单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第二节 万有引力定律的应用,第二节 万有引力定律的应用,1,，测出天体卫星的环绕周期和环,一、计算天体的质量,天体质量不可能直接称量，但可以间接测量天体卫星做,圆周运动所需的向心力由万有引力提供，,_，因此可得,M,_,绕半径即可计算天体质量,，测出天体卫星的环绕周期和环一、计算天体的质量圆周运动所需的,2,二、预测未知天体,天王星,11821 年，人们发现_的实际轨道与由万有引力,定律计算出的理论轨道存在较大的误差,海王星,2在万有引力定律的指导下，发现了太阳系的第八颗行星,_，它的发现彻底消除了人们对牛顿引力学说的怀疑,三、人造卫星和宇宙速度,地球对它的万有引力,1,卫星绕地球转动时，_提供向心力，,上运行的线速度,v,_.,v,2,m,r,二、预测未知天体天王星11821 年，人们发现_,3,2第一宇宙速度：,v,1,_km/s，也叫环绕速度，是卫,星在,_绕地球做圆周运动所必须具有的,速度，也是卫星,离开地球的_发射速度,7.9,地面附近,最小,3第二宇宙速度：,v,2,_km/s，又叫脱离速度，当发,射速度等于或大于它时，卫星就会克服,_引力的束缚，逃,离地球,11.2,地球,4第三宇宙速度：,v,3,_km/s，又叫逃逸速度，当,发,射速度等于或大于它时，物体会挣脱,_引力的束缚，飞,到太阳系外,16.7,太阳,2第一宇宙速度：v1_km/s，也叫环绕速度，,4,美国有部电影叫光速侠，是说一个叫,Daniel Light,的家,伙在一次事故后，发现自己拥有,了能以光速奔,跑的能力,图 321,根据所学物理知识分析，如果光速侠要以,光速从纽约跑到洛杉矶救人，可能实现吗？,答案：,不可能实现当人或物体以大于第,一宇宙速度的速度在地表运动时，会脱离地表，,到达外太空，即在地表运动的速度不能超过 7.9 km/s.,美国有部电影叫光速侠，是说一个叫 Daniel Lig,5,要点1,计算天体的质量,1基本思路,把天体的运动看成匀速圆周运动，根据天体的运动情况，,表达出所需的向心力，而向心力由万有引力提供利用万有引,力定律和圆周运动的知识列式求解，即,要点1计算天体的质量1基本思路,6,高中物理-第三章-第二节-万有引力定律的应用ppt课件-粤教必修,7,【例,1,】,为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量,M,.已知地球半径,R,6.410,6,m，地球质量,m,610,24,kg，日,地中心的距离,r,1.510,11,m，地球表面的重力加速度,g,10 m/s,2,1 年约为 3.210,7,s，试估算目前太阳的质量,M,.(保留一,位有效数字，引力常数未知),【例1】为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量,8,1(,双选,),已知引力常量,G,和以下各组数据，能够计算出,地,球质量的是(,),BC,A地球绕太阳运行的周期和地球与太阳间的距离,B月球绕地球运行的周期和月球与地球间的距离,C人造地球卫星在地面附近处绕行的速度与周期,D已知人造卫星的重力加速度,1(双选)已知引力常量 G 和以下各组数据，能够计算出地球,9,要点2,计算天体的密度,【,例,2,】假设在半径为,R,的某天体上发射一颗该天体的卫,星，若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为,T,1,，已知,引力常数为,G,，则该天体的密度为多少？若这颗卫星距该天体,表面的高度为,h,，测得在该处做匀速圆周运动的周期为,T,2,，则,该天体的密度又可表示为什么？,解：,设卫星的质量为,m,，天体的质量为,M,.,卫星贴近天体表,要点2计算天体的密度【例2】假设在半径为 R 的某天体上发,10,高中物理-第三章-第二节-万有引力定律的应用ppt课件-粤教必修,11,11,、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我,;,对事以诚信，事无不成。,12,、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。,13,、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。,2024/11/15,2024/11/15,15 November 2024,14,、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。,15,、,纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。,16,、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。,17,、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。,十一月 24,2024/11/15,2024/11/15,2024/11/15,11/15/2024,18,、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。,2024/11/15,2024/11/15,11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以,12,2“神舟六号”飞船在预定圆轨道上飞行，每绕地球一圈,需要时间为 90 min，每圈飞行路程为,L,4.210,4,km.试根据以,上数据估算地球的质量和密度(地球半径,R,约为 6.3710,3,km，,引力常量,G,取 6.6710,11,Nm,2,/kg,2,，结果保留两位有效数字),2“神舟六号”飞船在预定圆轨道上飞行，每绕地球一圈,13,要点3,人造地球卫星,1人造地球卫星的轨道,卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充,当向心力，地球对卫星的万有引力指向地心而做匀速圆周运,动的物体的向心力时刻指向它所做圆周运动的圆心因此卫星,绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合这样就存在三类,人造地球卫星轨道(如图 322 所示)：,(1)赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上,方；,要点3人造地球卫星1人造地球卫星的轨道,14,(2)极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两,极上空；,(3)一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度,图 322,(2)极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空,15,高中物理-第三章-第二节-万有引力定律的应用ppt课件-粤教必修,16,3地球同步卫星,(1)周期、角速度与地球自转周期、角速度相同，,T,24 h.,(2),轨道是确定的，地球同步卫星的运行轨道在赤道平面内,(3)在赤道上空距地面高度有确定的值,由万有引力提供向心,力得,3地球同步卫星,17,【例,3,】,地球的半径为,R,0,，地球表面的重力加速度为,g,，,一个质量为,m,的人造卫星，在离地面高度为,h,R,0,的圆形轨道,上绕地球运行，则(,),【例3】地球的半径为 R0，地球表面的重力加速度为 g，上,18,答案：,A,答案：A,19,3(,双选，,201,1,年汕头质检,),如图 323 所示，,T,代表“天,宫一号”飞行器，,S,代表“神舟八号”飞船，它们都绕,地球做,匀速圆周运动，其轨道如图中所示，则(,),A.,T,的周期大于,S,的周期,B.,T,的线速度大于,S,的线速度,C.,T,的向心加速度大于,S,的向心加速度,D.,S,和,T,的速度都小于环绕速度 7.9 km/s,AD,图 323,3(双选，2011 年汕头质检)如图 323 所示，,20,要点4,双星问题,【,例,4,】天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运,行的两颗恒星称为双星，双星系统在银河系中很普遍利用双,星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量已知某,双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速,圆周运动，周期均为,T,，两颗恒星之间的距离为,r,，试计算这个,双星系统的总质量(引力常量为,G,),1,2,r,1,r,2,r,解：,设两颗恒星的质量分别为,m,1,、,m,2,，做圆周运动的半径,分别为,r,1,、,r,2,，角速度分别是,1,、,2,.根据题意有,要点4双星问题【例4】天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作,21,高中物理-第三章-第二节-万有引力定律的应用ppt课件-粤教必修,22,4土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动,可视为圆周运动其中有两个岩石颗粒,A,和,B,与土星中心的距,离分别为,r,A,8.010,4,km 和,r,B,1.210,5,km.忽略所有岩石颗,粒间的相互作用求：(结果可用根式表示),(1)岩石颗粒,A,和,B,的线速度之比；,(2)岩石颗粒,A,和,B,的周期之比,4土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动(1),23,解：,(1),设土星质量为,M,0,，岩石颗粒质量为,m,，岩石颗粒距,土星中心距离为,r,，线速度为,v,，根据牛顿第二定律和万有引力,解：(1)设土星质量为M0，岩石颗粒质量为m，岩石颗粒距,24,高中物理-第三章-第二节-万有引力定律的应用ppt课件-粤教必修,25,