专题四-万有引力与航天.doc

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1、专题四万有引力与航天一、万有引力定律1、万有引力定律的建立①太阳与行星间引力公式②月—地检验③卡文迪许的扭秤实验——测定引力常量G2、万有引力定律①内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量和的乘积成正比，与它们之间的距离r的二次方成反比。即：②适用条件（Ⅰ）可看成质点的两物体间，r为两个物体质心间的距离。（Ⅱ）质量分布均匀的两球体间，r为两个球体球心间的距离。二、万有引力定律的运用1、万有引力与重力的关系：重力是万有引力的一个分力，一般情况下，可认为重力和万有引力相等。忽略地球自转可得：【例

2、1】.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）2、计算重力加速度地球表面附近（h《R）方法：万有引力≈重力地球上空距离地心r=R+h处方法：在质量为M’，半径为R’的任意天体表面的重力加速度方法：3、计算天体的质量和密度利用自身表面的重力加速度：利用环绕天体的公转：等等（注：结合得到中心天体的密度）【例2】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

3、为R，引力常量为G，求该星球的质量M。三、宇宙航行1、人造卫星的运行规律3【例3】两颗人造卫星A、B绕地球作圆周运动，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（）2、宇宙速度第一宇宙速度：V1=7.9km/s第二宇宙速度：V2=11.2km/s第三宇宙速度：V3=16.7km/s注：（1）宇宙速度均指发射速度（2）第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度3、地球同步卫星（通讯卫星）（1）运动周期与地球自转周期相同，且T=24h；（2）运转角速度等于地球自转的角速

4、度，周期等于地球自转的周期；（3）同步卫星高度不变，运行速率不变（因为T不变）；（4）同步卫星的轨道平面必须与赤道平面平行，在赤道正上方。对同步卫星：运动规律：由于同步卫星的运动周期确定（为T=24h），故而其r、v、ω、T、a等均为定值。四.、小专题（一）地面上物体的运动规律1、物体随着地球一起自转2、物体圆周运动的周期为T=24h3、圆周运动轨道平面与赤道平面平行4、圆周运动向心力由万有引力的分力提供【例4】如图所示，由于地球的自转，地球表面上P、O两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于P、O两物体的运动

5、，下列说法正确的是A．P、O两点的角速度大小相等B．P、O两点的线速度大小相等C．同一物体在O点的向心加速度比在P点的向心加速度大D．放在P、O两处的物体均只受重力和支持力两个力作用（二）地面上物体与天上物体规律比较经验总结———“天上”：万有引力提供向心力3“地上”：随地球自转【例5】如图A为静止于地球赤道上的物体、B为近地卫星、C为地球同步卫星，地球表面的重力加速度为，关于它们运行线速度、角速度、周期和加速度的比较正确的是A.B.C.D.（三）卫星变轨问题卫星绕天体稳定运行时，F引＝m。当卫星由于某种原因速

6、度v突然改变时，F引和m不再相等，因此不能再根据v＝来确定r的大小。当F引>时，卫星做近心运动；当F引<时，卫星做离心运动。【例6】嫦娥”三号探测器发射到月球上要经过多次变轨，最终降落到月球表面上，其中轨道Ⅱ为圆形。下列说法正确的是A．探测器在轨道Ⅱ上运动时不需要火箭提供动力B．探测器在轨道Ⅲ经过P点时的加速度小于在轨道Ⅱ经过P时的加速度C．探测器在P点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ必须加速D．轨道Ⅱ是月球卫星绕月球做匀速圆周运动的唯一轨道3