高中物理萬有引力

1、高中物理萬有引力第1頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四3，引力常數(shù)的測定G=6.671011 Nm2/kg2卡文迪許扭秤第2頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四1、對于萬有引力定律的數(shù)學表達式FGMm/R2 ，下列說法正確的是（ ）公式中G為引力常量，是人為規(guī)定的。R趨近于0時，萬有引力趨于無窮大M、m受到的萬有引力總是大小相等,方向相反，是一對相互作用力。M、m受到的萬有引力總是大小相等、方向相反，是一對平衡力。C練習第3頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四2、地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍，若地球吸引月球的力大小為F，則月球吸引地球

2、的力的大小為（ ） A、16F B、 F C、9F D、81F3、兩大小相同的實心小鐵球球心相距R時，它們之間的萬有引力為F，若兩個小鐵球距離變成1/2R時，則它們之間的萬有引力為（ ） A、2F B、4F C、8F D、16FBB第4頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四等量關(guān)系物理量：M , r , T ,V, ，知二求一1，天體運動視為圓周運動，萬有引力充當著向心力的作用。二，萬有引力定律應用中的兩類模型模型一：環(huán)繞模型第5頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四模型二：星球表面上的物體 g為星球表面重力加速度,R為星球半徑。忽略地球自轉(zhuǎn)的影響2，將物體

3、在行星表面所受到的萬有引力近似看作等于物體的重力。行星表面的加速度近似看作是由萬有引力產(chǎn)生的。第6頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四三，萬有引力定律的應用1，天體運動參數(shù)的計算 如：已知中心天體的質(zhì)量、行星或衛(wèi)星的軌道半徑，求：行星或衛(wèi)星的線速度、角速度、周期。2，用萬有引力定律求中心天體的質(zhì)量和密度 如：已知行星或衛(wèi)星的軌道半徑、周期（或線速度、角速度）， 求：中心天體的質(zhì)量及密度。第7頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系：（r越大，T越大）（r越大，v越?。╮越大，越?。?）天體運動參數(shù)的計算：如：已知中心

4、天體的質(zhì)量、行星或衛(wèi)星的軌道半徑，求：行星或衛(wèi)星的線速度、角速度、周期。第8頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四4、設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R。人造地球衛(wèi)星在圓軌道半徑上運行，質(zhì)量為m，軌道半徑為 r 。那么，在該軌道上做勻速圓周運動的衛(wèi)星的速度，角速度，周期各是多少？解析： 地球與衛(wèi)星間的萬有引力為向心力，則第9頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四5、人造衛(wèi)星以地心為圓心做勻速圓周運動，下列說法正確的是（ ）： A.半徑越大，速率越大，周期越小 B.半徑越大，速率越小，周期越大 C.所有衛(wèi)星的角速度相同，與半徑無關(guān) D.所有衛(wèi)星的速率均相同，與半徑無關(guān)B

5、練習（1）天體運動參數(shù)的計算：如：已知中心天體的質(zhì)量、行星或衛(wèi)星的軌道半徑，求：行星或衛(wèi)星的線速度、角速度、周期。第10頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四6、若月球圍繞地球做勻速圓周運動，其周期為T，又知月球到地心的距離為r，試求出地球的質(zhì)量?！窘狻咳f有引力提供月球圓周運動向心力（2）用萬有引力定律求中心天體的質(zhì)量和密度 如：已知行星或衛(wèi)星的軌道半徑、周期（或線速度、角速度）求：中心天體的質(zhì)量及密度。第11頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四練習 7、已知地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期T=365天，地球到太陽距離1.5億公里，你能想辦法計算出太陽的質(zhì)量嗎？解：第

6、一步，根據(jù)題意建立模型。第二步，受力分析，寫出等量關(guān)系第三步，化簡，根據(jù)題目要求，求出未知量第12頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四8、已知下面的數(shù)據(jù)，可以求出地球質(zhì)量M 的是（ ） （引力常數(shù)G是已知的）A.月球繞地球運行的周期T1及月球到地球中心的距離R1B.地球“同步衛(wèi)星”離地面的高度C.地球繞太陽運行的周期T2及地球到太陽中心的距離R2D.人造地球衛(wèi)星在地面附近的運行速度v和運行周期T3（2）用萬有引力定律求中心天體的質(zhì)量和密度 如：已知行星或衛(wèi)星的軌道半徑、周期（或線速度、角速度），求：中心天體的質(zhì)量及密度。練習A第13頁，共19頁，2022年，5月20日，9點

7、55分，星期四9、一宇宙飛船在一個星球表面附近做勻速圓周運動，宇航員要估測星球的密度，只需要測定飛船的 （ ） A環(huán)繞半徑 B.環(huán)繞速度 C.環(huán)繞周期 D.環(huán)繞角速度練習C第14頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四第三宇宙速度（逃逸速度）：（衛(wèi)星掙脫太陽束縛的最小發(fā)射速度）四，宇宙速度與同步衛(wèi)星1，宇宙速度第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：（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）：（衛(wèi)星掙脫地球束縛變成小行星的最小發(fā)射速度）v=7.9千米/秒；v=11.2千米/秒；v=16.7千米/秒；第15頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四

8、對于靠近地面的衛(wèi)星，可以認為此時的 r 近似等于地球半徑R，把r用地球半徑R代入，可以求出： 這就是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的最低發(fā)射速度，也是最大的運行速度，也叫做第一宇宙速度。10、近地面的衛(wèi)星的速度是多少呢？練習第16頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四什么是地球同步衛(wèi)星？所謂地球同步衛(wèi)星是指相對于地面靜止的人造衛(wèi)星，它的周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相同。T24h。地球同步衛(wèi)星滿足的條件所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道上方的一個確定軌道上。所有的同步衛(wèi)星的軌道高度為一個定值。代入數(shù)據(jù)得：h=3.6107(m)2，同步衛(wèi)星第17頁，共19頁，2022年，

9、5月20日，9點55分，星期四【例題】已知地球的半徑為 ，地球的自轉(zhuǎn)角速度為 ，地球表面的重力加速度為 。在赤道上空有一顆相對地球靜止的同步通訊衛(wèi)星離地面的高度是多少？解：關(guān)于同步衛(wèi)星的知識1、同步衛(wèi)星的周期是24h；2、同步衛(wèi)星的角速度與地球的自轉(zhuǎn)角速度相等；3、同步衛(wèi)星必須在赤道上空；第18頁，共19頁，2022年，5月20日，9點55分，星期四一，萬有引力定律：1、萬有引力公式適用于：2、r是：質(zhì)點間的距離（球心距）可視為質(zhì)點的物體；引力常數(shù)的測定卡文迪許扭秤二，萬有引力定律應用中的兩類模型模型一：環(huán) 繞 模 型模型二：星球表面上的物體三，萬有引力定律的應用求行星或衛(wèi)星的線速度、角速度、周期求中心天體的質(zhì)量和密度四，宇宙速度與同步衛(wèi)星1，宇宙速度：第一宇宙速度（環(huán)繞速度）第二宇宙