2011高3物理复习专题课件17：万有引力定律.ppt

* * * 高三物理高考复习 万有引力定律 【例１】一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R（比细管的半径大得多）．在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球（可视为质点）．A球的质量为m1，B球的质量为m2．它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为v0．设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1、m2、R与v0应满足的关系式是______． 圆周运动 【例2】如图所示，在质量为M的物体内有光滑的圆形轨道，有一质量为m的小球在竖直平面内沿圆轨道做圆周运动，A与C两点分别道的最高点和最低点，B、D两点与圆心O在同一水平面上。在小球运动过程中，物体M静止于地面，则关于物体M对地面的压力N和地面对物体M的摩擦力方向，下列正确的说法是 ( ) A.小球运动到B点时，N＞Mg，摩擦力方向向左 B.小球运动到B点时，N=Mg，摩擦力方向向右 C.小球运动到C点时，N=(M+m)g，地面对M无摩擦 D.小球运动到D点时，N=(M+m)g，摩擦力方向向右 O A B C D M 点拨：画出各点的受力图如图示 B mg F C mg F D mg F B 万有引力定律 1、公式：F万=Gm1m2/r2 2、适用条件：两质点间的相互作用.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.（均匀球体可视为质量集中在球心的质点） 万有引力常数：G=6.67×10-11N·m2/kg2 3、常见计算方式：字母推导，比值关系 4、G的测量： 【例3】有两个大小一样，同种材料组成的均匀球体紧靠在一起，它们之间的万有引力为F。若用上述同种材料制成半径更小的靠在一起的均匀球体，它们间万有引力将（ 　　 ） A、等于F B、小于F C、大于F D、无法比较 万有引力定律 【例４】在一个半径为R、质量为M的均匀球体中，紧贴球的边缘挖去一个半径为R/2的球形空穴后，对位于球心和空穴中心连线上、与球心相距d的质点m的引力是多大？ 万有引力与重力 1.重力是万有引力的一个分力，物体随地球自转的向心力是万有引力的另一个分力。 a.在赤道上：万有引力的两个分力F 与mg在同一直线上，但两者大小不同，有； 如此则有，若地球自转角速度增大，则重力减小，当 时，物体甚至飘起来。 万有引力与重力 1.重力是万有引力的一个分力，物体随地球自转的向心力是万有引力的另一个分力。 ｂ．在两极：　 =0，　 =mg， 重力与万有引力大小、方向都相同。 万有引力与重力 1.重力是万有引力的一个分力，物体随地球自转的向心力是万有引力的另一个分力。 ｃ．在纬度为θ处：物体随 地球自转所需向心力为 =mω2r，r=RCosθ,利用矢量运算法则可计算重力G。 万有引力与重力 【例５】质量为1kg的物体，在两极与赤道的重力之差为： 分析： ， 则， 。 2.一般情况下，由于Ｆ向 mg，故认为 mg =Ｆ引 ， a.地面附近： ，得 ； b.离地面高h处： ，得 　　， 所以， 。 万有引力与重力 3.其它天体表面的重力加速度与上述规律相同。 【例６】 中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大，，现有一中子星，观测到它的自转周期为T，问：该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定，不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。 【例７】某物体在地面上受到的重力为160 N，将它放置在卫星中，在卫星以加速度a＝０.５g随火箭加速上升的过程中，当物体与卫星中的支持物的相互压力为90 N时，求此时卫星距地球表面有多远？（地球半径R＝6.4×103km,g取10m/s2） 万有引力与重力 3.其它天体表面的重力加速度与上述规律相同。 【例８】有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度。已知该单摆在海平面处的周期是T0，当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T，求该气球此时离海平面的高度h，把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体。 【例９】已知火星的半径是地球半径的一半，火星的质量为地球质量的九分之一。物体在地球表面受到的重力比它在火星表面受到的重力大49N，则这个物体的质量是多少？地球表面重力加速度g=9.8m/s2。 万有引力与天体运动 ①. 基本方法：把天体的运动看作匀速圆周运动，其所需向心力由万