届高考物理复习强化双基系列课件《万有引力定律天体运动》.pptVIP

33《万有引力定律天体运动》 * 2010届高考物理复习 强化双基系列课件 万有引力定律 天体运动 要点·疑点·考点 课 前 热 身 能力·思维·方法 延伸·拓展 要点·疑点·考点 一、万有引力定律 1.万有引力定律的内容和公式 宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间的引力的大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比. 公式：F=Gm1m2/r2,其中G=6.67×１０-11N·m２/kg２，叫引力常量. 要点·疑点·考点 2.适用条件：公式适用于质点间的相互作用.当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时.物体可视为质点.均匀的球体也可以视为质点，r是两球心间的距离. 要点·疑点·考点 二、应用万有引力定律解释天体的运动 1.基本方法：把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供， GMm/r２=mv２/r=m?２r=m(2?/T)２r 应用时可根据实际情况，选用适当的公式进行分析或计算. 要点·疑点·考点 2.天体质量M、密度ρ的估算 测出卫星绕天体做匀速圆周运动的半径R和周期T，由 GMm/R２=m(2?/T)２R得此天体质量:M=4?２R３/(GT２)， ?=M/V=M/（4/3?R0３)=3?R３/(GT２Ｒ0３ ) (R0为天体半径). 当卫星沿天体表面绕天体运行时，R=R０， 则?=3?/(GT２). 要点·疑点·考点 3.卫星的绕行速度、角速度、周期与半径R的关系 (1)由GMm/R２=mv２/R得v2=GM/R,所以R越大，v越小 (2)由GMm/R２=m?２R得?２=GM/R３,所以R越大，越小; (3)由GMm/R２=m(2?/T)２R得T2=4?2R3/(GM)，所以R越大，T越大. 要点·疑点·考点 4.三种宇宙速度 (1)第一宇宙速度(环绕速度)：v1=7.9km/s，是人造地球卫星的最小发射速度，是绕地球做匀速圆周运动中的最大速度. (2)第二宇宙速度(脱离速度)：v2=11.2km/s，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度. (3)第三宇宙速度(逃逸速度)：v3=16.7km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度. 要点·疑点·考点 5.地球同步卫星 所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的，和地球自转具有相同周期的卫星，T=24h.同步卫星必须位于赤道正上方距地面高度h≈3.6×104km(怎么计算?) 要点·疑点·考点 6.卫星的超重和失重. (1)卫星进入轨道前加速过程，卫星上物体超重. (2)卫星进入轨道后正运转时，卫星上物体完全失重. 课 前 热 身 1.对于万有引力定律的表达式F=Gm1m2/r２，下列说法正确的是(A) A.公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的 B.当r趋近于0时，万有引力趋近于无穷大 C.m1、m2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 D.公式中的F应理解为m1、m2所受引力之和 课 前 热 身 2.对于引力常量G，下列说法中错误的是(BCD) A.其大小与物体的质量的乘积成正比，与距离的平方成反比 B.是适用于任何两物体间的普适恒量，且其大小与单位制有关 C.在国际单位制中，G的单位是N·m２/kg２ D.在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力 课 前 热 身 3.人造卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，它的速率、周期与它的轨道半径的关系是(C) A.半径越大，速率越大，周期越大 B.半径越大，速率越小，周期越小 C.半径越大，速率越小，周期越大 D.半径越大，速率越大，周期越小 课 前 热 身 4.两颗人造地球卫星质量之比m1∶m2=1∶2,轨道半径之比R1∶R2=3∶1，下列有关数据之比正确的是(D) A.周期之比T1∶T2=3∶1 B.线速度之比v1∶v2=3∶1 C.向心力之比F1∶F2=1∶9 D.向心加速度之比a1∶a2=1∶9 能力·思维·方法 【例1】关于人造地球卫星，下列说法中正确的是(C) A.运行的轨道半径越大，线速度越大 B.卫星绕地球运行的环绕速率可能等于8km/s C.卫星的轨道半径越大，周期也越大 D.运行的周期可能等于80分钟 能力·思维·方法 【解析】A错误，由GMm/R２=mv２/R得环绕速度 v2=GM/R,R越大，v越小. B错误：由v=7.9km/s，这是最大的环绕速度. C正确：GMm/r２=m(2?/T)2·r得 T2=4?２r3/(GM)，即r越大，T也越大. D错误：由T2=4?２r3/(GM)代入地球质量和半径可知T=85min，这是绕地球做匀速圆周运动的最小周期. 能力·思维·方法 【例2】地球和月球中心的距离大约是4×108m，估算地球的质量为6