萬有引力及其應(yīng)用

萬有引力及其應(yīng)用第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日圓周運(yùn)動(dòng)萬有引力3、萬有引力第3章（1）基本規(guī)律第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日中心天體M環(huán)繞天體地面物體第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日研究對象：環(huán)繞天體m中心天體環(huán)繞天體模型：圓基本規(guī)律對于環(huán)繞天體對于中心天體第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日中心天體環(huán)繞天體研究對象：

地面物體m’考慮：自轉(zhuǎn)

你會(huì)求赤道上物體的重力嗎？不考慮：自轉(zhuǎn)

中心天體第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日黃顏色平面是地面上物體圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道平面。O’才是軌跡的圓心。所以萬有引力必須提供的一個(gè)分力作為物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。重力則是萬有引力的另一個(gè)分力。由公示可知，緯度越低向心力越大，重力越小。第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日已知地球的半徑R,自轉(zhuǎn)周期T,地球表面的重力加速度g,環(huán)繞地球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的速度為v,萬有引力常量為G，求地球的質(zhì)量和密度.第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日練習(xí)4.已知地球質(zhì)量為M,半徑為R,自轉(zhuǎn)周期為T,萬有引力常量為G,試求:(1)赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度a1(2)在地球表面附近繞地球做勻速圓運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的加速度a2(3)距地面高h(yuǎn)處繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的加速度a3第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日（09年四川卷）據(jù)報(bào)道，2009年4月29日，美國亞利桑那州一天文觀測機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)一顆與太陽系其它行星逆向運(yùn)行的小行星，代號為2009HC82。該小行星繞太陽一周的時(shí)間為3.39年，直徑2～3千米，其軌道平面與地球軌道平面呈155°的傾斜。假定該小行星與地球均以太陽為中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則小行星和地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的速度大小的比值為第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日圓周運(yùn)動(dòng)萬有引力3、萬有引力第3章（2）人造衛(wèi)星第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日人造衛(wèi)星在圖中的軌道中，你認(rèn)為一定不是人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行軌道是哪條？為什么？你能總結(jié)人造地球衛(wèi)星的軌道共同點(diǎn)嗎？Mm第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日設(shè)兩人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量比為1:2，到地球球心的距離比為1:3，則它們的：

A．周期比為3:1 B．線速度比為1:3 C．向心加速度比為1:9 D．向心力之比為1:18第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日2、（2004上海）火星有兩顆衛(wèi)星，分別是火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，它們的軌道近似為圓，已知火衛(wèi)一的周期為7小時(shí)39分，火衛(wèi)二的周期為30小時(shí)18分，則.兩顆衛(wèi)星相比（）

A、

衛(wèi)一距火星表面較近

B、火衛(wèi)二的角速度較大

C、火衛(wèi)一的運(yùn)動(dòng)速度較大

D、火衛(wèi)二的向心加速度較大AC第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日圖中虛線1、2、3、4是衛(wèi)星運(yùn)行的軌跡，1、2、3為在近地面發(fā)射衛(wèi)星的軌跡（1為近似平拋、2為圓、3為橢圓），4為高空繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星軌跡。若不計(jì)大氣阻力的影響，下面關(guān)于這些軌跡敘述正確的是A．若衛(wèi)星運(yùn)行的軌跡為1，說明衛(wèi)星“發(fā)射速度”大于7.9km/sB．若衛(wèi)星運(yùn)行的軌跡為3，說明衛(wèi)星“發(fā)射速度”大于7.9km/sC．若衛(wèi)星運(yùn)行的軌跡為2，說明衛(wèi)星“運(yùn)行速度”大于7.9km/sD．若衛(wèi)星運(yùn)行的軌跡為4，說明衛(wèi)星“運(yùn)行速度”大于7.9km/s第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日橢圓離開地球離開太陽系第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日1、第一宇宙速度：7.9km/s造地球衛(wèi)星在地面發(fā)射所必須具有的最小速度，又叫做又叫環(huán)繞速度2、第二宇宙速度：當(dāng)衛(wèi)星的發(fā)射速度大于或等于11.2km/s時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的吸引，不再繞地球運(yùn)行。又叫脫離速度。3、第三宇宙速度：當(dāng)衛(wèi)星的發(fā)射速度大于或等于16.7km/s，物體就擺脫了太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間去。又叫逃逸速度。第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日同步衛(wèi)星什么是同步衛(wèi)星？有何特點(diǎn)？與地表保持相對靜止，具有相同的周期24h都在赤道平面具有相同高度（h=5.6R）第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日已知地球半徑為R=6.4×106m，g=10m/s2，估算同步衛(wèi)星的高度.(結(jié)果只保留2位有效數(shù)字)第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日練習(xí)2.在地球上空有許多同步衛(wèi)星,下面說法中正確的是A.它們的質(zhì)量可能不同B.它們的速度和向心加速度大小可能不同C.它們離地心的距離可能不同D.它們的速度一定大于7.9km/s.E.它們的加速度一定小于9.8m/s2.F.繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大G.向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等【AF】第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日圓周運(yùn)動(dòng)萬有引力3、萬有引力第3章（3）人造衛(wèi)星的變軌問題第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日3、衛(wèi)星的變軌問題

做圓周運(yùn)動(dòng)

做向心運(yùn)動(dòng)

做離心運(yùn)動(dòng)PQ123提供力需要力第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日1、在地球大氣層外有很多太空垃圾繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每到太陽活動(dòng)期，由于受太陽的影響，地球大氣層的厚度開始增加，而使得部分垃圾進(jìn)入大氣層，開始做靠近地球的向心運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因是A、由于太空垃圾受到地球引力減小而導(dǎo)致的B、由于太空垃圾受到地球引力增大而導(dǎo)致的C、由于太空垃圾受到空氣阻力減速，使得地球引力大于了太空垃圾做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力而導(dǎo)致的D、地球的引力提供了太空垃圾做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，故產(chǎn)生向心運(yùn)動(dòng)的結(jié)果與空氣阻力無關(guān)第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火,使其沿橢圓軌道2運(yùn)行。最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí),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(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度.D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度小于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度.PQ123第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日由開普勒第3定律,所有衛(wèi)星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟運(yùn)行周期的平方的比值都相等。已知地球表面附近的重力加速度為g，地球的半徑為R，星在軌道3的周期為T。求衛(wèi)星在軌道2上從遠(yuǎn)地點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到近地點(diǎn)Q所需要的時(shí)間

0.18天PQ123第26頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日圓周運(yùn)動(dòng)萬有引力3、萬有引力第3章（4）雙星問題第27頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日在天體運(yùn)動(dòng)中，將兩顆彼此距離較近的恒星稱為雙星.它們圍繞兩星球連線上的某一點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng).由于兩星間的引力而使它們在運(yùn)動(dòng)中距離保持不變.已知兩星質(zhì)量分別為M1和M2，相距L，求它們各自的環(huán)繞半徑和角速度.第28頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日變式.我們的銀河系的恒星中大約四分之一是雙星.某雙星由質(zhì)量不等的星體S1和S2構(gòu)成