萬有引力定律應(yīng)用復(fù)習(xí)課

1、關(guān)于萬有引力定律的應(yīng)用復(fù)習(xí)課第1頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四 一:開普勒行星運(yùn)動(dòng)三大定律所有的行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。開普勒第一定律 （軌道定律）開普勒第二定律 （面積定律）對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽和行星的聯(lián)線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。開普勒第三定律 （周期定律）所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。第2頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四 二:萬有引力定律1、內(nèi)容： 自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。 3

2、、（1）r ： 對(duì)質(zhì)點(diǎn) ：質(zhì)點(diǎn)間的距離 均勻球可視為質(zhì)點(diǎn)：球心間的距離 2、表達(dá)式：第3頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四引力常量G的測(cè)量卡文迪許卡文迪許（2）G：引力常量；G= 6.6710-11 Nm2/kg2G值的物理含義： 兩個(gè)質(zhì)量為1kg的物體相距1m時(shí)，它們之間萬有引力為6.6710-11 N第4頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四例1.如圖所示，r雖大于兩球的半徑，但兩球的半徑不能忽略，而球的質(zhì)量分布均勻，大小分別為m1與m2，則兩球間萬有引力的大小為（ ）r1rr2A、B、C、D、D第5頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)1

3、3分，星期四例2.關(guān)于萬有引力，下列說法中正確的是：( )A.在萬有引力定律公式中，引力常量G是人為規(guī)定的，單位為Nkg2/m2B.一個(gè)蘋果由于其質(zhì)量很小，地球?qū)μO果的萬有引力遠(yuǎn)大于蘋果對(duì)對(duì)地球的萬有力,它受到地球的萬有引力幾乎可以忽略；C.當(dāng)兩個(gè)質(zhì)量為m的物體間的距離r0時(shí)，兩個(gè)物體間的萬有引力為無窮大。D.地球表面的大氣層是因?yàn)槿f有引力的約束而存在于地球表面附近D第6頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四1.兩個(gè)基本思路二:萬有引力定律的應(yīng)用思路一：物體（m)在中心天體(M)附近時(shí)， 物體所受萬有引力等于重力：F引=G重說明：若r=R(R為中心天體的半徑）則有 稱為黃金

4、代換。第7頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四例4.據(jù)報(bào)道,最近在太陽系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星，其質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，其半徑約為地球半徑的2倍，則該行星表面的重力加速度與地球表的重力加速度之比為（ ） A1.6倍B3.2倍 C4 倍 D2倍例3.已知地球表面的重力加速度為g0,衛(wèi)星在距地面2R(R是地球半徑)處，衛(wèi)星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度（等于重力加速度）大小為a，則a：g0為： A1：2 B.1：9 C. 1：4 D.2：1 BA第8頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四變形練習(xí)2物體在一行星表面自由落下，第1s內(nèi)下落9.8m,若該行星

5、的半徑為地球半徑的一半，那么它的質(zhì)量是地球的_倍。變形練習(xí)1一物體在地球表面重16N，它在以5m/s2的加速度加速上升的火箭中的視重為9N，則此火箭離開地球表面的距離是地球半徑的（ ） A1倍 B2倍 C3倍 D4倍C1/2第9頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四二:萬有引力定律的應(yīng)用思路二：把天體的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓 周運(yùn)動(dòng)，則有： F引=F向第10頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四例5. 當(dāng)人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確是：（ ） A在同一軌道上，衛(wèi)星質(zhì)量越大，運(yùn)動(dòng)速度越大 B同質(zhì)量的衛(wèi)星，軌道半徑越大，向心力越大 C軌道半徑越

6、大，運(yùn)動(dòng)的向心加速度越小，周期越大 D軌道半徑越大，運(yùn)動(dòng)速度、角速度越大C第11頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四 （當(dāng)r=R時(shí)，v1=7.9km/s(第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度）, v衛(wèi)85分鐘）第12頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四變形練習(xí)1已知人造地球衛(wèi)星靠近地面運(yùn)行時(shí)的環(huán)繞速度約為8km/s，則在離地面的高度等于地球半徑處運(yùn)行的速度為 A km/s B4km/s C8km/s D km/s2設(shè)月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為27天,則地球的同步衛(wèi)星到地球中心的距離r與月球中心到地球中心的距離R之比r/R為 A1/3 B1/9 C1/27 D1/18

7、BB第13頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四變形練習(xí)3. 如圖所示，衛(wèi)星A、B、C在相隔不遠(yuǎn)的不同軌道上，以地球?yàn)橹行淖鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)方向相同，若在某個(gè)時(shí)刻恰好在同一直線上，則當(dāng)衛(wèi)星A轉(zhuǎn)過一個(gè)周期時(shí)，下列關(guān)于三顆衛(wèi)星的說法正確的是A三顆衛(wèi)星的位置仍在一條直線上B衛(wèi)星A的位置超前于B， 衛(wèi)星C的位置滯后于BC衛(wèi)星A的位置滯后于B， 衛(wèi)星C的位置超前于BD衛(wèi)星A的位置滯后于B和CB第14頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四例6.兩行星A、B各有一顆衛(wèi)星a和b ，衛(wèi)星繞各自行星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓軌道半徑之比為ra:rb=1:2 ；如果兩行星的質(zhì)量之

8、比為MA：MB=2：1，兩行星半徑之比RA：RB=1：4，則兩個(gè)衛(wèi)星的周期之比Ta:Tb為： （ ） A1：4 B.4:1 C. D.以上答案均不對(duì)A第15頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四3.解決萬有引力問題的兩個(gè)基本思路三:小結(jié)思路一：物體（m)在中心天體(M)附近時(shí)， 物體所受萬有引力等于重力：F引=G重黃金代換：1.開普勒三大定律2.萬有引力定律思路二：把天體的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 則有： F引=F向第16頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四四：求中心天體質(zhì)量的幾種方法例7. 利用以下數(shù)據(jù)可求出地球質(zhì)量的是：已知引力常量G、月球中心到地

9、球中心的距離r和月球繞地球運(yùn)行的周期T已知引力常量G、地球表面的重力加速度g、地球的半徑R已知地球的第一宇宙速度V1和地球的半徑R已知引力常量G、繞地球表面飛行的衛(wèi)星的周期TA. B. C. D. C作業(yè)應(yīng)用二例8.利用 的數(shù)據(jù)可求得地球密度的是： 第17頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四四.人造地球衛(wèi)星和宇宙速度7.9km/sv11.2km/s（橢圓）11.2km/sv16.7km/s（成為太陽的人造行星）v16.7km/s（飛出太陽系）1.衛(wèi)星的發(fā)射：第18頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四第三宇宙速度（逃逸速度）：v =16.7千米/秒（衛(wèi)

10、星掙脫太陽束縛的最小發(fā)射速度）第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：v =7.9千米/秒（地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，地球衛(wèi)星最大的繞行速度）第二宇宙速度（脫離速度）：v =11.2千米/秒（衛(wèi)星掙脫地球束縛變成小行星的最小發(fā)射速度）2.宇宙速度：四.人造地球衛(wèi)星和宇宙速度或第19頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四9.1關(guān)于第一宇宙速度，下面說法中正確的是( ） A.它是人造衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度 B.它是近地圓周軌道上人造衛(wèi)星的運(yùn)行速度 C.它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)在近地點(diǎn)的速度 D.它又叫環(huán)繞速度，即繞地球做圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星的速度都是第一宇宙速度B第20頁，共27頁，2022年

11、，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四【答案】 D9.2 人造衛(wèi)星的天線偶然折斷，天線將做： A.自由落體運(yùn)動(dòng) B.平拋運(yùn)動(dòng) C.遠(yuǎn)離地球飛向太空 D.繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運(yùn)轉(zhuǎn) 第21頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四所有同步衛(wèi)星都具有如下特點(diǎn)： 1. 周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相同。T24h。 2.只能分布在赤道上方的一個(gè)確定軌道上。 3.離地面高度h為一個(gè)定值（約36000km）。 4.角速度與地球的自轉(zhuǎn)角速度相同 5. 線速度 v 大小相等（約為3.1km/s）3.同步衛(wèi)星與地球相對(duì)靜止的人造衛(wèi)星第22頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四【說明】1.為

12、了同步衛(wèi)星之間不互相干擾，大約3左右才能放置1顆，這樣地球的同步衛(wèi)星只能有120顆?？梢?，空間位置也是一種資源。2.同步衛(wèi)星主要用于通訊。要實(shí)現(xiàn)全球通訊，只需三顆同步衛(wèi)星即可。第23頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四3、極地通訊衛(wèi)星、一般的通訊衛(wèi)星第24頁，共27頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)13分，星期四中星6號(hào) 中星6號(hào)衛(wèi)星(ChinaSat-6)是公司擁有的通信廣播衛(wèi)星，采用東方紅3號(hào)平臺(tái)，有中國空間技術(shù)研究院自行研制生產(chǎn)，于1997年5月12日由長征3號(hào)甲運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功并定點(diǎn)于東經(jīng)125度地球同步軌道。星上擁有24個(gè)C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器。波束覆蓋中國全境，主服務(wù)區(qū)覆蓋中國大陸及臺(tái)灣和海南島，第二服務(wù)區(qū)覆蓋東沙、中沙、西沙等島嶼。 中星6號(hào)衛(wèi)星現(xiàn)為郵電干線通信、專用衛(wèi)星通信、臨時(shí)電視節(jié)目、全國無線尋呼、會(huì)議電視、數(shù)據(jù)廣播等提供傳輸服務(wù)。 第25頁，共27頁，