5万有引力定律天体运动.ppt

一、开普勒定律 1.第一定律(轨道定律)：所有行星围绕太阳运转的轨道都是 ，太阳处在所有椭圆的一个 上. 2.第二定律(面积定律)：任意一个行星在绕太阳运动时，行星与太阳的连线在相同时间里扫过的面积是 的. 3.第三定律(周期定律)： 所有行星的轨道的半长轴的 跟公转周期的 的比值都 ，即： (比值k是一个与中心天体有关，与行星无关的常量). 二、万有引力定律 1.万有引力定律的内容和公式内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间的引力的大小，跟它们的 成正比，跟它们的 成反比.公式：F= ， 其中G=6.67×10-11N·m2/kg2，叫引力常量. 2.适用条件：公式适用于 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.均匀的球体也可以视为质点，r是两球心间的距离. 3.万有引力定律的应用 (1)行星表面物体的重力：重力近似等于 . (2)重力加速度： 表面重力加速度： 轨道上的重力加速度： 4.天体的运动 (1)运动模型：天体运动可看成 其引力全部提供 . （2）人造卫星的绕行速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系 四、三种宇宙速度 (1)第一宇宙速度( )：v1=7.9km/s，是人造地球卫星 的发射速度，是绕地球做匀速圆周运动的 速度,推广到任何天体表面第一宇宙速度 . (2)第二宇宙速度( )：v2=11.2km/s，是使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度. (3)第三宇宙速度( )：v3=16.7km/s，是使物体挣脱太阳引力束缚的 发射速度. 五、地球同步卫星（通讯卫星） 所谓地球同步卫星，是相对于地面 的，和地球自转具有相同周期的卫星，T=24h.同步卫星必须位于赤道 ，距地面高度h≈3.6×104km，线速度约为3.08km/s,向心加速度约为0.23m/s2. 六、卫星的超重和失重 (1)卫星进入轨道前加速过程，卫星上物体 . (2)卫星进入轨道后正常运转时，系统具有向下的加速度且等于轨道处的重力加速度g轨，卫星上物体 . 一、万有引力和重力的联系与区别 二、应用万有引力解题一般有两条思路 ①在地面附近： ②把天体(或卫星)的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供，即 三、区别物体随地球自转的向心加速度和环绕地球运动的向心加速度 1.向心力的来源不同 2.两个向心加速度的计算方法不同 四、环绕速度和发射速度 环绕地球运动的速度，其大小随轨道半径的增大而减小. 由于人造卫星在发射过程中要克服地球引力做功，增大势能，所以将卫星发射到离地球越远的轨道上，在地面所需的发射速度越大. 1.开普勒第三定律的理解和运用 飞船沿半径为r的圆周轨道绕地球运行，其周期为T0，如图所示.如果飞船要返回地面，可在轨道上某一点P处将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船从P飞到B所需的时间(设地球半径R0已知). 下列叙述中正确的是( ) A.由行星运动规律： 可知，k与R3成正比 B.由行星运动规律： 可知，R3与T2成正比 C.行星运动规律中的k值是由R和T共同决定的 D.行星运动规律中的k值是与R和T无关的值 2.万有引力与重力 某星球可视为球体，其自转周期为T，在它的两极处，用弹簧秤测得某物体重为P，在它的赤道上，用弹簧秤测得同一物体重为0.9P，某星球的平均密度是多少? 一宇航员在某一行星的极地着陆时(行星可视为球体)，发现自己在当地的重力是在地球上重力的0.01倍，进一步研究还发现，该行星一昼夜的时间与地球相同，而且物体在赤道上完全失去了重力，试计算这一行星的半径R.(结果保留两位有效数字，其中地球重力加速度g0=10m/s2，π2=10) 3.中心天体质量、密度的估算 中子星是恒星演化的一种可能结果，它的密度很大.现有一中子星，观测到它的自转周期T= s.问该中子星的