第六章《万有引力定律》复习.ppt

* 第六章: 复习课件 行星的运动：开普勒三定律 引力常量G的测定：卡文迪许实验 万有引力定律 1、内容： 3、适用条件：质点或均匀球体 2、公式： 人造卫星、宇宙速度 2、第二宇宙速度：v2=11.2km/s 3、第三宇宙速度：v3=16.7km/s 1、第一宇宙速度： 4、人造卫星的规律：F引=F向 万有引力定律的应用 2、求天体的质量、密度 1、基本思路： 1、万有引力提供天体做圆周运动的向心力：F引=F向 2、星球表面附近万有引力近似等于重力：F引=mg 万有引力定律 （一）地心说与日心说 1、地心说：认为地球是宇宙的中心，并且静止不动，一切行星围绕地球运动。代表人物是托勒密。 2、日心说：认为太阳是宇宙的中心，并且静止不动，一切行星围绕太阳运动。代表人物是哥白尼。 一、行星运动的规律 日心说也有其局限性 1、开普勒第一定律（椭圆轨道定律）：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆轨道的一个焦点上。 2、开普勒第二定律（面积定律）：对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相同的时间内扫过相等的面积。 3、开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。即 （二）开普勒三定律 4、利用开普勒第三定律进行相关计算 　k＝ ＝　　 推导出　 ＝　 注意：中心天体不同，常数k不同，但与运动的天体无关。 二、万有引力定律 三、引力常量的测定 1、万有引力定律：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。 2、万有引力定律的表达式： 3、G为引力常量，由英国物理学家卡文迪许首先测量出的。适用于任何两个物体，它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m的相互作用力，通常G=6.67×10-11N·㎡/kg2 5、万有引力的性质 : a.普遍性 b.相互性 c.宏观性 d.特殊性 4、万有引力定律的适用条件：适用于质点之间的相互作用 6、万有引力与重力的区别与联系 1、考虑地球自转时，重力为万有引力的一个分力。 O A B C M N F G F` 2、不考虑地球自转时，重力可近似等于万有引力 F引=mg 四、万有引力定律在天文学上的应用 2、利用万有引力定律求解天体运动的基本思路 1、海王星和冥王星的发现是应用万有引力定律取得辉煌成就的例子。 （1）明确行星或卫星（m)绕恒星或行星（M）的运动情况——近似看成m绕M做匀速圆周运动。 （2）m做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供。即：F引=F向 利用万有引力定律求天体的质量 （1）中心天体法：只能计算出中心天体的质量 比如可用地球的运动情况求出太阳的质量。 地球绕太阳做匀速圆周运动，所需的向心力由太阳和地球之间的万有引力提供。即F引=F向 3、具体运用—— 由此可得 另外，由向心力公式的不同表达式，还可以求出m绕M运动的其他物理量，如向心加速度、线速度、角速度、周期等，并且得出其规律。如： （2）利用某个行星表面重力加速度和其半径可求出该行星的质量。在行星表面附近，物体所受的重力近似等于物体与行星之间的万有引力。即F引=mg 比如设地球的质量为M，地球表面附近的重力加速度为g，地球的半径为R，地球表面的一物体的质量为m，则有 ，由此可得出地球的质量为 4、双星问题的计算 两个星球，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动，这两个星球组成了双星。处理双星问题时要抓它们的周期和向心力相同这一特点，再利用万有引力提供向心力即可求解。 · O M1 M2 R 五、人造卫星、宇宙速度 1、人造卫星 2、三种宇宙速度 当抛出物体的初速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来,它将围绕地球做匀速圆周运动，成为一颗人造地球卫星，简称人造卫星。 （1）第一宇宙速度： 推导： ①卫星绕地球做匀速圆周运动，所需向心力由万有引力提供。 ②对于靠近地球表面运行的人造卫星,可以认为此时r近似等于地球的半径. 第一宇宙速度的另一表达式v= ①卫星绕地球做匀速圆周运动，所需向心力由万有引力提供。 ②对于靠近地球表面运行的人造卫星,可以认为卫星的重力近似等于万有引力。 （2）第二宇宙速度 在地面上发射物体,使之能够脱离地球的引力作用,成为绕太阳运行的人造卫星或飞到其他行星上去所必须具有的最小速度,叫做第二宇宙速度，也叫脱离速度，其大小为V2=11.2km/s 。 （3）第三宇宙速度 在地面上发射物体,使之最后能脱离太阳的引力范围,飞到太阳系以外