万有引力定律的应用复习课优秀.ppt

万有引力定律及其应用 一:开普勒行星运动三大定律 结 论 k值与中心天体有关，而与环绕天体无关 二:万有引力定律 1.卫星模型 * * 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。 开普勒第一定律 （轨道定律） 开普勒第二定律 （面积定律） 对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。 开普勒第三定律 （周期定律） 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。 探究： 27.322 0.3844 月球 1 0.0424 同步卫星 60188 4495 海王星 30686 2869 天王星 10759 1426 土星 4333 778 木星 3.36×1018 687 228 火星 3.31×1018 365 149 地球 3.35×1018 225 108 金星 3.36×1018 87.97 57 水星 K值 公转周期(天) 半长轴(x106km) 行星 半长轴 行星绕太阳公转的周期 1、内容： 自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。 3、（1）r ： 对质点 ：质点间的距离 均匀球可视为质点：球心间的距离 2、表达式： r 球的体积: m=ρV 思考题：两个物体相距趋近于0,它们之间的万有引力趋近于无限大？ 注意：当两个物体不能看成质点时，万有引力公式不成立。 引力常量G的测量——卡文迪许的扭秤实验 实验原理： 科学方法——放大法 卡文迪许 （2）G：引力常量； G= 6.67×10-11 Nm2/kg2 G值的物理含义： 两个质量为1kg的物体相距1m时，它们之间万有引力为6.67×10-11 N 三:万有引力定律的应用（三个模型） r M r 越大 向心力来源→万有引力 有中心天体 ↓ ↓ ↓ ↑ R+h 是该位置到地心的距离 黄金代换式 地面附近 h ? R 距地面高度h处 注意：该式就是一个等值替代与题目的情景无关 应用：第一宇宙速度又叫环绕速度 1.定义：人造地球卫星(近地卫星)在地面附近（h?R）绕地球做匀速圆周运动的速度。 2.推导： 地球质量 地球半径 结论：第一宇宙速度只由中心天体的质量和半径决定， 与卫星无关。 地球半径 地面处重力加速度 （当r=R时，Tmin≈85分钟,T卫85分钟） 3.第一宇宙速度的物理意义 A.是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度 B.是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度 C.是在地面附近发射 人造地球卫星的最小 发射速度 地球 v2 v1 宇宙速度： 在地球上成功发射卫星的最小发射速度 第一宇宙速度: v1=7.9km/s 能成功发射卫星的最小发射速度 第二宇宙速度: v2=11.2km/s 卫星能挣脱地球引力束缚的最小发射速度 第三宇宙速度: v3=16.7km/s 卫星能挣脱太阳引力束缚的最小发射速度 地球 v ①v＜7.9km/s 不能成功发射卫星 →卫星落地 ②v =7.9km/s ③7.9km/s＜v＜11.2km/s ④11.2km/s≤v＜16.7km/s ⑤v≥16.7km/s 刚好能成功发射近地圆轨道人造卫星 绕地运行卫星，轨道椭圆 卫星脱离地球引力束缚，成为其他行星的卫星，或… 卫星脱离太阳引力束缚，成为其他星系的卫星，或… ① ② ③ ☆应用：通讯卫星（地球同步卫星） 卫星绕地球运动与地球自转同步： ①周期T=24h（86400s），绕地球运动的角速度与地球自