萬有引力理論的成就高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

萬有引力理論的成就0

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4嫦娥奔月天體質量的計算人造衛(wèi)星上天預測未知天體0

1嫦娥奔月Synergisticallyutilizetechnicallysoundportalswithfrictionlesschains.Dramaticallycustomize

empowerednetworksratherthangoal-opportunities.0190秒回顧嫦娥工程16年“九天攬月”之旅01“嫦娥”奔月萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，不僅解決了行星的運行問題，也為人們開啟了“飛天”的理論之路。那么，人造衛(wèi)星要以多大的速度環(huán)繞地球運動才能不落回地面？“嫦娥”探測器又是怎樣飛向神秘的月球的？“嫦娥”如何飛向月球？02天體質量的計算Synergisticallyutilizetechnicallysoundportalswithfrictionlesschains.Dramaticallycustomize

empowerednetworksratherthangoal-opportunities.02重力和萬有引力的關系1、不考慮地球自轉的條件下，地球表面的物體2、重力是萬有引力的分力萬有引力自轉向心力重力02重力加速度g的變化赤道兩極所以在赤道時重力最小、兩極時最大且等于萬有引力隨緯度增大而增大，隨高度增大而減小離地面h高處02重力加速度法求中心天體質量在星球（如地球）表面的物體，在忽略自轉的情況下，此時物體所受重力與星球對它的萬有引力相等。02環(huán)繞法計算中心天體的質量和密度如已知中心天體半徑，則可求天體的平均密度思考：如已知v、r；v、T如何求天體質量？03人造衛(wèi)星Synergisticallyutilizetechnicallysoundportalswithfrictionlesschains.Dramaticallycustomize

empowerednetworksratherthangoal-opportunities.03人造衛(wèi)星上天1）衛(wèi)星和行星圍繞行星轉動的星體叫衛(wèi)星圍繞恒星轉動的星體叫行星2）牛頓的設想：3）人類的努力：前蘇聯(lián)1957年10月4日發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星物體速度足夠大時，將不再回到地面，成為地球衛(wèi)星。03宇宙速度(1)第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：V=7.9km/s(2)推導：所以第一宇宙速度又叫最小發(fā)射速度，最大環(huán)繞速度。03第一宇宙速度第一宇宙速度：V1=7.9km/s（地面附近、勻速圓周運動）V1=7.9km/s

如果人造地球衛(wèi)星進入地面附近的軌道速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它繞地球運動的軌跡是橢圓。03第二、三宇宙速度第二宇宙速度（脫離速度）

：當物體的速度大于或等于11.2km/s時，衛(wèi)星就會脫離地球的引力，不再繞地球運行。達到第二宇宙速度的物體還受到太陽的引力。第三宇宙速度（逃逸速度）

：如果物體的速度等于或大于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。

V1=7.9km/s

地球V2=11.2km/sV3=16.7km/s11.2km/s>v>7.9km/s03關于衛(wèi)星問題的處理方法1、解決衛(wèi)星問題的基本方法

基本方程加輔助方程2、向心加速度的選擇萬有引力=向心力重力近似=萬有引力基本方程輔助方程03同步衛(wèi)星（通訊衛(wèi)星）①定周期（頻率、轉速）（與地球自轉的周期相同，即T=24h）1.特點：③定在赤道的正上方某點（相對于地球靜止）⑤定角速度（與地球自轉的角速度大?。薅ㄏ蛐募铀俣却笮?/p>

不同點：由于各同步衛(wèi)星質量一般不同，所以它們受到的向心力的大小一般不同。④定線速度大?。碫=3.0×103m/s）②定高度（到地面的距離相同，即h=3.6×107m）衛(wèi)星變軌雖然同步衛(wèi)星理論上軌道、速度、周期等參數(shù)不變，但是由于各種損耗（稀薄大氣），在軌速度會慢慢降低。（降軌）軌道半徑變小衛(wèi)星若要降軌，先在原地降低速度，然后做向心運動，到達低軌道后，速度變得比原先要大供需向心運動根據(jù)升軌提升高小離0304預測未知天體Synergisticallyutilizetechnicallysoundportalswithfrictionlesschains.Dramaticallycustomize

empowerednetworksratherthangoal-opportunities.04海王星的發(fā)現(xiàn)

海王星的軌道由英國的劍橋大學的學生亞當斯和法國年輕的天文愛好者勒維耶各自獨立計算出來。1846年9月23日晚，由德國的伽勒在勒維耶預言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星,人們稱其為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”。海王星

當時有兩個青年——英國的亞當斯和法國的勒威耶在互不知曉的情況下分別進行了整整兩年的工作。1845年亞當斯先算出結果，但格林尼治天文臺卻把他的論文束之高閣。1846年9月18日，勒威耶把結果寄到了柏林，卻受到了重視。柏林天文臺的伽勒于1846年9月23日晚就進行了搜索，并且在離勒威耶預報位置不遠的地方發(fā)現(xiàn)了這顆新行星。海王星的發(fā)現(xiàn)使哥白尼學說和牛頓力學得到了最好的證明。04冥王星的發(fā)現(xiàn)理論軌道實際軌道

海王星發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)它的軌道也與理論計算的不一致．于是幾位學者用亞當斯和勒維列的方法預言另一顆新星的存在．在預言提出之后，1930年3月14日，湯博發(fā)現(xiàn)了這顆新星——冥王星．04哈雷彗星1705年英國哈雷計算了“哈雷彗星”的軌道并正確預言了它的回歸。05例題例1：若已知某行星繞太陽公轉的軌道半徑為r,公轉周期為T,引力常量為G，則由此可求出（）

A、行星的質量B、太陽的質量C、行星的密度D、太陽的密度B例2：假設火星和地球都是球體，火星的質量M火和地球的質量M地之比M火/M地=p，火星的半徑R火和地球的半徑R地之比R火/R地=q，那么火星表面處的重力加速度g火和地球表面處的重力的加速度g地之比等于多少？

比值計算題05例題解：不計地球自轉的影響，物體的重力等于物體受到的萬有引力。例3：地球表面重力加速度為g，忽略地球自轉的影響，在距地面高度為h的空中重力加速度是地面上重力加速度的幾倍？已知地球半徑為R。在地球表面：

加速升空時：