万有引力定律及其在天文学上的应用.ppt

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1、第四章曲线运动万有引力2010届高中物理总复习《必修二》第四讲万有引力定律及其在天文学上的应用一、开普勒三定律1、开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。2、开普勒第二定律（面积定律）：对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积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它的公转周期的二次方的比值都相等。二、万有引力定律：(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跟它们的质量乘积成正比，跟它们的距离平方成反比，

2、引力方向沿两个物体的连线方向。（2）公式：(3)定律的适用条件：只适用于两质点间引力大小的计算。如果相互吸引的双方是标准的均匀球体，则可将其视为质量集中于球心的质点。三、万有引力定律的应用两条思路：（1）万有引力提供向心力（2）在地球（星球）表面，万有引力近似等于重力：黄金代换2.一个有用的恒等式g月表=GM月R2月g地表=GM地R2地3.人造卫星由F引=F向四、三个宇宙速度(1)第一宇宙速度(环绕速度)：7.9Km/s①是地球卫星的最小发射速度②是地球卫星作匀速圆周运动的最大速度当v＜7.9Km/s时，被发射物体最终

3、仍将落回地面；讨论：为什么说人造地球卫星环绕地球运行的最大速率是7.9km/s,且这一速率是发射人造地球卫星的最小速率？解析：由得当时v最大在地球表面有：所以=7.9km/s(2)第二宇宙速度(脱离速度)：11.2Km/s是卫星挣脱地球束缚的最小发射速度(3)第三宇宙速度(逃逸速度)：16.7Km/s是卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度当7.9Km/s≤v＜11.2Km/s时，被发射物体将环绕地球运动，成为地球卫星；当11.2Km/s≤v＜16.7Km/s时，被发射物体将脱离地球束缚，成为环绕太阳运动的“人造行星”当v≥1

4、6.7Km/s时，被发射物体将从太阳系中逃逸。同步卫星的特点：②所有同步卫星的轨道平面均在赤道平面内③相对地球静止。即：定在地球上方的某位置④所有同步卫星的高度均相同①同步卫星的周期与地球的自转周期相同。赤道卫星不可能的轨道同步卫星的轨道1、地球的半径为R地=6400km，求同步卫星距离地面的高度h=？R地hh=3600km[例题1]假设火星和地球都是球体，火星质量M火是地球质量M地的P倍，半径R火是R地的Q倍，那么，在两球表面处的重力加速度g火:g地是（）A.p/q2B.pq2C.p/qD.pqA[例题2]设地球表面

5、的重力加速度为g0,物体在距离地心4R（R是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则，g/g0是()A.1B.1:9C.1:4D.1:16D[例题3]有一行星的密度跟地球的密度相同，但它表面的重力加速度是地面重力加速度的4倍，则该行星的质量是地球质量的（）倍A.1/4B.4C.16D.64D[例题4]已知地球的半径是R，将一物体从地面移到离地面高h处时，物体受到的万有引力减小到原来的一半，则h为()A.RB.2RC.2RD.D[例题5]航天飞船进入距地表3R地的轨道绕地球做圆周运动时，质量为64kg的宇航员

6、处于状态，他的视重为N，实际所受重力为N.(g=10m/s2)解：设飞船在距地表3R地的重力加速度为g’，由万有引力定律得：解得：mg’=40N且有完全失重040[例题6]应用通讯卫星可以实现全地球的电视转播，这种卫星位于赤道上空的一定高度上，相对于地面静止不动．现发射一颗在同样高度上绕地轴所在的平面运转的人造卫星，那么这个卫星：（）A.是相对地面静止的，周期是24小时B.是相对地面静止的，周期不是24小时C.是相对地面运动的，周期是24小时D.是相对地面运动的，周期不是24小时C[例题7]设一人造地球卫星和月球均绕地

7、球做匀速圆周运动，卫星轨道半径为月球轨道半径的1/3，则此卫星绕地球运动的周期为：()A.在1--4天之间B.在4--8天之间C.在8--16天之间D.与地球自转周期相同B[例题8]（2000年全国高考）某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，每次测量中的运动可近似看作圆周运动，某次测量的卫星轨道为r1，后来变为r2，r1>r2。以Ek1、Ek2表示卫星在这个两轨道上的动能，T1、T2表示卫星在这个两轨道上绕地球运动的周期，则()A.Ek2＜Ek1，T2＜T1B.Ek2＜Ek1，T2＞T1

8、C.Ek2＞Ek1,T2＜T1D.Ek2＞Ek1，T2＞T1C[例题9]我国发射的亚洲一号通讯卫星的质量为m，如果地球半径为R，自转角速度为，表面的重力加速度为，则亚洲一号（    ）A、距地面高度B、环绕速度C、受到地球引力为D、受到地球引力为mgABC南京市07届二模试卷99．同步卫星轨道半径为r，运行速率为v1，加速度为a1