万有引力定律及其在天文学上的应用.ppt

（14分）宇航员在某星球表面以初速度v0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为h。已知该星球的半径为R，且物体只受该星球引力作用。01求该星球表面的重力加速度；01如果要在这个星球上发射一颗贴近它表面运行的卫星，求该卫星做匀速圆周运动的线速度和周期。0107学年南京市期末质量调研15（1）物体上抛,根据机械能守恒，有01.解：02.卫星贴近表面运转07年广东普宁市华侨中学三模卷162005年10月17日，我国第二艘载人飞船“神州六号”,在经过115个小时32分钟的太空飞行后顺利返回。飞船在竖直发射升空的加速过程中，宇航员处于超重状态。设点火后不久，仪器显示宇航员对座舱的压力等于他体重的4倍，求此时飞船的加速度大小。地面附近重力加速度g=10m/s2。飞船变轨后沿圆形轨道环绕地球运行，运行周期为T。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。求飞船离地面的高度。（1）由牛顿第二定律4mg-mg=ma解：1求出a=3g=30m/s22设地球质量为M,飞船质量为m，由万有引力定律和牛顿第二定律3在地面附近对任一物体m′4解得5某人造地球卫星质量为m，其绕地球运动的轨迹为椭圆，它在近地点时距地面高度为h1，速度为V1，加速度为a1；在远地点时，距地面的高度为h2，速度为V2,加速度为a2。求：01该卫星由远地点到近地点的过程中地球对它万有引力所做的功是多少？02地球的半径是多少？03广东茂名市2007年第一次模考13ADBC由动能定理得重力做功由万有引力定律得联立解得解：版权所有—庞留根2007.08.10，版权所有—庞留根2007.08.10，版权所有-庞留根版权所有—庞留根2007.08.10，第四讲万有引力定律及其在天文学上的应用开普勒三定律开普勒第二定律（面积定律）：对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。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它的公转周期的二次方的比值都相等。2341公式：内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大小跟它们的质量乘积成正比，跟它们的距离平方成反比，引力方向沿两个物体的连线方向。定律的适用条件：只适用于两质点间引力大小的计算。如果相互吸引的双方是标准的均匀球体，则可将其视为质量集中于球心的质点。010302二、万有引力定律：万有引力定律的应用1黄金代换2两条思路：万有引力提供向心力在地球（星球）表面，万有引力近似等于重力：32.一个有用的恒等式g月表=GM月R2月g地表=GM地R2地人造卫星由F引=F向第一宇宙速度(环绕速度)：7.9Km/s是地球卫星的最小发射速度是地球卫星作匀速圆周运动的最大速度当v＜7.9Km/s时，被发射物体最终仍将落回地面；四、三个宇宙速度讨论：为什么说人造地球卫星环绕地球运行的最大速率是7.9km/s,且这一速率是发射人造地球卫星的最小速率？解析：由得当时v最大在地球表面有：所以=7.9km/s第二宇宙速度(脱离速度)：11.2Km/s是卫星挣脱地球束缚的最小发射速度第三宇宙速度(逃逸速度)：16.7Km/s是卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度当7.9Km/s≤v＜11.2Km/s时，被发射物体将环绕地球运动，成为地球卫星；当11.2Km/s≤v＜16.7Km/s时，被发射物体将脱离地球束缚，成为环绕太阳运动的“人造行星”当v≥16.7Km/s时，被发射物体将从太阳系中逃逸。同步卫星的特点：相对地球静止。即：定在地球上方的某位置同步卫星的周期与地球的自转周期相同。所有同步卫星的轨道平面均在赤道平面内所有同步卫星的高度均相同卫星不可能的轨道logo赤道同步卫星的轨道1、地球的半径为R地=6400km，求同步卫星距离地面的高度h=？R地hh=3600km[例题1]假设火星和地球都是球体，火星质量M火是地球质量M地的P倍，半径R火是R地的Q倍，那么，在两球表面处的重力加速度g火:g地是（）A.p/q2B.pq2C.p/qD.pqA[例题2]设地球表面的重力加速度为g0,物体在距离地心4R（R是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则，g/g0是()A.1B