专题四第4讲万有引力定律及其应用 (2).ppt

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1、,其中G＝___________________，叫引(1)内容：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引力的大小跟这两个物体的___________成正比,跟它们的___________r2第4讲万有引力定律及其应用考点1万有引力定律及其应用1．万有引力定律质量的乘积距离的平方成反比．6.67×10－11N·m2/kg2卡文迪许(2)公式:F＝Gm1m2力常量，由英国物理学家__________利用扭秤装置第一次测得．(3)适用条件：公式适用于______间的相互作用．均匀的球体也可视为质量集中于球心的质点，r是两球心间的距离．2．应用万有引力定律分析天体的运动质点

2、(1)总体思路：天体运动的轨迹近似为圆轨道，向心力来源于万有引力，线速度v、角速度ω、周期T和向心加速度a都决定于轨道半径r，参量之间相互制约．mω2rgR2(2)建立方程解决问题的方法：运动学参量给出物体需要的小小小大(3)天体质量M、密度ρ的估算．向心力都应与万有引力建立方程，进行讨论．(4)通信卫星：即地球同步通信卫星，与地球自转周期________，角速度相同；与地球赤道同平面，在赤道的________方，高度一定，绕地球做匀速圆周运动；线速度、向心加速度大小相同．三颗同步卫星就能覆盖地球．相同正上(5)“双星”问题：两个靠得很近的星体，它们以两者连线上的某

3、一点为圆心做匀速圆周运动，它们的向心力、向心加速度大小相同，它们的运动周期相同；但轨道半径不等于引力距离，关系是r1＋r2＝l.【跟踪训练】)1．下列数据不能够估算出地球的质量的是(A．月球绕地球运行的周期与月地之间的距离B．地球表面的重力加速度与地球的半径C．绕地球运行卫星的周期与线速度D．地球表面卫星的周期与地球的密度解析：人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动，月球也是地球的一颗卫星．设地球的质量为M，卫星的质量为m，卫星答案：D2．(2011年肇庆检测)“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空,“嫦娥二号”卫星在距月球表

4、面约100km高度的轨道上绕月运行，较“嫦娥一号”距月球表面200km的轨道要低，若把这两颗卫星的运行)都看成是绕月球做匀速圆周运动,下列说法正确的是(A．“嫦娥二号”的线速度较小B．“嫦娥二号”的周期较小C．“嫦娥二号”的角速度较小D．“嫦娥二号”的向心加速度较小B3．(2011年北京卷)由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的()AA．质量可以不同B．轨道半径可以不同C．轨道平面可以不同D．速率可以不同解析：所有的地球同步卫星离地心的高度都相同；周期、角速度、线速度大小、向心加速度大小相等．A正确．4．(2010年重庆卷)月球与地球

5、质量之比约为1∶80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕月地连线上某点O做匀速圆周运动．据此观点，可知月球与地球绕O点运动的线速度大小之比约为()CA．1∶6400B．1∶80C．80∶1D．6400∶1解析：月球和地球绕O点做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，则地球和月球的向心力相等，且月球和地球与O点始终共线，说明月球和地球有相同的角速度和反比，C正确．考点2三种宇宙速度1．行星(卫星)在椭圆轨道上运动时，机械能守恒恒星(或行星)位于椭圆轨道的一个焦点上，且行星(卫星)周期或运动时间进行定性分析．2．卫星变轨问题：

6、要分清圆轨道与椭圆轨道(1)解卫星变轨问题，可根据其向心力的供求平衡关系进行分析．①若F供＝F求，供求平衡——物体做匀速圆周运动．②若F供＜F求，供不应求——物体做离心运动．③若F供＞F求，供过于求——物体做向心运动．(2)如图4－4－1，卫星要达到由圆轨道a变成较大的椭圆轨道b，再由椭圆轨道b变成更大的圆轨道c，通过加速(离心)来实现；卫星要达到由圆轨道c变成较小的椭圆轨道b，再由椭圆轨道b变成更小的圆轨道a，通过减速(向心)来实现．卫星在变轨过程中，机械能并不守恒．图4－4－13．三种宇宙速度(1)第一宇宙速度(环绕速度)：v＝7.9km/s，是人造卫星近地环绕

7、速度．它是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，该速度又是环绕地球做匀速圆周运动的卫星的最大运行速度．第一宇宙速度的求解方法如下：方法一：设地球质量为M，卫星质量为m，卫星到地心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的线速度为v，根据万有引力定律和牛顿(2)第二宇宙速度：v＝11.2km/s，在地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作用，成为绕太阳运行的人造行星或飞到其他行星上去所必需的最小发射速度，又称为脱离速度．(3)第三宇宙速度：v＝16.7km/s，在地面上发射物体，使之最后能脱离太阳的引力范围，飞到太阳系以外的