万有引力定律及其应用精讲.ppt

方法总结：研究天体运动的基本方法： 研究人造卫星、行星等天体的运动时，我们进行了以下近似处理，中心天体是不动的，环绕天体以中心天体的球心为圆心做匀速圆周运动；环绕天体只受到中心天体万有引力作用，这个引力提供环绕天体做圆周运动的向心力，即F万＝F向，利用上述等式可以计算天体的有关物理量． 创新预测2 一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量(　　) A．飞船的轨道半径　　　　 B．飞船的运行速度 C．飞船的运行周期 D．行星的质量 方法总结：卫星围绕天体做匀速圆周运动时，线速度、角速度、向心加速度、向心力、周期均与轨道半径有关． 题型四　　双星问题 【例4】天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星．双星系统在银河系中很普遍．利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量．已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量．(引力常量为G) 解析：设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为ω1、ω2.根据题意有 ω1＝ω2① r1＋r2＝r② 方法总结：此类题容易出现的问题是不能建立正确的运动模型，错误地认为两星之间的距离与运动半径相等，或认为A、B两星运动的轨道半径等于两星间距离的一半． 创新预测4 (2010·高考全国卷Ⅰ)如图4－3－2所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O点的两侧．引力常数为G. (1)求两星球做圆周运动的周期； (2)在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行的周期记为T1.但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2.已知地球和月球的质量分别为5.98×1024kg和7.35×1022kg.求T2与T1两者平方之比．(结果保留3位小数) 第*页 高考一轮总复习 §4.3　万有引力定律及其应用 4．特殊情况： (1)两质量分布均匀的球体间的相互作用，也可用本定律来计算，其中r为 (2)一个质量分布均匀的球体和球外一个质点间的相互作用本定律也适用，其中r为 三、万有引力定律在天体运动中的应用 1．基本方法：把天体的运动看成 ，所需向心力由万有引力提供． 两球心间的距离． 质点到球心间的距离． 匀速圆周运动 3．三种宇宙速度． (1)第一宇宙速度(环绕速度)：v1＝ ，是人造地球卫星的最小 速度，也是人造地球卫星绕地球做圆周运动的 速度． (2)第二宇宙速度(脱离速度)：v2＝ ，是使物体挣脱 引力束缚的最小发射速度． (3)第三宇宙速度(逃逸速度)：v3＝ ，是使物体挣脱 引力束缚的最小发射速度． 7.9_km/s 发射 最大 11.2_km/s 地球 16.7_km/s 太阳 四、两种时空观 1．经典的时空观：时间和空间是脱离物质而存在的，是 ，时间和空间之间也是没有联系的． 2．相对论的时空观：有物质才有时间和空间，空间和时间与物质的 有关，它们并不是相互独立的． 绝对的 运动状态 1．关于太阳系行星的运动，以下说法正确的是(　　) A．行星运动的半长轴越长，自转周期越大 B．行星运动的半长轴越长，公转周期越大 C．水星的半长轴最短，公转周期最大 D．海王星离太阳“最远”，其绕太阳运动的公转周期最短 3．(2009·广东卷)宇宙飞船在半径为R1的轨道上运行，变轨后的半径为R2，R1＞R2.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的(　　) A．线速度变小　　　　　 B．角速度变小 C．周期变大 D．向心加速度变大 4．同步卫星相对地面静止，犹如悬在高空中，下列说法不正确的是(　　) A．同步卫星处于平衡状态 B．同步卫星的速度大小是唯一的 C．同步卫星的加速度大小是唯一的 D．各国的同步卫星都在同一圆周上运行 疑难点一．试推导下列几种情况下地球质量的表达式： (1)已知月球绕地球运行的周期T和半径r. (2)已知月球绕地球运行的半径r和月球的运行速度v. (3)已知月球运行的速度v和运行周期T. (4)已知地球半径R和地球表面的重力加速度g. 疑难点二．你了解发射速度和运行速度的区别和联系吗？试说明． 名师在线：1.发射速度． 所谓发射速度是指在地面的附近离开发射装置(火箭)时的初速度(牛顿人造卫星原理图中平抛的初速度就是发射速度)．要发射一颗人造卫星，发射速度等于第一宇宙速度，则卫星只能“贴着”地