2011高一物理万有引力与航天复习

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1、第六章万有引力定律单元复习课件一、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一、行星的运动1.地心说和日心说①开普勒第一定律（轨道定律）所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。2.开普勒三定律一、行星的运动1.地心说和日心说①开普勒第一定律（轨道定律）②开普勒第二定律（面积定律）对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。2.开普勒三定律一、行星的运动1.地心说和日心说①开普勒第一定律（轨道定律）②开普勒第二定律（面积定律）2.开普

2、勒三定律③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。例.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。万有引力3.引力常量：G=6.67×10－11Nm2/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。2.公式:F=Gm1m2/r2二、万有引力定律内容4.万有引力的

3、适用条件：(3)若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力。(1)适用于质点(2)当两物体是质量分布均匀的球体时,式中r指两球心间的距离.5.万有引力的特征:(1)普遍性:普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体间的吸引力.是自然界的基本相互作用之一.5.万有引力的特征:(2)相互性:两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力,符合牛顿第三定律.5.万有引力的特征:(3)宏观性:通常情况下，万有引力非常小,只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的

4、存在才有宏观的实际意义.6.引力常量G的测定方法及意义：卡文迪许扭称实验。其意义是用实验证明了万有引力的存在，使得万有引力定律有了真正的使用价值。推动了天文学的发展.7.万有引力与重力OO1F万GF向忽略地球自转可得：GMm/R2=mggR2=GM例.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/R2-42mR/T27.万有引力定律的应用(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应用重要的近似：（3）有用结

5、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。（4）估算天体的质量和密度解题思路：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。思考：对于绕地球运动的人造卫星：（1）离地面越高，向心力越（2）离地面越高，线速度越（3）离地面越高，周期越（4）离地面越高，角速度越（5）离地面越高，向心加速度越小大小小小例.（全国理综）中子星是恒星演化

6、过程的一种可能结果。它的密度很大，现有一中子星，观测到它的自转周期为T=1/30s，问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定，不致因自转而瓦解？计算时星体可视为均匀球体。（G=6.67×10-11m3/Kg·s2）例.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。vvogt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

7、质量：12人造卫星三、人造卫星及宇宙速度1.人造卫星在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星。简称人造卫星。三、人造卫星及宇宙速度2.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。三、人造卫星及宇宙速度3.人造卫星的运动规律推导由4.半径与线速度、角速度、周期、向心加速度的关系R增大V减小R增大减小R增大T增大R增大a减小例.两颗人造卫星A、B绕地球作圆周运动

8、，周期之比为TA：TB=1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（）（RA：RB=1：4；VA：VB=2：1）5.宇宙速度(1)第一宇宙速度：V=7.9km/s(2)推导：所以第一宇宙速度又叫最小发射速度，最大环绕速度。第一宇宙速度：V1=7.9km/s（地面附近、匀速圆周运动）V1=7.9km/s如果人造地球卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运动的轨迹