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高中物理必修2全册教案 第六章万有引力与航天 1 第七章机械能守恒定律 8 必修2 复习教案 14 第六章万有引力与航天 （一）知识网络 托勒密：地心说 人类对行 哥白尼：日心说 星运动规 开普勒 第一定律（轨道定律） 行星 第二定律（面积定律） 律的认识 第三定律（周期定律） 运动定律 万有引力定律的发现 万有引力定律的内容 万有引力定律 F＝G 引力常数的测定 万有引力定律 称量地球质量M＝ 万有引力 的理论成就 M＝ 与航天 计算天体质量 r＝R,M= M= 人造地球卫星 M= 宇宙航行 G= m mr ma 第一宇宙速度7.9km/s 三个宇宙速度 第二宇宙速度11.2km/s 地三宇宙速度16.7km/s 宇宙航行的成就 （二）、重点内容讲解 计算重力加速度 1 在地球表面附近的重力加速度，在忽略地球自转的情况下，可用万有引力定律来计算。 g=G=6.67**=9.8(m/)=9.8N/kg 即在地球表面附近，物体的重力加速度g＝9.8m/。这一结果表明，在重力作用下，物体加速度大小与物体质量无关。 2 即算地球上空距地面h处的重力加速度g’。有万有引力定律可得： g’＝又g＝，∴＝，∴g’＝g 3 计算任意天体表面的重力加速度g’。有万有引力定律得： g’＝（M’为星球质量，R’卫星球的半径），又g＝， ∴＝。 天体运行的基本公式 在宇宙空间，行星和卫星运行所需的向心力，均来自于中心天体的万有引力。因此万有引力即为行星或卫星作圆周运动的向心力。因此可的以下几个基本公式。 1 向心力的六个基本公式，设中心天体的质量为M，行星（或卫星）的圆轨道半径为r，则向心力可以表示为：＝G＝ma＝m=mr=mr=mr=mv。 2 五个比例关系。利用上述计算关系，可以导出与r相应的比例关系。 向心力：＝G，F∝； 向心加速度：a=G, a∝; 线速度：v＝，v∝; 角速度：＝，∝； 周期：T＝2，T∝。 3 ．v与的关系。在r一定时，v=r,v∝;在r变化时，如卫星绕一螺旋轨道远离或靠近中心天体时，r不断变化，v、也随之变化。根据，v∝和∝，这时v与为非线性关系，而不是正比关系。 一个重要物理常量的意义 根据万有引力定律和牛顿第二定律可得：G＝mr∴.这实际上是开普勒第三定律。它表明是一个与行星无关的物理量，它仅仅取决于中心天体的质量。在实际做题时，它具有重要的物理意义和广泛的应用。它同样适用于人造卫星的运动，在处理人造卫星问题时，只要围绕同一星球运转的卫星，均可使用该公式。 估算中心天体的质量和密度 1 中心天体的质量，根据万有引力定律和向心力表达式可得：G＝mr，∴M＝ 2 中心天体的密度 方法一：中心天体的密度表达式ρ＝，V＝（R为中心天体的半径），根据前面M的表达式可得：ρ＝。当r＝R即