高三物理下学期会考复习-万有引力定律.pptVIP

课题 万 有 引 力 定 律 行星运动 万有引力定律 万有引力定律 的应用 开普勒定律 （课本第一册－P103 ） 表述（课本第一册－P105 ） 公式 F = G Mm r 2 引力常数G的测定 卡文迪许扭秤 天体（新星）的发现 天体质量、密度的测定 人造卫星 线速度V、角速度? 、周期T 与轨道半径r的关系。 宇宙速度 第一宇宙速度 第二宇宙速度 第三宇宙速度 (P108 ) 知识结构 巧妙之处在于两次“放 大”： 一是利用了较长的 “⊥”型架和金属丝作弹簧, 并在架上对称地装上两个 大质量的金属球，使微弱 的力有了明显的力矩。二 是在金属丝上装了一平面 镜，做成了“光尺”，使微 小的转动能使反射光点在 刻度尺上有较大距离的移 动。 扭秤 发现新天体 1. 观测已知天体的轨道变化 2. 推测出未知天体的轨道变化 3. 按预测的轨道进行观察 天体密度测定 1. 研究天体的某一个卫星 2. 观测出其周期和轨道半径 3. 依据F引作为向心力，列出 牛顿第二定律方程求解 F引 = G Mm r 2 4π 2 T 2 = m r 4π 2 T 2 G M = r 3 得： · · · · · · · 天体质量 ρ = M V 4π R天 3/3 = M 3π r 3 G T 2 R天 3 = · · · · · 天体密度 人造卫星 把卫星的运动看成匀速圆周运动， 其需要的向心力由万有引力提供： F向 = G Mm r 2 ω 2 r = m 4π 2 T 2 = m r = m ( 2π f )2 r V 2 r = m 轨道越高，需要的运行 速度相应应小一些。 G M V = r 轨道越高，运行一周需 要的时间会长一些。 4π 2 r 3 T = G M 轨道越高，运行频率会 低一些。 4π 2 r 3 f = G M 对于近地卫星， r ≈ R地，此时的运行速度最大： G M地 即：V = R地 = · · · · · · = 7.9 km/s Tmin = 84.8 分钟 第一宇宙速度 运行速度 轨道越高，需要的运行 角速度相应应小一些。 G M ω = r 3 宇宙速度均指在地球上发射时相对地球的发 射速度，不同于卫星进入轨道后正常的运行速度。 对于第一宇宙速度，才发射速度等于在轨道 上的运行速度。 宇宙速度 V1 = 7.9 km/s V2 = 11.2 km/s V3≥ 16.7 km/s 太 假如以作匀速圆周运动的人造卫星的轨道 半径增大到原来的2倍，仍作圆周运动，则： 练习1 根据公式V＝ ω r ,可知卫星运动的线速度将增大 为原来的2倍 B. 根据公式F ＝ m V 2/ r ,可知卫星所需的向心力减 小到原来的1／2 C. 根据公式 ,可知地球提供的向心力将 减小到原来的1／4 F = G Mm r 2 G M ω = r 3 G M V = r D. 根据上述B和C中给出的公式 ,可知卫星运动的线 速度将减小到原来的 2 ／2 只有r 是变量 G M 得：V = r 近地卫星