萬有引力定律 (3)講稿

1、關于萬有引力定律 (3)第一張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1、萬有引力定律：第二張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月適用條件：第三張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例1:對于萬有引力定律的表達式F=Gm1m2/r，下列說法正確的是( )A.公式中G為引力常量，它是由實驗測得的，而不是人為規(guī)定的B.當r趨近于0時，萬有引力趨近于無窮大C.m1、m2受到的引力總是大小相等、方向相反，是一對平衡力D.公式中的F應理解為m1、m2所受引力之和A第四張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例2:(08寧夏23)天文學家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運行的兩顆恒星稱為雙星。雙

2、星系統(tǒng)在銀河系中很普遍。利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運動特征可推算出它們的總質量。已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點分別做勻速圓周運動，周期均為T，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個雙星系統(tǒng)的總質量。（引力常量為G） m1m2o第五張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2、萬有引力和重力（1）地面上的物體的重力和萬有引力的關系在兩極：重力等于萬有引力除兩極外重力是萬有引力的分力，在處理問題時可認為重力約等于萬有引力（2）在空中的物體的重力和萬有引力的關系重力等于萬有引力= mg0 = mg g =GM=R2gGM=r2g黃金代換第六張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3、

3、天體運動：把天體運動近似看成勻速圓周運動，向心力來源于萬有引力第七張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4、人造衛(wèi)星宇宙速度：軌道：軌道的圓心與地球的球心重合發(fā)射速度與運行速度：第八張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月5、衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期與半徑的關系第九張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月6、地球同步衛(wèi)星：所謂地球同步衛(wèi)星，是相對于地面靜止的和地球具有相同周期的衛(wèi)星，同步衛(wèi)星必須位于赤道平面內，且到地面的高度一定。第十張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例3：可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道( )（2000年，安徽） A. 與地球表面上某一緯度線(非赤

4、道)是共面同心圓B. 與地球表面上某一經度線所決定的圓是共面同心圓C. 與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對于地球表面是靜止的D. 與地球表面上的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對于地球表面是運動的 CD第十一張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例4：關于人造地球衛(wèi)星，下列說法中正確的是 ( )A.運行的軌道半徑越大，線速度越大B.衛(wèi)星繞地球運行的環(huán)繞速率可能等于8km/sC.衛(wèi)星的軌道半徑越大，周期也越大D.運行的周期可能等于80分鐘C第十二張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例5:發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火

5、，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點(如圖)則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是( )A衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C衛(wèi)星在軌道1上經過Q點時的速度等于它在軌道2上經過Q點時的速度D衛(wèi)星在軌道2上經過P點時的加速度等于它在軌道3上經過P點的加速度BD第十三張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例6:(05江蘇5)某人造衛(wèi)星運動的軌道可近似看作是以地心為中心的圓,由于阻力作用,人造衛(wèi)星到地心的距離從r1慢慢變到r2,用EK1、EK2分別表示衛(wèi)星在這兩個軌道上的動能，則（ ）A.r1r

6、2 EK1r2 EK1EK2 C.r1EK2 D.r1r2 EK1EK2 B第十四張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月天體問題的處理方法：1、建立一種模型 天體有自然天體（如地球、月亮）和人造天體（人造衛(wèi)星）兩種，無論是哪種天體，不管它的體積有多大，在分析天體運動時，應首先把研究對象即人造天體直接看作一個點，自然天體看作是位于球心位置的一個點。這樣，天體的運動就抽象為一個質點繞另一個質點的勻速圓周運動模型。第十五張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2、抓住兩條思路天體問題實際上是萬有引力定律、勻速圓周運動規(guī)律的綜合應用，解決問題的基本思路有兩條：思路1、利用在中心天體表面或表面附近

7、，萬有引力近似等于重力，GMm/R2 =mg0 ( g0 表示天體表面的重力加速度） 思路2、利用萬有引力提供向心力由此得到一個基本方程GMm/R2=ma第十六張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 1、兩顆人造衛(wèi)星的質量之比m1m212，軌道半徑之比R1R231求：(1)兩顆衛(wèi)星運行的線速度之比；(2)兩顆衛(wèi)星運行的角速度之比；(3)兩顆衛(wèi)星運行的周期之比；(4)兩顆衛(wèi)星運行的向心加速度之比；(5)兩顆衛(wèi)星運行的向心力之比 第十七張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月將衛(wèi)星的運動近似看成勻速圓周運動，其所需向心力系萬有引力，即應用時根據(jù)實際情況選用適當公式進行分析為求解此類問題的基本方法第十八張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2、1999年11月20日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了“神舟”號載人實驗飛船，在飛船中進行了多項研究。假設飛船在太空中沿離地面高度為h的圓軌道上運行，已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g,求飛船的運行周期。第十九張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3、在天體演變的過程中，紅色巨星發(fā)生“超新星爆炸”后，可能形成中子星（電子被迫同原子核中的質子相結合而形成中子),中子星具有極高的密度。 若已知某中子星的密度為1.01013kg/m3 ，該中子星的衛(wèi)星繞它作圓軌道