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时间:2019-08-27
《第4章-第4讲--万有引力定律和应用(学生版)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第4讲万有引力定律及应用一、开普勒三定律的内容、公式定律内容图示或公式开普勒笫一定律(轨道定律)所有行星绕太阳运动的轨道都是,太阳处在的-个焦点上仁…上X.太阳一开普勒第二定律(面积定律)对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过的相等O开普勒笫三定律(周期泄律)所有行星的轨道的半长轴的跟它的公转周期的的比值都相等£=匕k是一个与行星无关的常量【自测U关于行星运动的规律,下列说法符合史实的是()A.开普勒在牛顿定律的基础上,导出了行星运动的规律B.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律C.开普勒总结出了行星运
2、动的规律,找出了行星按照这些规律运动的原因D.开普勒总结出了行星运动的规律,发现了万有引力定律二、万有引力定律1•内容自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量和m2的乘积成,与它们Z间距离r的二次方成.2.表达式F=,G为引力常量,G=.3.适用条件⑴公式适用于间的相互作用,当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时,物体可视为质点.(2)质量分布均匀的球体可视为质点,,•是的距离.4.天体运动问题分析⑴将天体或卫星的运动看成运动,其所需向心力由提供.(2)基本公式:【自测2】我国发射的“天宫一
3、号”和“神舟八号”在对接前,“天宫一号”的运行轨道高度为350km,“神舟八号”的运行轨道高度为343km.它们的运行轨道均视为圆周,贝“)A.“天宫一号”比“神舟八号”速度大B.“天宫一号”比“神舟八号”周期长C.“天宫一号”比“神舟八号”角速度大D.“天宫一号”比“神舟八号”加速度大三、宇宙速度1.第一宇宙速度(1)第一宇宙速度又叫速度,其数值为km/s.(2)第一宇宙速度是人造卫星在附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度.(3)第一宇宙速度是人造卫星的速度,也是人造卫星的速度.(4)第一宇宙速度的计算方法.由mg=n虫得v=
4、[^R.2.第二宇宙速度使物体挣脱引力束缚的最小发射速度,其数值为km/s.3.第三宇宙速度使物体挣脱引力束缚的最小发射速度,其数值为km/s.【自测3】金星的半径是地球的0.95倍,质量为地球的().82倍,金星表面的自由落体加速度是多大?金星的“第一宇宙速度”是多大?命题点一开普勒三定律的理解和应用1.行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理.2.开普勒行星运动定律也适用于其他天体,例如月球、卫星绕地球的运动.3.开普勒第三定律£=1卩,k值只与屮心天体的有关,不同的中心天体I直不同.但该定律只能用在同一中心天体的两星体之间.【例1】(
5、多选)如图1,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,户为近日点,Q为远口点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为心,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经过M、Q到W的运动过程中()海王星-M■J■■NA.从P到M所用的吋间等于卑B.从0到N阶段,机械能逐渐变大C.从P到Q阶段,速率逐渐变小D.从M到/V阶段,万有引力对它先做负功后做正功【变式1】火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知()A.太阳位于木星运行轨道的屮心B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星与木星公转周期Z比的平方等于它们
6、轨道半长轴之比的立方D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积【变式2】(多选)如图2所示,近地人造卫星和月球绕地球的运行轨道可视为圆.设卫星、月球绕地球运行周期分别为T卫、卩月,地球自转周期为T地,贝“)B.T卫>T月(2.71卫<丁地。.了卫二了地【变式3】如图3所示,一颗卫星绕地球沿椭圆轨道运动,A、B是卫星运动的远地点和近地点.下列说法中正确的是()A.卫星在A点的角速度大于B点的角速度B.卫星在A点的加速度小于B点的加速度C.卫星由A运动到B过程中动能减小,势能增加D.卫星由A运动到B过程中引力做
7、正功,机械能增大命题点二万有引力定律的理解1.万有引力与重力的关系地球对物体的万有引力F表现为两个效果:一是,二是提供物体随地球自转的⑴在赤道上:G^^=mg}+fnco2R.(2)在两极上:0^=哗().(3)在一般位置:万有引力瑯等于重力〃第与向心力F向的.越靠近南、北两极,g值越大,由于物体随地球自转所需的向心力较小,常认为万有引力近似等于重力,即绊—ng.GM(R+疔2.星球上空的重力加速度Q星球上空距离星体中心r=R+h处的重力加速度为g‘,mg所以4.g3.万有引力的“两点理解”和“两个推论”(1)两点理解①两物体相互作
8、用的万有引力是一对作用力和反作用力.②地球上的物体受到的重力只是万有引力的一个分力.(2)两个推论①推论1:在匀质球壳的空腔内任意位置处,质点受到球壳的万有引力的合力为零,即刀F引=0.②推论2:在匀质球体内部距离球心厂处的质点(肋受
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