万有引力定律的应用课件-高一下学期物理沪科版（2020）.pptx

6.3万有引力定律的应用;你知道有哪些工具可以称量物体质量？;一、“称量”地球的质量

;若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的万有引力，即;使用条件：题目中明确告知某星球表面的重力加速度g和该星球的半径R。计算是用替换;例1：天文学家已经测出月球表面的加速度g、月球的半径R和月球绕地球运转的周期T等数据，根据万有引力定律就可以“称量”月球的质量了。已知引力常量G，用M表示月球的质量。关于月球质量，下列正确的是();例2：算一算：设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R=6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，试估算地球的质量。;二、万有引力和重力的关系;2、地球南北两极地面上的物体，随地球自转时;;已知卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为r;基本思路;例3：把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，已知轨道半径约为1.5×1011m，引力常量G=6.67×10－11N·m2/kg2，估算太阳的质量。;;拓展一：若知道地球绕太阳的公转线速度v和轨道半径r，能否估算太阳的质量？;例4：“天问一号”是中国首个火星探测器，其名称来源于我国著名爱国主义诗人屈原的长诗《天问》。2021年2月我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：

(1)“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v；

(2)火星的质量M；

(3)火星表面的重力加速度g的大小。;1、星表模型求天体密度;2、利用环绕天体（如卫星）求天体密度;到了18世纪，人们已经知道太阳系有7颗行星，其中1781年发现的第七颗行星——天王星的运动轨道有些“古怪”：根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差。;英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶相信未知行星的存在。他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846年9月23日晚，德国的伽勒在勒维???预言的位置附近发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现的行星”——海王星。

;海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致。于是几位学者用亚当斯和勒维耶列的方法预言另一颗行星的存在。

在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗行星——冥王星。

;英国天文学家哈雷依据万有引力定律，大胆预言，彗星周期约为76年，并预言它将于1758年底或1759年初再次回归。1759年3月这颗彗星如期通过了近日点，它最近一次回归是1986年，它的下次回归将在2061年左右。;六、宇宙速度;【方法一】万有引力提供物体作圆周运动的向心力;说明：

(1)如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；

(2)发射速度：指卫星进入轨道时的初速度。

“最小发射速度”：向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难，因为发射卫星要克服地球对它的引力。近地轨道是人造卫星的最低运行轨道，而近地轨道的发射速度就是第一宇宙速度，所以第一宇宙速度是发射人造卫星的最小发射速度。;(3)环绕速度：指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度。

“最大环绕速度”:在所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星中，近地卫星的轨道半径最小，由可得，轨道半径越小，线速度越大，所以在这些卫星中，第一宇宙速度是所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星的最大环绕速度。

;P47.我国于1970年4月发射的第一颗人造地球卫星“东方红一号”（图6-16）可近似看成沿圆轨道做匀速圆周运动，这颗卫星离地球表面的平均高度h=1.41×10-6m。已知地球半径r地=6.37×10-6m，地球质量m地=5.97×1024m，求该卫星绕地球运行的速度和周期。;;;;;2、切点:;八.地球同步卫星;定周期