萬有引力定律的應(yīng)用優(yōu)秀課件下載-滬教版

1、萬有引力定律的應(yīng)用萬有引力定律的應(yīng)用GF 引引2RMmGmg 2RGMg 2）（空空hRMmGmg 22）（地地空空hRRgg 地面外的物體，地面外的物體，不必考慮地球自轉(zhuǎn)不必考慮地球自轉(zhuǎn)例：一物體在地球表面的重力為例：一物體在地球表面的重力為90N，它在以，它在以5m/s2加速加速上升的火箭中視重為上升的火箭中視重為85N，則此時(shí)火箭離地球表面有多，則此時(shí)火箭離地球表面有多遠(yuǎn)？（遠(yuǎn)？（g=10m/s2，地球的半徑，地球的半徑R6.4103km） 極極引引GF 0 向向F向向赤赤引引FGF RmRTmmaF2224 向向222/034. 04smRTaRmG2RTmRmRMmG22224 3m

2、axRGM GMRT3min2 ADGMRT32GMRT332GTGT3RTmRMmG2224%10 VM 334RV 230GT GMgR 2rTmrMmG2224 2324GTrM r , , vTv , Trv 3233RGTrVMmgRMmG2GgRM2M日日=21030kgM地地=61024kg拓展：拓展：R為到地心的距離，為到地心的距離，g 為對(duì)應(yīng)高度的重力加速度。為對(duì)應(yīng)高度的重力加速度。 一宇航員抵達(dá)一半徑為一宇航員抵達(dá)一半徑為R的星球表面后，為了測(cè)定的星球表面后，為了測(cè)定該星球的質(zhì)量該星球的質(zhì)量M，做了如下的實(shí)驗(yàn)，取一根細(xì)線穿過光，做了如下的實(shí)驗(yàn)，取一根細(xì)線穿過光滑的細(xì)直管，細(xì)

3、線的一端栓一質(zhì)量滑的細(xì)直管，細(xì)線的一端栓一質(zhì)量m的砝碼，另一端連的砝碼，另一端連接在一固定的測(cè)力計(jì)上，手握細(xì)直管掄動(dòng)砝碼，使它在接在一固定的測(cè)力計(jì)上，手握細(xì)直管掄動(dòng)砝碼，使它在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，此時(shí)觀察測(cè)豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，此時(shí)觀察測(cè)力計(jì)得到當(dāng)砝碼運(yùn)動(dòng)到圓周的最高點(diǎn)，與最低點(diǎn)兩位置力計(jì)得到當(dāng)砝碼運(yùn)動(dòng)到圓周的最高點(diǎn)，與最低點(diǎn)兩位置時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)差為時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)差為F，已知引力常量為，已知引力常量為G，試根據(jù)題，試根據(jù)題中提供的條件和測(cè)量結(jié)果，求出該星球的質(zhì)量中提供的條件和測(cè)量結(jié)果，求出該星球的質(zhì)量M。 mGFRM62 一宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進(jìn)入

4、靠近該行星表面一宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進(jìn)入靠近該行星表面的圓形軌道，僅受引力作用，繞行數(shù)圈后，著陸在該行星上，飛船的圓形軌道，僅受引力作用，繞行數(shù)圈后，著陸在該行星上，飛船備有以下器材：備有以下器材： A精確秒表一只精確秒表一只 B已知質(zhì)量為已知質(zhì)量為m物體一個(gè)物體一個(gè) C彈簧秤一個(gè)彈簧秤一個(gè) D天平一臺(tái)（附砝碼）天平一臺(tái)（附砝碼）已知宇航員在繞行時(shí)及著陸后各做了一次測(cè)量。依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，可已知宇航員在繞行時(shí)及著陸后各做了一次測(cè)量。依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，可求出該星球的半徑求出該星球的半徑R 及星球的質(zhì)量及星球的質(zhì)量M（已知萬有引力常量為（已知萬有引力常量為G）。）。（1）兩次測(cè)量所選用的器材分

5、別為）兩次測(cè)量所選用的器材分別為 、 （用序號(hào)表示）。（用序號(hào)表示）。（2）兩次測(cè)量的物理量分別是）兩次測(cè)量的物理量分別是 、 。（3）用該數(shù)據(jù)寫出半徑）用該數(shù)據(jù)寫出半徑R、質(zhì)量、質(zhì)量M的表達(dá)式：的表達(dá)式： 、 。 （2）飛船繞行星運(yùn)行一周的時(shí)間）飛船繞行星運(yùn)行一周的時(shí)間T；著陸后彈簧測(cè)得的物體的重力；著陸后彈簧測(cè)得的物體的重力F。A BCmFTR224GmFTM343416mFg 科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽系外某一恒星有一行星，科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽系外某一恒星有一行星，并測(cè)得它圍繞該恒星運(yùn)行一周所用的時(shí)間為并測(cè)得它圍繞該恒星運(yùn)行一周所用的時(shí)間為1200年，它年，它與該恒星的距離為地球到太陽

6、距離的與該恒星的距離為地球到太陽距離的100倍。假定該行星倍。假定該行星繞恒星運(yùn)行的軌道和地球繞太陽運(yùn)行的軌道都是圓周，繞恒星運(yùn)行的軌道和地球繞太陽運(yùn)行的軌道都是圓周，僅利用以上兩個(gè)數(shù)據(jù)可以求出的量有（僅利用以上兩個(gè)數(shù)據(jù)可以求出的量有（ ） A恒星質(zhì)量與太陽質(zhì)量之比恒星質(zhì)量與太陽質(zhì)量之比 B恒星密度與太陽密度之比恒星密度與太陽密度之比 C行星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比行星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比 D行星運(yùn)行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比行星運(yùn)行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比AD向向引引FF rTmrmrvmF22224 向向rGMv 3rGM GMrT32 2rGMa 121TtTt221tt例：假設(shè)火星和木星繞太陽作勻速

7、圓周運(yùn)動(dòng)，周期分別例：假設(shè)火星和木星繞太陽作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期分別是是T1和和T2，而且火星離太陽較近，它們繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌，而且火星離太陽較近，它們繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道基本上在同一平面內(nèi)，若某一時(shí)刻火星和木星都在太道基本上在同一平面內(nèi)，若某一時(shí)刻火星和木星都在太陽的同一側(cè)，三者在一條直線上排列，那么再經(jīng)過多長陽的同一側(cè)，三者在一條直線上排列，那么再經(jīng)過多長的時(shí)間將第二次出現(xiàn)這種現(xiàn)象的時(shí)間將第二次出現(xiàn)這種現(xiàn)象 （ ） A B C D122TT 22122TT 1221TTTT 12TTC例：如圖所示，例：如圖所示，A是地球的同步衛(wèi)星。另一衛(wèi)星是地球的同步衛(wèi)星。另一衛(wèi)星B的圓的圓形軌道位于赤道平面內(nèi)，

8、離地面高度為形軌道位于赤道平面內(nèi)，離地面高度為h。已知地球半。已知地球半徑為徑為R，地球自轉(zhuǎn)角速度為，地球自轉(zhuǎn)角速度為0，地球表面的重力加速，地球表面的重力加速度為度為g，O為地球中心。（為地球中心。（1）求衛(wèi)星）求衛(wèi)星B的運(yùn)行周期。的運(yùn)行周期。（2）如衛(wèi)星）如衛(wèi)星B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻A、B兩衛(wèi)星相距最近（兩衛(wèi)星相距最近（O、B、A在同一直線上），則在同一直線上），則至少經(jīng)過多長時(shí)間，他們?cè)僖淮蜗嗑嘧罱?？至少?jīng)過多長時(shí)間，他們?cè)僖淮蜗嗑嘧罱?RhOAB232222gRh)(R2T RMmG ; )(4)(mghRTmhRMmG20BB3203

9、 ; ()2 ; ()2tgR(Rh)AAgRtRh 例：兩顆靠得很近的星球以相同的角速度繞二者連線上例：兩顆靠得很近的星球以相同的角速度繞二者連線上的某點(diǎn)的某點(diǎn)O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知兩顆星球的中心相距為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知兩顆星球的中心相距為L，他們，他們的運(yùn)動(dòng)周期為的運(yùn)動(dòng)周期為T，試求這兩顆星球的質(zhì)量之和。，試求這兩顆星球的質(zhì)量之和。 22122122122144GTLRmRTmLmmG22221222222144GTLRmRTmLmmG232214GTLmm例：宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由例：宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？少|(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)

10、，通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用。已觀測(cè)到忽略其它星體對(duì)它們的引力作用。已觀測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行；另的圓軌道上運(yùn)行；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)項(xiàng)一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行。設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為行。設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為m。（1）試求第一種形式下，星體運(yùn)動(dòng)的線速）試求第一種形式下，星體運(yùn)動(dòng)的線速度和周期。度和

11、周期。（2）假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動(dòng)周期相同，）假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動(dòng)周期相同，第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少？第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少？ GmRRvRTRGmvRvmRmGRmG542 45 )2(22222RllTmlmG32222512 30cos2430cos21有了堅(jiān)定的意志，就等于給雙腳添了一對(duì)翅膀。有了堅(jiān)定的意志，就等于給雙腳添了一對(duì)翅膀。2一個(gè)人的價(jià)值在于他的才華，而不在他的衣飾。一個(gè)人的價(jià)值在于他的才華，而不在他的衣飾。3生活就像海洋，只有意志堅(jiān)強(qiáng)的人，才能到達(dá)彼岸。生活就像海洋，只有意志堅(jiān)強(qiáng)的人，才能到達(dá)彼岸。4讀一切好的書，就是和許多高尚的人說話。讀一切好的書，就是和許多高尚的人說話。5最聰明的人是最不愿浪費(fèi)時(shí)間的人。最聰明的人是最不愿浪