高一物理课件万有引力定律高一物理课件

第六章万有引力定律第一节、行星的运动1、人类对行星运动的认识2、开普勒三定律①地心说②日心说1)第一定律2)第二定律3)第三定律又称轨道定律又称面积定律又称周期定律kTR23第二节、万有引力定律1、天体动力学发展历史2、牛顿发现万有引力定律的过程3、万有引力定律1）内容2）公式221rmmGF3）公式适用范围质点之间和均匀的球体之间G=6.67×10-11Nm2/kg2第三节、引力常量的测量1、卡文迪许实验扭秤装置2、引力常量测出有什么的意义？3、万有引力有什么特点？宏观力第四节、万有引力定律在天文学上的应用1、天体质量的计算已知：T、r，求：M2324GTrM3、发现未知天体发现了海王星、冥王星万有引力的发现对天文学的发展起到了巨大的推动作用基本思路：由运动情况求向心加速度，万有引力提供向心力求质量海王星、冥王星的发现，显示了万有引力对研究天体运动的重要意义2、天体的密度的计算：第五节、人造卫星、宇宙速度1、人造卫星1）卫星和行星围绕行星转动的星体叫卫星围绕恒星转动的星体叫行星2）第二宇宙速度3）第三宇宙速度2、宇宙速度1）第一宇宙速度skmv/9.71skmv/2.112skmv/7.163又称环绕速度又称逃逸速度又称脱离速度2）牛顿的设想：3）人类的努力：前苏联1957年10月4日发射第一颗人造地球卫星物体速度足够大时，将不再回到地面，成为地球卫星．例1、A、B、C是环绕地球运行的卫星，其质量关系为mA=mBmC，则①比较运动速度的大小．②比较向心加速度的大小③发射卫星A、B，哪个更困难？例3、天文观察得某行星线速度为v，离太阳距离r，则可知太阳质量为，从太阳发出的光射到地面需要约8分20秒，试估算太阳质量。例2、一艘宇宙飞船飞到月球的表面附近，绕月球做近表面匀速圆周运动。若宇航员用一只机械表测得绕得一周所用时间为T，则月球的平均密度是多大？2rMmGrvm2marm2rTm222rMGarMGv3rMGGMrT32关于卫星的几个问题1、解决卫星问题的基本方法1）基本方程加辅助方程2）向心加速度的选择万有引力=向心力重力近似=万有引力基本方程辅助方程2、重力加速度g的变化1）重力是万有引力的分力万有引力自转向心力重力3）重力加速度g的大小2RMmGmg在地表球面时离地面h高处2)(hRMmGmgh所以在赤道时重力最小、两极时最大且等于万有引力2）重力加速度g的变化随纬度增大而增大，随高度增大而减小3、同步卫星问题1）同步的含义2）同步卫星的轨道4、双星问题例4、在天体运动中，把两颗相距较近的恒星称为双星，已知A、B两恒星质量分别为M1和M2，两恒星相距为L，两恒星分别绕共同的圆心做圆周运动，如图，求两恒星的轨道半径和角速度大小。BA在赤道上空一定高度例3、已知：地球半径R,地面重力加速度g,地球自转角速度为，求：地球同步卫星离地面的高度。例5、有质量分别为M1、M2的A、B两颗人造卫星，已知M1=M2，如果A和B在同一轨道上运动，则它们的线速度大小之比为。如果A的轨道半径是B的轨道半径的2倍，则它们的线速度大小之比为。例6、已知同步卫星离地面的高度为H,地球半径为R，则月球距离地面的距离约为多少？5、比例法的应用例7、地球半径为R，其同步卫星的半径为h，另半径3R星球的同步卫星的半径为3h，周期为72小时，求：地球和这一星球的平均密度之比？例9、在某星球上额用弹簧秤称得质量为m的砝码重为F，而乘宇宙飞船在靠近该星球的空中飞行时，测得其环绕周期为T。试根据提供的数据求出该星球的质量。例10．火星的半径是地球半径的一半，其质量是地球质量1/9，一宇航员的质量是72kg，则他在火星上所受的重力是多大？这个宇航员在地球上最多能举起100kg的物体，那么他在火星上最多能举起质量多大的物体？6、综合问题例8、在火箭的实验平台上放有测试仪器，火箭起动后以g/2的加速度竖直匀加速上升，到某一高度时仪器对平台的压力为起动前对平台压力的17/18，求：此时火箭离地面的高度？（已知地球半径为R,地面重力加速度为g)例11、飞船沿半径为r的圆周绕地球运动，其周期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道某一点A将速率降低适当数值，从而使飞船沿经地心焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，如图所示，已知地球半径为R。试求：飞船由A点到B点所需的时间。ABrR