万有引力定律的定律上课用.ppt

1-75 教学目标 1、会用万有引力定律计算中心天体的质量 2、会推导人造卫星的环绕速度，会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题 3、知道第二宇宙速度和第三宇宙速度的含义和数值 例4．两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，求： （1）它们的公转周期之比; 例5、有两颗人造地球卫星，它们的质量之比为m1:m2=1:2 ，它们运行的线速度大小之比为v1:v2=1:2，那么： A、它们运行的周期之比为8:1 B、它们运行的轨道半径之比为4:1 C、它们运行的向心力之比为1:32 D、它们运行的向心加速度之比为1:8 作业 1、 完成《金榜夺冠》相应练习 【想一想】同学们再算算，近地人造地球卫星的周期又是多少呢？ ⑴什么是地球同步卫星？——所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它的周期与地球自转的周期相同。T＝24h。 2、地球赤道上的物体随地球自传而做圆周运动的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；地球同步卫星的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；设物体与卫星的质量相等，则 A、F1＞ F2 B、a1＞ a2 C、 v1＜ v2 D、ω1 ＝ω2 补充：双星与三星问题 1.两个靠得很近的天体，离其它天体非常遥远，它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图所示。已知双星的质量为M1和M2，它们之间的距离为L。求双星运行轨道半径R1和R2，以及运行的周期T。 2．两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动，现测得两个星球中心距离为L，其运动周期为T，求两个星球的总质量。 3、宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为 R 的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设三颗星质量相等,每个星体的质量均为m。（1）试求第一种情况下，星体运动的线速度和周期(2)假设第二种情况下星体之间的距离为R,求星体运动的线速度和周期 3、(双选)2010年11月1日0时26分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭成功将第六颗北斗导航卫星送入太空，并定位在东经160°赤道上空的同步轨道上.关于成功定点后的该北斗导航卫星，下列说法正确的是( ) A.运行速度大于7.9 km/s B.离地面高度一定，相对地面静止 C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 选B、C 【说明】 1.为了同步卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。 2.同步卫星主要用于通讯。要实现全球通讯，只需三颗同步卫星即可。 万有引力定律的应用（一） 1、物体做匀速圆周运动的向心力公式是什么？ 分别写出向心力与线速度、角速度、周期的关系式？ 复习 2.万有引力定律的内容及数学表达式？ 太阳 地球 太阳 金星 地球 卫星 新课教学 环绕 天体 中心天体 M r m 应用万有引力定律处理天体运动的基本方法 说明：M 为中心天体质量，m 为环绕天体质量， r 为轨道半径。 1.将行星（或卫星）的运动看成是 匀速圆周运动. 2.万有引力充当向心力F引=F向.或在 球体表面附近F引=G重 应用——1、计算中心天体质量 方法一. 已知天体的球体半径R和球体表面重力加速度g.求天体的质量 基本思路 例1：已知月球的公转周期为T，月球绕地球运动的轨道半径为r，求地球的质量M？ 若已知地球的半径为R，求地球的密度： 有环绕天体时 说明：M为中心天体的质量 方法二 解：月球做匀速圆周运动所需的向心力由月球 与地球间的万有引力提供。即： 1、人造卫星的天线偶然折断，天线将做： A.自由落体运动 B.平抛运动 C.远离地球飞向太空 D.继续和卫星一起沿轨道运转 D 2.已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R 和月球绕地球运动的周期 T.仅利用这三个数据,可以估算出的物理量有( ) A.月球的质量 B.地球的质量 C.地球的半径 D.月球的半径 B 3.一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕