛(wèi)星軌道同步衛(wèi)星主要用于通訊。要實(shí)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)：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(shí)人造衛(wèi)星之同步衛(wèi)星例1.同步衛(wèi)星相對(duì)地球靜止，地球自轉(zhuǎn)周期為24小時(shí)，那么同步衛(wèi)星的周期是多長(zhǎng)?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(wàn)有引力還等于重力，即解：周期應(yīng)為24小時(shí)，根據(jù)萬(wàn)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(diǎn)：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(shí)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(dá)軌道越高，發(fā)射速度越大；環(huán)繞速度：距中心天體越遠(yuǎn)，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(shí)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(shuō)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(guó)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(guó)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(xué)法則的普適性深深打動(dòng)了我黑洞雙星時(shí)空潮汐衛(wèi)星定位科學(xué)漫步:中國(guó)科普網(wǎng)/中國(guó)航天網(wǎng)/科學(xué)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(yùn)動(dòng)B.平拋運(yùn)動(dòng)C.遠(yuǎn)離地球飛向太空D.繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運(yùn)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(gè)超大型黑洞，由于黑洞的強(qiáng)大吸引，周?chē)镔|(zhì)大量掉入黑洞，假定銀河系僅此一個(gè)黑洞，已知太陽(yáng)繞銀河系中心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列哪組數(shù)據(jù)可估算出黑洞的質(zhì)量（）A.太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期和速度B.太陽(yáng)的質(zhì)量和運(yùn)行速度C.太陽(yáng)的質(zhì)量和太陽(yáng)到黑洞的距離D.太陽(yáng)的運(yùn)行速度和太陽(yáng)到黑洞的距離AD3.人造衛(wèi)星以地心為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)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(wú)關(guān)

D.所有衛(wèi)星的速率均相同，與半徑無(wú)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(yùn)動(dòng)的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度；C.a是赤道周長(zhǎng)，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(yùn)動(dòng)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(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)射升空，實(shí)現(xiàn)了中華民族千年奔月的夢(mèng)想?！版隙鹨惶?hào)”衛(wèi)星在距月球表面200公里、周期