高中物理-第六章萬有引力復(fù)習(xí)課教學(xué)課件設(shè)計(jì)

第六章萬有引力定律復(fù)習(xí)課經(jīng)典力學(xué)的局限性萬有引力與航天人類對(duì)行星規(guī)律的認(rèn)識(shí)“地心說“和”日心說”開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律軌道定律面積定律周期定律萬有引力定律推理、發(fā)現(xiàn)過程內(nèi)容、公式、意義引力常數(shù)G的測定及意義萬有引力的成就稱量地球質(zhì)量計(jì)算中心天體質(zhì)量發(fā)現(xiàn)未知天體宇宙航行宇宙速度人造衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星萬有引力的成就宏觀物體、低速運(yùn)動(dòng)、弱引力場本章知識(shí)結(jié)構(gòu)開普勒三定律：1、開普勒第一定律：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。3、開普勒第三定律：所有的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。R3T2=k2、開普勒第二定律：對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽和行星在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。R表示橢圓軌道的半長軸,T表示公轉(zhuǎn)周期,比值k是一個(gè)與太陽質(zhì)量有關(guān)、與行星無關(guān)的常量。1.關(guān)于開普勒行星運(yùn)動(dòng)的公式，以下說法正確的是（）A.不同星球的行星或衛(wèi)星，k值不相等B.R代表行星自身的半徑C.T表示行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期D.T表示行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期

D2.有兩個(gè)人造地球衛(wèi)星，它們繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑之比是1：2，則它們繞運(yùn)轉(zhuǎn)的周期之比為_______。

分析：它們的運(yùn)動(dòng)遵循開普勒第三定律，有：萬有引力定律：（1687年）定律內(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。表達(dá)式：公式推導(dǎo)：把行星運(yùn)動(dòng)近似看成圓周運(yùn)動(dòng)，利用向心力公式和開普勒第三定律推導(dǎo)。理解：（1）任何兩物體間存在萬有引力。（2）r的含義：1：指質(zhì)點(diǎn)間的距離；2：均勻幾何體指幾何中心間的距離。（3）重力是地球?qū)ξ矬w萬有引力的一個(gè)分力G的測量：扭秤實(shí)驗(yàn)（1）發(fā)現(xiàn)者：（2）G的意義：

a：數(shù)值上等于兩質(zhì)量為1kg的物體相距1m時(shí)的引力大小。b：證明萬有引力定律的正確。c:大?。篏=6.67×10-11Nm2/kg2卡文迪許兩條基本思路1、重力等于萬有引力2、萬有引力提供向心力注意：萬有引力適用于一切物體。將物體在行星表面所受到的萬有引力近似看作等于物體的重力。萬有引力定律的應(yīng)用1、求重力加速度：2、求星球質(zhì)量：

天體運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力充當(dāng)向心力（1）.求天體的質(zhì)量和密度：當(dāng)環(huán)繞天體在中心天體的表面運(yùn)行時(shí)，r＝R，則（2）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，ω越?。﹉↑

，g↓

；h↓，g↑。緯度↑，r↓，g↑。緯度↓，r↑，g↓。⑴什么是地球同步衛(wèi)星？

相對(duì)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。T＝24h。

⑵地球同步衛(wèi)星滿足的條件

①所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道上方的一個(gè)確定軌道上。

②所有的同步衛(wèi)星的軌道高度為一個(gè)定值。代入數(shù)據(jù)得：h=3.6×107(m)

同步衛(wèi)星

運(yùn)行半徑rR地R地6.6R地運(yùn)行周期T24h85分鐘（1.4h）24h線速度的計(jì)算V=ωR地向心加速度的計(jì)算ma=mω2Rma=GMm/r近2ma=mω2r＝GMm/r同2

同步衛(wèi)星近地衛(wèi)星地球赤道上的物體注意區(qū)別:地球赤道上的物體,近地衛(wèi)星,同步衛(wèi)星赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體,近地衛(wèi)星,同步衛(wèi)星都繞地心運(yùn)動(dòng),但(an)有什么區(qū)別？近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、月球三者比較(1)誰周期長?(2)誰角速度大?(3)誰軌道半徑大?h=3.6×107mr=4.2×107mv=3km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.8×108mv=1km/sT=27天h≈0r=6.4×106mv=7.9km/sT=84分鐘同步衛(wèi)星近地衛(wèi)星月球第三宇宙速度v=16.7千米/秒；（衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛的最小發(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v=11.2千米/秒；（衛(wèi)星掙脫地球引力束縛變成小行星的最小發(fā)射速度）萬有引力定律應(yīng)用之宇宙速度VF引F引＜F向F引＞F向一、衛(wèi)星變軌問題MmA點(diǎn)速度—內(nèi)小外大（在A點(diǎn)看軌跡）在A點(diǎn)萬有引力相同A原理·思考：人造衛(wèi)星在低軌道上運(yùn)行，要想讓其在高軌道上運(yùn)行，應(yīng)采取什么措施？在低軌道上加速，使其沿橢圓軌道運(yùn)行，當(dāng)行至橢圓軌道的遠(yuǎn)點(diǎn)處時(shí)再次加速，即可使其沿高軌道運(yùn)行。衛(wèi)星變軌原理1、衛(wèi)星在二軌道相切點(diǎn)萬有引力相同速度—內(nèi)小外大（切點(diǎn)看軌跡）2、衛(wèi)星在橢圓軌道運(yùn)行近地點(diǎn)---速度大，動(dòng)能大遠(yuǎn)地點(diǎn)---速度小，動(dòng)能小1、如圖所示，發(fā)射同步衛(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)火將其送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于P點(diǎn)，2、3相切于Q點(diǎn)。當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法正確的是（）

A、在軌道3上的速率大于1上的速率

B、在軌道3上的角速度小于1上的角速度

C、在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速率等于在軌道3上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速率

D、在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度QP2·31BD注意:萬有引力中兩星相距是L,而向心力表達(dá)式中半徑為r1、r2,不可混淆.宇宙中有相距較近,質(zhì)量可以相比的兩顆星(其他星體對(duì)它們的影響忽略不計(jì)),圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)做同周期的勻速圓周運(yùn)動(dòng).這種結(jié)構(gòu)叫做雙星⑴角速度必定相同，因此周期也必然相同。⑵每顆星的向心力大小必然相等⑶如果兩顆星的質(zhì)量相差懸殊，如m＜＜M，則r=L,R=O，這是可以把大質(zhì)量星看作靜止的，小質(zhì)量星圍繞大質(zhì)量星運(yùn)動(dòng)。二.雙星問題

例1.兩個(gè)星球組成雙星，它們?cè)谙嗷ブg的萬有引力作用下，繞連線上某點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)測得兩星中心距離為R，其運(yùn)動(dòng)周期為T，求兩星的總質(zhì)量。O解析：設(shè)兩星質(zhì)量分別為M1和M2，都繞連線上O點(diǎn)作周期為T的圓周運(yùn)動(dòng)，星球1和星球2到O的距離分別為l1和

l2

．由萬有引力定律和牛頓第二定律及幾何條件可得l1l2M2M1l1