万有引力定律复习说课材料.ppt

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1、万有引力复习开普勒(1571-1630)牛顿(1643-1727)第谷(1546-1601)伽利略(1564-1642)笛卡尔(1596-1650)导师观测数据二、万有引力定律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。卡文迪许扭秤实验引力和重力：ωMmRFnmgrF引三、万有引力在天文学上的应用(1)当物体在赤道上:F引、G、Fn三力同向此时向心力达到最大值，重力达到最小值(2)当物体在两极时:Fn=0，F引=G此时重力等于万有引力，重力达到最大值F引mgFn万有引力定律的应用思路一：天体表面重力近似等于万有引力思路二：天体运动中

2、，万有引力提供物体圆周运动向心力解决天体问题的两条基本思路由环绕天体v、ω、r中任意两个量可求解中心天体质量1、由环绕天体求解中心天体的质量及密度当环绕天体在中心天体的表面运行时r为环绕半径R为中心天体的半径r=R考点：天体质量及密度的计算黄金代换2、重力加速度g(1)天体表面的重力加速度为(2)离表面某一高度的物体的重力加速度(轨道重力加速度)—星球半径—运行轨道—离地面的高度注意：Rrh(到地心的距离)rr考点：万有引力及其与重力的关系3、环绕天体的绕行速度、角速度、周期与半径的关系r越大,v越小r越大,ω越小r越大,T越大r越大,a越小P72热点一　人造卫星圆周轨道运行规律1、第一宇

3、宙速度:v=7.9km/s，是物体在地球表面做匀速圆周运动的速度,又叫环绕速度。三、宇宙速度2、第二宇宙速度：v=11.2km/s，是物体克服地球引力，永远离开地球的最小发射速度，也称为脱离速度。3、第三宇宙速度：v=16.7km/s，是物体挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系外的最小发射速度。也成为逃逸速度。发射速度v运动情况v﹤7.9km/sv=7.9km/s7.9km/s﹤v﹤11.2km/s11.2km/s≦v﹤16.7km/sv≧16.7km/s物体落回地面物体在地面附近绕地做匀速圆周运动物体绕地球运转，运动轨迹是椭圆物体绕太阳运动物体飞出太阳系第一宇宙速度1、卫星运动规律三、同步卫星地

4、球r卫星的环绕速度、角速度、周期与其质量无关，仅由轨道半径决定。离地面越高的卫星，运行速度(v,ω)越小，向心加速度越小，周期越长。向高轨道发射卫星所需要较大的发射速度，但高轨道的运行速度反而小。轨道越高，动能越小，势能越大，机械能越大第一宇宙速度发射卫星的最小发射速度卫星绕地球做圆周运动最大环绕速度近地卫星环绕速度2、卫星的运行轨道①赤道轨道：卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方②极地轨道：卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空③一般轨道：卫星轨道和赤道成某一定角度。同步卫星同周期、同角速度、同频率、同转速、同高度、同线速度大小、同向心加速度大小、同绕行方向，同在赤道的正上方。

5、平面过球心质量不同，向心力不同所谓同步卫星，即与地球保持同步，周期同地球自转周期相同(角速度相同)，且轨道面必须在赤道平面环绕方向与地球自转方向相同3、地球同步卫星考点：赤道上物体、同步卫星和近地卫星赤道上物体、近地卫星、同步卫星ωRABCB、C:a近>a同A、C:a同>a赤a近>a同>a赤综上所述：v近>v同>v赤v近>v同v同>v赤均为卫星，同步卫星轨道半径大角速度相同ω近>ω同ω赤=ω同ω近>ω同=ω赤A、B:a近>a赤v近>v赤半径相同ω近>ω赤内容赤道近地同步线速度角速度向心加速度第一宇宙速度近地>同步>赤道地球卫星变轨轨道越高，速度越小轨道越低，速度越大当卫星由于某种原因速度突

6、然改变时(开启或关闭发动机或空气阻力作用)，万有引力不再等于向心力，卫星将变轨运行：(1)当卫星的速度突然增大时，，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变大，当卫星进入新的轨道稳定时由可知其运行速度比原轨道时减小。地球卫星变轨(2)当卫星的速度突然减小时，，即万有引力大于所需要的向心力，卫星将做近心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，当卫星进入新的轨道稳定时由可知其运行速度比原轨道时增大。变轨只涉及瞬时速度的关系，加速度只与轨道高低有关轨道越高，速度越小轨道越低，速度越大考点：人造卫星变轨问题加速加速考点：宇宙速度　黑洞与多星系统双星运动的特点绕公共圆

7、心转动的两个星体组成的系统，我们称之为双星系统，“双星”是由两颗绕着共同的中心旋转的恒星组成。对于其中一颗来说，另一颗就是其“伴星”。1、两颗恒星均围绕共同的旋转中心做匀速圆周运动。2、两恒星之间万有引力分别提供了两恒星的向心力，即两颗恒星受到的向心力大小相等。■方法技巧多星问题的解题技巧(1)挖掘一个隐含条件：在圆周上运动天体的角速度(或周期)相等。(2)重视向心力来源分析：双星做匀速圆周运动的向心力由它们之间的万有引